Как классифицируются цветные металлы


Цветные металлы – характеристика и классификация

Металлургия – основная отрасль экономики в нашей стране, для развития которой требуется много металла. Это мощная отрасль промышленности, включающая в себя производство металлов, обработку металлических изделий, сварку, нанесение металлических покрытий. Выделяют две отрасли металлургии: черную и цветную.

Черная заключается в обработке железа и сплавов с ним, цветная – в обработке руды всех металлов, кроме железа. Именно о цветной металлургии пойдет речь в этой статье.

Цветные металлы – группа металлов и их сплавов, которые не содержат железа (либо сплавов на его основе).

Содержание статьи:

Общие сведения

Это дорогостоящие и ценные технические материалы, широко используемые людьми во многих сферах (радиоэлектроника, машиностроение, бытовая коммуникация, высокие технологии и т.д.). Главные свойства «нежелезных металлов» – долговечность, электро- и теплопроводность. В промышленности эти металлы подвергают различным процессам: штамповкой, ковкой, резкой, сваркой, прессованием, пайкой и т.д.

Цветные металлы классифицируются в зависимости от их назначения и физических свойств на:

  1. Легкие – металлы, имеющие высокую химическую активность и маленькую плотность. Используются они для производства сплавов. Получают легкие цветные металлы электролизом солей в расплавленном виде, металлотермии и электротермии. Они широко распространены в природе, перечень — достаточно большой, но наиболее популярными являются алюминий, магний и титан.
  2. Тяжелые – группа металлов, сырьем для получения которых служат окисленные и сульфидные полиметаллические руды. Эти металлы применяют в элементарном состоянии и в виде сплавов (с железом и другими цветными металлами). Некоторые соединения тяжелых металлов, обладая полупроводниковыми свойствами, играют важную роль в электронной технике. Самыми известными представителями этой группы являются олово, цинк, свинец, никель, медь.
  3. Благородные – инертные металлы, в природе встречающиеся в чистом виде. Это «свободная группа», так как некоторые входящие в нее металлы встречаются в рудах (например, ртуть). К этой группе относятся золото, серебро, платина, родий, палладий, рутений, осмий.
  4. Редкоземельные – небольшая группа металлов серебристо-белого цвета. Ее представители имеют высокую реакционную способность (особенно при повышенных температурах). Зачастую, в одной породе содержатся сразу несколько элементов этой группы. Всего к редкоземельным металлам относят 17 химических элементов, наиболее известные из которых цирконий, селен, лантан, германий и т.д.
  5. Тугоплавкие – материалы с высокой температурой плавления. Помимо металлов к ней относятся легированные металлы и сплавы. Элементам этой группы свойственна высокая химическая активность и прочные межатомные связи. Наиболее известными представителями группы являются хром, марганец, молибден, вольфрам, ванадий, тантал.
  6. Отдельно выделяют малые цветные металлы (висмут, ртуть, мышьяк, кадмий, кобальт) и сплавы (бронза и латунь).

Подробности

Получение цветных металлов

Это очень трудоемкий и дорогостоящий процесс. Добытую руду для переработки отправляют на завод. Основными технологиями обработки нежелезных металлов являются прессование, штампование, прокатка, волочение и ковка.

Высокая востребованность цветных металлов обусловлена свойствами, которыми обладают:

— коррозионная устойчивость,

— химическая инертность в определенной среде,

— устойчивость к высоким температурам,

— долговечность изготовленных из них изделий.

Получать цветные металлы можно не только из руды

…но и из уже произведенных изделий. Процесс переработки менее трудоемкий и дорогостоящий, чем добыча и обработка руды. Сдача металлолома – бизнес, приносящий его владельцам высокий доход. Стоимость лома зависит от многих факторов: качества металла, наличия примесей, необходимости очитки, — поэтому итоговую сумму определяют непосредственно в пункте приема.

Самыми популярными цветными металлами в пунктах металлолома являются:

