список, названия, классификация и использование :: BusinessMan.ru
Ведущей отраслью в экономике нашей страны является металлургия. Для успешного ее развития нужно много металла. В данной статье речь пойдет о цветных тяжелых и легких металлах и их использовании.
Классификация цветных металлов
В зависимости от физических свойств и назначения, они подразделяются на такие группы:
- Легкие цветные металлы. Список этой группы большой: в ее состав входит кальций, стронций, цезий, калий, а также литий. Но в металлургической промышленности чаще всего используются алюминий, титан и магний.
- Тяжелые металлы пользуются большой популярностью. Это всем известные цинк и олово, медь и свинец, а также никель.
- Благородные металлы, такие как платина, рутений, палладий, осмий, родий. Золото и серебро широко применяются для изготовления украшений.
- Редкоземельные металлы — селен и цирконий, германий и лантан, неодим, тербий, самарий и другие.
- Тугоплавкие металлы — ванадий и вольфрам, тантал и молибден, хром и марганец.
- Малые металлы, такие как висмут, кобальт, мышьяк, кадмий, ртуть.
- Сплавы – латунь и бронза.
Легкие металлы
Они имеют широкое распространение в природе. Эти металлы обладают маленькой плотностью. У них высокая химическая активность. Они представляют собой прочные соединения. Металлургия этих металлов начала развиваться в девятнадцатом веке. Их получают путем электролиза солей в расплавленном виде, электротермии и металлотермии. Легкие цветные металлы, список которых имеет много пунктов, используются для производства сплавов.
Алюминий
Относится к легким металлам. Имеет серебристый цвет и точку плавления около семисот градусов. В промышленных условиях используется в сплавах. Он применяется везде, где нужен металл. У алюминия плотность низкая, а прочность – высокая. Этот металл легко режется, пилится, сваривается, сверлится, паяется и сгибается.
Сплавы образует с металлами различных свойств, такими как медь, никель, магний, кремний. Они обладают большой прочностью, не ржавеют при неблагоприятных погодных условиях. У алюминия высокая электро- и теплопроводность.
Магний
Он относится к группе легких цветных металлов. Имеет серебристо-белый цвет и пленочное окисное покрытие. Обладает маленькой плотностью, хорошо обрабатывается. Металл устойчив к воздействию горючими веществами: бензином, керосином, минеральными маслами, но подвержен растворению в кислотах. Магний не магнитен. Обладает низкими упругими и литейными свойствами, подвергается коррозии.
Титан
Это легкий металл. Он не магнитен. Имеет серебристый цвет с отливом голубоватого тона. Обладает высокой прочностью и устойчивостью к коррозии. Но у титана маленькая электропроводность и теплопроводность. Теряет механические свойства при температуре 400 градусов, приобретает хрупкость при 540 градусах.
Механические свойства титана повышаются в сплавах с молибденом, марганцем, алюминием, хромом и другими. В зависимости от легирующего металла, сплавы имеют разную прочность, среди них есть и высокопрочные. Такие сплавы применяются в самолетостроении, машиностроении, судостроении. Из них производят ракетную технику, бытовые приборы и многое другое.
Тяжелые металлы
Тяжелые цветные металлы, список которых весьма широк, получают из сульфидных и окисленных полиметаллических руд. В зависимости от их типов, методы получения металлов отличаются по способу и сложности производства, в процессе которого должны полностью извлекаться ценные составляющие сырья.
Металлы этой группы бывают гидрометаллургическими и пирометаллургическими. Полученные любым методом металлы называются черновыми. Они подвергаются процедуре рафинирования. Только после этого их можно использовать в промышленных целях.
Медь
Цветные металлы, список которых представлен выше, в промышленности используются не все. В данном случае речь идет о распространенном тяжелом металле – меди. У нее высокая теплопроводность, электропроводность и пластичность.
Сплавы меди нашли широкое применение в такой отрасли промышленности, как машиностроение, а все благодаря тому, что этот тяжелый металл хорошо сплавляется с другими.
Цинк
Он тоже представляет цветные металлы. Список названий большой. Однако далеко не все тяжелые цветные металлы, к которым относится цинк, используются в промышленности. Этот металл хрупкий. Но если нагреть его до ста пятидесяти градусов, он будет без проблем коваться и с легкостью прокатываться. У цинка высокие антикоррозионные свойства, но он поддается разрушению при воздействии щелочью и кислотой.
Свинец
Список цветных металлов будет неполным без свинца. Он серого цвета с проблеском голубого оттенка. Температура плавления составляет триста двадцать семь градусов. Он тяжелый и мягкий. Хорошо куется молотком, при этом не твердеет. Из него выливают различные формы. Устойчив к воздействию кислот: соляной, серной, уксусной, азотной.
Латуни
Это сплавы из меди и цинка с добавлением марганца, свинца, алюминия и других металлов. Стоимость латуни меньше, чем меди, а прочность, вязкость и коррозионная стойкость – выше. У латуни хорошие литейные свойства. Из нее производят детали путем штамповки, раскатки, вытяжки, вальцовки. Из этого металла делают гильзы для снарядов и многое другое.
