В недрах земли металлы представлены наиболее обширно. Все они, кроме ртути, являются твердыми веществами, обладающими характерным металлическим блеском и способностью хорошо пропускать электричество и тепло.
Они обладают уникальным сочетанием прочности и пластичности. Их можно ковать, сваривать, вытягивать в проволоку, прокатывать в листовой и сортовой прокат и использовать для литья. По химическому составу металлы классифицируют на черные и цветные.
Это разделение построено по очень простому принципу – в составе черных металлов и сплавов присутствует железо, а в цветных оно отсутствует. Естественно, что разница в химическом составе обуславливает и разнообразные физические свойства.
Группа черных металлов
Ее основу составляют углеродистые и легированные стали. Кроме железа и углерода (его массовая доля не превышает 2,14%) они содержат:
-
раскислители, минимизирующие количество кислорода в расплавленной стали;
-
легирующие компоненты, улучшающие общие физические и отдельные служебные свойства.
Несмотря на высокие параметры прочности, износостойкости, хорошую пластичность и ударную вязкость, стали склонны к ржавлению. При этом они подвержены коррозии межкристаллической, атмосферной, химической и электрохимической. Исключение – нержавеющие сплавы. Они содержат в повышенном количестве хром, который в связи с железом и углеродом способствует высокой стойкости стали к ржавлению, язвенной и фреттинг-коррозии.
Также в эту группу входят чугуны белые, ковкие, серые и высокопрочные. Это тоже сплавы железа, углерода и легирующих веществ. Только массовая доля C превышает порог 2,15%. К тому же в чугуне углерод находится в виде неметаллических включений графита или цементита. Такая структура придает чугунам прочность, но делает хрупкими и снижает пластичность.
Все черные металлы имеют различные оттенки серого цвета и проявляют магнитные свойства. Исключение – отдельные марки пищевых легированных сталей. Они широко используются в качестве строительного и конструкционного материала.
Группа цветных металлов
На заре развития цивилизации человечество стало первыми использовать цветные металлы. Изначально это была медь, а потом и ее сплав – бронза. Но это не единственные представили цветмета. Данная группа довольно обширная, поэтому цветные металлы также подразделяются на:
-
тяжелые. К ним относятся все та же медь, в том числе и ее производные сплавы – бронзы и латуни, никель, олово, свинец и цинк;
-
легкие. Это алюминий, магний, титан и их сплавы.
Итак, цветные металлы могут иметь структуру в оттенках самых разных цветов: от красноватой меди и до серебристо-белого олова и алюминия. Именно по этой причине к данной категории иногда причисляют золото, серебро и платину, которые являются драгметаллами, и представителей редкоземельной группы – лантан, церий, неодим.
Свойства цветных металлов более вариативны, а одним из обобщающих качеств, кроме отсутствия железа, является коррозионная стойкость. Они отличаются плотностью, весом, магнитными свойствами, электропроводностью и тугоплавкостью.
В промышленности наиболее востребованы медь, алюминий и цинк. Они:
-
используются как конструктивный материал;
-
применяются как металлические защитные покрытия для стали;
-
выступают так же, как и Ti, Mg, Cr, Ni, Mo, W, V, Co, легирующими компонентами при выплавке стали, чугуна и цветных сплавов.
Переработка
Ключевое преимущество, нивелирующее разницу между черными и цветными металлами, – возможность вторичной переработки. Только стали и чугуны в процессе переплавки частично утрачивают свои первичные свойства из-за потери химических элементов, чего не скажешь о меди и алюминии.
Стоимость
Если сравнивать цены черных и цветных металлов, то последние окажутся более дорогими. Это обусловлено их меньшим присутствием в земной коре и дорогостоящей технологией переработки руды и выплавки.
