Из чего состоит гвоздь: Вещество из которого состоит гвоздь – asnka.ru – КСМ

Содержание

Почему ржавеет гвоздь? | Наука и жизнь

Ржавый гвоздь, ржавый мост, ржавый забор, ржавый корабль. Почему всё железное ржавеет и что же такое ржавчина?

Алюминиевая руда — боксит — состоит из гидроксидов алюминия, оксидов железа и кремния. Внешне она совершенно не похожа на алюминий

Фото Натальи Домриной.

Коррозия в сочетании с ошибками в конструкции привели к разрушению моста через реку Миссисипи в штате Миннесота (США) в августе 2007 года.

Даже к такому простому делу, как мытьё раковины, надо подходить с умом. Обширная питтинговая и язвенная коррозия кухонной мойки из нержавеющей стали вызвана неправильным подбором чистящих средств, которые содержат соединения хлора.

Коррозионное растрескивание нижней части корпуса стало причиной крушения самолёта «Боинг-737» компании «Элоу Эйрлайн» в апреле 1988 года.

‹

›

Открыть в полном размере

Давайте вспомним, откуда берётся железо или, например, алюминий.

Правильно, их выплавляют из руды — железной, марганцевой, магниевой, алюминиевой и др. Металлы в рудах содержатся в основном в виде оксидов, гидроксидов, карбонатов, сульфидов, то есть в виде химических соединений с кислородом, водой, серой и пр.

В природе в металлическом, или свободном, состоянии в основном можно встретить лишь золото, платину, иногда серебро. Эти металлы устойчивы, то есть не стремятся (или слабо стремятся) образовывать химические соединения. Наверное, по этой причине они получили название благородных.

Что же до подавляющего большинства металлов, то, чтобы они находились в свободном состоянии, их надо восстановить из природных рудных соединений, то есть выплавить. Выходит, выплавляя металл, мы переводим его из устойчивого состояния в неустойчивое. Вот он и стремится вернуться в исходное состояние — окислиться. Это и есть коррозия — естественный для металлов процесс разрушения при взаимодействии с окружающей средой. Частный случай коррозии — ржавление — образование на железе гидроксида железа Fe(ОН)

Этот процесс может протекать только в присутствии влаги (воды или водяных паров).

Но почему же тогда не рушатся в одночасье мосты, не рассыпаются мгновенно самолёты и автомобили? Да и кастрюльки со сковородками не превращаются на наших глазах в рыжий, чёрный или серый порошок. К счастью, реакции окисления металлов протекают не столь стремительно. Как и любой процесс, они идут с определённой скоростью, порою очень небольшой. Более того, есть много способов замедлить коррозию.

Плечо друга

Вы замечали, что на нержавеющей стали не бывает ржавчины, хотя её основу составляет то же самое железо, которое при окислении (в присутствии воды или водяного пара) превращается в рыжий мохнатый гидроксид. Тут есть одна хитрость: нержавеющая сталь — это сплав железа с другими металлами. Введение в металлические сплавы элементов для придания им тех или иных свойств называется легированием.

Основной легирующий элемент, который добавляют к обычной (углеродистой) стали, чтобы получить нержавеющую, — хром. Этот металл тоже стремится окислиться, что он с успехом и делает гораздо охотнее и быстрее, чем само железо. При этом на поверхности нержавеющей стали быстро образуется плёнка из оксида хрома. В отличие от рыхлой ржавчины компактный тёмный оксид хрома не даёт агрессивным ионам окружающей среды проникать к поверхности металла, то есть оксид попросту прикрывает собой металл, и процесс коррозии прекращается. Такие оксидные плёнки называются защитными. В нержавеющих сталях хрома должно быть строго определённое количество, но не менее 13%. Кроме хрома в нержавеющие стали часто добавляют никель, молибден, ниобий и титан.

Благодаря защитным плёнкам многие металлы неплохо выдерживают воздействие различных сред. Возьмём, к примеру, алюминиевую кастрюльку, в какой кипятят молоко или варят манную кашу. Обычно такая кастрюлька не блестит, подобно хрому или нержавеющей стали, и имеет слегка белёсый цвет. Дело в том, что на алюминии, как и на других металлах, на воздухе всегда образуется белёсая оксидная плёнка (оксид алюминия), которая отлично защищает металл от коррозии. Такие плёнки называются пассивными, а металлы, на которых они самопроизвольно образуются, — пассивирующимися. Если же алюминиевую кастрюльку почистить металлической щёткой, налёт исчезнет и появится металлический блеск. Но очень быстро поверхность вновь покроется плёнкой оксида алюминия и станет белёсой.

