Цветные металлы что это

Характерные особенности цветных металлов:

• окраска,
• большая пластичность,
• низкая твердость,
• низкая температура плавления,
• отсутствие полиморфных превращений.

Общепринято подразделение цветных металлов на следующие группы:

Благородные Легкие Легкоплавкие Тугоплавкие

Pt, Ag, Au, [Cu] Be, Mg, Al, [Ti] Zn, Sn, Pb, Sb, Bi, Hg W, Mo, Ta, Nb, Zr

Благородными, или драгоценными называют металлы, очень трудно поддающиеся окислению, при обычных условиях не вступающие в химические реакции. «Драгоценные» – относительное понятие: еще в XIX в. платина, месторождения которой имеются на Урале, вовсе не считалась драгоценным металлом, в отличие от золота: из нее делали ковши, обручи и другие хозяйственные изделия.

Легкие металлы имеют малый удельный вес и, соответственно, высокую удельную прочность.

Как различать цветные металлы . Где искать Медь , Латунь и Алюминий

Легкоплавкие металлы имеют низкие температуры плавления, применяются обычно для литых изделий. Самый легкоплавкий металл – ртуть (tпл = –39 °C, при комнатной температуре является жидкостью).

Тугоплавкие металлы имеют температуры плавления выше, чем у железа. Самый тугоплавкий металл – вольфрам (tпл = 3410 °C). Надо заметить, что не все ученые-металловеды относят тугоплавкие металлы к цветным, некоторые считают их черными или выделяют в отдельную группу.

Алюминий и его сплавы

Алюминий относится к легким металлам: γ = 2,7 г/см 3 . tпл = 660 °C. Достоинствами алюминия являются малая плотность, высокая электропроводимость, большая удельная прочность. Например, сплав алюминия В96 имеет предел прочности σв = 700 МПа и удельную прочность σв/γ = 23 км. (Для стали эта характеристика не превышает 15 км.)

По объему производства алюминий и его сплавы занимают второе место в мире после железа.

Полезные свойства технического алюминия применяются в следующих областях:

1) высокая пластичность – для получения тонких фольг (упаковка, обкладки конденсаторов, декоративное применение);

2) высокая электропроводимость (65 % от проводимости меди) – в электротехнике (линии электропередач, жилы кабелей);

3) высокая коррозионная стойкость (пленка оксида Al2O3 толщиной 10 мкм защищает поверхность металла) – в быту, для хранения продуктов питания, агрессивных жидкостей;

4) высокая отражательная способность – для изготовления прожекторов, рефлекторов, экранов ТВ;

5) высокая теплопроводность – для изготовления теплообменников в холодильниках.

Примеры изделий: трубопроводы, палубные надстройки судов, провода, кабели, шины, рамы, стеллажи, стойки, офисная мебель, цистерны (молочные и др.).

Алюминий с большинством легирующих элементов образует химические соединения и ограниченные твердые растворы. Сплавы алюминия подразделяют на литейные и деформируемые, упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой. Обобщенная диаграмма состояния алюминий – легирующий элемент (рис. 99) позволяет подразделить сплавы следующим образом:

8. Цветные металлы. Окружающий мир — 2 класс

Д – деформируемые сплавы,

Л – литейные сплавы,

Н – не упрочняемые термообработкой сплавы,

У – упрочняемые термообработкой сплавы.

Рис. 99. Диаграмма состояния алюминий – легирующий элемент

1. Деформируемые сплавы алюминия, не упрочняемые термической обработкой.

Это сплавы с магнием и марганцем. Марки обозначаются АМг и АМц. Применяются для изделий, получаемых глубокой вытяжкой и сваркой, т. е. штампосварных конструкций. Сварка производится неплавящимся вольфрамовым электродом в аргоне или электроконтактная. Пластичные, коррозионно-стойкие.

Упрочняются за счет наклепа. Способны к структурному упрочнению (пресс-эффект: выделение мелких интерметаллидных частиц при обработке давлением).

Примеры изделий: сварные емкости, трубопроводы бензина и масла, рамы, кузова, корпуса и мачты судов.

2. Деформируемые сплавы алюминия, упрочняемые термической обработкой.

