Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Цветные сплавы и плавка2.doc
Скачиваний:
119
Добавлен:
14.11.2019
Размер:
1.75 Mб
Скачать

1. Общие сведения о цветных металлах и сплавах

К металлам относятся 82 элемента периодической системы Д.И. Менделеева. Их свойства определяются особенностями атомного строения, поэтому имеют связь с их атомным номером. Металлы отличаются от неметаллов высокой электро – и теплопроводностью, а также специфическим металлическим блеском. Металлы прочно вошли в нашу жизнь. Они используются как в чистом виде, так и в виде различных сплавов, которые являются смесью двух и более химических элементов.

1.1 Классификация и свойства чистых металлов

По промышленной классификации все металлы периодической системы Д.И. Менделеева делятся на черные и цветные. К черным относится железо, все остальные считаются цветными, несмотря на то, что собственным, отличным от других металлов, цветом обладают только желтое золото и розовая медь. Все остальные металлы отличаются только оттенками серебристо-белого, как у железа, и красноватого цвета. К черным металлам иногда относят и марганец, свойства которого очень близки к свойствам железа. К тому же он всегда присутствует в сплавах на основе железа.

Цветные металлы классифицируются по их важнейшим физическим свойствам: плотности, температуре плавления, прочности и пластичности, электропроводности и коррозионной стойкости. Немаловажное значение имеет и стоимость металла.

Плотность металлов колеблется в широких пределах. Условным порогом, делящим металлы на легкие и тяжелые, является 5 г/см3. В одной группе с самым легким металлом литием, плотность которого (0,54 г/см3) почти в два раза легче воды, находятся: калий, натрий, кальций, магний, бериллий, алюминий, титан и др. Самым тяжелым металлом является осмий, плотность его составляет 22,48 г/см3. Из более распространенных тяжелых металлов отметим золото (19,3 г/см3), вольфрам (19,3 г/см3), свинец (11,34 г/см3) и медь (8,96 г/см3).

Температуры плавления чистых металлов находятся в интервале от –39 оС у ртути до 3400 оС у вольфрама.

Важными характеристиками металлов, используемых для конструкционных целей, являются механические свойства, в первую очередь прочность и пластичность. Большинство из металлов, которые служат основой конструкционных сплавов, имеют прочность более 50 МПа и пластичность выше 5 %.

Наибольшей электропроводностью из чистых металлов обладает серебро, затем следуют медь, золото, алюминий.

Коррозионную стойкость чистых металлов принято определять потерей массы с 1 см2 поверхности после выдержки в течение одного часа в разбавленной (30 – 60 %) азотной кислоте при комнатной температуре. Наибольшей коррозионной стойкостью обладают золото, хром, ниобий, тантал, свинец. Однако при работе в обычных средах хорошую коррозионную стойкость имеют и другие чистые металлы. Здесь можно выделить цинк, алюминий, олово, которые используют для защиты некоторых сплавов (например, углеродистой стали) от окисления путем поверхностного покрытия.

Промышленное применение цветных металлов напрямую связано с их стоимостью. Многие из них являются дорогостоящими и дефицитными материалами. Стоимость металлов является производной от степени совершенства технологии их производства, поэтому имеет тенденцию к постоянному снижению (если не происходит исчерпание запасов сырья и удорожание энергии). Те металлы, которые ранее относились к дорогим и редким, со временем могут перейти в категорию обычных, широко применяемых в промышленности. Так произошло с алюминием, стоимость которого с 1827 года снизилась более чем на три порядка.