Использование цветных металлов
Цветными называют не только сами металлы, но и их сплавы. Исключение составляет так называемый «чермет»: железо и, соответственно, его сплавы. В странах Европы цветные металлы носят название нежелезистых. Цветные металлы, список которых немаленький, нашли широкое применение в разных отраслях во всем мире, в том числе и в России, где являются основной специализацией. Производятся и добываются на территориях всех регионов страны. Легкие и тяжелые цветные металлы, список которых представлен большим разнообразием наименований, составляют отрасль промышленности под названием «Металлургия». Это понятие включает в себя добычу, обогащение руд, выплавку как металлов, так и их сплавов.
В настоящее время отрасль цветной металлургии получила широкое распространение. Качество цветных металлов очень высокое, они отличаются долговечностью и практичностью, применяются в строительной индустрии: ими отделывают здания и сооружения. Из них производят профильный металл, проволоку, ленты, полосы, фольгу, листы, прутки различной формы.
businessman.ru
Цветные металлы и их применение.
Цветные металлы и их сплавы очень востребованы, широко применяются во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. К ним относятся все металлы за исключением железа и его производных, которые классифицируются как черные металлы.
Практически все цветные металлы обладают следующими свойствами:
- Устойчивостью к коррозии и значительным перепадам температур;
- Пластичностью;
- Многосторонностью применения.
Кроме этого, важной особенностью цветных металлов является то, что их свойства можно изменить с помощью закалки, искусственного старения или термической обработки. Также они хорошо обрабатываются штамповкой, прокаткой, ковкой, сваркой, пайкой, прессованием и резкой.
Наиболее ценными цветными металлами являются: Алюминий; Медь; Никель; Олово; Свинец; Цинк; Магний.
Алюминий.
Обладая высокой электропроводностью, алюминий в чистом виде широко применяется там, где это свойство важно, к примеру, для изготовления проводов линий электропередач.
Широко используются и алюминиевые сплавы, которые разделяются на две группы: упрочняемые и не упрочняемые.
Упрочняемые сплавы, которые подвергаются термообработке, известны под названиями дуралюмин и авиаль, в составе их содержится медь, цинк и определенное сочетание магния с кремнием.
Помимо термической обработки, такие сплавы подвергаются естественному старению и закалке, что увеличивает их прочностные характеристики. Из этих видов сплавов создаются высокопрочные конструкции с малой массой для применения в аэрокосмической промышленности.
Не упрочняемые термической обработкой сплавы, широко применяются в транспортном машиностроении для изготовления узлов самых разнообразных транспортных средств.
Медь
Медь стала первым металлом, которым человек стал пользоваться, и случилось это, скорее всего, за много тысячелетий до нашей эры. Кроме этого медь была первым материалом, который был использован для передачи электричества. Ее основными техническими характеристиками являются высокая электропроводность и ковкость.
Чистая медь широко применяется в электротехнической промышленности для изготовления кабельных изделий и различного вида проводов. Также, она используется в производстве электрогенераторов, радиоаппаратуры, телеграфного и телефонного оборудования.
В других отраслях чаще используются ее сплавы. Особенно популярны латуни, которые содержат цинк и другие элементы для придания необходимых свойств. Они обладают великолепными механическими характеристиками, легко обрабатываются, поэтому широко применяются в химической промышленности и машиностроении для изготовления различных емкостей и трубопроводов. Также они используются, повсеместно, для производства бытовых товаров различного назначения.
Кроме них широко применяются бронзы, содержащие, в качестве основной составляющей сплава, олово.
Никель
Чистый никель используется в качестве защитного антикоррозионного покрытия поверхностей от воздействия химически активных веществ.
Кроме этого, из него изготавливаются различные котлы, цистерны и тигли, обладающие высокой коррозионной стойкостью, и применяемые в химической, текстильной, пищевой промышленности. Широко используется никель при производстве различного вида аккумуляторов и электродов для топливных элементов.
В некоторых областях используется порошкообразный никель в качестве катализатора химических процессов. К примеру, он применяется в реакциях гидрогенизации спиртов, циклических альдегидов ароматических и непредельных углеводородов.
Олово
Из чистого олова, в основном, получают белую жесть, которую используют для изготовления консервных банок.
Очень популярными в различных отраслях являются сплавы из этого цветного материала. Например, при книгопечатании используются шрифты, отлитые из гарта, который представляет собой сплав олова со свинцом и сурьмой.
Очень востребованным является баббит, получаемый методом сплавления олова со свинцом, сурьмой и медью. Из этого сплава изготавливается огромное количество деталей, в частности подшипников, рабочая поверхность которых высокоустойчива и обладает низким коэффициентом трения.
Свинец и цинк.
