Все металлы состоят из частиц и делятся на черные и цветные. Они различаются не только по цвету, но и по составу частиц, которые определяют их химические свойства. Например, черные металлы являются более прочными и твердыми, цветные, напротив, более пластичны и податливы. Отличаются металлы и по тому, как их добывают и обрабатывают, и как их в дальнейшем используют.
Черные и цветные металлы
Черные металлы — это железо и его сплавы. Черные металлы используются в промышленности гораздо больше, чем цветные. Из них изготавливают чугун и сталь, причем, для производства используются различные составы сплавов железа и углерода.
Цветные металлы — медь, алюминий, никель, свинец, и др., то есть все нежелезные металлы. Они более трудоемки по добыче, их меньше в целом в природе, используются они также более точечно. К примеру, добавляются к некоторым железным сплавам, для повышения стойкости производимой из них продукции.
Цветные металлы, в свою очередь, делятся на легкие и тяжелые. При этом производство тяжелых металлов требует больше затрат энергии, чем легких.
Легкие металлы — это, например, титан, алюминий, магний. Металлы очень ценные, к примеру, легкий алюминий — один из ключевых материалов для проводников, а из тугоплавких титановых сплавов производят детали и двигатели самых современных самолетов и химическое оборудование. Тяжелые металлы — медь, олово, никель, свинец, цинк. Стойкий к действию воздуха и воды никель позволяет увеличить прочность, износостойкость, коррозионную стойкость, повышает тепло- и электропроводность, улучшает магнитные и каталитические свойства, его используют практически во всех отраслях промышленности. А, скажем, из долговечного и прочного свинца изготавливают батареи и аккумуляторы. Есть также так называемые малые тяжелые металлы — ртуть, кадмий, кобальт — и легирующие — молибден, вольфрам, кремний. Легирование — это их введение в состав сталей и сплавов для придания сплавам необходимых физических, химических или механических свойств. Например, молибден повышает прокаливаемость стали.
Добыча руды
Россия является лидером по запасам железной руды, в нашей стране огромное количество месторождений руды — например, Курская аномалия, Карельское и Костомукшское месторождения, гора Магнитная, Кузбасс, Красноярский край, и др. На этих территориях, в основном, добывают ископаемые для развития черной металлургии, в данных регионах базируются металлургические предприятия черных металлургов.
Реферат металлы цветные черные
... ртути, вольфрама, молибдена, ниобия, тантала, редкоземельных металлов, обработке цветных металлов (алюминия, титана, магния, тяжелых цветных металлов), по производству твердосплавной, углеродной, полупроводниковой продукции, ... руд черных и цветных металлов, нерудных материалов, по производству чугуна, стали, проката, труб стальных, метизов, ферросплавов, огнеупоров, кокса, алюминия, меди, ...
Ископаемые для цветной металлургии добывают преимущественно на Урале, Северном Кавказе, в Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке. Базы по переработке «цветных» ископаемых находятся чаще всего рядом с каждым месторождением.
Ранее руды добывались исключительно путем проведения подземных горных работ, сегодня для того, чтобы их найти, используются несколько способов добычи, в том числе, шахтовый, его еще называют подземным, и открытый, или так называемый карьерный.
Карьерные работы ведутся прямо на поверхности земли — с помощью экскаваторов. Сначала горные породы готовят к выемке — проводят вскрышные работы, отделяют эти породы от массивов, рыхлят, затем происходит непосредственно процесс добычи. Если руды надо получить из скал, производят бурильно-взрывные работы. После того, как руда получена, ее транспортируют, а «отработанную» землю рекультивируют. Подземные работы проводятся в недрах земли, в шахтах. При применении подземного подхода месторождение сначала вскрывают, затем готовят ископаемые к выемке, затем добывают их — валовым или селективным методом (когда ископаемые сразу отделяют друг от друга).
Безусловно, сегодня, помимо людских ресурсов и тяжелой бурильной техники, для добычи руд используется современное оборудование и компьютерные технологии, которые позволяют максимально эффективно планировать и проектировать все работы по добыче ископаемых.
Как получается металл. Чтобы получился тот или иной металл, нужен различный тип руды. Можно выделить, например, руды:
- медная. Руда, позволяющая произвести черновую и рафинированную медь, а также редкие металлы, если в руде есть их примеси, серную кислоту, и др.;
- оловянная;
- медно-никелевая;
- железная. Из это руды сегодня добывается не только железо, но и другие металлы, так как в ней могут содержатся их примеси;
- свинцово-цинковая;
- вольфрамо-молибденовая — очень ценная руда, дающая возможность создавать вольфрамовые и молибденовые концентраты;
- сурьмяно-ртутная;
- золотосодержащая. Из такой руды можно получать редкие металлов и полупроводниковые материалы, а также интерметаллические соединения из них.
Это далеко не все виды руд в природе.
При этом, цветные металлы получают из обогащенной руды — так называемого рудного концентрата. В цветной металлургии есть термин «обогащение», который означает искусственное повышение содержания металлов в сырье. По сути, это способ разделения образований на металлы и минералы. Именно обогащение и позволяет повысить содержание нужного, ценного металла в разы! Для этого используются различные технологии — руду дробят, измельчают, сортируют, перерабатывают путем обезвоживания, и др. Когда металл получен из руды, далее он обрабатывается и шлифуется.
Все процессы с ископаемыми и металлами производятся на металлургических комбинатах, как правило, в различных по специализации цехах.
