Виды металлов и их классификация
К основным характеристикам металлов относятся высокая пластичность, прочность, хорошие тепло- или электропроводность, ковкость и пр. Благодаря процессу плавления отдельных металлов становится возможным получать сплавы – материалы, состоящие из двух и более металлов или металла и неметалла. Все металлы делятся на две большие группы – цветные и черные металлы, которые отличаются не только цветом, но и уникальными физическими и химическими свойствами. В текущем разделе портала promplace.ru представлен обзор существующих видов металлов и сплавов, их классификация, основные свойства, а также способы производства и применения.
Редкоземельные металлы В Китае добыча редкоземельных металлов достигает 100 тысяч тонн в год. Это составляет почти половину от общего количества сырья, добываемого во всем мире. Запасы редкоземельных металлов в Америке таже немалые, однако месторождения, расположенные на территории США практически не разрабатываются . |
Какой металл самый легкий? Литий хранят в герметичных жестяных банках под плотно закрытой крышкой. Являясь токсичным веществом, литий может вызвать зуд и ожоги при попадании на открытые участки кожи, поэтому работа с ним проводится с использованием защитной одежды. Самый легкий металл в мире |
Самый тугоплавкий металл на земле В настоящее время сплавы на основе вольфрама широко используются для производства деталей и и зделий, характеризующихся высокой термоустойчивостью. Самый тугоплавкий металл успешно применяется и в газодуговой сварке (из него делают многоразовые электроды), и в аэрокосмической |
Маркировка сталей — что обозначают буквы и цифры? Что касается обозначения нержавейки, то маркировка сталей такого типа выполянется в буквенно-цифровом варианте аналогично маркировке конструкционных легированных сталей. |
Основные свойства и характеристики стали В результате применения различных обработок свойства стали могут меняться. Благодаря полиморфмизму, который способствует изменению кристаллической решетки материала в процессе нагревания или охлаждения, получение необходимой струтуры стали становится |
Электротехнические стали Технические характеристики материала, главным образом, оказывают влияние на маркировку электротехнических сталей. Технология производства отдельных видов сталей может различаться — обработка холоднокатаной стали осуществляется при естетсвенной температуре, горячекатаную сталь |
Характеристики основных механических свойств металлов и сплавов и способы их определения Еще одно свойство, которое относится к категории механических свойств металла, называется пластичностью. |
Если под действием нагрузки материал деформируется и сохраняет полученную форму после того, как воздействие прекратилось,особенно под воздействием высокой температуры, то такой металлХарактеристики и виды чугуна Серый чугун имеет несколько разновидностей ,одной из которых является высокопрочный чугун. Высокие литейные свойства, которыми характеризуется данный материал, делают его главным сырьем для литья. В машиностроительном производстве серый чугун |
Свойства амфотерных металлов Амфотерными металлами называют такие металлы, которые могут проявлять не только свои основные, но и кислотные свойства, вступая в реакцию с отдельными веществами. В зависимости от валентности, кислотные свойства таких металлов |
Марки конструкционных сталей Для сварки подходят конструкционные стали категории В. Благодаря особым физическим и химичексим свойствам, они обеспечивают максимально качественное соединение элементов друг с другом. |
Если для сварки использовать материал другой марки, то результат может не оправдатьСвойства тугоплавких металлов и сплавов Сплавы, изготовленные на основе тугоплавких металлов, обладают отличной устойчивостью к воздействию высоких температур, хорошо сопротивляются деформированию и веьсма пластичны. Большую часть неплавких металлов получают из рудных концентратов, которые помимо основного компонента содержат |
Изготовление булатной стали Использовать высоколегированную стальдля получения булата не удастся, а из среднелегированной стали получается булат низкого качества. Из необкновенно твердого, но в то же время пластичного и ковкого материал, как правило, изготавливают холодное орудие. Булатная сталь, в отличие от |
Процесс производства и виды холоднокатанной стали Основным отлиичием холоднокатанной стали от горяекатанного вида является способ обработки. |
Холодной обработке можно подвергать изделия небольшой толщины, поскольку более толстые сплавы сопротивляются любым видам деформаций и могут даже порваться. Сфера применения холоднокатанной сталиКак используется броневая сталь Броневая сталь используется для обеспечения броневой защиты объектов военного назначения, а также в технических целях.Плиты из броневой стали подвергаются термическому или химико-термическому воздействию, что позволяет добиться повышения |
Классификация сталей по маркам Необходимость идентификации сталей и сплавов была обусловлена их значичтельным количеством, однако даже на сегодняшний день производители металлопроката не могут предоставить единую систему марок сталей, что порождает ряд трудностей для |
Свойства алюминия Температура изгтотовления различных конструкций из алюминиевых сплавов, как правило, не превышает 350 градусов. |
Это обусловлено свойствами алюминия — при длительной выдержке таких сплавов, как авиаль илиСплавы алюминия и их применение Основным составным веществом алюминевого сплава является, как становится ясно из названия, алюминий. К другим, наиболее распространенным элементами, которые входят в состав сплавов на основе алюминия, можно отнести медь, железо, цинк |
Основные свойства и применение авиационного алюминия Материал появился в Германии в начале прошлого века. Несмотря на то, что технология его получения была к этому времени уже отработана, авиационный алюминий выплавлялся в небольших объемах. Многочисленные опыты по приданию этому алюминиевому сплаву большей прочности |
Сферы применения алюминия Оптимальные физико-химические, а также механические характеристики алюминия и его сплавов обуславливают широкую сферу применения материала. |
Самые дорогие металлы в мире Не удивительно, что многие считают самым дорогим металлом в мире золото. Это драгоценный металл, знакомый каждому, имеет высокую рыночную стоимость, однако не входит даже в тройку самых дорогих металлов. Стоит отметить, что цены на природные драгоценные металлы и металлы, полученные в лабораториях |
Жаропрочная сталь Изготавливают жаропрочные стали и сплавы на основе железа, добавляя и другие мтеаллы. К примеру, благодаря наличию в составе хрома и никеля материал способен противостоять воздействию высоких температур. Если рассматривать процентное соотношение |
Щелочноземельные металлы Щелочноземельные металлы представлены рядом элементов, которые относятся ко II группе периодической системы Менделеева. |
Самый твердый металл в мире Кстати, долгое время титан не использовался.Лишь в 1925 г., после того, как ученым удалось получить чистое вещество, самый твердый металл оказался в центре внимания. По оценкам ученых суммарные мировые запасы титана на сегодняшний день составляют около 730 миллионов тонн. При нынешних темпах добычи ископаемого сырья хватит |
Классификация и область применения легированных сталей Прочностные свойства металла во много раз увеличиваются, благодаря легирующим элементам стали. По сравнению с улеродистой сталью легированная сталь является более устойчивой к коррозии и менее хрупкой,что дает возможность использовать её для производства наружных |
Электропроводность металлов Электропроводность металла в чистом виде всегда будет выше, чем электропроводность сплава. |
Это связано с тем, что при слиянии структурной сетки нарушается нормальное функционирование электронов. Показатели удельной электропроводности металлов рассчитываютсяОтпуск стали — режимы, виды, температура отпуска и свойства стали после процесса
Отпуск стали – это процесс нагрева стали до определенной температуры и последующее охлаждение изделия. Процесс осуществляется для ликвидация внутренних напряжений, отрицательно влияющих на технические параметры металлоизделий.