  1. Алюминий – металл серебристого цвета с низкой плотностью и высокой прочностью – благодаря чему с ним легко работать (пилить, резать, варить, паять и т.д.).
  2. Медь – самый распространенный тяжелый металл, обладающий высокой пластичностью, а также тепло- и электропроводностью. Он очень хорошо сплавляется с другими металлами, поэтому, медь широко применяется в машиностроении.
  3. Латунь – сплав из цинка и меди с добавлением свинца, алюминия, марганца и т.д. У нее хорошие литейные свойства, а также высокая коррозионная стойкость.
  4. Цинковые сплавы – материалы, имеющие хорошие механические, литейные свойства и коррозионную устойчивость.
  5. Бронза – сплав, основным элементом которого является медь, а дополнительными могут быть олово, алюминий, никель и т.д.
  6. Никель – пластичный серебристо-белый металл. Используется как в чистом виде (для изготовления листов или труб) или в виде сплавов с железом, сталью, золотом, хромом и пр.
  7. Свинец – серо-голубой металл, устойчивый к воздействию кислот (серной, соляной, азотной, уксусной). Он мягкий и тяжелый.
  8. Титан – прочный серебристо-голубоватый металл, обладающий высокой устойчивостью к коррозии, но низкой тепло- и электропроводностью. Для повышения механических свойств, в сплав добавляют марганец, алюминий, хром.

  9. Олово – светлый пластичный металл, имеющий невысокую температуру плавления. Его сочетание с кадмием и висмутом применяют в производстве надежных крепежных элементов.
  10. Вольфрам– плотный и тугоплавкий светлый металл, напоминающий платину. Используется при изготовлении боеприпасов, режущих инструментов, ювелирных изделий и т.д.

Итоги

Цветные металлы – важный и ценный материал, применяемый в производстве. Добываются нежелезные металлы во всех регионах нашей страны. Благодаря своим свойствам, они широко используются во многих отраслях.

черных и цветных металлов - в чем разница?

«В чем разница между черными и цветными металлами?»

Ответ прост: черные металлы содержат железо, а цветные - нет. Это означает, что каждый тип черных и цветных металлов имеет разные свойства и применение.

Черные металлы
Черные металлы содержат железо и известны своей прочностью. Подумайте о стали, нержавеющей стали, углеродистой стали, чугуне.Черные металлы используются как в архитектурном, так и в промышленном производстве, например в небоскребах, мостах, транспортных средствах и железных дорогах. Благодаря своим магнитным свойствам черные металлы также используются в приборах и двигателях. (Ага - благодаря черным металлам вы можете повесить табель успеваемости ребенка или список покупок с помощью магнита на дверце холодильника.) Черные металлы также имеют высокое содержание углерода, что обычно делает их склонными к ржавчине. Исключение составляют нержавеющая сталь из-за хрома и кованое железо из-за высокого содержания чистого железа.

Примеры черных металлов:

  • Сталь: железо с углеродом; широко используется в строительстве и производстве металлических изделий
  • Углеродистая сталь: в железо добавлено еще более высокое содержание углерода; исключительно твердый металл
  • Нержавеющая сталь: легированная сталь с добавлением хрома, защищающая от ржавчины
  • Прочие легированные стали: легкие металлы, такие как хром, никель, титан, добавленные для упрочнения других металлов без увеличения веса
  • Чугун: чугун, углерод, кремний; тяжелый, твердый износостойкий металл

Цветные металлы
Цветные металлы использовались с медного века, примерно 5000 лет до нашей эры.C. Поскольку цветные металлы не содержат железа, они обычно более устойчивы к коррозии, чем черные металлы. Некоторыми примерами цветных металлов являются алюминий, алюминиевые сплавы и медь, которые часто используются в промышленных приложениях, таких как водостоки, кровля, трубы и электричество. Цветные металлы также включают латунь, золото, никель, серебро, олово, свинец и цинк. Другие общие свойства цветных металлов - немагнитные, ковкие и легкие. Это делает их идеальными для использования в самолетах и ​​других приложениях.

Примеры цветных металлов:

  • Алюминий: легкий, малопрочный, легко формируемый
  • Медь: очень пластичная, с высокой электропроводностью
  • Свинец: тяжелый, мягкий, ковкий металл; низкая температура плавления, низкая прочность
  • Олово: мягкий, податливый металл с низким пределом прочности, часто используемый для покрытия стали для предотвращения коррозии.
  • Цинк: металл средней прочности с низкой температурой плавления, широко используемый при гальванике для предотвращения ржавчины на чугуне или стали.

Спросите у экспертов All Metals Fabrication, какой металл лучше всего подходит для вашего следующего промышленного или архитектурного проекта по изготовлению металла.

.

Разница между черными и цветными металлами

На первый взгляд разница между черными и цветными металлами ослепляюще проста. Черные металлы содержат железо, а цветные - нет. Однако это различие - это не просто черно-белое определение. Различные составы и использование черных и цветных металлов огромны.

Черные металлы обещают долговечность

Чугун и многие виды стали являются обычными примерами черных металлов.Как вы понимаете, благодаря долговечности этих композитов черные металлы часто используются в строительстве, трубопроводах и даже при создании инструментов.