Укрощение активных

Перевести металл в пассивное состояние можно принудительным образом. Например, железо помимо незащитных гидроксида железа или же низших оксидов (закиси и закиси-окиси) при определённых условиях образует высший оксид — окись железа (Fe

2О₃). Этот оксид неплохо защищает металл и его сплавы при высоких температурах на воздухе, он же (одна из его форм) «ответственен», как считают специалисты, за пассивное состояние железных сплавов во многих водных средах.

Устойчивость нержавеющей стали в крепкой серной кислоте связана именно с пассивированием стали в этой весьма агрессивной среде. Если же поместить нержавейку в слабый раствор серной кислоты, сталь начнёт корродировать. Парадокс объясняется просто: крепкая серная кислота обладает сильными окислительными свойствами, благодаря чему на поверхности нержавеющей стали образуется пассивирующая плёнка, а в слабой кислоте не образуется.

В случаях, когда агрессивная среда недостаточно «окислительная», используют специальные химические добавки, помогающие образованию на поверхности металла пассивной плёнки. Такие добавки называют ингибиторами или замедлителями коррозии.

Не все металлы способны образовывать пассивные плёнки, даже принудительно. В этом случае добавление в агрессивную среду ингибитора, напротив, удерживает металл в «восстановительных» условиях, в которых его окисление подавляется (оно энергетически невыгодно).

Жертвоприношение

Искусственно поддерживать металл в «восстановительных» условиях можно и иным способом, ведь не всегда есть возможность добавить ингибитор. Возьмём, к примеру, обычное оцинкованное ведро. Оно сделано из углеродистой стали, а сверху покрыто слоем цинка. Цинк — более активный металл, чем железо, значит, он охотнее вступает в химические реакции. Поэтому цинк не просто механически изолирует стальное ведро от окружающей среды, но и «принимает огонь на себя», то есть корродирует вместо железа.

Похожим способом нередко защищают днища кораблей. Только их не покрывают сплошным слоем цинка, марганца или алюминия — это было бы очень дорого да и сложно, а прикрепляют к днищу солидный кусок более активного металла (протектора). В итоге протектор разрушается, а днище корабля остаётся целым и невредимым.

Для подземных коммуникаций «восстановительные» условия создают с помощью электрохимической защиты: накладывают на защищаемый металл отрицательный (катодный) потенциал от внешнего источника тока, так что на металле прекращается процесс окисления.

Однако зачем нужно столько разных сложных способов защиты металлов? Разве нельзя просто покрасить металл или нанести на него эмаль?

Во-первых, всё покрасить невозможно.

А во-вторых… Возьмём для примера эмалированную кастрюлю или автомобиль. Если кастрюля, вырвавшись из рук, с грохотом упадёт на пол и отшибёт себе эмалированный бочок, то под отколовшейся эмалью будет зиять «чёрный глаз», края которого постепенно окрасятся в предательский рыжий цвет — скол покроется ржавчиной. Не лучшая судьба ждёт и автомобиль, если вдруг в его лаковом боку (а чаще на стыке с днищем) образуется небольшая дырочка в слое лака. Этот канал поступления к корпусу агрессивных агентов — воды, кислорода воздуха, сернистых соединений, соли — немедленно заработает, и корпус начнёт ржаветь. Вот и приходится владельцам автомобилей делать дополнительную антикоррозионную обработку.

Невидимый злодей

Так, может, проблема коррозии металлов решена? Увы, не всё так просто. Любые коррозиестойкие сплавы устойчивы только в определённых средах и условиях, для которых они разработаны. Например, большинство нержавеющих сталей отлично выдерживают кислоты, щёлочи и очень «не любят» хлориды, в которых они часто подвергаются местным видам коррозии — язвенной, точечной и межкристаллитной.

Это очень коварные коррозионные разрушения. Конструкция из красивого, блестящего металла без намёка на ржавление может однажды рухнуть или рассыпаться. Всё дело в мельчайших точечных, но очень глубоких поражениях. Или же в микротрещинах, не видимых глазом на поверхности, но пронизывающих буквально всю толщу металла. Не менее опасно для многих сплавов, не подверженных общей коррозии, так называемое коррозионное растрескивание, когда внезапно конструкцию пронизывает огромная трещина. Такое случается с металлами, испытывающими длительные механические нагрузки — в самолётах и вертолётах, в различных механизмах и строительных конструкциях.

Крушение поездов, падение самолётов, разрушение мостов, выбросы газа и разливы нефти из трубопроводов — причиной подобных катастроф нередко становится коррозия. Чтобы её укротить, предстоит ещё много узнать о сложнейших природных процессах, происходящих вокруг нас.

Гвозди строительные: конструкция, размеры, особенности

Что такое строительные гвозди, знают, пожалуй, все. Распространены они очень широко и даже вошли в народный фольклор: «Надоел, как гвоздь в башмаке», «Засел, как гвоздь» — это только самые распространенные поговорки об этих крепежных элементах.