Отпуск стали –это чаще всего финальная термическая обработка после закалки, представляющая собой процесс нагрева полуфабрикатов и изделий до определенной температуры с последующим охлаждением. Ее основное назначение – ликвидация внутренних напряжений, отрицательно влияющих на технические параметры металлоизделий.
Общее описание процесса
Основные этапы проведения отпуска стали:
- нагрев сплава до температур начала фазовых превращений;
- выдержка при требуемой температуре;
- охлаждение с установленной скоростью.
В результате этого вида т/о получают требуемые технические характеристики изделий, сводят к минимуму внутренние напряжения. Чем выше температура термообработки и чем ниже скорость остывания, тем эффективнее устраняются остаточные напряжения.
Скорость охлаждения зависит от химического состава сплава и запланированного результата:
- интенсивное охлаждение после отпуска при +550…+650°Cповышает предел выносливости стали за счет сохранения в приповерхностном слое остаточных напряжений сжатия;
- металлоизделия сложной конфигурации после высокотемпературного отпуска охлаждают медленно, что позволяет избежать коробления;
- полуфабрикаты из легированных сталей, для которых характерна отпускная хрупкость, после отпуска при +550…+650°C охлаждают только в ускоренном темпе.
В зависимости от температуры нагрева выделяют три вида отпуска стали – высокий, средний и низкий.
Особенности низкого отпуска стали
Этот вид термообработки подразумевает нагрев заготовок и полуфабрикатов до +250°C.
Результаты процесса: уменьшение закалочных напряжений, улучшение вязкости без падения твердости.
Средне- и высокоуглеродистые закаленные стали с содержанием углерода 0,6-1,3% после низкого отпуска имеют твердость, равную 58-63 HRC, и высокую износостойкость. Но изделия из таких сплавов при отсутствии вязкой сердцевины неустойчивы к динамическим нагрузкам.
Чаще всего низкий отпуск применяется для режущего и мерительного инструмента, изготовленного из углеродистых и низколегированных марок, металлопродукции после цементации, нитроцементации, цианирования.
Режимы среднего (среднетемпературного) отпуска стали
Температуры среднетемпературного отпускного процесса – +350…+500°C. Этот вид т/о, применяемый в основном для пружин, рессор, штампов, обеспечивает значительные пределы выносливости и упругости, хорошую релаксационную стойкость. Получаемые структуры: троостит или тростомартенсит, твердость – 45-50 HRC.
Охлаждение в воде после нагрева до температур +400…+450°C применяется для пружин с целью появления на поверхности остаточных напряжений сжатия, повышающих прочностные характеристики металла.
Высокотемпературный отпуск стали – режимы, цели
Температуры высокого отпуска – +500…+650°C, получаемая структура стали – сорбит отпуска. Задача, решаемая этим видом т/о, – получение оптимального соотношения между прочностью и вязкостью. Комплексная термообработка, включающая закалку и высокий отпуск, называется улучшением. Ее преимущество по сравнению с различными видами отжига и нормализацией – повышение временного сопротивления, предела текучести, ударной вязкости, относительного сужения.
Закалка и отпуск закаленной стали применяются для среднеуглеродистых сталей с содержанием C 0,3-0,5%, к которым предъявляются повышенные требования к ударной вязкости и пределу выносливости. С их помощью повышают прочность материала, снижают чувствительность к концентраторам напряжений, температуру порога хладоломкости, склонность к трещинообразованию.
Длительность высокого отпуска – 1-6 часов. Конкретное время зависит от габаритов металлоизделия.
Виды отпускной хрупкости
Повышение температуры отпуска в большинстве случаев улучшает характеристики металлоизделия, способствует эффективному снятию остаточных напряжений. Но есть ситуации, приводящие к ухудшению характеристик сплава. Ученые-металлурги разработали несколько действенных технологий устранения проблемы отпускной хрупкости, которая может быть низко- или высокотемпературной.
Хрупкость I рода – низкотемпературная
Эта разновидность хрупкости возникает при длительной выдержке материала при температурах +250…+350°C. Скорость охлаждения на вероятность ее появления не влияет. Распространяется эта проблема на все марки сталей. Причина возникновения хрупкости I рода – активное, но неравномерное распространение углерода по поверхности кристаллической решетки. Следствие этого процесса – искажение кристаллической структуры сплава, а, следовательно, существенное увеличению хрупкости.
Отпускная хрупкость I рода является необратимым процессом, и она резко снижает эксплуатационные характеристики сплава, который становится пригодным только для переплавки.
Технология борьбы с этой проблемой – выполнение низко- либо среднетемпературного отпуска. Нагрев до промежуточных температур – не допускается. Склонность к низкотемпературной отпускной хрупкости снижает высокотемпературная ТМО.
