Кольорові метали

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
(Перенаправлено з Кольоровий метал)
Перейти до: навігація, пошук

в цій таблиці

Характеристика кольорових металів та сплавів[1]
Назва матеріалів Густина, кг/м³ Температура плавлення, °С Питомий опір при 20°С,
Ом·мм²/м
Алюміній 2 700 660 0,027—0,030
Бронза 8 800—8 900 890—1 050 0,02—0,05
Вольфрам 18 000—19 300 3 370—3 400 0,053—0,055
Латунь 8 400—8 700 900—960 0,03—0,08
Мідь 8 700—8 900 1 080 0,0175—0,018
Нікель 8 800—8 900 1 450 0,068—0,072
Олово 7 300 232 0,012
Платина 21 450 1 755 0,096—0,10
Свинець 11 340 327 0,217—0,227
Срібло 10 500 960 0,015—0,016
Цинк 6 900—7 100 420 0,054—0,063
Ніхром 8 200 1 360 (1 000)[2] 1,10
Фехраль 7 600 1 450 (850) 1,20
Константан 8 800 1 270 (500) 0,50
Манганін 8 300 940 (300) 0,46
Нейзильбер 8 400 1 050 (250) 0,35

Кольоро́ві мета́ли — це промислова назва всіх металів, крім заліза та елементів його групи. Зазвичай ознакою кольорового металу був його специфічний колір, відмінний від темно-сірого, наприклад, білий (алюміній, срібло), жовтий (золото), червоний (мідь) тощо.

Кольорові метали, такі, як мідь, срібло, золото, а також олово, свинець почали застосовувати раніше від заліза і його сплавів, початок їх застосування належить до «бронзової доби».

Властивості кольорових металів визначаються особливістю їхньої атомної будови. Установлена чітко виражена періодична залежність багатьох властивостей елементів від їхнього атомного номера.

Класифікація за фізико-хімічними властивостями[ред.ред. код]

Легкі та важкі метали

Кольорові метали і сплави умовно підрозділяють на легкі і важкі. До легких відносяться метали, у яких густина не перевищує 5 г/см³: магній, берилій, алюміній, титан і ін. (найлегший метал — літій — 0,536 г/см³). До важких відносять метали, у яких щільність перевищує 5 г/см³. Найважчими елементами є осмій (22,48 г/см³), іридій (22,46 г/см³), золото і вольфрам (19,3 г/см³).

Класифікація за температурою плавлення

Кольорові метали підрозділяють також за температурою плавлення. Легкоплавкі мають Тпл. до 600 °C (цинк, свинець, кадмій, бісмут, олово й ін.). Середню Тпл. (600 — 1600 °C) має мідь. Тугоплавкими вважаються метали, що плавляться при температурах вище 1 600 °C — титан, хром, ванадій, цирконій і ін.

Міцнісні характеристики

Серед кольорових металів є маломіцні, з границею міцності при розтягу σв < 50 МПа (олово, свинець, бісмут, кадмій). Практично всі метали, що є основою сучасних конструкційних сплавів (алюміній, магній, мідь, цинк, нікель та інші) мають σв до 500 МПа.

За пластичністю кольорові метали поділяють на пластичні з відносним подовженням, δ, понад 3 — 5 % і крихкі. Більше кольорових металів є пластичними. До крихких металів відносяться бісмут, стибій, марганець. Пластичність металів суттєво залежить від концентрації в них природних домішок. Чим чистішим є метал, тим він має більшу пластичність.

Електропровідність

Більшість кольорових металів мають високу електропровідність (срібло, мідь, золото, алюміній).

Корозійна стійкість

Корозієстійкими є золото, хром, ніобій, тантал, свинець. Кольорові метали є дорогими.

