Чорныя і каляровыя металы. Выкарыстанне, прымяненне каляровых металаў. Каляровыя металы - гэта ...

Металы атачаюць нас заўсёды і ўсюды. Сёння гэта неад'емная частка многіх рэчаў, якімі мы карыстаемся штодня. Дастаткова проста акінуць поглядам пакой, у якой вы знаходзіцеся, каб зразумець, што гэта сапраўды так.

Яшчэ са школьнай лавы мы ведаем, што ўсе гэтыя карысныя выкапні матэрыялы падзяляюцца на дзве вялікія групы - чорныя і каляровыя металы. Якія з іх да якой групы ставяцца, нам і трэба высветліць. Якія каляровыя металы існуюць на нашай планеце?

Што такое чорны метал

Да катэгорыі «чорныя металы» ставіцца жалеза і ўсе яго сплавы, якія цяпер існуюць. У чыстым выглядзе жалеза сустракаецца хіба што толькі ў даследчых лабараторыях. Галоўным чынам гэта сталі.

Такі тып металаў утвараецца шляхам злучэння жалеза з вугляродам і дадання дадатковых элементаў, якія надаюць атрыманаму метале тыя або іншыя ўласцівасці, неабходныя ў вызначаным працэсе (напрыклад, магнітныя).

Чыгун і сталь

Як правіла, у вытворчасці чорныя металы праходзяць некалькі стандартных фаз: здабыча руды і яе апрацоўка ў даменнай печы. Пасля гэтага атрымліваецца чыгун, з якога пасля атрымліваюць любыя віды сталі і жалезных сплаваў. Апошнія часцей выкарыстоўваюцца ў цяжкай прамысловасці. У адрозненне ад іх, каляровыя металы -гэта больш мяккае рэчыва, якое валодае некалькі іншымі ўласцівасцямі, яны выкарыстоўваюцца ў іншай сферы.

У склад чыгуну ўваходзіць 93% жалеза і каля 3-5% вугляроду, плюс рэшткавыя элементы ў нязначнай колькасці. Гэты матэрыял рэдка выкарыстоўваецца для вытворчасці, паколькі валодае далікатнасцю. Яго можна сустрэць пры вырабе некаторых відаў труб, вентыляў ці ж клапанаў. Але большасць выраблянага аб'ёму чыгуну (больш за 90%) перапрацоўваецца ў сталь.

Асноўныя віды сталі, якія вырабляюцца з жалеза, гэта: вугляродзістай і низкоуглеродистая (Загартаваная) сталь, нержавеючая, ферыты-хромавая, хромавая, мартенситно-хромавая, хром-ванадиевая, легаваная, нікелевая, вальфрамавая, малібдэнавы і марганцевая сталь.

жалезныя руды

У чыстым выглядзе гэты элемент табліцы Мендзялеева ў зямной кары ўтрымліваецца ў даволі малых колькасцях (усяго 5,5%). Але яго вельмі шмат у складзе розных жалезных руд.

Найбольш значнымі радовішчамі (запас складае больш за 30 трыльёнаў тон) з'яўляюцца пласты жалезістых кварцытаў, узрост якіх складае больш за два мільярды гадоў. Распаўсюджаныя яны галоўным чынам у такіх месцах, як Паўднёвая і Паўночная Амерыка, Афрыка, Індыя і захад Аўстраліі.

Што такое каляровыя металы

Другая вялікая група металаў, у адрозненне ад папярэдняй, валодае больш мяккімі ўласцівасцямі, яны больш пластычныя, валодаюць цяпло-і электраправоднасцю, устойлівасцю да карозіі і многімі іншымі.

Каляровыя металы - гэта аб'яднанае назва ўсіх металаў і іх сплаваў, за выключэннем жалеза. Іх яшчэ можна назваць «нежелезные металы», што будзе цалкам справядліва.

Каляровымі металамі з'яўляюцца:

- золата, срэбра, плаціна (каштоўныя металы);

- алюміній, тытан, магній, літый, берылій (лёгкія);

- медзь, волава, свінец, цынк, кобальт, нікель (цяжкія);

- ніёбія, малібдэн, цырконій, хром, вальфрам (тугаплаўкія);

- індый, галій, талій (рассеяныя);

- Сканда, ітрый і ўсё лантаноиды (рэдказямельныя);

- радый, ду, актыній, палоній, торый, Францыя, уран і трансуранавых элементы (радыеактыўныя).

