Классификация и свойства чистых металлов 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 серебристобелого, 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 таким важнейшим физическим свойствам, как плотность, температура плавления, прочность и пластичность, электропроводность и коррозионная стойкость. 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 °С у ртути до 3400 °С 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 %. Наибольшую прочность имеет вольфрам (800–1000 МПа) и другие тугоплавкие металлы.

Лучшей 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 благородные металлы, хром, никель, ниобий, тантал, свинец. Однако при работе в обычных средах хорошую коррозионную стойкость имеют и другие чистые металлы, среди которых можно выделить цинк, алюминий и олово. Наряду с хромированием и никелированием их используют для защиты от окисления менее стойких металлических материалов (например, углеродистой стали) путем нанесения поверхностного покрытия (цинкования, алитирования, лужения).

Промышленное применение цветных металлов напрямую связано с их стоимостью. Многие из них дорогостоящие и дефицитные. 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. Сегодня это один из самых распространенных металлов, который экономически выгодно применять во всех отраслях народного хозяйства.

  • Читать все новости