Металлы и их классификация

Металлы широко применяют во всех отраслях народного хозяйства. Этому способствует ряд ценных технических свойств металлов, которые выгодно отличают их от других материалов: высокие прочность и пластичность обработки давлением (прокатка, штамповка и др.). Наряду с этим металлы обладают и существенными недостатками: имеют большую плотность, при действии различных газов и влаги сильно корродируют, а при высоких температурах значительно деформируются.

Металлы разделяют на две основные группы: черные и цветные.

Черные металлы представляют собой сплав железа с углеродом. Кроме того, в них могут содержаться в большем или меньшем количестве и другие химические элементы (кремний, марганец, сера, фосфор). С целью придать черным металлам специфические свойства в их состав вводят улучшающие или легирующие добавки (никель, хром, медь и др.). Черные металлы в зависимости от содержания углерода подразделяют на чугуны и стали.

Чугун- железоуглеродистый сплав с содержанием углерода 2-4,3%. В зависимости от назначения различают чугуны литейные, передельные и специальные. Литейные чугуны применяют для отливки различных изделий, в том числе строительных деталей. Передельные чугуны используются для производства стали, а специальные чугуны - в качестве добавок при производстве стали и чугунного литья специального назначения. Наличие в чугуне марганца, кремния, фосфора, а также легирующих добавок - никеля, хрома, магния и др. - придает ему высокие механические свойства и обеспечивает высокие жаростойкость и коррозионную стойкость. Чугуны с добавками никеля, хрома, магния и других элементов называют легированными. Высокопрочные чугуны получают модифицированием жидкого чугуна присадками Si, Са и др.

Сталь- ковкий железоуглеродистый сплав с содержанием углерода до 2 %. Стали, в зависимости от способа получения, разделяют на: мартеновские, конвертерные и электростали. По химическому составу, в зависимости от входящих в сплав химических элементов, стали бывают углеродистые и легированные. К углеродистым сталям относят сплавы железа с углеродом и примесями марганца, кремния, серы и фосфора. Углеродистую сталь, полученную различными способами, по характеру застывания принято разделять на: спокойную, полуспокойную и кипящую. Легированными называются стали, в состав которых входят легирующие добавки (никель, хром, вольфрам, молибден, медь, алюминий и др.). В зависимости от введенной легирующей добавки сталь называют хромомарганцевой, марганцевоникелемедистой и т.д. Кроме того, по суммарному содержанию добавок стали разделяют на: низколегированные (с содержанием легирующих добавок до 2,5%), среднелегированные (с содержанием легирующих добавок от 2,5% до 10%) и высоколегированные (с содержанием легирующих добавок более 10%).

По назначению сталь может быть: конструкционная, применяемая для изготовления различных строительных конструкций и деталей машин, специальная, характеризующаяся высокой жаро- и износостойкостью, а также коррозионной стойкостью, и инструментальная.

По качеству сталь подразделяют на: обыкновенную (рядовую), качественную, высококачественную и особо высококачественную.

Цветные металлы в чистом виде используют весьма редко. Значительно чаще находят применение сплавы цветных металлов, которые по истинной плотности разделяют на легкие и тяжелые.

Легкие сплавы получают на основе алюминия или магния. Наиболее распространенными легкими являются алюминиево-марганцевые, алюминиево-кремнеземистые, алюминиево-магниевые и сплавы дюралюминия. Их используют для несущих (фермы и др.) и ограждающих (оконные переплеты и др.) конструкций зданий и сооружений.

Тяжелые сплавы получают на основе меди, олова, цинка, свинца. Среди тяжелых сплавов применяют бронзу (сплав меди с оловом или сплав меди с алюминием, железом и марганцем) и латунь (сплав меди с цинком).