Часто з кольорових металів умовно виділяють такі групи:

Характеристика кольорових металів та сплавів[3][ред.ред. код]

Фізико-хімічні характеристики
№№ груп та підгруп Назва групи (підгрупи) Кількість елементів Елементи Густина, кг/м³ Температура плавлення, °С Тепловий ефект утворення нижчого оксиду, кДж/моль, O2 Кларк. % мас.
I 1 Важкі основи 5 Ni, Cu, Zn, Sn, Pb 7,3...11,3
Sn  Pb
232...1455
Sn  Ni
6·10-4 2·10-2
Sn   Zn
I 2 Важкі малі 6 Co, As, Cd, Sb, Hg, Bi 5,7...13,6
As  Hg
-39...1493
Hg  Co
7·10-6 5·10-4
Hg   As
II Легкі 8 Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Sr, Ba 0,9...4,3
K  Ti
63...1677
K  Ti
4·10-2 8,8·102
Sr   Al
III Благородні 8 Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, Au 10,5...29,5
Ag  Os
962...3000
Ag  Os
5·10-7 2·10-5
Au   Pt
IV 1 Рідкісні тугоплавкі 8 V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Re 6,1...21
V  Re
2125...3420
Zr  W
1·10-2 2·10-2
Re   Zr
IV 2 Рідкісні розсіяні 6 Ga, Ge, Se, In, Te, Tl 4,4...11,9
Se  Tl
30...936
Ga  Ge
1·10-4 1,5·10-3
Te   Ga
IV 3 Рідкісні легкі 4 Li, Be, Rb, Cs 0,5...1,9
Li  Cs
29...1285
Rb  Be
6·10-4 3·10-2
Be   Rb
IV 4 Рідкісноземельні 17 Sc, Y, La
лантаноїди
3,0...6,8
Sc  Ce
804...1525
Ce  Y
<10-7 2,8·10-2
Лант. Y
IV 5 Радіоактивні 24 Tc, Po, Fr, Ra, Ac, Th, U, зауранові 6,0...19,1
Ra  U
15...1750
Fr  Th
24мгnbsp;8·10-4
Fr   Th
Чорні 3 Cr, Mn, Fe 7,2...7,9
Fe
1244...1890
Mn  Cr
2·10-2 5,1·105
Cr  Fe
Кремній 1 Si 2,3 1423 880 27,6

Класифікація за призначенням[ред.ред. код]

За промисловим призначенням та використанням кольорові метали і їх сплави розділяють на дві групи:

Конструкційні матеріали

До конструкційних належать кольорові метали і сплави, що використовуються для виготовлення різних деталей, вузлів машин і конструкцій. До них належать більшість сплавів на основі міді, алюмінію, магнію, титану тощо:

  • матеріали з особливими технологічними властивостями (сплави на основі міді — латуні і бронзи);
  • матеріали з малою густиною (сплави на основі алюмінію і магнію);
  • матеріали з високою питомою міцністю (титан, берилій і сплави на їх основі);
  • антифрикційні матеріали — підшипникові сплави (бабіти та ін.);
  • матеріали, стійкі до впливу температури і робочого середовища — корозієстійкі (срібло, золото, платина та ін.), жаротривкі, жароміцні, холодотривкі, радіаційно-тривкі матеріали та ін.
Матеріали з особливими фізичними властивостями

До кольорових металів і сплавів з особливими фізичними властивостями належать:

  • матеріали з особливими електричними властивостями — з високою електропровідністю, з високим електричним опором для нагрівальних елементів і реостатів, припої, напівпровідникові матеріали;
  • матеріали з особливими магнітними властивостями;
  • матеріали з особливими тепловими властивостями.

З урахуванням того, що один і той же метал часто є основою сплавів різного призначення, поширеною є класифікація металевих сплавів за основним металом. Найбільше застосування в техніці відповідно до цієї класифікаційної ознаки знаходять наступні матеріали:

Примітки[ред.ред. код]

  1. Карягин А. Г. Материалы для электромонтажных работ. — 2-е изд., перераб. — М.: Энергоиздат, 1981. —64 с., ил.— (Б-ка электромонтера; Вып. 520).
  2. У дужках наведена найбільша робоча температура сплавів з більшим питомим опором.
  3. Рабінович О. В. Металургія кольорових металів. — Дніпропетровськ.: НМетАУ, Журфонд 2009. —154 с.

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  • Смирнов В.А, Бредихин В. Н., Шевелев А. И. Обогащение руд и отходов цветных металлов: / Монография. — Донецк: Издат. дом «Кальмиус», 2008. — 500 с.
  • Лившиц Б. Г., Крапошин В. С., Линецкий Я. Л. Физические свойства металлов и сплавов. — М.: Металлургия. — 1980. — 316 с.
  • Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. — М.: Машиностроение. — 1980. — 493 с.
  • Колачев Б. А., Ливанов В. А., Елагин В. И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. — М.:Металлургия. — 1981. — 414 с.

Посилання[ред.ред. код]