С тех пор, как мы узнали о металлах около 10 000 лет назад, мы никогда не переставали добывать, обрабатывать и комбинировать их для получения новых видов. Удивительно, но мы по-прежнему производим новые виды металлов, как чистых, так и из сплавов, несмотря на то, насколько продвинулись наши технологии. На самом деле, кажется, что мы едва коснулись поверхности. С другой стороны, нескольких типов металлов, которые мы обнаружили на данный момент, достаточно, чтобы подпитывать индустриальную эпоху.
Черные металлы против Цветных металлов
Какими бы отличными друг от друга они ни были, металлы обладают определенными свойствами. Одним из которых является их подверженность коррозии. Все металлы подвержены коррозии, но их корродирующие вещества различны. Для окисления некоторых из них требуются чрезвычайно жесткие кислоты, в то время как другие подвергаются коррозии просто под воздействием влажного воздуха. Когда дело доходит до коррозионной стойкости, металлы обычно подразделяются на два типа — черные и цветные.
Не нужно быть гением, чтобы понять разницу между черными и цветными металлами, хотя иногда ее трудно заметить, особенно нетренированным зрением. Черные металлы — это те металлы, которые содержат значительное количество железа, в то время как цветные металлы — это просто те, которые не содержат железа. Хотя добавление железа помогает увеличить прочность металла, оно также снижает его устойчивость к коррозии. Это связано с тем, что железо обладает высокой реакционной способностью по отношению к кислороду.
Когда черный металл подвергается коррозии, каждый атом железа на открытой поверхности соединяется с одной из двух молекул кислорода, образуя оксид железа или ржавчину. Это единственная слабость железа, и все же его влияние на сплавы настолько велико, что его не следует упускать из виду. Сильное ржавление может привести к потере работоспособности черного металла, а неспособность обнаружить коррозию и устранить ее на ранних стадиях может привести к серьезным повреждениям металла. Это может обернуться катастрофой для проекта, особенно если черный металл используется в качестве конструктивного элемента.
С другой стороны, цветные металлы, поскольку они не содержат железа, обладают естественной устойчивостью к коррозии. Очевидно, это потому, что в них нет железа, реагирующего на влагу. В результате они служат дольше без необходимости нанесения защитного покрытия или легирования другими металлами, которые отталкивают молекулы кислорода. Вы можете легко отличить их по гладкой и блестящей поверхности.
Лучшие примеры черных и цветных металлов
Черные и цветные металлы являются одними из наиболее широко используемых материалов на планете. Они составляют большую часть современного мира и служат источником жизненной силы различных отраслей промышленности. Вот некоторые из наиболее ярких примеров черных и цветных металлов, доступных на сегодняшний день.
Черные металлы
Пожалуй, самым популярным типом черных металлов является сталь, металл, состоящий в основном из железа и углерода. Его можно легировать цветными металлами, такими как хром и никель, для повышения его долговечности. Сталь используется для изготовления каркасов конструкций и ферм зданий и мостов.
Чугун и кованое железо также являются популярными примерами черных металлов. Чугун содержит кремний, что делает его чрезвычайно устойчивым к износу. Он обычно используется для изготовления водопроводных труб, станков, автомобильных двигателей и печей. Кованое железо не содержит других элементов, кроме железа и углерода, но оно чрезвычайно долговечно благодаря добавлению шлака при его изготовлении.
Цветные металлы
В периодической таблице элементов цветных металлов больше, чем черных. Это прежде всего потому, что большинство цветных металлов являются чистыми элементами. Даже их сплавы не требуют содержания железа, поэтому они тоже учитываются.
Наиболее широко используемые цветные металлы включают медь, алюминий, цинк, свинец и олово. Им присущи определенные качества, которые ценны для широкого диапазона практических применений. В отличие от черных металлов, они могут служить тысячи лет и могут быть переработаны благодаря их высокой стойкости к коррозии.
Свойства и применение черных и цветных металлов
Важно отметить, что как черные, так и цветные металлы полезны. Несмотря на то, что черные металлы, по-видимому, менее долговечны, чем цветные, из-за их низкой коррозионной стойкости, они обладают свойствами, отсутствующими у последних, которые чрезвычайно важны для многих различных применений.
Например, черные металлы по своей природе магнитны. Это свойство полезно для двигателей и электрооборудования, которые в значительной степени зависят от принципов магнетизма. Благодаря своей высокой прочности на растяжение черные металлы также находят широкое применение в строительстве и производстве. Некоторые металлы этой категории даже используются для изготовления станков, сверл, лезвий, метчиков и пружин. Они могут сохранять острую режущую кромку. Кованое железо, например, благодаря своей твердости и усталостной прочности используется для изготовления ограждений и перил, сельскохозяйственных орудий, гвоздей, колючей проволоки, цепей и различных украшений.
Цветные металлы известны тем, что обладают высокой электропроводностью. Металлический сердечник проводов и трансформаторов, составляющих электрические системы, изготовлен из меди. Они также податливы и пластичны, что делает их очень легкими для формования в пластины и трубки для деталей машин. Цветные металлы также являются предпочтительным материалом для электроники, а также труб для систем распределения воды и водопровода. Их устойчивость к коррозии и антимикробные свойства делают их идеальным выбором для производства питьевой воды и пищевых продуктов.
Некоторые цветные металлы, такие как сплавы меди, играют важнейшую роль при изготовлении судов и плавсредств. Они выдерживают коррозию соленой воды, которая примерно в десять раз выше, чем у водопроводной. Они также могут помочь предотвратить загрязнение, которое является основной причиной распространения инвазивных видов по всему мировому океану.
Где купить Ваши материалы
Большинство поставщиков металлов предлагают как черные, так и цветные металлы, стоимость которых не позволяет им поставлять широкий ассортимент материалов. С другой стороны, некоторые поставщики специализируются на обоих типах металла. Rotax Metals, например, специализируется на цветных металлах, в частности на меди и ее сплавах. Компания является одним из самых надежных поставщиков меди, бронзы и латуни в Северной Америке.
При выборе поставщика убедитесь, что у него хорошая репутация. То, что он работает на протяжении многих десятилетий, свидетельствует о том, что он является основным источником для продаж меди и латуни. Просмотрите их каталог и узнайте, какие типы и марки металлических материалов они предлагают. Вы поймете, что обратились по адресу, когда увидите, что они предлагают практически все возможные варианты.