Хотя свинец и цинк добываются на одних и тех же природных месторождениях, области их применения значительно отличаются. Устойчивость свинца к агрессивным воздействиям позволяет использовать его в качестве защитных покрытий телефонных и телеграфных проводов. В химическом производстве из него делают специальное оборудование.
Цинк в чистом виде, зачастую, применяется для изготовления оцинкованного железа. И тот и другой метал, широко используются в различных сплавах для изготовления узлов оборудования в машиностроении, металлургии, медицине и других отраслях народного хозяйства.
metresspb.ru
Цветные металлы и сплавы – свойства и применение
Зачастую они продаются в виде проката и, несмотря на название, могут не отличаться ярким цветом или блеском. В зависимости от степени сложности добычи и обработки формируется и итоговая стоимость металлопроката.
Плюсы металлов и сплавов
- Легко плавятся;
- Устойчивы к внешним воздействия;
- Отличная теплопроводность;
- Малая плотность.
Разновидности цветных металлов
Медь
Относится к группе тяжелых металлов. В исходном состоянии она пластичная, розовато-золотистого цвета. Отличается высокой электропроводностью, поэтому используется в электрике и электронике. Проста в обработке. Сплав меди с цинком – это латунь, с прочими металлами – бронза.
Цинк
Тяжелый сине-белый металл. Если чистый цинк взаимодействует с кислородом, на его поверхности появляется оксидная пленка. Очень востребован в разных областях промышленности.
Свинец
Тяжелый серый металл с высокой токсичностью. Легко плавится. После прокатки получаются тонкие листы. Активно используется при производстве автомобилей, оружия, в медицинской сфере. Применяется и при изготовлении топлива.
Олово
Тяжелый металл серого или белого цвета. В виде порошка быстро темнеет. Даже в холодном виде олово очень гибкое и пластичное, легко плавится. Для изготовления крепежей и фурнитуры используются сплавы олова с кадмием и висмутом.\
Магний
Относится к группе легких металлов. Серебристо-белый, высокая устойчивость к внешним факторам. Разрушается при нагреве до 600 градусов по Цельсию. Используется при строительстве транспортных средств, в военной промышленности.
Алюминий
Один из самых популярных легких металлов. Следует знать, что он плохо поддается сварке. Высокая электропроводимость, простой процесс обработки, низкая себестоимость. Используется в разных сферах промышленности.
Сурьма
Это представитель подгруппы малых цветных металлов. Сизо-белая, с синеватым оттенком. Легко крошится, используется в тандеме с другими металлами. Применяют сурьму и в медицинских целях.
Ртуть
Агрегатное состояние малого цветного металла – жидкое. Используется в медицинской отрасли и в промышленных целях.
Кадмий
Малый цветной металл белого цвета. Имеет характерный металлический отблеск. Можно легко разрезать ножом. В чистом виде очень токсичен.
Молибден
Легирующий мягкий серебристый металл. В чистом виде в природе не встречается. Легко обрабатывается, менее прочный, чем вольфрам. Применяют в ракетостроительной промышленности и авиации.
Вольфрам
Легирующий бело-серебристый металл, очень похож на платину. Плотный, туго плавится, используется в ювелирной отрасли, промышленности, медицине.\
Ванадий
Легирующий пластичный металл бело-серебристого цвета. Пластичный, используется чаще в составе сплавов. Устойчив к коррозии, повышает прочность других металлов.
Кобальт
Легирующий металл серебристого цвета, может иметь синеватый или желтоватый оттенок. Используется при изготовлении медицинского оборудования, инструментов.
Серебро
Благородный металл, который отличается высокой пластичностью. Не окисляется, имеет высокую электро- и теплопроводимость.
Золото
Благородный цветной металл, который не окисляется даже в расплавленном состоянии. Растворяется только в смеси азотной и соляной кислоты. Хорошо поддается обработке.
Платина
Благородный металл, используется в чистом виде и высоко ценится. Устойчива к внешним воздействиям и деформациям.
Тантал
Редкий цветной серебристый металл. Очень плотный и твердый, но обработке поддается хорошо. Основные сферы использования: ядерная, химическая промышленность, металлургия.
Ниобий
Редкий цветной металл с характерным стальным отблеском. Тугоплавкий, с высокими парамагнитными свойствами. Используют в радиоэлектронике и авиационной промышленности.
Никель
Тяжелый металл, серебристо-белый, очень пластичный. Входит в ряд сплавов, ферромагнетик. Прост в обработке, из никеля изготавливают спирали, трубы, листы и прочие элементы.
Титан
Несмотря на то, что титан – представитель группы легких металлов, он отличается высокой прочностью. Используется в чистом виде и в сплавах. Из титана изготавливают качественные механизмы и крепежи.
Одним из ведущих производителей никелевого и титанового проката является компания Уральский никелевый прокат.
best-stroy.ru
Цветные металлы: применение и особенности обработки
Сегодня цветные металлы очень много значат в производстве современной техники. Металл, с точки зрения химии — простое вещество, обладающее способностью проводить тепло и электричество. Его поверхность имеет характерный блеск.