Конструктивно современный строительный гвоздь — это довольно простое изделие, и состоит он из таких элементов, как шляпка (головка) и заостренный стержень.

Из чего изготавливают строительные гвозди?

Историки утверждают, что прообразами современных гвоздей были шипы растений, а также рыбьи кости, при помощи которых наши далекие предки старались соединить различные деревянные детали.

Потом их стали изготавливать из древесины твердых пород, а несколько позднее, в период расцвета Древнего Египта и античной Греции, для этой цели начали применять медь и бронзу.

В Средние века список материалов для производства гвоздей пополнился железом, из которого их ковали вручную. На рубеже XVIII и XIX веков в Англии изобрели гвоздильную машину, в результате чего выпуск этого крепежа приобрел действительно массовые масштабы.

Все производимые в России строительные гвозди должны соответствовать ГОСТ 4028-63 «Гвозди строительные. Конструкция и размеры».

Согласно этому норматив-ному документу, они могут иметь или плоскую, или коническую головку (которая в обиходе нередко называется потайной). Что касается материала их изготовления, то в его качестве может выступать сталь марок Ст1пс, Ст1сп, Ст2пс, Ст2сп и СтЗпс.

Размеры строительных гвоздей

Согласно ГОСТ 4028-63, диаметр стержня строительных гвоздей с плоской головкой может составлять от 0,8 до 1,6 миллиметра, а их длина — от 8 до 50 миллиметров. Этот же документ регламентирует, что соответствующие параметры для строительных гвоздей с потайной головкой должны находиться в пределах 1,8–8,0 миллиметров и 250 миллиметров.

Гвозди выпускаются как с защитой от коррозии, которая в подавляющем большинстве случаев осуществляется методом оцинковки, так и без нее. Специалисты со знанием дела утверждают, что вторые можно использовать только для того, чтобы обеспечивать кратковременное крепление деталей, поскольку ржаветь они начинают очень быстро. Кроме того, для проведения внутренних отделочных работ предпочтительнее применять те гвозди, покрытие на которых нанесено методом электроцинкования.

Также современной промышленностью выпускаются, так называемые, гребенчатые гвозди, которые отличаются от обычных тем, что на их стержнях наличествует попе-речная насечка. Их используют тогда, когда требуется обеспечить как можно более надежное крепление: считается, что прочность соединений, созданных с их помощью, примерно в пять раз выше, чем тех, для которых используются обычные гвозди.

Как правильно забивать и вытаскивать строительные гвозди?

Многие считают, что забивать гвозди — это очень просто, однако на самом деле этот процесс имеет свои нюансы и тонкости. Поэтому для того, чтобы не травмировать свои пальцы и не сгибать эти крепежные элементы при забивании, их следует обязательно знать.

Следует заметить, что правил крепления гвоздей совсем немного, а их соблюдение не составляет особого труда.

Первое из них состоит в том, что после того, как небольшой гвоздь приставлен сво-им острием к тому месту, куда он будет забиваться, необходимо нажать на шляпку с некоторым усилием.

Это позволит «наживить» его и после этого уже не придерживать пальцами при забивании с риском их повредить.

Если же требуется забить большой гвоздь, то его следует держать строго перпендикулярно закрепляемой поверхности, причем в непосредственной близости к ней.

Еще одно важное правило, которое следует соблюдать при забивании гвоздей, состоит в том, что если они начинают в ходе этого процесса гнуться, их не нужно пытаться «вгонять» дальше. Необходимо их вытащить с помощью плоскогубцев или гвоздодера, аккуратно выровнять на наковальне молотком и попробовать вбить обратно.

Если гвоздь не входит, то это, скорее всего, означает, что материал для него слишком твердый, и поэтому имеет смысл поступить следующим образом: или засверлить под него отверстие диаметром примерно треть от диаметра стержня (то есть поступить примерно таким же образом, как поступают при заворачивании саморезов), или использовать гвоздь из более прочного материала.

При скреплении деталей с помощью гвоздей необходимо соблюдать еще одно важ-ное правило. Оно состоит в том, что в нижнюю деталь этот крепежный элемент должен заходить не менее чем на две трети от длины стержня.

Полезные статьи:

Виды болтов
О шурупах и саморезах
Монтаж анкеров
Виды саморезов
Прочность болтов

Из чего сделаны ногти? И 18 других фактов о ваших ногтях

Медицинский обзор Синтии Кобб, DNP, APRN, WHNP-BC, FAANP — Автор Линдсей Росс-Хейзел — Обновлено 10 июля 2018 г.

Кератин — это тип белка, который образует клетки, составляют ткань ногтей и других частей тела.

