Цветные металлы отличаются от черных. Цветных металлов много, а к черным относятся только железо, его сплавы. Часто к черным металлам относят ванадий, марганец, хром.
В Европе цветные металлы называют нежелезными, происхождение этих названий точнее отражает суть и свойства наших героев.
- Англичане называют их non-ferrous metals.
- Для немцев их название — Nichteisenmetalle, Buntmetalle.
- Французы обозначили цветные металлы как меtaux non-ferreux.
Чем отличаются чёрные металлы от цветных
Приведённый выше перечень является исчерпывающим для магнитных химических элементов (чёрных металлов). Если составить объединённый список цветных и чёрных металлов, то в него войдут 78 химических элементов периодической таблицы. При этом три вида чёрных металлов, за исключением железа, по отдельным признакам одновременно относят и к цветным тоже. Их подразделяют на типы:
- тяжёлые – медь, цинк, свинец, олово, сюда же включают и никель;
- лёгкие – алюминий, титан, магний и другие (всего 12 элементов);
- тугоплавкие– марганец, вольфрам, молибден, хром и другие (всего 8 элементов);
- благородные и т. д. (всего 8 групп цветных металлов).
Перечислить всё, что относится к чёрным металлам с технической точки зрения, намного сложнее. Общее количество марок стали и чугуна включает несколько сотен наименований продукции. При этом часть из них не обладает магнитными свойствами, что позволяет по совокупности признаков относить такие сплавы одновременно к чёрным и цветным металлам.
Сталь – это чёрный или цветной металл?
Вопрос о принадлежности стали к чёрным или цветным металлам следует рассматривать исходя из классификации углеродистых сплавов, которая предусмотрена множеством ГОСТов.
Согласно разным нормативным документам, сталь подразделяется на следующие виды чёрных металлов:
- низкоуглеродистые, углеродистые и высокоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 0,25; 0,25–0,6 и свыше 0,6 % соответственно;
- низколегированные, среднелегированные и высоколегированные марки сплавов с контролируемым содержанием легирующих добавок до 2,5; от 2,5 до 10 и свыше 10 % соответственно;
- конструкционную, инструментальную, быстрорежущую, коррозионно-стойкую, жаропрочную и другие виды стали для разных сфер применения.
Из всего обширного сортамента марок стали только семь наименований образуют группу немагнитных сплавов. Напоминаем, что отсутствие магнитных свойств является главным признаком цветных металлов. В то же время в состав немагнитных марок стали входит железо, что является одним из определяющих признаков чёрных металлов.
С учётом малочисленности группы немагнитных сталей их можно считать исключением из общего правила с не вполне определённым статусом. С обыденной точки зрения принято считать, что чёрные металлы – это такие сплавы, которые подвержены коррозии от атмосферных воздействий. Хотя ржаветь могут и высоколегированные сплавы.
История про фальшивомонетчиков и уральских охотников
Дешевое «серебришко» натолкнуло фальшивомонетчиков на отличную идею. Надоедливый металл добавляли в золото: цвет сплава не менялся, подделки были высокого качества.
Испанская корона, узнав о проделках мошенников, приказала топить «вредный металл». Натурально топить, в водах Атлантики — в Колумбии и Испании. Позже испанский двор решил сам подзаработать на «гнилом серебре» и добавлять его в монеты.
Печальная история «металлической Золушки» закончилась к XIX веку.
Ученые заинтересовались платиной, и обнаружили, что у нее есть «семья». Вместе с «главой» членов семьи пять. Это родий, иридий, рутений, палладий, осмий. Классификацию проводили ученые разных стран.
Интересно: уральские охотники, встречая платиновые россыпи, использовали зернышки металла вместо дроби. Это была самая дорогая дробь в мире.
Титан – цветной металл или чёрный?
Титан используется в производстве высокопрочных и жаропрочных сплавов, а также в качестве легирующей добавки к углеродистым маркам стали. В титановых сплавах содержание титана составляет от 85 до 99,5 %. Основные добавки в них – это алюминий, ванадий, молибден, марганец, цирконий. Титан входит в группу лёгких цветных металлов наряду с алюминием и другими химическими элементами.