Это, прежде всего, самые распространенные алюминиевые сплавы – дуралюмины. Слово «дуралюмин» в переводе с французского означает «твердый алюминий». Обозначаются дуралюмины буквой «Д» и порядковым номером марки. Кроме того, в эту группу входят ковочные алюминиевые сплавы (обозначение АК), авиали (АВ), высокопрочные алюминиевые сплавы (В).

Марки дуралюминов: Д1 – нормальный, Д16 – «супердуралюмин», Д18 – заклепочный. Все они содержат медь (около 4 %), магний и марганец.

М едь – главный легирующий элемент, поэтому превращения в сплавах можно рассмотреть на примере диаграммы состояния Cu – Al (рис. 100).

Рис. 100. Диаграмма состояния алюминий – медь

Фазы, равновесные при комнатной температуре: α-твердый раствор меди в алюминии, CuAl2 – химическое соединение, интерметаллид. Эвтектика состоит из этих двух фаз: Э = α + CuAl2.

Линия ab – линия предельной растворимости меди в кристаллической решетке алюминия. Сплавы под этой кривой (от 0,2 до 5,7 % Cu) могут упрочняться термообработкой: закалкой и старением. Но механизм упрочнения здесь иной, чем у сталей, закаливаемых на мартенсит.

В отожженном сплаве частицы CuAl2 довольно крупные; сплав мягок и пластичен (см. рис. 102, а).

При нагреве под закалку (выше линии ab) частицы CuAl2 растворяются, атомы меди (и других легирующих элементов) образуют твердый раствор замещения в решетке алюминия.

При быстром охлаждении, подавляющем диффузию (в холодной воде), твердый раствор сохраняется, но при комнатной температуре он становится пересыщенным (α), см. рис. 102, б. Его твердость и прочность невелики, всего на 25 % выше, чем у отожженного сплава, так как это – твердый раствор замещения.

С течением времени при комнатной температуре происходит естественное старение: в пересыщенном твердом растворе появляются участки, обогащенные медью. Вокруг них кристаллическая решетка искажается, что затрудняет перемещение дислокаций (рис. 102, в). Сплав становится прочнее. Естественное старение идет 5-7 суток.

При нагреве такой процесс идет быстрее. Это – искусственное старение. Чем выше температура искусственного старения, тем быстрее идет распад твердого раствора. В участках, обогащенных медью, формируются частицы CuAl2. При повышении температуры и увеличении выдержки зернышки CuAl2 растут.

Расстояние между ними увеличивается, и эффект упрочнения снижается, так как  , где R – расстояние между частицами.

Н а самом деле процессы при старении дуралюмина развиваются в несколько этапов (табл. 4). Вначале образуются только обогащенные медью и магнием участки в твердом растворе. Их называют зонами Гинье-Престона (ГП) по именам ученых, открывших это явление. Они представляют собой диски диаметром 4-6 нм и толщиной несколько атомных слоев (зоны ГП-1).

При естественном старении этим все и заканчивается. Но при повышенной температуре или длительной выдержке эти зоны растут, и размещение атомов в них становится упорядоченным (зоны ГП-2). Более высокие температуры приводят к образованию на месте этих зон тонких пластин промежуточной фазы θ состава CuAl2, но с другим типом кристаллической решетки. Наконец, при 200-250 °C образуется стабильная θ-фаза CuAl2 (рис. 101).

Структура и свойства дуралюмина после старения

Вид старения

t, °C

в структуре

Изменение свойств

Источник: studfile.net

Что такое цветные металлы? Почему они широко используются?

На сегодняшний день по-прежнему широко используются различные сплавы для подготовки металлоконструкций, изготовления различных элементов приборов, технического оборудования и т.д. В свою очередь, можно выделить 2 основных сплава, чёрные и цветные. В сегодняшней статье поговорим подробнее именно о второй категории.

