Цветные металлы разделяют на следующие группы: тяжёлые металлы, лёгкие металлы, благородные металлы, малые металлы, тугоплавкие металлы, рассеянные металлы, радиоактивные металлы.
Группы цветных металлов
- тяжёлые металлы — медь, никель, цинк, свинец, олово
- лёгкие металлы — алюминий, магний, титан, бериллий, кальций, стронций, барий, литий, натрий, калий, рубидий, цезий
- благородные металлы — золото, серебро, платина, осмий, рутений, родий, палладий
- малые металлы — кобальт, кадмий, сурьма, висмут, ртуть, мышьяк
- тугоплавкие металлы — вольфрам, молибден, ванадий, тантал, ниобий, хром, марганец, цирконий
- редкоземельные металлы — лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, иттербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, лютеций, прометий, скандий, иттрий
- рассеянные металлы — индий, германий, таллий, таллий, рений, гафний, селен, теллур
- радиоактивные металлы — уран, торий, протактиний, радий, актиний, нептуний, плутоний, америций, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, лоуренсий
Цветные металлы и их сплавы широко применяются в технике. К наиболее важным цветным металлам относятся алюминий и алюминиевые сплавы (дюралюминий), медь и её сплавы — бронза и латунь, магний, никель, титан и мягкие металлы — олово, свинец и цинк. В сплавах часто используются такие металлы, как сурьма, висмут, кадмий, ртуть, кобальт, хром, молибден, вольфрам и ванадий. Последние четыре металла условно относят к ферросплавам, хотя они могут содержать железо лишь в виде примеси.
Как определить вид металла Черные и цветные металлы
Медь
Технически чистая медь обладает высокой пластичностью и коррозийной стойкостью, высокой электропроводностью и теплопроводностью (100% чистая медь-эталон, то 65%-алюминий, 17% железо), а также стойкостью против атмосферной коррозии. Позволяет использовать ее в качестве кровельного материала ответственных зданий.
Температура плавления меди 1083°С. Кристаллическая решетка гранецентрированная кубическая ГЦК. Плотность меди 8,94 г/см3 . Благодаря высокой пластичности медь хорошо обрабатывается давлением (из меди можно сделать фольгу толщиной 0,02 мм), плохо резанием.
Литейные свойства меди низкие из-за большой усадки.На электрические свойства меди большое влияние оказывают примеси: все, кроме серебра и бериллия ухудшают электропроводность даже в сотых долях процентного содержания. Из меди марки М1 производят медный лист , пруток, медную ленту, трубку. Электротехническую медную проволоку производят из меди марки ММ.
Бронза
Бронзы – это сплавы меди с оловом (4-33% Sn), свинцом (до 30% Pb), алюминием (5-11% AL), кремнием (4-5% Si), сурьмой, фосфором и другими элементами.
Бронзы – это сплавы меди, в которых цинк не является основным легирующим элементом. Общей характеристикой бронз является высокая коррозионная стойкость и антифрикционность. Бронзы отличаются высокой коррозионной устойчивостью и антифрикционными свойствами. Из них изготавливают вкладыши подшипников скольжения, венцы червячных зубчатых колес и другие детали.
Высокие литейные свойства некоторых бронз позволяют использовать их для изготовления художественных изделий, памятников, колоколов. Бронзовая втулка (бронзовая труба) широко используется в промышленности, машиностроении, станкостроении.
По химическому составу делятся на оловянные бронзы и без оловянные (специальные бронзы).
Латунь
Латунь – сплав меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80). Медные сплавы (латуни), предназначенные для изготовления деталей методами литья, называют литейными, а сплавы, предназначенные для изготовления деталей пластическим деформированием – сплавами, обрабатываемыми давлением.
Латуни дешевле меди и превосходят ее по прочности, вязкости и коррозионной стойкости. Обладают хорошими литейными свойствами.
Латуни, применяются в основном для изготовления деталей штамповкой, вытяжкой, раскаткой, вальцовкой, т.е. процессами, требующими высокой пластичности материала заготовки. Из латуни изготавливаются гильзы различных боеприпасов.
В зависимости от числа компонентов различают простые (двойные) и специальные (многокомпонентные) латуни.
Простые латуни содержат только Cu и Zn.
Специальные латуни содержат от 1 до 8% различных легирующих элементов, повышающих механические свойства и коррозионную стойкость.