Отпускная хрупкость II рода – высокотемпературная
Проблема высокотемпературной отпускной хрупкости возникает при совпадении трех факторов. Это:
- нагрев сплава до температур, превышающих +500°C;
- наличие в стали высокого процентного содержания Cr, Mn, Ni;
- медленное охлаждение.
Последствие сочетания этих параметров – неравномерность распределения атомов углерода, хрома, марганца, никеля, нарушающая кристаллическую решетку стали. Высокотемпературная отпускная хрупкость усиливается при выдержке в течение 8-10 часов изделий в опасном температурном диапазоне. Определить эту проблему можно только при травлении шлифов поверхностно-активными реагентами, выявляющими границы аустенитных зерен, по которым происходит хрупкое разрушение.
Существует два наиболее эффективных варианта решения этой проблемы. Первый способ: после появления признаков отпускной хрупкости нагреть металлоизделие еще раз до заданной температуры в масляной среде и быстро охладить. Второй метод –легирование сплава вольфрамом (примерно в количестве 1%) или молибденом – 0,3-0,4%.
Другие статьи:
Виды и марки стали
Отпуск стали
Состав и свойства стали
Типы покрытий металла — Новости Профхолод
1. Холодильный склад, промышленное здание, административное здание, жилое здание, ТЭЦ
Ваш выбор: полиэфирная краска, полиэстер. Более 80% холодильных складов строятся с обычным металлом, который покрыт полиэфирной краской.
- Толщина покрытия: 25 мкм
- Средняя рабочая температура: 80°С
- RUV 2
- RC 2
- Стойкость к солевому туману 150-500 часов
Примеры:
Предприятие по изготовлению замороженной хлебобулочной продукции
Производство безалкогольных напитков
2.
Птичники, коровники, свинарники, здания, расположенные в морском климатеВаш выбор: PVDF
Хорошая стойкость к коррозии, высокая стойкость к ультрафиолетовому излучению.
- Толщина покрытия: 35 мкм
- Средняя рабочая температура: 80°С
- RUV 4
- RC 4
- Стойкость к солевому туману 1000 часов
Пример:
3. Коровники, молочные фермы, камеры для выращивания грибов, здания, расположенные в морском климате
Ваш выбор: Superproof
Superproof
- RC 4
- RUV 4
- Оцинковка металла Z275
- Толщина покрытия 40-50 мкм
- Стойкость к соляному туману 1000 часов
4.
Мясные, рыбные, молочные, сырные, другие пищевые производства, помещения с постоянной влажностьюВаш выбор: Food Safe. Абсолютно безопасен при прямом контакте с продуктами питания. Не использовать под воздействием ультрафиолетовых лучей.
- Оцинковка металла Z275
- Толщина покрытия: 120 мкм
- RUV 4
- RC 5
- Стойкость к солевому туману 200-500 часов
- Стойкость к появлению царапин 3500-4000
Примеры:
Рыбоперерабатывающий комплекс
5. Сырное, молочное производство, производство мороженого, камеры для хранения рыбы
Ваш выбор: Estetic Clean
- Оцинковка металла Z275
- Толщина покрытия: 50 мкм
- Стойкость к солевому туману 500 часов
- Стойкость к появлению царапин 5000
Пример:
Сырное производство
6.
Промышленное производство, связанное с кислотами, спиртами, физиологическими растворамиВаш выбор: Plastisol
- Толщина покрытия: 200 мкм
- RUV 2
- RC 5
- Стойкость к солевому туману 1000 часов
- Стойкость к появлению царапин 4500
7. Цеха мясоперерабатывающих предприятий, цеха убоя, разделки мяса, холодильные камеры для хранения фруктов, фармацевтические предприятия
Ваш выбор: нержавеющая сталь AISI 304
Хорошая коррозионная стойкость к азотной кислоте, ацетону, аммиаку, бензолу, метанолу, соде, уксусной кислоте
Осторожно при использовании морской воды, гипохлорита кальция, лимонной кислоты, муравьиной кислоты, ортофосфорной кислоты, поваренной соли, сульфата аммония, ацетата натрия, хлорида аммония, щавелевой кислоты
Не использовать с гипохлоридом натрия, хлоридом олова, соляной кислотой, серной кислотой, фтористоводородной кислотой, хлоридом железа, хлоридом кальция, хромовой кислотой, хлоридом цинка
Примеры:
youtube.com/embed/dlRoTXi8tTc» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»> 8. Технологические помещения продуктовых складов, непищевые склады с агрессивной химической обработкой
Ваш выбор: нержавеющая сталь AISI 430
СВОДНАЯ ТАБЛИЦА
|
|
Толщина покрытия наружной стороны |
Сопротивление появлению царапин, кг |
Стойкость к солевому туману |
Категория коррозионной стойкости RC |
Категория стойкости |
Агрессивная среда |
|
Полиэстер |
25 |
- |
500 |
- |
- |
Нет |
|
PVDF |
35 |
- |
1000 |
4 |
4 |
Да |
|
Superproof |
40-50 |
- |
1000 |
4 |
4 |
Да |
|
Estetic Clean |
50 |
5 |
500 |
- |
- |
Да |
|
Food Safe |
120 |
3,5-4 |
200-500 |
- |
- |
Да |
|
Пластизол |
200 |
4,5 |
1000 |
5 |
2 |
Да |
Список различных типов металлов
Металлы и технологические достижения в производственных процессах привели людей к промышленной революции.
Это вызвало экспоненциальное развитие человеческой цивилизации, которое привело нас туда, где мы находимся сегодня. Сейчас вокруг нас различных типа металлов .
В настоящее время в природе доступно огромное количество металлов. Эти металлы можно разделить несколькими способами в зависимости от того, какие характеристики или свойства используются в качестве критериев.
- Классификация по содержанию железа
Это наиболее распространенный метод классификации металлов. Когда в металле есть железо, его называют черным металлом. Железо делает металл подверженным коррозии и придает ему магнитные свойства. Металлы, в которых отсутствует железо, известны как цветные металлы. У них также отсутствуют магнитные свойства. Некоторыми примерами являются свинец, алюминий, медь, цинк и латунь.