Но то, что они прочные, не означает, что черные металлы также не очень пластичны. Например, сталь - это просто смесь железа и углерода. Однако, изменив количество любого ингредиента или добавив несколько других материалов, сталь можно преобразовать в что угодно - от толстых стальных балок, используемых в небоскребах, до блестящей нержавеющей стали.

Примеры черных металлов:

  • Низкоуглеродистая сталь - используется для общестроительных и строительных целей
  • Углеродистая сталь - Используется для создания инструментов
  • Нержавеющая сталь - черный металл, устойчивый к ржавчине из-за присутствия хрома.
  • Чугун - используется для автомобильных двигателей, крышек технических отверстий и приготовления пищи
  • Кованое железо - обычно используется в воротах и ​​заборах

Цветные металлы Гарантия гибкости

Цветные металлы имеют безграничное разнообразие применений.Медь и алюминий используются из-за их способности проводить тепло и электричество. Некоторые цветные металлы составляют основные компоненты большинства смартфонов. Конечно, такие металлы, как золото и серебро, использовались в декоративных целях на протяжении тысячелетий. Цветные металлы принципиально устойчивы как к коррозии, так и к магнетизму, что делает их очевидным выбором для многих применений в самых разных отраслях промышленности.

Примеры цветных металлов:

  • Свинец - используется в трубах, топливе, красках и батареях
  • Медь - используется для электропроводки, бытовой техники и транспортных средств
  • Серебро - используется для изготовления ювелирных изделий, столовых приборов, электрических контактов и создания зеркал.
  • Алюминий - используется в транспортных средствах, приборах, линиях электропередач и пищевой упаковке
  • Латунь - Используется в винтах, светильниках, дверных ручках, а также в светильниках для ванн и раковин
  • Золото - используется в медицине и используется в компьютерах, электронике и ювелирных изделиях

Главное отличие

Если говорить прямо, главное различие между черными и цветными металлами - это стоимость и доступность.Основные ингредиенты черных металлов - такие минералы, как углерод и железо - многочисленны, легко доступны и часто дешевы.

Между тем, цветные металлы, такие как золото и серебро, очень редки. Это, в сочетании с их относительно широким спектром применения, приводит к удорожанию цветных металлов. Отсюда и термин «драгоценные металлы».

General Kinematics готова открыть для себя новые доходы

Если вы хотите улучшить процесс извлечения цветных металлов, ознакомьтесь с последним применением оборудования для вибрационной обработки на рынке: двойным шлифовальным барабаном VIBRA-DRUM®.Этот революционный шлифовальный барабан занимает меньше места, работает быстрее и потребляет меньше энергии, чем традиционные варианты.

Обладая оборудованием General Kinematics, вы можете быть уверены, что наш вибрационный шлифовальный барабан рассчитан на долговечность и долговечность. Мы понимаем, что когда вам нужно технологическое оборудование, вам нужно решение, на которое можно положиться.

.

Исследования - Металлы

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы УКАЗАТЕЛЬ

ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Райан В. 2001- 2019

Видео на YouTube - Знакомство с черными и цветными металлами

ЧЕРНЫЕ И ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ

При попытке реализовать проект, основанный на стойких материалах вы должны рассматривать металлы как часть своего исследования.Большой выбор металлов существуют, и их можно разделить на две категории: черные и цветные металлы. Эти металлы можно использовать для создания / производства столь же большого диапазона Предметы. Изучите свойства материалов ниже, вы можете обнаружить, что они полезны для вашего проекта. Возможно, вам потребуется дальнейшее исследование металлов.

ФАЙЛ PDF - НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПЕЧАТИ НА ОСНОВЕ ТАБЛИЦЫ НИЖЕ

ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ - Металлы, содержащие железо.

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ - Металлы, не содержащие железа

НЕКОТОРЫЕ ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СВОЙСТВА

НАИМЕНОВАНИЕ

СПЛАВ

СВОЙСТВА

ИСПОЛЬЗУЕТ

Низкоуглеродистая сталь

Углерод 0.1 - 0,3%

Железо 99,9 - 99,7%

Жесткий. Высоко предел прочности. Может быть закален. Очень легко ржавеет. Наиболее распространенные металл, используемый в школьных мастерских. Используется в общих металлических изделиях и инженерия.
Углеродистая сталь

Углерод 0,6 - 1,4%

Утюг 99.4 - 98,6%

Жесткий. Возможно закаленный и закаленный. Режущие инструменты например дрели.
нержавеющая сталь сталь Железо, никель и хром. Прочный, стойкий ржавчина и пятна. Столовые приборы медицинские инструменты.
Чугун

Углерод 2-6%

Железо 98-94%

Сильный, но хрупкий.Прочность на сжатие очень высокая. Отливки, крышки люков, двигатели.
Кованое железо Почти 100% железо Волокнистый, жесткий, пластичный, устойчивый к ржавчине. Ворота декоративные и перила. Сегодня мало используется.