Металлы классифицируют по разным критериям, тем не менее, среди них выделяют три основные группы:
- черные;
- цветные;
- благородные (драгоценные).
Цветные металлы — понятие, включающее металлы и сплавы (исключением является железо, относящееся к черным металлам). Они очень востребованы на территории России, поэтому их производством занимаются во многих регионах страны.
Прежде всего, детали из цветных металлов отличаются от других металлоизделий своей стоимостью. Ограниченные запасы и сложности добычи материала — вот основные аспекты, объясняющие различия в цене. К тому же, детали из цветных металлов характеризуются уникальными свойствами, причем, как физическими, так и химическими: мягкостью, пластичностью, энергопроводимостью. Данная группа включает в себя большое количество металлов, отличающихся друг от друга, в первую очередь по внешнему виду, а потом уже по своим характеристикам.
Отрасль металлургии, специализирующаяся на добыче, обогащении руд, выплавке цветных металлов, называется цветной металлургией.
В РФ имеется несколько баз цветной металлургии, различающихся между собой отличиями географии легких/тяжелых металлов. Легкими металлами занимается титано-магниевая и алюминиевая промышленности, а тяжелыми — оловянная, никель-кобальтовая, свинцово-цинковая и медная.
Основные металлы
Алюминий — металл, характеризующийся высокой электропроводностью, прекрасной пластичностью и, вместе с тем, низкими механическими свойствами. При этом различают первичный и вторичный алюминий
Медь — наиболее распространенный цветной металл, обладающий великолепной электро- и теплопроводностью, а также пластичностью. На основе данного материала создается множество сплавов, широко используемых в машиностроении. Это обусловлено свойством меди хорошо сплавляться с другими металлами.
Еще один основной цветной металл — цинк. При температуре окружающей среды он достаточно хрупкий, однако если его нагреть до 100-150 оС, он замечательно поддается обработке ковкой и прокатом. Цинк обладает антикоррозионными свойствами, но при воздействии щелочей и кислот начинает разрушаться. Его температура плавления — 419 оС.
Сфера применения
Популярность цветных металлов ежегодно возрастает. Этому способствует динамичное развитие ракетной/атомной техники, авиастроения, химической промышленности, где в качестве конструкционных материалов используется титан, цирконий, молибден, никель, гафний и прочее.
Область применения отдельных металлов довольно разнообразна:
- медь и сплавы на ее основе востребованы на предприятиях химического машиностроения. Из этих материалов выполняются трубопроводы, сосуды для криогенной техники;
- алюминий пользуется особым спросом в химической/пищевой промышленности (из него изготавливают всевозможные емкости). В авиа- и судостроительстве этот металл популярен благодаря высокой прочности при небольшой плотности, стойкостью к коррозии и отличных механических свойств при температурах ниже нуля.
Особенности
Детали из цветных металлов получают различными способами. Здесь может быть применена и механическая обработка, и сварка, и множество других технологий. Выбирая ту или иную методику, нужно принять во внимания отличительные особенности обрабатываемого материала.
Магний, медь и алюминий, характеризуются прекрасными показателями теплопроводности и теплоемкости, которые способствуют быстрому охлаждению участков сварки. Следовательно, чтобы сварить такой материал, потребуются мощные источники теплоты, а может и дополнительный подогрев детали. Более того, у этих металлов при нагреве резко ухудшаются механические свойства. От этого они легче разрушаются от ударов, а под действием собственного веса может даже провалиться сварочная ванна.
При нагреве больших объемов цветных сплавов они на химическом уровне начинают взаимодействовать практически со всеми газами (исключение составляют инертные), а также растворяют атмосферные газы.
В этом плане наиболее активными являются тугоплавакие металлы, такие как:
- цирконий и молибден;
- тантал и титан.
Средства защиты
Цветные металлы, как было отмечено ранее, прочны, долговечны и способны запросто переносить воздействие высоких температур. Они обладают лишь одним изъяном — под воздействием кислорода эти металлы корродируют.
Наиболее действенный способ, позволяющий уберечь цветной металл от атмосферной коррозии — нанесение специальных лакокрасочных покрытий. Для защиты металлической поверхности разработаны следующие средства:
• грунтовка;
• краска;
• «3 в 1».
Грунтовка является основным средством борьбы с окислением металла. Однослойное грунтование выполняется перед окрашиванием поверхности, улучшая адгезию к основанию.
Обработка металлов — процесс, сопряженный со множеством нюансов, поэтому качественно выполнить задачу такого характера под силу лишь опытным профессионалам, способным находить правильный выход из самых непредсказуемых ситуаций. Доверившись им, можно быть уверенным, что они выполнят все именно так, как того требует заказчик.