- Классификация по атомной структуре
Металлы можно классифицировать на основе их атомной структуры согласно периодической таблице.
Металл может быть классифицирован как щелочной, переходный или щелочноземельный металл. Металлы, принадлежащие к одной группе, имеют тенденцию вести себя одинаково, когда они реагируют с другими элементами. Таким образом, они имеют схожие химические свойства.
При выборе подходящего металла для конкретного применения необходимо учитывать несколько факторов. Эти факторы включают простоту обработки, температуру плавления, доступное пространство, достаточные факторы безопасности, температурный коэффициент, плотность, электрическую и теплопроводность. давайте посмотрим на различные типы металлов и причина, по которой они выбраны для их применения.
ЖелезоЖелезо составляет почти 5% Земли. Таким образом, этот металл легко найти. Однако чистый металл не является стабильным элементом, так как он сразу же вступает в реакцию с кислородом, присутствующим в воздухе, создавая оксид железа.
Для извлечения железа из руд требуется использование доменной печи.
На первой ступени доменной печи будет производиться передельный чугун, который может быть дополнительно очищен для получения чистого железа. Это железо обычно попадает в сталь и другие сплавы. Поэтому почти 90% производимых металлов являются черными по своей природе.
Хотя чистое железо прочнее большинства металлов, оно подвержено коррозии. Чтобы предотвратить коррозию, вам нужно будет потратить много энергии и денег. Железо также чрезвычайно тяжело из-за его высокой плотности.
Таким образом, сталь была сделана путем добавления углерода к железу, чтобы в некоторой степени смягчить эти недостатки. Эта комбинация углерода и железа образует углеродистую сталь, которая прочнее железа. В результате сталь обычно используется в качестве строительного материала. В зависимости от содержания железа сталь можно разделить на три категории: низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь.
Медь При обсуждении различных металлов невозможно не заметить медь.
Медь легко формуется, поэтому она имеет долгую историю, а применение, которое она имеет сегодня, является ярким примером того, насколько она важна. Поскольку медь не поступает из природы в чистом виде, ее плавка и извлечение из руды имеет решающее значение.
Металлы являются хорошими проводниками, но медь выделяется как лучший проводник. Вы найдете медные жилы в электрических цепях из-за их необычайной электропроводности. Единственный металл, который может превзойти проводимость меди, — это серебро. Возможно, именно поэтому большинство кухонных принадлежностей сделаны из меди.
БронзаБронза также является сплавом меди. Однако, в отличие от цинка, бронза содержит олово. Вы можете улучшить его свойства и пригодность для конкретного приложения. Бронза твердая, хрупкая и хорошо сопротивляется усталости. Бронза также обладает хорошей тепло- и электропроводностью, а также коррозионной стойкостью.
Бронза применяется при изготовлении отражателей и зеркал.
Он также используется в электрических разъемах. Из-за своей устойчивости к коррозии он используется в судовой арматуре и подводных частях.
Латунь представляет собой сплав цинка и меди. Количество каждого металла может варьироваться из-за механических и электрических свойств, которые требуются от металла. Он состоит из следовых количеств нескольких металлических элементов, таких как марганец, свинец и алюминий.
Латунь является отличным кандидатом для использования с низким коэффициентом трения, например, в подшипниках, замках, музыкальных инструментах, инструментах и фитингах, а также в сантехнике. Латунь незаменима в безопасных по своей природе применениях, чтобы обеспечить возможность использования и предотвратить искры в легковоспламеняющихся средах.
Алюминий Алюминий получают главным образом из бокситов, его руды. Он прочный, легкий и функциональный и является самым распространенным металлом на Земле. Это связано с его свойствами, в том числе легким, прочным, электропроводным и коррозионностойким; он может создавать сплавы почти со всеми типами металлов.
Алюминий легко обрабатывается и не намагничивается.
Титан является важным инженерным металлом, потому что он легкий и прочный. Он также обладает высокой термической стабильностью даже при экстремальных температурах до 480°C. Благодаря этим характеристикам он применяется в аэрокосмической промышленности.
Он также используется в военной технике, а поскольку он устойчив к коррозии, он также используется в медицинских целях. Вы также найдете титан в спортивных товарах и химической промышленности.
Свинец Свинец — это металл с высокой коррозионной стойкостью, поддающийся механической обработке. Трубопровод и краска символизируют некоторые варианты его использования. Он использовался в качестве антидетонатора в бензине. Позже было обнаружено, что его побочный продукт может вызвать серьезные осложнения для здоровья. Вы найдете свинец в автомобильных аккумуляторах, боеприпасах, подъемных грузах, радиационной защите и оболочке кабелей.
20 Различные типы металлов и их свойства
Что такое металл?Металл представляет собой материал, который имеет блестящий вид в свежеприготовленном, полированном или измельченном виде и характеризуется высокой электро- и теплопроводностью, ковкостью, пластичностью и высоким коэффициентом отражения света. Эти свойства являются результатом металлической связи между атомами или молекулами металла.
Металл может быть химическим элементом, таким как железо; сплав, такой как нержавеющая сталь, или молекулярные соединения, такие как полимерный нитрид серы.
Около трех четвертей всех известных химических элементов являются металлами. Наиболее распространенными видами в земной коре являются алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний. Большинство металлов находятся в рудах (минералах), но некоторые из них, такие как медь, золото, платина и серебро, часто находятся в свободном состоянии, потому что они плохо реагируют с другими элементами.
Металлы обычно представляют собой твердые кристаллические вещества. В большинстве случаев они имеют относительно простую кристаллическую структуру, отличающуюся атомной близостью и высокой степенью симметрии. Самая внешняя оболочка атома металла обычно содержит менее половины общего числа электронов.
Благодаря этому свойству металлы не склонны образовывать соединения друг с другом. Однако он легко связывается с неметаллами (такими как кислород и сера). Эти неметаллы обычно имеют более половины максимального числа валентных электронов.
Металлы сильно различаются по химической активности. Литий, калий и радий являются наиболее реакционноспособными, а золото, серебро, палладий и платина — наименее реакционноспособными.