Кератин играет важную роль в здоровье ногтей. Защищает ногти от повреждений, делая их крепкими и эластичными.

Кератин также образует клетки ваших волос и кожи. Он также образует клетки, которые являются ключевой частью многих желез и выстилают внутренние органы.

Под кожей начинают расти ногти. Когда новые клетки растут, они вытесняют старые через кожу. Часть, которую вы видите, состоит из мертвых клеток. Поэтому ногти подстричь не помешает.

Крошечные кровеносные сосуды, называемые капиллярами, располагаются под ногтевым ложем. Кровь, текущая по капиллярам, способствует росту ногтей и придает им розоватый цвет.

Гвозди, которые вы видите, мертвы и не чувствуют. Однако слой кожи под ногтями, называемый дермой, имеет окончания чувствительных нервов. Они посылают сигнал в ваш мозг, когда на ваши ногти оказывается давление.

И ногти на ногах растут примерно на 1,5 миллиметра в месяц. Это средние показатели для здоровых взрослых. Получаете ли вы правильное питание и насколько хорошо вы заботитесь о своих ногтях, может повлиять на скорость роста.

Хотя миф о том, что после смерти растут ногти, не соответствует действительности, он существует не просто так. После того, как кто-то умирает, его кожа обезвоживается и сморщивается, создавая впечатление, будто у него выросли ногти.

Их волосы тоже растут быстрее, чем у женщин. Единственным исключением является период беременности, когда ногти и волосы у женщины могут расти быстрее, чем у мужчины.

Если вы правша, вы могли заметить, что ногти на этой руке растут быстрее, чем на левой, и наоборот. Это может быть связано с тем, что эта рука более активна (см. пункт 11).

Летом ногти растут быстрее, чем зимой. Было проведено не так много исследований о том, почему это происходит, но одно исследование с участием крыс показало, что холодная погода замедляет рост их ногтей.

Частое использование рук делает ваши ногти более уязвимыми к незначительным травмам, например, при постукивании ими по столу или работе с клавиатурой. Это способствует циркуляции крови в ваших руках, стимулируя рост ногтей.

Около 10 процентов всех дерматологических заболеваний связаны с ногтями. Желтые, коричневые или зеленые ногти обычно означают, что у вас грибковая инфекция. В некоторых случаях желтые ногти являются симптомом заболевания щитовидной железы, псориаза или диабета.

Белые пятна или линии обычно появляются в результате незначительных повреждений ногтя, например, в результате укуса. Эти пятна, как правило, безвредны и вырастают.

Стресс может привести к тому, что ваши ногти будут расти медленнее или даже временно перестанут расти. Когда они снова начнут расти, у вас могут появиться горизонтальные линии на ногтях. Обычно они безвредны и вырастают.

Также называемое онихофагией, кусание ногтей обычно не вызывает долгосрочных повреждений. Однако это повышает риск заболеть из-за распространения микробов в рот. Повреждение кожи вокруг ногтей также может вызвать инфекцию.

Чтобы сохранить ногти здоровыми, делайте перерывы в использовании лака или искусственных ногтей. Использование и удаление этих продуктов может негативно сказаться на ваших ногтях, поэтому перерыв в их использовании помогает ногтям восстанавливаться.

Рост ногтей и другие характеристики ногтей частично зависят от ваших унаследованных генов. Другие факторы включают ваш возраст и состояние здоровья.

Этот небольшой кусочек кожи у основания ногтя защищает новый ноготь от микробов, когда он прорастает через кожу. Вы не должны обрезать кутикулы. Это устраняет важный барьер, который помогает предотвратить инфекцию.

Приматы, включая людей, имеют ногти вместо когтей, а также противопоставленные большие пальцы. Это дает людям более подвижные руки, которые позволяют нам хватать предметы лучше, чем другим млекопитающим.

Ваши ногти дают представление о вашем здоровье в целом. Изменение цвета ногтей или нарушение их роста могут быть симптомами заболевания, плохого питания или чрезмерного стресса. Поговорите со своим врачом, если вас беспокоят недавние изменения ваших ногтей.

Следуйте этим советам по гигиене ногтей:

Регулярно подстригайте ногти, делая их короткими.
Если у вас длинные ногти, трите их с нижней стороны, когда моете руки. Каждый раз используйте мыло и воду, а также рассмотрите возможность использования щеточки для ногтей.
Дезинфицируйте инструменты для ухода за ногтями перед каждым использованием (и убедитесь, что каждый салон, который вы посещаете, делает то же самое).
Не грызите и не грызите ногти.
Не отрывайте и не откусывайте заусеницы. Вместо этого используйте продезинфицированный триммер для ногтей, чтобы удалить их.

Из чего сделаны гвозди? И 18 других фактов о ваших ногтях