Перейти к списку статей >>metalloobrabotka-zakazat.ru
Цветные металлы, какие они бывают
Всем, наверное, известно, о черных и цветных металлах. Взять для примера железо. Оно является черным металлом соответственно и то, что происходит из железа: сталь и чугун также черные. Все остальные металлы считаются цветными. Драгоценные, к примеру, еще называют благородными (золото, платина), но все равно они относятся к цветным металлам. Для промышленности, цветные, одни из самых главных.
Крылатый металл – алюминий. У нас на планете он распространен больше всего. Почему такое название крылатый или летающий? Просто из смеси его с компонентами цветных металлов (медью, марганцем и магнием) получили уникальный состав для производства самолетов, да и не только самолетов, например даже искусственное тело, первое запущенное на орбиту планеты имело оболочку именно из этого сплава — дуралюмин.
Так как он является одним из тех металлов, что есть на планете больше чем других, то и применение его нашло себе место практически везде. Это и машиностроение (корпуса двигателей), и строительство (облицовка зданий и окна), Химическая отрасль (техника по выделке кислотных соединений), в быту (посуда и лодки, мебель) все делается либо из самого металла, либо из его сплавов.
Во Франции построили уникальный корабль, полностью из этого металла. Все оснащение, начиная от мебели, и заканчивая корпусом, сделано именно из летающего металла.
Следующий металл, по очереди — медь. Основным достоинством меди все-таки есть токопроводимость. Именно поэтому она и используется в электротехнике. Кроме проводов из этого продукта изготовляют обмотки для трансформаторов, наматывают генераторы, просто тянут высоковольтные линии. В сплавах меди: латунь и бронза, также присутствуют такие же качества повышенной токопроводимости, поэтому их тоже используют, наравне с медью.
Магний — уникальный металл, серебристого и белого цветов. Во время нагрева чистого металла, он ярко вспыхивает. Раньше этим свойством пользовались фотографы. Оказавшись в сплаве, магний, придает ему необычайную твердость, и перестает реагировать на повышение температур. Именно поэтому из таких вот сплавов и делают температуро-устойчивые детали для двигателей в авиации. Многие детали для космических ракет тоже производят из такого сплава.
Следующим в нашем списке, идет титан. У него свойства по прочности самые высокие. И тугоплавкость намного больше, нежели у остальных. Поэтому где нужна повышенная прочность и задействуют титан.
Теперь у нас на очереди ртуть. Этот металл знаком всем, в основном из-за градусников. Но применение этого элемента намного шире. Из него делают, например капсюли для патронов, используют и в лекарственных препаратах.
Из-за своих разных возможностей цветные металлы и добываются совсем непохожим образом, понятно, что на первом этапе технология схожа. Берется обогащенная руда. Хотя само обогащение руд цветных металлов более трудоемко, чем у черных. Необходимо выделить все возможные примеси (сера, железо и кислород).
При процессе обжига руды, получается как бы замена, одного элемента другим. Сера меняется на кислород. Называется новый элемент, который мы так получили — оксид. Для того чтобы выделить кислород и восстановить необходимый нам металл его расплавляют в домне.
При высоких температурных показателях в домне, добавляют тот химический элемент, который как бы любит кислород: кремний, водород или углерод. И во время реакции кислород перебегает, к какому-то из них.
Еще один способ для замены, когда используют хлор. Тогда руду просто хлорируют, а в расплав добавляют магний.
Для того чтобы получить чистые металлы по категории, с цветными придется проделать очень сложные операции. Для образца возьмем медь. Выплавляется она в специальных нагревательных печах. По своему устройству, такая конструкция напоминает сооружение «печь мартеновская». Только вот на выходе мы получаем продукт, носящий наименование штейн. Это сплав меди и железа, золота и других различных примесей. Причем самой меди тут меньше, ее примерно процентов тридцать от объема. Поэтому приходится этот сплав продувать через конвектор. И если для чугуна это происходит быстро, буквально несколько минут, то для меди процесс займет час. Так получается не совсем очищенная медь, которая называется черновая. 
Примесей в ней всего один или два процента, но и этого много для чистого металла.
Следующим этапом рафинируют металл под воздействием огня. Здесь выжигается сера и часть не нужных добавок, оставшихся в составе. Частично выходит и оксид меди. Для того чтобы кислород освободил расплав, в него погружают деревянные бруски. Как бы дразнят бурлящий расплав металла. Эта операция, кстати, так и называется: «дразнение». Для окончательного расставания с кислородом делается добавка древесного угля.
И теперь у нас осталось только выделить золото и серебро.
Здесь потребуется процесс электролиза. Берем пластину металла полученного перед этим, он будет анодом, и погружаем в раствор. Состав раствора: серная кислота и медный купорос. Катодом у нас служит лист чистой меди. При электролизе ток перенесет медь с анода на катод, а все примеси осядут.
Электролиз позволяет получать многие цветные металлы, в том числе и крылатый металл алюминий.