Что такое металл в химии?
Определение металла: Вещество, обладающее высокой электропроводностью, блеском и пластичностью, которое легко теряет свои электроны с образованием положительных ионов (катионов). В противном случае металлы определяются в соответствии с их положением в периодической таблице.
Metal Groupings on the Periodic Table:
- Alkali Metals
- Alkaline Earth Metals
- Transition Metals
- Rare Earth Metals
Classification Of Metals
Metals can be classified based on their physical or chemical properties. Категории, охватываемые в следующих подразделах:
- Черные и цветные металлы.
- Хрупкие металлы.
- Тугоплавкие металлы.
- Белые металлы.
- Тяжелые и легкие металлы.
- Неблагородные, благородные и драгоценные металлы.
- Металлы для клапанов.
1. Черные и цветные металлы.
Черные металлы содержат железо, а цветные металлы не содержат железа. Более точный ответ состоит в том, что черные и цветные металлы имеют свои особенности. Эти свойства определяют наиболее подходящее применение.
Черные металлы
Чистое железо слишком мягкое и пластичное, чтобы его можно было использовать в качестве конструкционного материала.
Когда железо охлаждается и превращается из жидкости в твердое вещество, большинство атомов в металле упаковываются в упорядоченные слои.
Однако некоторые. Несоосность создает слабые места, называемые дислокациями. Когда кусок железа нагружен, слои атомов в этих областях скользят друг по другу и деформируют металл. Это начинает объяснять пластичность мягкого железа.
Но добавляя углерод к железу, можно получить разные сплавы с совершенно разными свойствами. Мы называем их углеродистыми сталями. Сплав представляет собой смесь двух или более химических элементов, доминирующим элементом которой является металл.
Обычные черные металлы включают легированную сталь, углеродистую сталь, чугун и кованое железо. Эти металлы очень ценны из-за их прочности на растяжение и долговечности. Черные металлы также используются в транспортных контейнерах, промышленных трубопроводах, автомобилях, железных дорогах и многих коммерческих и бытовых приборах.
Из-за высокого содержания углерода черные металлы легко ржавеют под воздействием влаги.
Из этого правила есть два исключения. Кованое железо устойчиво к ржавчине благодаря своей чистоте, а нержавеющая сталь защищена от ржавчины присутствием хрома.
Большинство черных металлов обладают магнитными свойствами, что делает их очень полезными в двигателях и электротехнике. Использование железного металла на дверце холодильника позволяет прикрепить список покупок с помощью магнита.
Цветные металлы
Цветные металлы включают алюминий, медь, свинец, цинк, олово и драгоценные металлы, такие как золото и серебро. Основным преимуществом перед железными материалами является их ковкость. А поскольку он не содержит железа, он обладает высокой устойчивостью к ржавчине и коррозии, что делает его идеальным для водосточных желобов, водосточных труб, крыш и наружных вывесок.
Наконец, они немагнитны, что важно для многих электронных и проводных приложений.
2. Хрупкие металлы
Почти все металлы ковкие или пластичные, но некоторые бериллий, хром, марганец, галлий и висмут хрупкие.
Мышьяк и сурьма хрупки, если обращаться с ними как с металлами. Низкое значение отношения объемного модуля упругости к модулю сдвига (критерий Пью) указывает на присущую ему хрупкость.
3. Тугоплавкий металл
В материаловедении, металлургии и машиностроении тугоплавкие металлы — это металлы, обладающие высокой термостойкостью и износостойкостью. Металлы, принадлежащие к этой категории, различны. Наиболее распространенные определения включают ниобий, молибден, тантал, вольфрам и рений. Все они имеют температуру плавления выше 2000°С при комнатной температуре и высокую твердость.
4. Белый металл
Белые металлы представляют собой ряд металлов белого цвета (или их сплавов) с относительно низкой температурой плавления. К таким металлам относятся: цинк, кадмий, олово, сурьма (которые здесь считаются металлами), свинец и висмут, некоторые из которых очень токсичны.
В Англии торговцы произведениями искусства используют термин «белый металл» в аукционных каталогах для обозначения иностранных предметов, которые не имеют клейма британской пробы, но по-прежнему являются серебряными и имеют соответствующую цену.
Указывает столовое серебро.
5. Тяжелые и легкие металлы
Тяжелые металлы представляют собой относительно плотные металлы или металлоиды. Были предложены более конкретные определения, но ни одно из них не получило широкого признания. Некоторые тяжелые металлы имеют специальное применение или обладают значительной токсичностью. Некоторые из них необходимы в небольших количествах. Все остальные металлы являются легкими металлами.
6. Неблагородные, благородные и драгоценные металлы
В химии неблагородные металлы неофициально используются для обозначения металлов, которые легко окисляются или подвергаются коррозии, например легко реагируют с разбавленной соляной кислотой (HCl) с образованием хлоридов металлов и водород. Например, можно упомянуть железо, никель, свинец и цинк. Медь считается неблагородным металлом, потому что она не реагирует с гидрохлоридом, но относительно легко окисляется.
Родий, драгоценный металл. Здесь показано как 1 г порошка, 1 г прессованного цилиндра и 1 г гранул.
Термин благородный металл обычно используется для основных металлов. В отличие от большинства неблагородных металлов благородные металлы устойчивы к коррозии и окислению. Это часто драгоценный металл из-за его редкости. Примеры включают золото, платину, серебро, родий, иридий и палладий.
В алхимии и нумизматике термин неблагородный металл сравнивается с драгоценными металлами , обладающими высокой экономической ценностью. Давняя цель алхимиков состояла в том, чтобы превратить неблагородные металлы в драгоценные металлы, включая монетарные металлы, такие как серебро и золото.
В химическом отношении благородные металлы (такие как драгоценные металлы) менее реакционноспособны, чем большинство элементов, имеют сильный блеск и высокую электропроводность. Самыми известными драгоценными металлами являются золото и серебро.
Оба имеют промышленное применение, но наиболее известны своим использованием в искусстве, ювелирных изделиях и чеканке монет.
Среди других драгоценных металлов можно назвать металлы платиновой группы, такие как рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина, причем больше всего продается платина.
