Основные цветные металлы и сплавы

Металлы окружают нас всегда и везде. Сегодня это неотъемлемая часть многих вещей, которыми мы пользуемся ежедневно. Достаточно просто окинуть взглядом комнату, в которой вы находитесь, чтобы понять, что это действительно так.

Еще со школьной скамьи мы знаем, что все эти полезные ископаемые материалы делятся на две большие группы – чёрные и цветные металлы. Какие из них к какой группе относятся, нам и предстоит выяснить. Какие цветные металлы существуют на нашей планете?

Что такое черный металл

К категории «черные металлы» относится железо и все его сплавы, которые ныне существуют. В чистом виде железо встречается разве что только в исследовательских лабораториях. Главным образом это стали.

Такой тип металлов образуется путем соединения железа с углеродом и добавления дополнительных элементов, которые придают полученному металлу те или иные свойства, необходимые в конкретном производстве (например, магнитные).

Чугун и сталь

Как правило, в производстве черные металлы проходят несколько стандартных фаз: добыча руды и её обработка в доменной печи. После этого получается чугун, из которого впоследствии получают любые виды стали и железных сплавов. Последние чаще используются в тяжелой промышленности. В отличие от них, цветные металлы —это более мягкое вещество, обладающее несколько другими свойствами, они используются в другой сфере.

В состав чугуна входит 93% железа и около 3-5% углерода, плюс остаточные элементы в незначительном количестве. Этот материал редко используется для производства, поскольку обладает хрупкостью. Его можно встретить при изготовлении некоторых видов труб, вентилей или же клапанов. Но большинство производимого объема чугуна (более 90%) перерабатывается в сталь.

Основные виды стали, которые изготавливаются из железа, это: углеродистая и низкоуглеродистая (закалённая) сталь, нержавеющая, феррито-хромовая, хромовая, мартенситно-хромовая, хром-ванадиевая, легированная, никелевая, вольфрамовая, молибденовая и марганцевая сталь.

Применение тяжелых цветных металлов и сплавов

Медь, никель, свинец, цинк и олово у нас называют тяжелыми металлами. Это название возникло в период индустриализации страны в связи с понятием «тяжелая промышленность» и с ее значением для развития народного хозяйства. Вместе с тем такое название удачно отличает тяжелые металлы от столь же важного алюминия и других легких металлов, имеющих меньшую плотность.

Условной границей между тяжелыми и легкими металлами считают плотность, равную 5000 кг/м3. В иностранных языках нет аналогичных наименований, обобщающих эти группы металлов; однако значение их в технике повсюду признается первостепенным после железа.

Железо издавна стало основным материалом для строительных конструкций, машиностроения и транспорта. Однако уже в XIX в. с развитием новых отраслей промышленности и техники выявились некоторые его недостатки.

Разумеется, речь идет не о чистом железе, а о его промышленных сплавах – чугунах и сталях.

Тяжелые цветные металлы и их сплавы с начала XIX в. стали заменителями железа в тех отраслях производства, где требовались особые свойства, недостаточно выраженные у чугунов и сталей.

Железные руды

В чистом виде данный элемент таблицы Менделеева в земной коре содержится в довольно малых количествах (всего 5,5%). Но его очень много в составе различных железных руд.

Наиболее значительными месторождениями (запас составляет более 30 триллионов тонн) являются пласты железистых кварцитов, возраст которых составляет более двух миллиардов лет. Распространены они главным образом в таких местах, как Южная и Северная Америка, Африка, Индия и запад Австралии.

История цветной металлургии

Цветные металлы сегодня активно используются в машиностроении, химической промышленности, строительстве и многих других областях производства. Благодаря научно-техническому прогрессу сфера применения этого материала постоянно расширяется, а технологии добычи металлов продолжают совершенствоваться.

Со временем использование цветных металлов росло, что стало причиной открытия новых элементов и названий. Все больше металлов начинало использоваться в производстве. В начале 20 столетия применялось около 15 наименований, а уже через 50 лет – в два раз больше. На сегодняшний день используется более 70 различных металлов, что является большинством среди ныне известных.

Рост уровня спроса на тяжелые цветные металлы был обусловлен растущими потребностями военной промышленности (для производства боеприпасов), а вот группа легких использовались в авиаракетно-космической промышленности.

Группа благородных издревле массово используется для изготовления ювелирных изделий и украшений. В 90-х годах 20 столетия 78% золота, 36% платины и 15% серебра использовались именно для этих целей. Если брать другие сферы, где используются благородные цветные металлы, — это электронное производство (золотые контакты в приборах), производство автомобилей (около 43% платины), а серебро использовалось для изготовления кино- и фотоматериалов.

В каких радиодеталях использовались цветные и драгоценные металлы

Почему вообще цветные металлы оказались в таком количестве в составе радиодеталей? Во времена плановой экономики в СССР уделялось незначительное внимание вопросам рентабельности производства и, как следствие, при проектировании и производстве часто закладывалось избыточное содержание необходимого металла, чтобы улучшить свойства радиокомпонента.

Продать золото

Само по себе использование драгоценных и цветных металлов в радиодеталях оправдано физическими и проводниковыми свойствами последних – величиной электрической и тепловой проводимости, стойкостью к коррозии и окислению. Характеристики проводимости активно использовались в аэрокосмической отрасли и медицинской сфере, поскольку цветные металлы значительно улучшали стабильность работы и чувствительность детали. Устойчивость к окислению придавала радиокомпоненту повышенный срок эксплуатации. Это основные причины повсеместного использования цветных металлов в радиодеталях.