Цветные металлы как полноценные сплавы включают в себя все наименования, не содержащие в себе железа. По сравнению с чёрными металлами они отличаются более сложным составом, в большинстве случаев входит большое количество присадок и включений в определённых пропорциях. Вместе с тем сплавы отличаются повышенной прочностью и устойчивостью к коррозии. Во всяком случае, эти параметры именно у цветных сплавов достаточно высокие. Самыми популярными цветными металлами являются следующие сплавы:

• Медь . Металл имеет золотистый цвет. Вместе с тем медь подразумевает именно сплавление основного медного материала с другими химическими элементами, в том числе с оловом, алюминием и т.д. Также могут быть добавления цинка и никеля. Медь широко используется при производстве посуды, медицинского инструментария, различных украшений, а также кабелей.
• Алюминий . Популярен наравне с медью. Сплав отличается стойкостью к ударным и переменным нагрузкам. Вместе с тем они же зависят от объёма легирующих элементов. Другие примеси почти не влияют на общие качества готового материала. Алюминий широко используется при изготовлении различных деталей, а также при производстве техники, включая самолёты, автомобили, бытовой и иной техники, в том числе электроники.
• Латунь . Ценный, при этом достаточно простой сплав. Чаще всего состоит всего из двух элементов, меди и цинка. Дополнительно вводятся олово, никель, свинец. Латунь отличается высокой прочностью, устойчивостью к температурам.
• Нержавеющие стали . Это более общие элементы, те же легированные стали. Отличаются устойчивостью к агрессивным средам. Широко используются при возведении металлоконструкций, а также элементов и инструментов, так или иначе контактирующих с кислотами, щелочами и другими составами.
• Титан . Отличается повышенной устойчивостью к коррозии и прочностью и тугоплавкостью.

Цветные металлы широко используются в производстве, при изготовлении самых разных элементов и деталей. Характеристики делают ценным и цветной металлолом, из-за чего популярной инициативой становится сбор партий.

Источник: dzen.ru

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ

техническое название всех металлов и их сплавов (кроме железа и его сплавов, называемых чёрными металлами). Термин «Ц. м.» в русском языке соответствует термину «нежелезные металлы» во многих др. языках: английский — non-ferrous metals; французский — мétaux non-ferreux, métaux non-ferrugineux; немецкий — Nichteisenmetalle (также farbige Metalle — цветные металлы и Buntmetalle, дословно — пёстрые металлы).

В технике принята условная классификация Ц. м., по которой они разделены по различным признакам, характерным для той или иной группы: Лёгкие металлы, Тяжёлые цветные металлы, Благородные металлы (в т.ч. Платиновые металлы), Тугоплавкие металлы, рассеянные металлы (см. Рассеянные элементы), редкоземельные металлы (см.

Редкоземельные элементы), радиоактивные металлы (см. Радиоактивные элементы). Большая группа Ц. м. относится к редким металлам (См. Редкие металлы). См. также Металлы, Металлургия.

II Цветны́е мета́ллы («Цветны́е мета́ллы»,)

ежемесячный научно-технический и производственный журнал, орган министерства цветной металлургии СССР и Центрального правления Научно-технического общества цветной металлургии. Основан в Москве в 1926. Освещает достижения советской и зарубежной науки в области цветной металлургии, вопросы новой техники и технологии, экономики и организации производства. Тираж (1977) 7 тыс. экз. Переиздаётся на английском языке в США (с 1960).

I Цветны́е мета́ллы

техническое название всех металлов и их сплавов (кроме железа и его сплавов, называемых чёрными металлами). Термин «Ц. м.» в русском языке соответствует термину «нежелезные металлы» во многих др. языках: английский — non-ferrous metals; французский — мétaux non-ferreux, métaux non-ferrugineux; немецкий — Nichteisenmetalle (также farbige Metalle — цветные металлы и Buntmetalle, дословно — пёстрые металлы).

В технике принята условная классификация Ц. м., по которой они разделены по различным признакам, характерным для той или иной группы: Лёгкие металлы, Тяжёлые цветные металлы, Благородные металлы (в т.ч. Платиновые металлы), Тугоплавкие металлы, рассеянные металлы (см. Рассеянные элементы), редкоземельные металлы (см.

Редкоземельные элементы), радиоактивные металлы (см. Радиоактивные элементы). Большая группа Ц. м. относится к редким металлам (См. Редкие металлы). См. также Металлы, Металлургия.

II Цветны́е мета́ллы («Цветны́е мета́ллы»,)

ежемесячный научно-технический и производственный журнал, орган министерства цветной металлургии СССР и Центрального правления Научно-технического общества цветной металлургии. Основан в Москве в 1926. Освещает достижения советской и зарубежной науки в области цветной металлургии, вопросы новой техники и технологии, экономики и организации производства. Тираж (1977) 7 тыс. экз. Переиздаётся на английском языке в США (с 1960).