7. Клапанные металлы
В электрохимии вентильные металлы — это металлы, пропускающие ток только в одном направлении.
Различные типы металловМеталлы можно разделить на две основные группы: черные металлы — это те, которые содержат железо, и цветные металлы — те, которые не содержат железа.
Ниже приведены различные типы металла:
- Сталь.
- Углеродистая сталь.
- Легированная сталь.
- Нержавеющая сталь.
- Железо (кованое или литое)
- Алюминий.
- Магний.
- Медь.
- Латунь.
- Бронза.
- Цинк.
- Титан
- Вольфрам
- Никель
- Кобальт
ЖЕЛЕЗО (кованое или литое)
Железо, которое составляет около 5% земной коры и является шестым по распространенности элементом в мире, является и очень популярный тип металла.
Чистое железо — нестабильный элемент, который легко реагирует с кислородом воздуха с образованием оксида железа. Чтобы сделать его более стабильным, его обычно сплавляют с другими элементами для получения стали.
Железо используется в кухонной утвари для предотвращения слипания пористых поверхностей горячим маслом. Чугун, имеющий очень высокую температуру плавления, используется для изготовления дровяных печей. Как тяжелый металл, железо создает жесткость и снижает вибрацию. Таким образом, он часто используется для изготовления рам и оснований для тяжелого оборудования.
Доменная печь используется для извлечения железа из руд. Чугун извлекается из первой ступени доменной печи и может быть далее преобразован в чистое железо. Это железо часто представляет собой сталь и другие сплавы. Почти 90% производимых металлов составляют черные металлы.
Например, это основной компонент стали. Но помимо этого, вот некоторые другие области применения и пояснения того, почему используется железо:
- Кухонная посуда – Пористая поверхность выжигает растительное масло, создавая естественную антипригарную поверхность.
- Дровяные печи – Чугун имеет очень высокую температуру плавления, поэтому печи могут выдерживать высокие температуры.
- Основание и рама для тяжелого оборудования – Этот сверхпрочный металл снижает вибрацию и обеспечивает жесткость.
Например, сталь — это черный металл, который можно использовать во многих различных областях. Вы не можете понять истинный потенциал железа, не зная стали.
СТАЛЬ
Чистое железо прочнее других металлов, но оставляет после себя что-то. Во-первых, чистое железо не устойчиво к коррозии. Чтобы предотвратить коррозию железа, требуется много денег и энергии. С другой стороны, он очень тяжелый из-за своей высокой плотности. Эти недостатки могут затруднить строительство и техническое обслуживание конструкции.
Добавление углерода к железу частично устраняет эти недостатки. Эта смесь железа и углерода в определенной степени известна как углеродистая сталь. Добавление углерода к железу делает его намного прочнее и придает ему другие замечательные свойства.
Вероятно, это самый распространенный металл в современном мире. По определению, сталь — это просто железо (элемент), смешанное с углеродом. Это соотношение обычно составляет около 99% железа и 1% углерода, но это соотношение может незначительно варьироваться.
В 2017 году в мире было произведено более 1,8 млрд тонн стали (половина из них произведена в Китае). Средний вес африканского слона около 5 тонн. Даже если сложить слонов друг на друга, чтобы сделать действительно странный мост на Луну (что на самом деле невозможно), он все равно не будет весить столько же, сколько ежегодно производимая сталь.
Существуют разные виды стали. Вот краткий обзор основных типов:
Углеродистая сталь
Это базовая сталь с хорошим углеродом и железом, но другие элементы могут быть добавлены в очень небольших количествах. Три основные категории: низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь. Больше углерода означает тверже и прочнее.
Меньше углерода означает дешевле, мягче и проще в изготовлении.
Углеродистая сталь в основном используется в качестве конструкционных материалов, простых механических деталей и различных инструментов.
Легированная сталь
Думайте об этом как о генетически модифицированной стали. Легированные стали производятся путем добавления в смесь других элементов. Это изменяет свойства и делает металл по своей природе настраиваемым. Это очень распространенный тип металла и, как правило, очень дешевый в производстве.
Обычными легирующими элементами стали являются марганец, ванадий, хром, никель и вольфрам. Каждый из этих элементов по-разному изменяет свойства металла.
Например, легированные стали могут повысить прочность высокопроизводительных зубчатых колес, повысить коррозионную стойкость и износостойкость медицинских имплантатов и повысить давление, которое могут выдерживать трубопроводы. Широко известен как рабочая лошадка металлического мира.
Нержавеющая сталь
Технически это тип стального сплава, но существует так много разновидностей, что обычно он имеет свою собственную категорию.
Это сталь, в которой особое внимание уделяется коррозионной стойкости.
Это в основном сталь с нужным количеством хрома. Хром образует очень тонкий барьер во время коррозии и задерживает ржавление. Соскребая преграду, тут же образуется новая.
Обычно встречается на кухне. Ножи, столы, посуда, все, что соприкасается с едой.
Примечание: То, что это нержавеющая сталь, не означает, что она не заржавеет. Различные соединения предотвращают ржавчину в разной степени. Нержавеющая сталь, используемая в морской воде, должна быть особенно устойчивой к коррозии, чтобы она не подвергалась коррозии. Тем не менее, все типы нержавеющей стали будут ржаветь, если их не чистить и не ухаживать должным образом.
Дополнительные ресурсы: Что такое нержавеющая сталь?
АЛЮМИНИЙ
Алюминий в основном получают из бокситовой руды. Легкий, прочный и функциональный. Это самый распространенный металл на земле, и его используют повсеместно.
Это связано с такими свойствами, как долговечность, легкий вес, коррозионная стойкость, электропроводность и способность образовывать сплавы с большинством металлов. Кроме того, он немагнитен и прост в обработке.
Что касается металла, то это действительно современный металл. Алюминий был впервые произведен в 1825 году и с тех пор является основой великих достижений.
Подробнее: Кто открывает алюминий?