Сплавы на титановой основе также безоговорочно относятся к цветным металлам. Их используют для литья и производства широкого спектра металлопродукции: листового металла, труб, профилей, фольги, поковок, штампованных заготовок и т. д. Небольшие добавки титана в углеродистую сталь придают сплавам повышенную прочность и другие специальные свойства.
Добыча и обогащение платинового сырья
Подобно золоту, платина встречается в рудах и россыпях.
Россыпи, образовавшиеся в результате разрушения и переноса поверхностными водами вещества коренных массивов, включают платину в виде частиц сплавов с другими металлами и химических соединений различной крупности – от тонкой пыли до 30–50 мм в поперечнике. Более крупные самородки встречаются редко, но иногда масса их достигает нескольких килограммов.
По составу различают железистую платину (
В палладистой платине 7–37 % палладия, в иридистой до 30 % иридия, а более богатые сплавы называют самородным иридием.
В числе природных химических соединений следует упомянуть сперрилит (PtAs2), куперит (PtS), брэггит (Pt, Pd, Ni)S и иные минералы более сложного состава, содержащие медь, олово, теллур, висмут и другие элементы, они встречаются отдельно и в сростках.
Добыча и обогащение россыпей во многом сходны с добычей и обогащением золота. Шлиховой материал, главную массу которого составляет платина, имеет, например, такой состав:
Рудная платина из медно-никелевых руд переходит при плавке в штейны, затем в анодный никель и, наконец, концентрируется в шламах электролитического рафинирования. Шламы перерабатывают для извлечения селена и теллура, одновременно повышая содержание благородных металлов обжигом, выщелачиванием в кислотах, плавкой и, наконец, – повторным электролизом: отливают остаток в новые малые аноды и подвергают их электрохимическому растворению. В итоге получают концентраты, например, следующего состава:
Из сравнения цифр видно, что в шлихах больше платины, а в концентратах – палладия, кроме того, в последних чаще встречаются золото и серебро. Общие основы переработки шлихов и концентратов одинаковы; однако технология на разных заводах часто включает различные переделы из-за особенностей сырья и местных условий. Вследствие близости свойств платиноидов схемы их разделения обычно весьма сложны и разветвлены. Опуская это многообразие, мы ограничиваемся ниже только кратким описанием одного из наиболее простых вариантов.
Свинец – цветной или чёрный металл?
Свинец входит в группу тяжёлых цветных металлов. В настоящее время его применение в чистом виде крайне ограничено. В числе примеров можно назвать устройство радиационной защиты на радиоактивных объектах, производство пуль. Зато его широко используют в виде разнообразных сплавов в производстве взрывчатки, аккумуляторов, красителей и другой продукции.
Какие есть металлы?
Черные металлы
- Железные металлы
- Тугоплавкие металлы
- Урановые металлы
- Редкоземельные металлы
- Щелочноземельные металлы
- Тяжелые металлы
- Легкие металлы
- Благородные металлы
11 июн. 2021 г.
Интересные материалы:
Как правильно списывать товарно материальные ценности? Как правильно спланировать внутренности шкафа купе? Как правильно ставить диван? Как правильно ставить иконы в комнате? Как правильно ставить подпись и расшифровку? Как правильно стелить ковер? Как правильно стоять в планке на руках? Как правильно сушить георгины? Как правильно сушить кепку? Как правильно сушить ламинат?
Чугун – это чёрный или цветной металл?
Напоминаем, что основное различие между чёрными и цветными металлами – наличие или отсутствие магнитных свойств. Существует несколько марок немагнитных чугунов, для легирования которых используется никель, марганец, кремний и хром. Весь сортамент чугунов подразделяется на белые, серые, ковкие, высокопрочные и передельные сплавы. Абсолютное их большинство приходится на чугуны с магнитными свойствами.
Чугун применяется в литейном производстве, и только передельный чугун используют для последующей выплавки стали. В основном чугун – это чёрный металл, но немагнитные сплавы имеют двойственную сущность, которая позволяет относить их к обеим группам металлов. Кстати, часть марок легированных чугунов также подвержены коррозии под атмосферными воздействиями.
Алюминий – это цветной или чёрный металл
Алюминий – самый распространённый цветной металл. По содержанию в земной коре он в 3,5 раза превосходит железо. Алюминий в чистом виде и сплавы на его основе широко используются в производстве огромного ассортимента продукции. Существует восемь систем алюминиевых сплавов по их базовому составу:
- алюминий-медь-марганец;
- алюминий-магний;
- алюминий-цинк-магний и т. д.
