Чорні та кольорові метали. Використання, застосування кольорових металів. Кольорові метали - це

Метали оточують нас завжди і скрізь. Сьогодні це невід'ємна частина багатьох речей, якими ми користуємося щодня. Досить просто окинути поглядом кімнату, в якій ви знаходитеся, щоб зрозуміти, що це дійсно так. Ще зі шкільної лави ми знаємо, що всі ці корисні копалини матеріали діляться на дві великі групи – чорні і кольорові метали. Які з них до якої групи відносяться, нам і належить з'ясувати. Які кольорові метали існують на нашій планеті?

Що таке чорний метал

До категорії «чорні метали» відноситься залізо і всі його сплави, які нині існують. У чистому вигляді залізо зустрічається хіба що тільки в дослідницьких лабораторіях. Головним чином це сталі.


Такий тип металів утворюється шляхом з'єднання заліза з вуглецем та введення додаткових елементів, які надають отриманого металу ті або інші властивості, необхідні в конкретному виробництві (наприклад, магнітні).

Чавун і сталь

Як правило, у виробництві чорні метали проходять кілька стандартних фаз: видобуток руди та її обробка в доменній печі. Після цього виходить чавун, з якого згодом отримують будь-які види сталі і залізних сплавів. Останні частіше використовуються у важкій промисловості. На відміну від них, кольорові метали —це більш м'яке речовина, що має кілька іншими властивостями, вони використовуються в іншій сфері. До складу чавуну входить 93% заліза і близько 3-5% вуглецю, плюс залишкові елементи в незначній кількості. Цей матеріал рідко використовується для виробництва, оскільки має крихкістю. Його можна зустріти при виготовленні деяких видів труб, вентилів або ж клапанів. Але більшість виробленого обсягу чавуну (понад 90%) переробляється в сталь.


Основні види сталі, які виготовляються із заліза, це: вуглецева і низьковуглецевий (загартована) сталь, нержавіюча, ферито-хромова, хромова, мартенситно-хромова, хром-ванадієва, легована, нікелева, вольфрамова, молібденова і марганцева сталь.

Залізні руди

У чистому вигляді цей елемент таблиці Менделєєва в земній корі міститься в досить малих кількостях (всього 55%). Але його дуже багато в складі різних залізних руд. Найбільш значними родовищами (запас становить понад 30 трильйонів тонн) є пласти залізистих кварцитів, вік яких складає більше двох мільярдів років. Поширені вони головним чином в таких місцях, як Південна і Північна Америка, Африка, Індія і захід Австралії.

Що таке кольорові метали

Інша велика група металів, на відміну від попередньої, має більш м'якими властивостями, вони більш пластичні, мають тепло - і електропровідністю, стійкістю до корозії і багатьма іншими. Кольорові метали — це об'єднана назва всіх металів і їх сплавів, за винятком заліза. Їх ще можна назвати «нежелезные метали», що буде цілком справедливо. Кольоровими металами є: - золото, срібло, платина (дорогоцінні метали); - алюміній, титан, магній, літій, берилій (легкі); - мідь, олово, свинець, цинк, кобальт, нікель (важкі); - ніобій, молібден, цирконій, хром, вольфрам (тугоплавкі); - індій, галій, талій (розсіяні); - скандій, ітрій і все лантаноиды (рідкісноземельні); - радій, технецій, актиній, полоній, торій, францій, уран і трансуранові елементи (радіоактивні).

Історія кольорової металургії

Кольорові метали сьогодні активно використовуються в машинобудуванні, хімічній промисловості, будівництві та багатьох інших галузях виробництва. Завдяки науково-технічному прогресу сфера застосування цього матеріалу постійно розширюється, а технології видобутку металів продовжують удосконалюватися.
З часом використання кольорових металів зростала, що стало причиною відкриття нових елементів і назв. Все більше металів починало використовуватися у виробництві. На початку 20 століття застосовувалося близько 15 найменувань, а вже через 50 років – у два рази більше. На сьогоднішній день використовується понад 70 різних металів, що є більшістю серед нині відомих. Зростання рівня попиту на важкі кольорові метали був обумовлений зростаючими потребами військової промисловості (для виробництва боєприпасів), а ось група легких використовувалися в авиаракетно-космічної промисловості. Група благородних здавна масово використовується для виготовлення ювелірних виробів і прикрас. У 90-х роках 20 століття 78% золота, 36% платини і 15% срібла використовувалися саме для цих цілей. Якщо брати інші сфери, де використовуються кольорові метали благородні, — це електронне виробництво (золоті контакти в приладах), виробництво автомобілів (близько 43% платини), а срібло використовувалося для виготовлення кіно - і фотоматеріалів.

Особливості кольорових металів

Кожен з металів цієї групи володіє властивостями, які і визначають у більшості його приналежність до неї. Це також обумовлює застосування кольорових металів у багатьох галузях промисловості. Так, наприклад, більшості з них притаманна висока теплоємність і теплопровідність, що дає їм здатність швидко охолоджуватися після зварювання. Є і зворотна сторона цього: при роботі з такими металами, як магній і мідь, необхідно розігрівати їх безпосередньо перед зварюванням, а протягом самого процесу потрібно застосовувати сильні джерела тепла, щоб вони не охолоджувалися.
Ще однією характерною властивістю є зниження механічних властивостей. Зважаючи на це необхідно акуратно працювати з ними, щоб уникнути деформації. Кольорові метали в процесі нагрівання активно вступають у реакцію з газами. Наочно демонструють це властивість титан, молібден і тантал. Ця група металів здатні довго перебувати в експлуатації, але їх потрібно захищати від кисню, який руйнує метали. Для цього провідники, приміром, покриваються захисним лаком. Попередньо метал піддається процедурі грунтування у два шари.

Мідні руди

Такий тип руд є найбільш поширеним в категорії «кольорових». Цей метал також має найширшу сферу використання: будівництво, промислова енергетика, авіабудування, медицина, виробництво ефективних теплообмінників і багато інших. Місця покладів міді також різноманітні. Сьогодні велике значення надається бідним вкрапленим руд (порфированного типу), які видобуваються в жерлах вулканів. Утворився хімічний елемент з гарячого розчину, який надходив з магматичних вогнищ. Великий запас такої руди розташований на території Північної і Південної Америки. Інший тип мідних руд – колчеданный, видобувається з дна морів і океанів. Джерело – землі на Уралі. І ще одним величезним джерелом таких руд є медистый піщаник (Читинська область в Росії, Катанга в Африці). Таким чином, кольорові метали – це незамінний матеріал для виготовлення багатьох речей, що нас оточують.