Например, благодаря удивительному соотношению прочности и веса этот металл в значительной степени способствовал полету человека на Луну. Он легко формуется (податлив) и не ржавеет, поэтому идеально подходит для банок из-под газировки. И (возможно) самое главное, из него можно сделать очень тонкий лист, который можно использовать для барбекю из свежевыловленной рыбы до идеального увлажнения.
Процесс производства алюминия немного сложнее, чем других металлов, но на самом деле это очень распространенный металл. Это самый распространенный цветной металл (без железа) на земле.
Не ржавеет, а окисляется. По определению, железо — единственный металл, который действительно «ржавеет». Алюминий подвергается коррозии при контакте с солью. Но не ржавеет при контакте с водой. Это делает алюминий очень полезным для создания таких вещей, как пресноводные лодки.
МАГНИЙ
Магний — действительно крутой металл. Его вес составляет около 2/3 веса алюминия, и он имеет такую же прочность. По этой причине с каждым днем он становится все популярнее. Часто это появляется как сплав. Это означает смешивание его с металлами и другими элементами для создания гибридных материалов с особыми свойствами. Это также упрощает использование в производственных процессах.
Одним из наиболее распространенных применений магния является автомобильная промышленность. Магний рассматривается как шаг вперед по сравнению с алюминием в снижении веса с высокой прочностью и астрономически дешевле.
Высокопроизводительные автомобили используют магний в колесных дисках, блоках двигателя и картерах трансмиссии.
Однако у магния есть и недостатки. Он легче подвергается коррозии, чем алюминий. Например, он корродирует при контакте с водой, а алюминий — нет.
В целом он стоит примерно в два раза дороже алюминия, но в целом обрабатывается на производстве быстрее. Магний легко воспламеняется и горит при очень высоких температурах. Металлическую стружку, опилки и порошок следует утилизировать осторожно, чтобы избежать взрыва.
МЕДЬ
Говоря о различных типах металлов, нельзя не упомянуть медь и ее сплавы. Он имеет долгую историю, потому что его легко формовать. Сегодня это по-прежнему важный металл в промышленности. В чистом виде в природе не существует. Поэтому необходима плавка и извлечение из руды.
Металлы являются отличными проводниками, и медь выделяется среди остальных. Благодаря отличной электропроводности он используется в качестве проводника в электрических цепях. Его проводимость уступает только серебру. Он также обладает отличной теплопроводностью. Поэтому многие кухонные принадлежности сделаны из меди.
Медь тоже старый металл. Сегодня он обычно встречается в сплавах (об этом позже) или в относительно чистом состоянии. Обычное использование включает электронику, водопроводные трубы и гигантские статуи свободы. Медь образует слой патины или оксида, который предотвращает дальнейшую коррозию. Он в основном зеленеет и останавливает коррозию. Это позволяет ему сохраняться веками.
Статуя Свободы изготовлена из меди и покрыта слоем патины или оксида, что придает ей голубовато-зеленый вид.
ЛАТУНЬ
Латунь на самом деле представляет собой сплав меди и цинка. Полученный желтый металл очень полезен по многим причинам. Его золотистый цвет делает его очень популярным в декоративных целях. Этот металл обычно используется в антикварных мебельных ручках и ручках.
Количество каждого металла отличается в зависимости от желаемых электрических и механических свойств металла. Он также содержит небольшое количество других металлических элементов, таких как алюминий, свинец и марганец.
Латунь идеально подходит для изделий с низким коэффициентом трения, таких как замки, подшипники, трубопроводы, музыкальные инструменты, инструменты и аксессуары. Для искробезопасных приложений очень важно предотвращать искры и обеспечивать возможность использования в легковоспламеняющихся средах.
Он также очень пластичен, его можно штамповать и формовать. Еще одним замечательным свойством риса является то, что он никогда не искрит. Например, стальные молотки могут искрить при ударе определенным образом. Медный молоток не поможет. Это означает, что латунные инструменты подходят для областей, которые могут находиться рядом с легковоспламеняющимися газами, жидкостями или порошками.
БРОНЗА
Бронза также является сплавом меди. Однако бронза содержит олово вместо цинка. Добавление других элементов, таких как фосфор, марганец, кремний и алюминий, может улучшить его свойства и пригодность для конкретных применений.
Бронза хрупкая, твердая и устойчивая к усталости.
Он также обладает отличной электропроводностью, теплопроводностью и коррозионной стойкостью. Бронза используется для изготовления зеркал и отражателей. Используется для электрических соединений. Благодаря своей коррозионной стойкости он используется для изготовления подводных деталей и корабельных принадлежностей.
Бронза имеет большое историческое значение (как и Бронзовый век), и ее легко выбрать. Его можно увидеть в колоколах гигантских церквей. Бронза твердая и прочная, поэтому она не трескается и не гнется, как другие металлы, при ударе о нее шагом. Также у него лучше звук.
Современные области применения включают скульптуру и искусство, пружины и подшипники, а также гитарные струны. Бронза была первым искусственным сплавом.
ЦИНК
Цинк — это металл, который присутствует повсюду и имеет множество применений в медицине и промышленности. Цинк — очень распространенный металл, используемый в покрытиях для защиты других металлов. Например, часто можно увидеть оцинкованную сталь, которая в основном представляет собой просто сталь, покрытую цинком для предотвращения ржавчины.
Цинк также используется для литья под давлением в электротехнической, металлургической и автомобильной промышленности.
Из-за низкого электрохимического потенциала цинка его применение включает морские применения для предотвращения коррозии других металлов с помощью катодной защиты. Жертвенные цинковые аноды могут защитить клапаны, трубопроводы и резервуары.
Это интересный металл, потому что он очень полезен. Таким образом, он имеет очень низкую температуру плавления, что делает его очень легким для литья. Этот материал легко течет во время плавления, и полученные детали относительно твердые. Его также очень легко расплавить и переработать.
ТИТАН
Титан является важным инженерным металлом, потому что он прочный и легкий. Он также обладает высокой термической стабильностью даже при температуре выше 480 градусов Цельсия. Эти особенности используются в аэрокосмической промышленности.
Военная техника – один из примеров использования этого металла.