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ, технич. название всех металлов и их сплавов (кроме железа и его сплавов, называемых чёрными металлами). Термин чЦ. м.»в рус. яз. соответствует термину чнежелезные металлы» во мн. др. языках: англ. -non-ferrous metals; франц.- metaux non-ferreux, metaux non-ferrugineux; нем. -Nichteisenmetalle (также farbige Me-talle — цветные металлы и Buntmetalle, дословно — пёстрые металлы).

В технике принята условная классификация Ц. м., по к-рой они разделены по различным признакам, характерным для той или иной группы: лёгкие металлы, тяжёлые цветные металлы, благородные металлы (в т. ч. платиновые металлы), тугоплавкие металлы, рассеянные металлы (см. Рассеянные элементы), редкоземельные металлы (см. Редкоземельные элементы), радиоактивные металлы (см.

Радиоактивные элементы). Большая группа Ц. м. относится к редким металлам. См. также Металлы, Металлургия.

«ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ», ежемесячный научно-технич. и производств, журнал, орган Мин-ва цветной металлургии СССР и Центр, правления Научно-технич. об-ва цветной металлургии. Осн. в Москве в 1926. Освещает достижения советской и зарубежной науки в области цветной металлургии, вопросы новой техники и технологии, экономики и организации производства. Тираж (1977) 7 тыс. экз. Переиздаётся на англ, языке в США (с 1960).

группа металлов, отличающихся от железа нек-рыми особенностями: антикоррозийностью, способностью образовывать сплавы кислотоупорные, огнестойкие, антифрикционные и высокого сопротивления (электр. и механ.). К Ц. м. относятся медь, олово, свинец, цинк, алюминий, магний и никель.Приводимая таблица дает понятие о главнейших технолог. свойствах Ц. м. (в сравнении с железом).

Сопротивле-ние разрыву в кг/мм2

Одним из крупных потребителей Ц. м. является жел.-дор. тр-т, на котором их применяют как материал для нержавеющих деталей паровозов, тепловых и электр. двигателей и в качестве сплавов для покрытия железных изделий (оцинкование, освинцование, полуда).

Технический железнодорожный словарь. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство . Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941

все металлы, кроме черных — железа и его сплавов (сталь, чугун, ферросплавы). К черным металлам часто условно относят также металлы Сr и Мn, к-рые в осн. используют в качестве добавок к железу, но правильнее относить их в отдельную группу Ц. м.- легирующие металлы. В зарубежной литературе используют вместо Ц. м. термин «нежелезные металлы».
Все Ц. м. разделяются на неск. групп (но общепринятой классификации Ц. м. нет). Это, напр., тяжелые Ц. м.- Сu, Рb, Zn, Ni, Sn: легкие металлы — Al, Mg, иногда Ti и др.; малые Ц. м.- Со, Sb, Bi, Hg, Cd; благородные металлы — Au, Ag, Pt и др.платиновые металлы; редкие металлы — Li, Be, Zr, Nb, Ga, In; редкоземельные элементы (Y, La, Се и др.) группы в свою очередь разделяются на ряд, подгрупп. Деление это условно, один и тот же металл, напр. Ti, иногда относят к разным группам.
Масштабы произ-ва Ц. м. различаются очень сильно — от превышающих десять млн. т в год для А1 или Сu до неск. т (Re) и менее (для радиоактивных металлов). Произ-во нек-рых Ц. м., напр. Аl, надушу населения все время растет, других (Сu, Zn) остается постоянным, нек-рых (Рb) даже снижается.
Используют Ц. м. как в виде чистых металлов, так и в виде сплавов (см. Алюминия сплавы, Бронзы, Никеля сплавы и др.), в виде легирующих добавок (см. Легирование )при произ-ве сталей и др. сплавов, полупроводниковых материалов, как покрытия для защиты изделий из коррозии, а также в виде порошков или хим. соед.- в машиностроении, судостроении, авиации и ракетной технике, электро- и радиотехнике, электронике, в приборостроении и атомной технике и др., для изготовления мн. предметов бытового назначения.
Произ-во Ц. м. загрязняет окружающую среду (см. Металлургия); тяжелые Ц. м. (особенно радиоактивные) токсичны.

Источник: slovaronline.com