НЕКОТОРЫЕ НЕ ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СВОЙСТВА

НАИМЕНОВАНИЕ

ЦВЕТ

СПЛАВ;

СВОЙСТВА

ИСПОЛЬЗУЕТ

Алюминий Светло-серый

Алюминий 95%

Медь 4%

Марганец 1%

Пластичный, мягкий, податливая, машинки хорошо.Очень легкий. Оконные рамы, самолет, посуда.
Медь Красновато-коричневый Не сплав Пластичный, может быть прибили в форму. Проводит электричество и тепло. Электрооборудование проводка, трубки, чайники, чаши, трубы.
Латунь Желтый Смесь медь и цинк 65% - наиболее распространенное соотношение 35%. Hard. Броски и машинки ну. Потускнение поверхности. Проводит электричество. Запчасти для электрическая арматура, украшения.
Серебро Беловато-серый в основном серебро но сплавлен с медью для получения чистого серебра. Дуктильный, Ковкий, припой, устойчив к коррозии. Ювелирные изделия, припой, украшения.
Свинец Голубовато-серый Не сплав. Мягкий, тяжелый, пластичный, под давлением теряет форму. Припои, трубы, батареи, кровля.
.

Технические материалы

Инженеры должны знать самые лучшие и экономичные материалы для использования. Инженеры также должны понимать свойства этих материалов и то, как с ними можно работать. В машиностроении используются два вида материалов (1) металлы и неметаллы. Металлы отличаются от неметаллов своей высокой проводимостью для тепла и электричества, металлическим блеском (2) и своей устойчивостью к электрическому току. Их свойства, такие как прочность (3) и твердость (4), можно значительно улучшить на

.

легирование (5) их другими металлами.

Мы можем разделить металлы на черные и цветные (6). Первые содержат железо, а вторые (7) не содержат железа. Чугун (8) и сталь, которые являются сплавами или смесями железа и углерода, являются двумя наиболее важными черными металлами. Есть и другие важные группы металлов и сплавов. Обычные металлы, такие как железо, медь, цинк и т. Д., Производятся в больших количествах. Алюминий, медь и сплавы (бронза и латунь) - обычные цветные металлы. К так называемым драгоценным металлам относятся серебро, золото, платина и палладий.К легким металлам относятся алюминий, бериллий и титан. Они важны в авиастроении и ракетостроении.

Многие элементы классифицируются как полуметаллы (например, висмут), потому что они имеют гораздо более низкую проводимость, чем обычные металлы. Неметаллы (углерод, кремний, сера) в твердом состоянии обычно являются хрупкими материалами без металлического блеска и обычно плохо проводят электричество. Неметаллы демонстрируют большее разнообразие химических свойств, чем обычные металлы. Пластмассы и керамика неметаллы; однако пластмассы можно обрабатывать (9) как металлы.Пластмассы подразделяются на термопласты (10) и реактопласты (11). Термопластам можно придать форму и изменить форму под воздействием тепла и давления, но термореактивные пластмассы не могут быть изменены, потому что они претерпевают химические изменения по мере затвердевания (12). Инженеры часто используют керамику, когда требуются материалы, способные выдерживать высокие температуры.

Материаловедение и технология - это изучение материалов и способов их изготовления для удовлетворения потребностей (13) современных технологий. Ученые находят новые способы использования металлов, пластмасс и других материалов.Для этого они используют лабораторные методы и знания физики, химии и металлургии.

Неметаллы

Неметаллы - это пластмассы и керамика. Неметаллы в твердом состоянии обычно являются хрупкими (1) материалами без металлического блеска (2) и обычно являются плохими проводниками (3) электричества. Неметаллы демонстрируют большее разнообразие химических свойств, чем обычные металлы. Пластмассы - это большая группа материалов. Они состоят из комбинаций углерода и кислорода, водорода, азота и других органических и неорганических элементов.Пластмассы - это результат синтеза таких природных материалов, как вода, воздух, соль, уголь, нефть и природный газ. Технология простая и дешевая. В готовом состоянии они твердые, а на каком-то этапе производства - жидкие. Вот почему из пластика легко придать различную форму.