Для его получения приходится прилагать еще больше сил. Так как руда алюминия – глинозем очень тугоплавкая (две тысячи пятьдесят градусов), приходится делать раствор криолита. Криолит, это смесь алюминия, фтора и натрия. Точка расплав всего тысяча градусов. При процессе электролиза алюминий оседает на катод.
Есть еще способ получения металлов без повышения температур. Это делается путем растворения металлов и называется это направление – гидрометаллургия.
Металл просто растворяют кислотами или водой и потом извлекают с помощью обменных химических реакций или опять электролизом.
Практически все руды цветных металлов в той или иной мере содержат несколько видов металла. На специальных производствах их просто достают одни за другими в порядке цепи. Процесс изъятия основывается на свойствах специальных смол-ионитов. Каждая из них вытягивает на себя какой-нибудь один металл.
Еще есть технология выделения металлов при помощи бактерий. Некоторые из них расщепляют разные металлы. Технология с применением бактерий очень проста и поэтому значительно удешевляет процесс получения металлов и увеличивает возможность добычи.
ukrmetallolom.com.ua
Цветные металлы примеры — Все карты мира
Ведущей отраслью в экономике нашей страны является металлургия. Для успешного ее развития нужно много металла. В данной статье речь пойдет о цветных тяжелых и легких металлах и их использовании.
Содержание статьи:
Классификация цветных металлов
В зависимости от физических свойств и назначения, они подразделяются на такие группы:
- Легкие цветные металлы. Список этой группы большой: в ее состав входит кальций, стронций, цезий, калий, а также литий. Но в металлургической промышленности чаще всего используются алюминий, титан и магний.
- Тяжелые металлы пользуются большой популярностью. Это всем известные цинк и олово, медь и свинец, а также никель.
- Благородные металлы, такие как платина, рутений, палладий, осмий, родий. Золото и серебро широко применяются для изготовления украшений.
- Редкоземельные металлы — селен и цирконий, германий и лантан, неодим, тербий, самарий и другие.
- Тугоплавкие металлы — ванадий и вольфрам, тантал и молибден, хром и марганец.
- Малые металлы, такие как висмут, кобальт, мышьяк, кадмий, ртуть.
- Сплавы – латунь и бронза.
Легкие металлы
Они имеют широкое распространение в природе. Эти металлы обладают маленькой плотностью. У них высокая химическая активность. Они представляют собой прочные соединения. Металлургия этих металлов начала развиваться в девятнадцатом веке. Их получают путем электролиза солей в расплавленном виде, электротермии и металлотермии. Легкие цветные металлы, список которых имеет много пунктов, используются для производства сплавов.
Алюминий
Относится к легким металлам. Имеет серебристый цвет и точку плавления около семисот градусов. В промышленных условиях используется в сплавах. Он применяется везде, где нужен металл. У алюминия плотность низкая, а прочность – высокая. Этот металл легко режется, пилится, сваривается, сверлится, паяется и сгибается.
Сплавы образует с металлами различных свойств, такими как медь, никель, магний, кремний. Они обладают большой прочностью, не ржавеют при неблагоприятных погодных условиях. У алюминия высокая электро- и теплопроводность.
Магний
Он относится к группе легких цветных металлов. Имеет серебристо-белый цвет и пленочное окисное покрытие. Обладает маленькой плотностью, хорошо обрабатывается. Металл устойчив к воздействию горючими веществами: бензином, керосином, минеральными маслами, но подвержен растворению в кислотах. Магний не магнитен. Обладает низкими упругими и литейными свойствами, подвергается коррозии.
Титан
Это легкий металл. Он не магнитен. Имеет серебристый цвет с отливом голубоватого тона. Обладает высокой прочностью и устойчивостью к коррозии. Но у титана маленькая электропроводность и теплопроводность. Теряет механические свойства при температуре 400 градусов, приобретает хрупкость при 540 градусах.
Механические свойства титана повышаются в сплавах с молибденом, марганцем, алюминием, хромом и другими. В зависимости от легирующего металла, сплавы имеют разную прочность, среди них есть и высокопрочные. Такие сплавы применяются в самолетостроении, машиностроении, судостроении. Из них производят ракетную технику, бытовые приборы и многое другое.
Тяжелые металлы
Тяжелые цветные металлы, список которых весьма широк, получают из сульфидных и окисленных полиметаллических руд. В зависимости от их типов, методы получения металлов отличаются по способу и сложности производства, в процессе которого должны полностью извлекаться ценные составляющие сырья.
Металлы этой группы бывают гидрометаллургическими и пирометаллургическими. Полученные любым методом металлы называются черновыми. Они подвергаются процедуре рафинирования. Только после этого их можно использовать в промышленных целях.
Медь
Цветные металлы, список которых представлен выше, в промышленности используются не все. В данном случае речь идет о распространенном тяжелом металле – меди. У нее высокая теплопроводность, электропроводность и пластичность.
Сплавы меди нашли широкое применение в такой отрасли промышленности, как машиностроение, а все благодаря тому, что этот тяжелый металл хорошо сплавляется с другими.