Титан также используется в медицине из-за его превосходной коррозионной стойкости. Титан также используется в химической промышленности и спортивных товарах.
Этот современный металл действительно великолепен. Впервые он был обнаружен в 179 г.1, впервые полученный в чистом виде в 1910 году и впервые полученный вне лаборатории в 1932 году. Титан на самом деле очень распространен (7-й по распространенности металл на Земле), но его очень трудно очистить. Вот почему этот металл такой дорогой. Это также очень стоит того.
Титан биосовместим, организм не сопротивляется и не отвергает его. Медицинские имплантаты обычно изготавливаются из титана. Его отношение прочности к весу выше, чем у любого другого металла. Это делает его очень ценным для всего, что летает.
Нитрид титана (титан, прореагировавший с азотом в высокоэнергетическом вакууме) представляет собой очень твердое покрытие с низким коэффициентом трения, наносимое на металлорежущие инструменты. Сам по себе титан в природе не встречается.
Он всегда зависит от другого элемента.
ВОЛЬФРАМ
Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления и самую высокую прочность на растяжение среди всех чистых металлов. Это делает его очень удобным.
Около половины всего вольфрама используется для производства карбида вольфрама. Это очень твердый материал, используемый в режущих инструментах (для добычи полезных ископаемых и металлообработки), абразивах и тяжелом оборудовании. Легко режет титан и жаропрочные сплавы.
Это название происходит от слова «tungsten», что в переводе со шведского означает «тяжелый камень». Его плотность примерно в 1,7 раза больше, чем у свинца. Вольфрам также является популярным легирующим элементом. Его температура плавления настолько высока, что его часто сплавляют с другими элементами для изготовления таких вещей, как сопла ракет, которые должны выдерживать экстремальные температуры.
НИКЕЛЬ
Никель — очень распространенный элемент, который используется повсеместно.
Чаще всего его используют в производстве нержавеющей стали, где он повышает прочность и коррозионную стойкость металлов. Фактически, почти 70% мирового никеля используется для производства нержавеющей стали.
Интересно, что никель составляет только 25% состава пятицентовой монеты США. Никель также является распространенным металлом, используемым для нанесения покрытий и легирования. Его можно использовать для покрытия лабораторного и химического оборудования, а также всего, что требует очень гладкой и полированной поверхности.
Название «никель» происходит из средневекового немецкого фольклора. Никелевая руда очень похожа на медную, но когда старые горняки не смогли добыть из нее медь, они обвинили в этом озорного духа по имени Никель.
КОБАЛЬТ
Это металл, который уже давно используется в качестве синего пигмента в красках и красках. Сегодня он в основном используется для производства высокопрочных и износостойких стальных сплавов. Кобальт редко добывается в одиночку и фактически является побочным продуктом производства меди и никеля.
ОЛОВО
Олово очень мягкое и податливое. Он используется в качестве легирующего элемента для изготовления таких вещей, как бронза (1/8 олова, 7/8 меди). Он также является основным компонентом олова (85-99%). Когда вы сгибаете оловянный стержень, он издает звук, называемый «жестяным плачем». Это звук вращения, когда кристаллическая структура реорганизуется, что называется двойникованием.
СВИНЦ
Свинец очень мягкий, ковкий, очень плотный и тяжелый. Он также имеет относительно низкую температуру плавления. Металлический свинец обладает высокой обрабатываемостью и отличной коррозионной стойкостью. Трубопровод и краска показывают многократное использование.
Свинец использовался в качестве антидетонатора в бензине. Позже выяснилось, что этот побочный продукт свинца вызывает серьезные осложнения со здоровьем. Сегодня свинец по-прежнему широко используется в боеприпасах, автомобильных аккумуляторах, радиационной защите, подъеме тяжестей и оболочке кабелей.
В 1800-х годах было обнаружено, что свинец на самом деле довольно токсичен. Таким образом, в наше время это не очень распространено, но не так давно его все еще можно было увидеть в краске, пулях и тому подобном.
Свинец является нейротоксином и, среди прочего, может вызвать повреждение головного мозга и поведенческие проблемы.
Тем не менее, он по-прежнему используется в современных условиях, например, для превосходной защиты от радиации. Его также иногда добавляют в медные сплавы для облегчения резки. Смесь меди и свинца часто используется для улучшения работы подшипников.
КРЕМНИЙ
Технически кремний является полуметаллом. Это означает, что он обладает как металлическими, так и неметаллическими свойствами. Например, он выглядит как металл. Он твердый, блестящий, гибкий и имеет высокую температуру плавления. Но он делает ужасную работу по передаче электричества. Это одна из причин, по которой он не считается цельнометаллическим.
Однако это обычный элемент, встречающийся в металлах.
При использовании в легировании он может существенно изменять свойства металлов. Например, добавление кремния к алюминию облегчает сварку.
ХРОМ
Хром — второй по твердости физический элемент после углерода, возможно, алмаза. Он обычно используется в качестве сплава для повышения прочности других металлов.
Температура плавления металла примерно до 2000 градусов Цельсия. Хром имеет уникальный отражающий вид и может использоваться для улучшения поверхности других металлов.
ЛИТИЙ
Литий относится к группе мягких металлов или щелочных металлов. Имеет привлекательный серебристо-белый блеск. Литий используется для повышения прочности стекла и керамики.
Типы металлов (Список металлов)
Это список металлов в порядке возрастания атомного номера.
0472 70
Хорошо известные сплавы включают бронзу и сталь. Изучение металлов называется металлургией.
Другие свойства включают в себя: Состояние: Металлы являются твердыми при комнатной температуре, за исключением ртути, которая является жидкой при комнатной температуре (галлий жидкий в жаркие дни).
Для изготовления ювелирных изделий и украшений используются золото, платина и серебро. 
Однако наиболее распространена классификация по содержанию железа.
Чем выше процент углерода, тем прочнее и дороже сталь.
Но, несмотря на свои многочисленные преимущества, медь в настоящее время обычно заменяют алюминием и пластиком в массовом производстве из-за их более низкой цены.
Высокая температура плавления и высокая жесткость обеспечивают стабильность и безопасность в условиях высоких температур.