Алюминий, марганец и никель повышают механические свойства и коррозионную стойкость латуней. Свинец улучшает обрабатываемость резанием. Кремнистые латуни обладают хорошей жидкотекучестью и свариваемостью.
Алюминий
Алюминий – лёгкий цветной металл серебристо-белого цвета. Температура плавления алюминия 650°С. Алюминий имеет кристаллическую гранецентрированную кубическую ГЦК решетку, обладает хорошей электрической проводимостью, составляющей 65% электрической проводимости меди. Алюминий занимает 3 место по распространению в земной коре после кислорода и кремния.
Алюминий устойчив против атмосферной коррозии благодаря образованию на его поверхности плотной окисной пленки. Наиболее важной особенностью алюминия является низкая плотность – 2,7г/см3 против 7,8г/см3 для железа и 8,94г/см3 для меди. Имеет хорошую тепло- и электропроводность. Алюминий и его сплавы (в большинстве случаев) хорошо обрабатываются давлением.
Латунный пруток — марка латуни ЛС59-1
Источник: pisali.ru
Какие металлы относятся к цветным?
Если использовать терминологию, металлы – это группа химических элементов, обладающих рядом общих характеристик: ковкость, характерный блеск, пластичность, высокая теплопроводность и т.д.
Внутри общей группы металлы подразделяются на черные и цветные. О том, что собой представляют черные металлы в блоге есть статья. Здесь разберем подробнее цветные.
В чем особенность?
К цветным относят все сплавы и металлы, которые не имеют железа в составе. Соответственно, перед черными у цветных есть два существенных преимущества – они не ржавеют и не магнитятся. Вступая в реакцию с кислородом, эти материалы образуют на поверхности пленку, которая защищает металл и предотвращает коррозию.
Отсутствие железа делает цветные металлы менее крепкими, но и это находит применение в промышленности. Они гораздо лучше поддаются механической обработке:
- Ковке;
- Прессованию ;
- Сварке;
- Спайке;
- Штамповке, а так же обработку под давлением.
Это не значит, что обе группы взаимозаменяемы. Цветные металлы не подвержены коррозии, но, например, в силу своей мягкости использоваться как арматура они не могут. И от внешних воздействий их все равно нужно защищать, поскольку некоторые металлы со временем могут существенно изменить цвет. Тогда как в качестве обработки подойдут далеко не все материалы – почти все виды лако-красочной продукции будут отваливаться кусками.
Кроме того, доля цветных металлов в земной коре значительно ниже, чем черных. И цена, соответственно, выше.
Какие металлы относятся к цветным?
Как мы уже писали выше, это все металлы и сплавы, которые не имеют в составе железа, как например, сталь и чугун. Вот основные:
Какие разновидности бывают?
В зависимости от молекулярной массы, применения и ценности выделяют следующие виды материалов.
Тяжелые
Характерная особенность: большая атомная масса. То есть это почти все металлы, которые используются в промышленности, за исключением некоторых.
Легкие
Это алюминий, магний, кальций, натрий. Они так же используются в промышленности, но реже, так как молекулярная масса значительно меньше.
Малые легкие
Доля содержания этих металлов в земной коре очень мала, поэтому группа названа малой. В нее входят ртуть, кобальт, мышьяк.
Благородные или драгоценные
Они используются в основном в ювелирном деле. Это медь, серебро, платина, золото.
Редкие, или редкоземельные
Цветные металлы этой группы самые редкие и дорогие. Здесь и радиоактивные и редкоземельные и даже рассеянные – то есть те, которые получают из всех остальных.
Источник: ma37.ru
Цветные металлы, их сплавы и лом: способы получения и классификация
Металлы входят в число самых необходимых материалов, применяемых человеком во всех сферах жизнедеятельности. Значительную их часть составляют цветные металлы, особенно ценные для современных отраслей промышленности. Разбираемся, что называют цветными металлами (ЦМ), какими свойствами они обладают, как их классифицируют.
Чем цветные металлы отличаются от черных
Многие ЦМ (медь, свинец, олово) человек начал использовать раньше железа; они встречались в природе в самородном виде и выделялись специфическим цветом. К началу 20 века было известно примерно 20 видов цветных металлов, а к сегодняшнему дню их насчитывается уже больше 70.
В промышленности название закреплено за всеми металлами, кроме железа и элементов его группы, а также за сплавами на их основе. Существует отдельная отрасль – цветная металлургия, задача которой состоит в добыче руды, ее обогащении и выплавке таких материалов.