Гісторыя каляровай металургіі

Каляровыя металы сёння актыўна выкарыстоўваюцца ў машынабудаванні, хімічнай прамысловасці, будаўніцтве і многіх іншых галінах вытворчасці. Дзякуючы навукова-тэхнічным прагрэсе сфера прымянення гэтага матэрыялу пастаянна пашыраецца, а тэхналогіі здабычы металаў працягваюць ўдасканальвацца.

З часам выкарыстанне каляровых металаў расло, што стала прычынай адкрыцця новых элементаў і назваў. Усё больш металаў пачынала выкарыстоўвацца ў вытворчасці. У пачатку 20 стагоддзя ўжывалася каля 15 найменняў, а ўжо праз 50 гадоў - у два разоў больш. На сённяшні дзень выкарыстоўваецца больш за 70 розных металаў, што з'яўляецца большасцю сярод цяпер вядомых.

Рост узроўню попыту на цяжкія каляровыя металы быў абумоўлены растуць патрэбамі ваеннай прамысловасці (для вытворчасці боепрыпасаў), а вось гурт лёгкіх выкарыстоўваліся ў авіяракетная-касмічнай прамысловасці.

Група высакародных спрадвеку масава выкарыстоўваецца для вырабу ювелірных вырабаў і упрыгажэнняў. У 90-х гадах 20 стагоддзя 78% золата, 36% плаціны і 15% срэбра выкарыстоўваліся менавіта для гэтых мэтаў. Калі браць іншыя сферы, дзе выкарыстоўваюцца высакародныя каляровыя металы, - гэта электроннае вытворчасць (залатыя кантакты ў прыборах), вытворчасць аўтамабіляў (каля 43% плаціны), а срэбра выкарыстоўвалася для вырабу кіна- і фотаматэрыялаў.

Асаблівасці каляровых металаў

Кожны з металаў гэтай групы валодае ўласцівасцямі, якія і вызначаюць у большасці яго прыналежнасць да яе. Гэта таксама абумоўлівае прымяненне каляровых металаў у многіх галінах прамысловасці.

Так, да прыкладу, большасці з іх ўласцівая высокая цеплаёмістасцю і цеплаправоднасць, што дае ім здольнасць хутка астуджацца пасля зваркі. Ёсць і адваротны бок гэтага: пры працы з такімі металамі, як магній і медзь, неабходна разаграваць іх непасрэдна перад зваркай, а на працягу самога працэсу трэба ўжываць моцныя крыніцы цяпла, каб яны не астуджаліся.

Яшчэ адным характэрным уласцівасцю з'яўляецца зніжэнне механічных уласцівасцяў. З прычыны гэтага неабходна акуратна працаваць з імі, каб пазбегнуць дэфармацыі.

Каляровыя металы ў працэсе награвання актыўна ўступаюць у рэакцыю з газамі. Наглядна дэманструюць гэта ўласцівасць тытан, малібдэн і тантал.

Гэтая група металаў здольныя доўга знаходзіцца ў эксплуатацыі, але іх трэба абараняць ад кіслароду, які руйнуе металы. Для гэтага праваднікі, да прыкладу, пакрываюцца ахоўным лакам. Папярэдне метал паддаецца працэдуры грунтавання ў два пласта.

медныя руды

Такі тып руд з'яўляецца найбольш распаўсюджаным у катэгорыі «каляровых». Гэты метал таксама мае самую шырокую вобласць выкарыстання: будаўніцтва, прамысловая энергетыка, авіябудаванне, медыцына, вытворчасць эфектыўных цеплаабменнікаў і многія іншыя.

Месца пакладаў медзі таксама разнастайныя. Сёння вялікае значэнне надаецца бедным ўкрапванні рудам (порфированного тыпу), якія здабываюцца ў жарало вулканаў. Утварыўся хімічны элемент з гарачага раствора, які паступаў з магматычных ачагоў. Вялікі запас такой руды размешчаны на тэрыторыі Паўночнай і Паўднёвай Амерыкі.

Іншы тып медных руд - колчеданный, здабываецца з дна мораў і акіянаў. Крыніца - землі на Ўрале.

І яшчэ адным велізарным крыніцай такіх руд з'яўляецца медистый пяшчанік (Чыцінская вобласць у Расіі, Катанга ў Афрыцы).

Такім чынам, каляровыя металы - гэта незаменны матэрыял для вырабу многіх рэчаў, што нас атачаюць.