Цинк
Он тоже представляет цветные металлы. Список названий большой. Однако далеко не все тяжелые цветные металлы, к которым относится цинк, используются в промышленности. Этот металл хрупкий. Но если нагреть его до ста пятидесяти градусов, он будет без проблем коваться и с легкостью прокатываться. У цинка высокие антикоррозионные свойства, но он поддается разрушению при воздействии щелочью и кислотой.
Свинец
Список цветных металлов будет неполным без свинца. Он серого цвета с проблеском голубого оттенка. Температура плавления составляет триста двадцать семь градусов. Он тяжелый и мягкий. Хорошо куется молотком, при этом не твердеет. Из него выливают различные формы. Устойчив к воздействию кислот: соляной, серной, уксусной, азотной.
Латуни
Это сплавы из меди и цинка с добавлением марганца, свинца, алюминия и других металлов. Стоимость латуни меньше, чем меди, а прочность, вязкость и коррозионная стойкость – выше. У латуни хорошие литейные свойства. Из нее производят детали путем штамповки, раскатки, вытяжки, вальцовки. Из этого металла делают гильзы для снарядов и многое другое.
Использование цветных металлов
Цветными называют не только сами металлы, но и их сплавы. Исключение составляет так называемый «чермет»: железо и, соответственно, его сплавы. В странах Европы цветные металлы носят название нежелезистых. Цветные металлы, список которых немаленький, нашли широкое применение в разных отраслях во всем мире, в том числе и в России, где являются основной специализацией. Производятся и добываются на территориях всех регионов страны. Легкие и тяжелые цветные металлы, список которых представлен большим разнообразием наименований, составляют отрасль промышленности под названием «Металлургия». Это понятие включает в себя добычу, обогащение руд, выплавку как металлов, так и их сплавов.
В настоящее время отрасль цветной металлургии получила широкое распространение. Качество цветных металлов очень высокое, они отличаются долговечностью и практичностью, применяются в строительной индустрии: ими отделывают здания и сооружения. Из них производят профильный металл, проволоку, ленты, полосы, фольгу, листы, прутки различной формы.
karta.uef.ru
Список цветных металлов: характеристики, применение
Развитие цивилизации не смогло бы произойти столь стремительно, если бы человек не нашел способ добывать и обрабатывать разные металлы. И если поначалу этому способствовали удачные находки природных самородков, лежащих прямо на поверхности грунта, то в скором времени список цветных металлов, которые людям удалось «приручить», стал существенно расширяться. Первые опыты и более детальное изучение свойств новых элементов продемонстрировали, что все вещества обладают разными свойствами, и их применение для одних и тех же целей невозможно. Кроме того, ограниченные запасы, сложности добычи стали теми факторами, которые и сделали цветные металлы более ценными и дорогостоящими, чем черные.
Что такое цветные металлы?
Некоторые люди считают, что цветные металлы – это исключительно драгоценное золото, серебро и платина, однако такая точка зрения ошибочна. Прежде всего, в вышеперечисленный список цветных металлов вообще нельзя вписывать все эти металлы, потому что они состоят в разных группах как по свойствам, методам и способам добычи, распространенности, так и по применению (если не считать сугубо ювелирную промышленность). Цветными металлами можно считать все, которые не содержат в своем составе Fe, то есть железо.
В природе насчитывается огромное количество таких веществ, каждое из которых обладает уникальными свойствами и полностью оправдывает их добычу. Среди наиболее известных: медь, алюминий, титан, магний, никель, олово, свинец, хром, цирконий и еще не один десяток материалов, которые используются в узкопрофильных отраслях промышленности. Аналогов им найти не то чтобы невозможно, но и искусственное создание в условиях высоконаучных лабораторий является непосильным трудом и мечтой ученых со всего мира и во все века. Достаточно вспомнить алхимические труды и опыты, описанные как в научных трудах древних лет, так и в исторических работах, литературе и множестве легенд, не имеющих под собой достоверных доказательств.
Огонь, воду и медные трубы
Так в чем же преимущество металлов, не относящихся к более распространенному и дешевому железу? Почему их добывают часто в очень затруднительных условиях, и огромное количество предпринимателей разного калибра не гнушается собирать по крупицам лом цветных металлов? Дело в том, что эти материалы обладают уникальными физическими и химическими свойствами. Преимущественно они отличаются повышенной мягкостью и пластичностью, отличной энергопроводимостью, и хотя металлов, которые люди умеют добывать, довольно большое количество, каждый из них используется в абсолютно разных целях.
Собственно говоря, не каждый материал может применяться в чистом, неразбавленном виде, список цветных металлов, подлежащих так называемому легированию, очень велик. Они смешиваются между собой, образуя новые соединения, которые можно использовать в космической промышленности, медицине и множестве других сфер жизни человека. Иногда бывает достаточно не делать определенную деталь или элемент прибора из дорогостоящего и уникального цветного металла, а лишь сделать напыление. Физических и химических свойств такого тончайшего покрытия будет достаточно для достижения требуемых целей.