Разделение металлов на черные и цветные происходит по способу их взаимодействия с кислородом воздуха. Железо и его производные окисляется с образованием ржавчины; этот оранжевый налет приводит к разрушению металлической поверхности. Цветные металлы и их сплавы также окисляются в результате химических и электрохимических процессов, но без образования ржавчины. Как правило, говорят о коррозии ЦМ (например, контактная коррозия).
Цветные металлы обладают разнообразными свойствами, что определяется особенностями их атомного строения. Ценится их высокая электро- и теплопроводность, стойкость к агрессивным средам, а особенно – способность улучшать характеристики железных материалов.
Способ получения
Независимо от характеристик цветных металлов для их получения требуется много энергии. Неслучайно предприятия, занимающиеся переработкой руды и плавкой ЦМ, сосредоточены вблизи источников дешевой энергии. Руду перерабатывают с применением следующих металлургических процессов:
Общая классификация по свойствам
Существуют разные способы объединять ЦМ по их физическим и химическим характеристикам. Традиционно насчитывают пять групп цветных металлов и сплавов; их классификация и свойства выглядят следующим образом:
- Тяжелые. Плотные и потому тяжелые элементы нужны в различных промышленных производствах. Это свинец, медь и олово, а также цинк и никель. Чаще используются в виде разнообразных сплавов с другими ЦМ и железом.
- Легкие. Характеризуются низкой плотностью и удельным весом. Известные представители группы – алюминий и титан, нашедшие широкое применение в авиастроении. К легким также относится магний, бериллий, натрий и другие элементы; многие из которых выступают легирующими добавками.
- Благородные. Они названы так из-за своей стойкости к окислительным процессам. Кроме всем известного золота, серебра и платины, это палладий, родий, рутений. Сфера применения – высокотехнологичные отрасли промышленности и ювелирное дело.
- Малые. Интересны тем, что встречаются реже тяжелых и легких ЦМ (хотя все-таки чаще, чем благородные и редкие). Это ртуть, сурьма, кобальт, висмут, мышьяк; их извлекают при добыче тяжелых металлов.
- Редкие. Редко встречаются в земной коре, потому и стоят дороже золота и платины (иногда в сотни и тысячи раз); их извлекают вместе с другими ЦМ. Выделяют несколько категорий: редкоземельные (скандий), легкие (бериллий, рубидий), тугоплавкие (вольфрам, молибден), рассеянные (теллур, селен) и радиоактивные (уран).
Сплавы цветных металлов, как и сами металлы, обладают разными свойствами и техническими характеристиками; их химический состав определяется в лаборатории. Визуально они часто бывают похожими, и определить, что перед вами, можно по только маркировке.
Классификация лома по ГОСТ: понятие о группах
Значительный процент цветных металлов поступает не из месторождений. Его происхождение – это отходы промышленного производства, брак, некондиция или лом готовой продукции. Виды и категории такого сырья прописаны в ГОСТ 1639-2009 (ТУ по лому и отходам ЦМ и сплавов).
В ГОСТ перечисляются цветные металлы и сплавы с классификацией по физическим и химическим свойствам. Документация касается 13-ти видов ЦМ и разновидности лома, который принимают как вторсырье. У каждого металла число разновидностей лома может быть разным. Например, у алюминия насчитывается 32 вида лома, у меди – 13, у никеля – 26, у молибдена – 9.
Лом, в свою очередь, делится на следующие категории:
- Группа А. Включает лом в его классическом понимании, а также кусковые отходы.
- Группа Б. В нее попадают небольшие кусковые отходы, путаная проволока и отходы обработки в виде стружки.
- Группа В. Отходы, как правило, редкоземельных металлов в виде порошка или высевок (кобальт, вольфрам, молибден).
- Группа Г. Другое вторсырье.
Видео описание
О меди и ее сплавах в следующем видео:
Коротко о главном
Цветные металлы и их сплавы обладают ценными эксплуатационными свойствами и применяются там, где важна коррозийная стойкость, жаропрочность и высокая износостойкость. Чистые элементы делятся на группы с учетом их физико-химических свойств. Сплавы более разнообразны, об их составе можно узнать по маркировке. Лом, предназначенный для переработки, также делят на категории, а еще проверяют на безопасность.
Источник: m-strana.ru