Сегодня в коммерческом использовании используется более 40 различных семейств пластмасс, и у каждого могут быть десятки разновидностей. Пластмассы легкие, прочные и устойчивые к коррозии (4). Они получили множество важных применений в промышленности и на транспорте.Инженеры используют пластмассы в электрическом и электронном оборудовании, сельском хозяйстве, товарах народного потребления (5). Сейчас нет индустрии, где бы не использовались пластмассы.

Технология волокна (6) в ее современной форме возникла позже, чем пластмасса. Промышленность волокна можно разделить на натуральные волокна (растительного, животного или минерального происхождения) и синтетические волокна. Многие синтетические волокна заменили натуральные, потому что они часто ведут себя более предсказуемо (7) и обычно более однородны по размеру.Для инженерных целей наиболее важны стекло, металлические и синтетические волокна органического происхождения.

В настоящее время керамика приобретает все большую популярность в промышленности. Современные (8) керамические материалы обладают настолько интересными свойствами, что инженеры-механики все больше интересуются их использованием в качестве конструктивных элементов (9). Керамический режущий инструмент (10) используется уже некоторое время. Однако только в течение последних двадцати лет в этой области произошло быстрое развитие из-за разработки новой композитной (11) керамики.

Недавно инженеры разработали различные виды композитной керамики, которые должны сочетать повышенную вязкость (12) с такой же твердостью (13) и прочностью (14), как у обычной керамики. Таким образом, композитная керамика для режущего инструмента при комнатной и высокой температуре должна обладать следующими свойствами: высокой прочностью, ударной вязкостью, твердостью, высокой термостойкостью (15) и высокой химической инертностью.

Инженеры должны знать лучшие и наиболее экономичные материалы для использования, понимать свойства этих материалов и способы их обработки.

Станки

Металл проходит ряд процессов, прежде чем ему придана необходимая форма: литье (1), прокатка (2), сварка (3), прошивка (4), обрезка (5), прядение (6), гибка (7) , рисование (8) и др. Машины, выполняющие все эти виды работ, называются станками. Станки - это стационарные машины с механическим приводом, используемые для формования твердых материалов, особенно металлов. Станки составляют основу современной промышленности.

Станки можно разделить на три основные категории: обычные станки для производства стружки, прессы и нетрадиционные станки. Обычные инструменты для обработки стружки формируют заготовку, отрезая нежелательную часть в виде стружки. В прессах используется ряд различных процессов формования, в том числе резка (9), прессование или вытяжка (удлинение).

Нетрадиционные станки используют световую, электрическую, химическую и звуковую энергию; перегретые газы; и пучки частиц высокой энергии для придания формы экзотическим материалам и сплавам, которые были разработаны для удовлетворения потребностей современных технологий.

Огранка - одно из древнейших искусств каменного века, но огранка металлов считалась возможной только в 18 веке, и ее подробное изучение началось около ста лет назад. Современные станки появились примерно в 1775 году, когда английский изобретатель Джон Уилкинсон сконструировал горизонтально-расточной станок для изготовления внутренних цилиндрических поверхностей. Около 1794 года Генри Модслей разработал первый токарный станок для двигателей. Позже Джозеф Уитворт разработал измерительные приборы с точностью до миллионной доли дюйма.Его работа имела большую ценность, потому что точные методы измерения были необходимы для последующего массового производства изделий со сменными (10) деталями.

В течение 19 - века такие стандартные станки, как токарные, формовочные (11), строгальные (12), шлифовальные и пилы, а также фрезерные, сверлильные и расточные станки достигли высокой степени точности, и их использование стало широко распространенным в промышленно развивающихся странах.

Сегодня все операции обработки выполняются точнее и быстрее за счет автоматизации всех производственных процессов.Станки с числовым программным управлением (13) (NC) и гибкие производственные системы (14) (FMS) сделали возможным выполнение работы автоматически. Оператор только наблюдает за ними и исправляет их, когда они выходят из строя.

Большинство операций механической обработки выделяют большое количество тепла и используют охлаждающие жидкости (обычно смесь воды и масел) для охлаждения и смазки. Охлаждение увеличивает срок службы инструмента и помогает стабилизировать размер готовой детали. Смазка снижает трение.

Большинство материалов и их сплавов поддаются обработке с легкостью, другие - с трудом.Обрабатываемость (15) включает три фактора: 1. Легкость удаления стружки. 2. Легкость получения хорошей поверхности. 3. Простота получения хорошей стойкости инструмента.

:

.

Смотрите также