Интерес, с точки зрения аффинажа, могут представлять самые обыкновенные запчасти бытовой техники, а также платы из военного и научного оборудования. Как правило, такие приборы уже давно утратили работоспособность, но они еще интересны с точки зрения извлечения цветных металлов. Встретить ценные элементы можно в конденсаторах, транзисторах, радиолампах, кварцевых резонаторах, микропереключателях и других компонентах радиотехники. Содержание цветных металлов в радиодеталях варьируется в зависимости от серии, даты производства и маркировки запчасти.

Особенности цветных металлов

Каждый из металлов этой группы обладает свойствами, которые и определяют в большинстве его принадлежность к ней. Это также обусловливает применение цветных металлов во многих областях промышленности.

Так, к примеру, большинству из них присуща высокая теплоёмкость и теплопроводность, что даёт им способность быстро охлаждаться после сварки. Есть и обратная сторона этого: при работе с такими металлами, как магний и медь, необходимо разогревать их непосредственно перед сваркой, а в течение самого процесса нужно применять сильные источники тепла, чтобы они не охлаждались.

Еще одним характерным свойством является снижение механических свойств. Ввиду этого необходимо аккуратно работать с ними, чтобы избежать деформации.

Цветные металлы в процессе нагревания активно вступают в реакцию с газами. Наглядно демонстрируют это свойство титан, молибден и тантал.

Эта группа металлов способны долго находиться в эксплуатации, но их нужно защищать от кислорода, который разрушает металлы. Для этого проводники, к примеру, покрываются защитным лаком. Предварительно металл поддается процедуре грунтования в два слоя.

Характеристика цветных металлов: отличительные черты материала и способы его использования

В современных условиях цветные металлы заняли одной из лидирующих мест среди самых часто используемых природных материалов. Сейчас для изготовления большинства электронных устройств и техники разной модификации применяются цветные металлы. Это материал отличается максимально простым химическим составом и отменными техническими и эксплуатационными характеристиками. К отличительным чертам цветных металлов относится высокий уровень электропроводности, теплопроводность, отличная ковкость, отличительный металлически блеск. В этой статье мы рассмотрим преимущества использования цветных металлов прокат которых предлагает УГМК ОЦМ и способы их применения.

Металлы и их классификация

На сегодняшний день выделяют несколько основных типов металлов и металлических соединений. Вот лишь некоторые из них:

1. Черные металлы (это металлические соединения, в состав которых входит железо и отдельные сплавы этого вещества);
2. Все остальные металлы и сплавы металлических компонентов принято наименовать цветными металлами (в их состав не входит железо и его составляющие);
3. К драгоценным металлам в настоящее время относят серебро, золото, платину, бронзу и другие благородные металлические соединения;
4. Легкоплавные металлы (вещества с наименьшей плотностью);
5. Тяжёлые металлические соединения (в большинстве случаев это цветные металлы и их сплавы с более высокой плотностью вещества, нежели железо и отдельные его составляющие).

Характеристика цветных металлов и их отличительные черты

Наименование цветные металлы – это строгое техническое определение всех металлических соединений и сплавов отдельных металлов, в состав которых не входит железо и его производные. Наоборот вещества, в составе которых есть железо называются черными (за счет своих более высоких эксплуатационных свойств и отличительного отблеска). В российской научной литературе под цветными металлами также можно встретить так называемые нежелезные металлические соединения (такое название распространено в работах европейских ученых). В связи с особенностями развития современной российской науки термин «цветные металлы» не прижился в работах зарубежных исследователей.

В зависимости от металлических и иных свойств «цветных» металлов их подразделяют на:

1. Алюминий, магний и титан – так называемые легкие металлы или металлические соединения и сплавы с низкой прочностью и теплопроводностью;
2. Тяжелые металлы – к ним относятся медь, никель, свинец и цинковые соединения;
3. Драгоценные металлы – в частности платиновые металлические соединения;
4. Что понимается под туго плавными металлами – в большинстве случаев это цветные металлические соединения и сплавы с высокой степью прочности, но с недостаточным фактором плавления. Они обладают высокой температурой плавления и длительным сроком эксплуатации (так как не изнашиваются).

Помимо вышеперечисленных видов «цветных металлов» выделяют также рассеянные металлические соединения, радиоактивные и редкоземельные металлы.

В нашей стране располагается большое количество черных и цветных металлов (во всех модификациях данного вещества). Именно поэтому Российская Федерации славится производством металлических изделий, активно развивается цветная металлургия. Цветная металлургия включает в себя поиск, хранения и преобразование цветных металлов, а также выплавку сплавов цветных металлов (совместно с цветными металлами используются и тяжелые и черные металлические соединения).

Рекомендуем к прочтению

Выбираем твердотопливный котёл: на что обратить особое внимание Что делать если провисает натяжной потолок: возможные причины и их устранение Поиск недорогих строителей, где искать? Плюсы и минусы керамзитобетонных блоков в строительстве

Добавить комментарий Отменить ответ

Медные руды

Такой тип руд является наиболее распространенным в категории «цветных». Этот металл также имеет самую широкую область использования: строительство, промышленная энергетика, авиастроение, медицина, производство эффективных теплообменников и многие другие.

Места залежей меди также разнообразны. Сегодня большое значение придаётся бедным вкрапленным рудам (порфированного типа), которые добываются в жерлах вулканов. Образовался химический элемент из горячего раствора, который поступал из магматических очагов. Большой запас такой руды расположен на территории Северной и Южной Америки.

Другой тип медных руд – колчеданный, добывается со дна морей и океанов. Источник – земли на Урале.

И еще одним огромным источником таких руд является медистый песчаник (Читинская область в России, Катанга в Африке).

Таким образом, цветные металлы – это незаменимый материал для изготовления многих вещей, что нас окружают.