Все без исключения алюминиевые сплавы также относятся к группе цветных металлов. Кроме того, алюминий широко применяется для легирования углеродистых сплавов (стали и чугуна) для придания им специальных свойств. Это в равной степени относится и к большинству других легирующих элементов из числа цветных металлов.
Свойства физические и химические
Платина — благородный металл, блестящий, ковкий, серебристо-белого цвета.
Кристаллы платины
Химические свойства металла.
| Свойство | Показатели |
| Степени окисления | 0, 2, 4 |
| Ковалентный радиус | 130 пикометров |
| Электроотрицательность | 2,28 по шкале Полинга |
Физические свойства:
- твердость 3,5 по Моосу;
- структура (кристаллическая решетка) гранецентрированная;
- плотность 21,1-21,45 г/см3;
- температура плавления 1768,3 °C.
| Свойства атома | |
| Название, символ, номер | Платина / Platinum (Pt), 78 |
| Атомная масса (молярная масса) | 195,084(9)[1] а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | [Xe] 4f14 5d9 6s1 |
| Радиус атома | 139 пм |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 130 пм |
| Радиус иона | (+4e) 65 (+2e) 80 пм |
| Электроотрицательность | 2,28 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | Pt←Pt2+ 1,20 В |
| Степени окисления | 4, 2, 0 |
| Энергия ионизации (первый электрон) | 868,1 (9,00) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 21,09-21,45[2][3] г/см³ |
| Температура плавления | 2041,4 K (1768,3 °C, 3214,9 °F)[2] |
| Температура кипения | 4098 K (3825 °C, 6917 °F)[2] |
| Уд. теплота плавления | 21,76 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | ~470 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 25,85[3] Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 9,10 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | кубическая гранецентрированная |
| Параметры решётки | 3,920 Å |
| Температура Дебая | 230,00 K |
| Прочие характеристики | |
| Теплопроводность | (300 K) 71,6 Вт/(м·К) |
| Тепловое расширение | (25 °C) 8,8 |
| Модуль Юнга | 168 ГПа |
| Модуль сдвига | 61 ГПа |
| Модуль объёмной упр. | 230 ГПа |
| Коэффициент Пуассона | 0,38 |
| Твёрдость Мооса | 3,5 |
| Твёрдость Виккерса | 549 МПа |
| Твёрдость Бринелля | 392 МПа |
| Номер CAS | 7440-06-4 |
Рекомендуем: МАРГАНЕЦ — мечта сталелитейщиков
Этот драгоценный металл практически не поддается ржавчине. При нормальных условиях медленно реагирует с «царской водкой», при нагреве — дайте время — растворится в серной кислоте и жидком броме. Другие кислоты (неорганические, органические) на платину не действуют.
Сейчас платина по достоинству оценена, ее называют «королевой металлов».
Медь – цветной металл или чёрный
Медь не входит в перечень 18 химических элементов, составляющих 99,8 % массы земной коры, поскольку она принадлежит к группе тяжёлых цветных металлов. В чистом виде медь используется в производстве разных видов медного проката общего назначения, электротехнической продукции и для других целей.
Медь является базовым материалом в изготовлении бронзовых и латунных сплавов. Она также входит в число основных легирующих элементов углеродистой стали. Медь также широко используется в производстве цветных сплавов на основе алюминия и других цветных металлов, где она составляет меньшую долю от массы готовой продукции.
Медь и сплавы на её основе все без исключения относятся к группе цветных металлов. Они не обладают магнитными свойствами. Как легирующий элемент она может входить в состав чёрных металлов (углеродистых сплавов) для придания им специальных свойств. Но в этом случае её нельзя рассматривать как отдельный вид металла.
Не добыть в природе латуни
Познавательно: самородную латунь нашли в конце XX века, это «цинкистая медь».
В природе латунь практически не встречается. Месторождения цинкистой меди редки и не представляют промышленного интереса. Люди сами сплавляют медь и цинк в нужных пропорциях.
