Справочник строителя | Общие сведения о металлах

Цветные металлы и их сплавы

Цветные металлы - техническое название всех металлов и их сплавов (кроме железа и его сплавов, называемых чёрными металлами). Термин "цветные металлы" в русском языке соответствует термину "нежелезные металлы" во многих др. языках: английский — non-ferrous metals; французский — мétaux non-ferreux, métaux non-ferrugineux; немецкий — Nichteisenmetalle (также farbige Metalle — цветные металлы и Buntmetalle, дословно — пёстрые металлы). В технике принята условная классификация цветных металлов, по которой они разделены по различным признакам, характерным для той или иной группы: лёгкие металлы, тяжёлые цветные металлы, благородные металлы (в т. ч. платиновые металлы), тугоплавкие металлы, рассеянные металлы, редкоземельные металлы, радиоактивные металлы.

Сплавы - сплавы металлов, металлические сплавы, твёрдые и жидкие системы, образованные главным образом сплавлением двух или более металлов, а также металлов с различными неметаллами.

 


Алюминий и его сплавы.

 

Алюминий - (лат. Aluminium), Al, химический элемент III группы периодической системы Менделеева; атомный номер 13, атомная масса 26,9815; состоит из одного стабильного изотопа 27Al.

Алюминий — легкий серебристо-белый металл. Важное достоинство его — низкая плотность (2700 кг/м3). В чистом виде алюминий мягок, пластичен, хорошо отливается, прокатывается, температура плавления — 657°С. Алюминий имеет повышенную стойкость к коррозии на воздухе за счет образования защитной пленки (А12О3), высокую теплопроводность и электропроводность. Предел прочности при растяжении у алюминия 90-120 МПа, относительное удлинение — 20-30%, твердость Нв = 25-30, коэффициент теплопроводности — 200 Вт/(м·°С).

В чистом виде в строительстве алюминий применяется для отливки деталей, изготовления порошков (алюминиевые краски и газообразователи при изготовлении ячеистых бетонов), фольги, электропроводов. Из алюминиевой фольги делают высокоэффективный утеплитель; (альфоль), используют ее в качестве отражателя тепловых лучей, а также декоративного материала. Путем анодного оксидирования из алюминиевых сплавов получают архитектурные детали различной расцветки.

Для строительных изделий алюминий применяют в виде сплавов, в состав которых входятCu, Mn, Mg, Si, Fe.

Сплавы, состоящие из алюминия, меди, магния и марганца, носят название дюралюминий. Сплавы алюминия имеют предел прочности при растяжении более 100 МПа. Из алюминиевых сплавов изготовляют плоские и волнистые листы, прокатные, гнутые, клепаные и сварные профили, трубы.


Медь и ее сплавы.

Медь - (лат. Cuprum), Cu, химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 29, атомная масса 63,546; мягкий, ковкий металл. Природная медь состоит из смеси двух стабильных изотопов — 63Cu (69,1 % ) и 65Cu (30,9 % ).

Медь — металл красного цвета с плотностью 8800 кг/м3, температурой плавления 1083°С, пределом прочности при растяжении около 200, МПа, относительным удлинением 30-60%. Медь — мягкий и пластичный металл, хорошо проводит электричество и тепло.

Добывают ее из медных сульфидных и окисленных руд. При­меняют для изготовления электрических проводов и в качестве составной части различных сплавов.

Сплав, состоящий из меди и цинка, называют латунью. Латунь обладает высокими механическими и антикоррозийными свойствами и поддается горячей и холодной обработке. Иногда к сплаву латуни добавляют свинец, олово, алюминий, кремний и др. Применяют ее в виде листов, прутьев, проволоки, труб. Латунь в строительстве применяют также в виде специальных изделий, сочетающих антикоррозийные и художественные качества (для архитектурной отделки интерьеров — базы колонн, различные погонажные изделия).

Сплав меди с оловом (до 10%) называют оловянистой бронзой. Сплавы меди с алюминием, никелем, кремнием носят название безоловянистых бронз. Иногда в состав бронзы вводят свинец, цинк, фосфор. Бронзу применяют в виде изделий для внутреннего оборудования зданий (сантехническая арматура, вентиляционные решетки, детали карнизов, фурнитуры и др.).

Кроме бронз и латуни известны другие сплавы, содержащие медь. Например, мельхиор (20% никеля и 80% меди), никелин (45% никеля и 55% меди), константин (40% никеля, 59% меди и 1% марганца).


Магний и сплавы.

 

Магний - (лат. Magnesium), Mg, химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 12, атомная масса 24,305. Природный магний состоит из трёх стабильных изотопов: 24Mg (78,60% ), 25Mg (10,11%) и 26Mg (11,29%).

Магний — один из наиболее легких металлов. Средняя плотность его 1730 кг/м3, температура плавления — 649 °С. В чистом виде магний малоустойчив. Получают его из морской рапы после осадки поваренной соли, из карналита (КСl, МgСl2), а также из магнезита.

Применяют магний при изготовлении специальных легких сплавов.


 

Цинк - (лат. Zincum) Zn — химический элемент 12-й (IIb) группы периодической системы Менделеева, атомный номер 30, относительная атомная масса 65,39. Природный цинк состоит из трех стабильных изотопов 64Zn (48,6%), 66Zn (26,9%) и 67Zn (4,1%).

Цинк. Плотность цинка 7000 кг/м3. Температура плавления — 419 °С. Применяют, главным образом, для оцинкования различ­ных стальных изделий (гвоздей, болтов, кровельной стали), в качестве составляющего сплавов. При обычной температуре цинк хрупок, при нагревании до 150°С он становится пластичным.

Цинк получают из сульфидных цинковых руд ZnS.


 

Свинец - (лат. Plumbum), Pb, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 82, атомная масса 207,2. С. — тяжёлый металл голубовато-серого цвета. Природный свинец состоит из 5 стабильных изотопов с массовыми числами 202 (следы), 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%).

Свинец — мягкий, пластичный, тяжелый металл. Плотность свинца — 11 400 кг/м3. Температура плавления — 325 °С. Свинец хорошо льется и прокатывается, хорошо противостоит действию серной и соляных кислот. Предел прочности при растяжении — до 20 МПа, твердость по НВ = 5,9. Свинец непроницаем для рентгеновских лучей и частично не пропускает гамма-лучи. Применяется в строительстве для специальных труб, антикоррозийных покрытий, звуко- и гидроизоляции и как составная часть некоторых легких сплавов. Свинец добывают из сульфидных руд.


 

Олово - (лат. Stannum), Sn, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 50, атомная масса 118,69; белый блестящий металл, тяжёлый, мягкий и пластичный. Элемент состоит из 10 изотопов с массовыми числами 112, 114—120, 122, 124; последний слабо радиоактивен; изотоп 120 Sn наиболее распространён (около 33%).

Олово. Плотность олова — 7230 кг/м3. Температура плавления — 232 °С. Олово — мягкий, стойкий против коррозии металл. Применяется для лужения стали и меди в качестве припоя и как составная часть цветных легкосплавных сплавов. Предел прочности при растяжении 35-45 МПа, относительное удлинение — 40%, твердость по НВ = 12. Олово добывают из руды, которая называется оловянным камнем.


Сплавы, состоящие из свинца, олова, сурьмы, меди, применяют в качестве антифрикционных (анти — против, фриктио — трение) или подшипниковых. Такие сплавы носят название баббитов.

В последнее время некоторые цветные металлы с успехом заменяют стеклом, пластмассами, химически обработанной древесиной и др.

Поделитесь ссылкой в социальных сетях