Классификация металлов

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Как известно, три четверти всех элементов в периодической системе являются металлами и большинство из них применяются в технике. Как правило, все металлы сочетают высокую твердость с хорошей пластичностью и вязкостью, имеют большую плотность, хорошую тепло- и электропроводность и сравнительно малую теплоту превращения.

Уникальное сочетание этих свойств, не встречающееся у других материалов, и явилось причиной использования металлов в качестве основного конструкционного материала во всех областях техники.

Каждый металл отличается строением и свойствами от другого, тем не менее по некоторым признакам их можно объединить в группы.

Прежде всего, все металлы подразделяются на черные и цветные.

Это, несомненно, условная классификация, которая сложилась исторически.

Черные металлы – имеют темно-серый цвет, большую плотность (кроме щелочноземельных), высокую температуру плавления, относительно высокую твердость. Наиболее типичными представителями этой группы являются железо и его сплавы (чугун и сталь), являющиеся основным машиностроительным материалом. В общемировом производстве металлов, свыше 90 % приходится на железо и его сплавы.

Это объясняется не только ценными физическими и механическими свойствами черных металлов, а также и тем, что железные руды широко распространены в природе, а производство чугуна и стали сравнительно дешево и просто. Также наряду с черными металлами важное значение в технике имеют и цветные металлы.

Цветные металлы чаще всего имеют характерную окраску: красную, желтую, белую, обладают большой пластичностью, относительно низкой температурой плавления и малой твердостью. Наиболее широко они используются в самолетостроении, радиотехнике, электротехнике и др. областях.

Черные металлы в свою очередь можно подразделить следующим образом:

1. Железные металлы – железо, кобальт, никель и близкий к ним по свойствам марганец. Они применяются как добавки к сплавам железа, а также в качестве основы для соответствующих сплавов.

2.Тугоплавкие металлы – температура плавления выше, чем железа (т.е. выше 1539⁰С). Это титан, ванадий, хром. Их применяют как добавки к легированным сталям, а также в качестве основы для соответствующих сплавов.

3.Урановые металлы – актиниды – актиний, уран, торий, плутоний, имеющие преимущественное применение в сплавах атомной энергетики.

4. Редкоземельные металлы (РЗМ) – лантан, церий, неодим и др., объединяемые под названием лантоноидов, сюда же входит иттрий. Их применяют как присадки к сплавам других элементов. В природных условиях они встречаются вместе и вследствие трудностей разделения на отдельные элементы для присадки обычно применяют «смешанный сплав», так называемый «мишметалл».

5. Щелочноземельные металлы в свободном металлическом состоянии не применяются (литий, натрий, калий).

Цветные металлыподразделяются на три группы:

1. Легкие металлы (обладающие малой плотностью) – бериллий, магний, алюминий.

2. Благородные металлы – серебро, золото, платина, палладий, и др., обладающие высокой устойчивостью против коррозии.

3. Легкоплавкие металлы – цинк, ртуть, олово, свинец, сурьма.