Не все то золото, что блестит
Золото – металл, наиболее известный среди цветных. В этом нет ничего удивительного, его популярность столь высока, что долгое время им рассчитывались за товары, оно было основой для разнообразных ювелирных украшений и по большому счету стало неким мерилом благосостояния людей. Несколько десятилетий назад расчеты между странами происходили именно в золотом эквиваленте, да и сейчас золотовалютный запас бюджета любого государства является индикатором уровня экономики в целом и богатства населения в частности.
Корме того, золото – металл редкий, но простой в обработке. Основным его достоинством яляется великолепная ковкость, благодаря которой ювелиры создают прекрасные украшения и изделия из желтого материала. Однако в природе мало чистого золота, да и добывать его очень трудно, в связи с этим в него часто добавляют разные добавки, которые несколько меняют цвет и мягкость золота в конечном результате. Список цветных металлов разнообразен, и каждая добавка применяется в разных целях, основными материалами являются:
Каждый из этих металлов меняет исходный цвет получившегося материала, которые может быть с зеленоватым, розовым, белым отливом. Значение также имеет прочность смешанного металла, ведь само по себе золото настолько мягкое, что его можно с легкость поцарапать, разрезать ножом при должном усилии, надкусить зубом. Все эти методы – простой и доступный каждому способ испытать изделие на подлинность.
Кроме ювелирной промышленности, золото применяют в химической отрасли, электронике, космическом и авиастроительстве, при добыче нефти.
Драгметаллы
Среди наиболее дорогостоящих металлов вышеуказанный отнюдь не самый дорогой, он находится лишь на четвертой позиции рейтинга. Список цветных металлов по их стоимости гласит следующее (биржевые цены за 1 грамм):
калифорний – от 500 тысяч долларов;
осмий-187– от 200 тысяч долларов;
родий – 225 долларов;
платина – 77 долларов;
золото – 30 долларов;
осмий – 19 долларов;
иридий –16 долларов;
рутений – 15 долларов;
палладий – 14 долларов;
серебро – 0,6 доллара.
Редко какой из этих химических элементов используется в чистом виде, и далеко не каждый применяют для создания шедевров ювелирного искусства. Зачастую предполагается высокоточное производство отдельных составляющих сложных деталей, подвергающихся воздействию высоких или низких температур, агрессивных химикатов и т. д. Лом цветных металлов из этой группы – это высокоточное, сложное, но прибыльное занятие, которое происходит на государственном уровне или через монополистические организации. В военной промышленности разбирается специализированная техника, ракеты, где по крупицам собирают куски деталей для последующей переработки.
Применение
Многие могут задаться вопросом, почему же эти материалы столь дороги. А заполучив грамм драгоценного металла, что с ним можно сделать на практике? Ответ прост: без определенных навыков и оборудования – ничего.
Так, палладий применяют для чеканки сувенирных и коллекционных момент, которые являются средством вложения капитала. Но в более практичных целях он используется для создания медицинского оборудования. Рутений полезен как один из элементов для очистки воды, а иридий упрочняет сплавы для изделий, которые будут подвержены невероятно высоким температурам.
Многие из цветных металлов используются в качестве средства заработка и сохранения капиталов, участвуя в рыночных торгах как на вполне официальных биржах, так и являясь одним из средств для теневых сделок и взаиморасчетов.
Медные сплавы
Медь – один из наиболее популярных материалов в производстве электропроводки, водопроводных труб, в электронике. Она очень тугоплавкая, хорошо проводит тепло и электричество, при этом недостаточно прочна и плохо поддается литью. Чтобы устранить этот недостаток, к чистому металлу добавляют различные примеси, которые делают более прочной саму медь. Олово, которое получается в результате, не подвержено коррозии и изнашиванию, благодаря таким свойствам сфера его применения невероятно широка.
Еще одной распространенной добавкой является цинк, определенный процент этого металла дает возможность получить латунь. В таком составе очень важно содержание легирующего вещества, чем выше процент содержания добавки, тем тверже металл, но и более подвержен коррозийным разрушениям.
А вот сплав медь-никель часто используют при изготовлении бижутерии, добавка придает более приятный цвет и прочность изделиям.
Алюминиевые сплавы
Алюминий – один из лидеров среди цветных металлов. Такая популярность обусловлена дешевизной добычи, простотой переработки, относительной легкостью металла, возможностью применения вторсырья.
Как и к другим металлам, в чистый алюминий при сплавке добавляют различные добавки, кроме того, сами сплавы могут иметь различную технологию изготовления, подразделяясь на те, которые упрочнены для термообработки, не упрочнены, и есть также отдельная, третья категория, позволяющая литье необходимых деталей и изделий.
Прокат цветных металлов предполагает, что материал после обработки обретает форму прутьев, проволоки разного сечения и предназначения, листков, труб, чушек и втулок.
fb.ru