Рекомендуем: РТУТЬ — «кровь дракона» в лампах и реакторах
Добычу составляющих сплава металлов производят на соответствующих месторождениях.
Интересно: более половины цинка для производства золотистого сплава получено путем вторичной переработки.
Латунь – цветной или чёрный металл?
Латунь наряду с бронзой является одним из основных видов цветных сплавов на базе меди. Сортамент продукции из латуни и бронзы практически идентичен. Он включает:
- листовой металл, ленты, фольгу;
- трубы и трубки;
- проволоку, прутки;
- литье и т. д.
Латунь и бронза превосходят медь по прочности, но в отличие от неё не используются для легирования углеродистых и производства других цветных сплавов. Отдельного внимания заслуживают медно-никелевые сплавы, которые также относят к цветным металлам.
Никель – цветной металл или чёрный?
По физическим свойствам никель – это чёрный металл. Однако с технической точки зрения его причисляют к цветным металлам. Наряду с хромом, ванадием, молибденом, марганцем никель входит в первую пятёрку легирующих элементов по массовости их применения. Помимо этого, его используют в производстве широкого спектра сплавов, в которых он является основным или вторым по массовой доле элементом.
К ним относятся производимые согласно ГОСТ 492-73 и ГОСТ 19241-2016 сплавы. В их числе мельхиор, хромель, константан, манганин и другие ценные сплавы, которые отличает очень высокая коррозионная стойкость. Значительное содержание в углеродных сплавах никеля и хрома также обеспечивает им стойкость ко всем видам коррозии, в том числе в результате атмосферных и агрессивных воздействий.
Никель наряду с другими легирующими элементами придаёт углеродистым сплавам заданные специальные свойства. В их числе жаропрочность и жаростойкость, повышенная механическая прочность, стойкость к разным видам агрессивной среды и прочее. С учётом высокой ценности высоколегированных сплавов, в том числе имеющих магнитные свойства, их справедливо причисляют к цветным металлам.
Характеристики алюминия и алюминиевых сплавов
Алюминий может выпускаться как катанка, слитки, чушки и многое другое, а также как деформируемый полуфабрикат (профили, прутки, листы и многое другое). По степени наличия примесей материал может иметь три вида чистоты:
- особую;
- высокую;
- техническую.
Первичный алюминий маркируют буквой «А», а также числом, обозначающим количество примесей в нем.
Данный материал хорошо поддается деформации, но режется плохо. Посредством прокатки может использоваться для производства фольги.
Алюминиевые сплавы бывают деформируемыми и литейными.
Маркировка литейных алюминиевых суррогатов включает в себя их основной состав. Преимущественно она начинается с буквы «А», которая указывает на алюминий как основной материал. Затем стоят буквы и числа, в зависимости от других элементов и их процентного содержания в сплаве. Некоторые начинаются с букв «АЛ», что означает литейный сплав алюминия, затем идет цифра, соответствующая номеру материала. Если в начале стоит буква «В», то это указывает на высокую прочность.
Алюминий и его сплавы имеют широкий спектр использования. Так, технический алюминий может применяться в электротехнике как проводник тока вместо меди. А литейные сплавы часто используют в пищевой и холодильной сфере при производстве деталей сложной формы, обладающих устойчивостью к коррозии и небольшой плотностью. Например, это рычаги, поршни компрессоров и многое другое.
А деформируемые алюминиевые суррогаты в этой же сфере применяются при производстве деталей посредством обработки давлением. Это заклепки, емкости и прочее.
Ключевое преимущество алюминиевых материалов — высокая хладостойкость.
Что делают из чёрного металла
Граница, разделяющая чёрные и цветные металлы, не всегда выглядит чёткой и однозначной. Поэтому на обыденном уровне к чёрным металлам относят углеродистые и низколегированные марки стали, а также нелегированный чугун. Мы можем назвать следующие примеры чёрных металлов, а точнее – продукции из них:
- строительную арматуру всех классов;
- листовой, сортовой и фасонный прокат из перечисленных марок стали, в том числе с оцинкованным покрытием;
- трубы;
- стальное и чугунное литьё общего назначения – например, корпуса трубопроводной арматуры.
Детализированный перечень продукции из чёрных металлов можно продолжать почти до бесконечности. Однако не забывайте: не всё, что ржавеет, является чёрным металлом.