Например, есть основные заводы, а также филиалы, которые непосредственно занимаются обработкой металлов или их прессованием. Есть также цеха, которые проверяют металл на прочность, испытывают его характеристики — растяжение, пластичность, и др.
Цветные металлы. Их свойства и применение
... Черные металлы (железо и его сплавы); Цветные металлы (все остальные металлы и сплавы, за исключением железа); Благородные или драгоценные металлы (серебро, золото, платина и остальные металлы платиновой группы); Легкие металлы (имеющие низкую плотность); Тяжелые металлы (цветные металлы, ... за низких механических свойств (временное сопротивление 100-190 МПа, относительное удлинение 6-17%, твердость ...
После всех этих действий и проверок металл отправляется в другие цеха или на другие предприятия для того, чтобы из него изготавливалась продукция — трубы, станки, машины, и многое другое.
Состав и строение
Металлы представляют собой кристаллические тела с закономерным расположением атомов в узлах пространственной решетки.
Решетки состоят из ряда кристаллических плоскостей, расположенных друг от друга на расстоянии нескольких нанометров (1 нм=10 -9 м).
Большинство металлов имеет пространственные решетки в виде простых геометрических фигур.
Отдельные участки кристаллической решетки прочно связаны между собой в комплексы — зерна. Взаимное расположение зерен отдельных элементов и сплавов определяет структуру металлов и их свойства.
Черные металлы имеют простые кубические ячейки решеток двух видов:
- центрированный или объемно-центрированный куб (9 атомов в ячейке), объем шаров занимает 68 %;
- гранецентрированный или куб с центрированными гранями (14 атомов), объем шаров занимает 74 %. Некоторые цветные металлы и их сплавы имеют шестигранную решетку.
Железо, олово, титан и другие металлы обладают свойствами аллотропии, т.е. способностью одного и того же химического элемента при различной температуре иметь разную кристаллическую структуру. Аллотропические превращения сопровождаются выделением или поглощением теплоты. Температура, при которой происходит переход металла из одного аллотропического вида в другой, называется критической.
При нагреве металла амплитуда колебания атомов достигает некоторой критической величины, при которой происходят разрушение кристаллической решетки и переход металлов из твердого в жидкое состояние. Процесс кристаллизации заключается в росте кристаллов путем отложения новых кристаллических групп вокруг возникших зародышей. Рост кристаллических образований происходит в определенных направлениях. Вначале образуются главные оси кристалла путем роста в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а затем от каждой из этих осей образуются новые и возникает не полностью завершенный кристалл, называемый дендритом. В дальнейшем все промежутки между осями дендрита заполняются упорядоченно расположенными атомами.
В условиях несвободной кристаллизации образующиеся кристаллы получают неправильные очертания и форму и называются кристаллитами или зернами. Величина зерен оказывает существенное влияние на механические свойства металлов: чем мельче зерна, тем прочнее металл.
Свойства
Химические свойства. В соответствии с местом, занимаемым в периодической системе элементов, различают металлы главных и побочных подгрупп. Металлы главных подгрупп (подгруппы а) называются также непереходными. Эти металлы характеризуются тем, что в их атомах происходит последовательное заполнение s-и p-электронных оболочек. В атомах металлов побочных подгрупп (подгруппы б), называемых переходными, происходит достраивание d- и f-оболочек, в соответствии с чем их делят на d-группу и две f-группы -лантаноиды и актиноиды.
Металлам присущи многие общие химические свойства, обусловленные слабой связью валентных электронов с ядром атома: образование положительно заряженных ионов (катионов), проявление положительной валентности (окислительного числа), образование основных окислов и гидроокисей, замещение водорода в кислотах и т.д. Металлические свойства элементов можно сравнить, сопоставляя их электроотрицательность [способность атомов в молекулах (в ковалентной связи) притягивать электроны, выражена в условных единицах]; элементу присущи свойства металла тем больше, чем ниже его электроотрицательность (чем сильнее выражен электроположительный характер).
Технология металлов и конструкционные материалы
... Наличие у металлов таких свойств имеет важное практическое значение, так как благодаря им у металла изменяются такие свойства, как плотность, ... разливки стали (МНЛЗ). Было выявлено, что для получения максимальной стойкости изделий необходимо иметь структуру чугуна преимущественно ... один атом легирующей добавки приходится на восемь атомов железа. Считается, что при таком соотношении атомов происходит ...
Физические свойства. Большинство металлов кристаллизуется в относительно простых структурах — кубических и гексагональных ЛГУ, соответствующих наиболее плотной упаковке атомов. Лишь небольшое число металлов имеет более сложные типы кристаллических решёток. Многие металлы в зависимости от внешних условий (температуры, давления) могут существовать в виде двух или более кристаллических модификаций.
Электрические свойства. Удельная электропроводность металлов при комнатной температуре у~10 -6 -10-4 ом-1 см-1 , тогда как у диэлектриков, например, у серы, у~10-17 ом-1 см-1 . Промежуточные значения удельной электропроводности у соответствуют полупроводникам. Характерным свойством металлов как проводников электрического тока является линейная зависимость между плотностью тока и напряжённостью приложенного электрического поля. Носителями тока в металлах являются электроны проводимости, обладающие высокой подвижностью. Согласно квантово-механическим представлениям, в идеальном кристалле электроны проводимости (при полном отсутствии тепловых колебаний кристаллической решётки) вообще не встречают сопротивления на своём пути. Существование у реальных металлов электросопротивления является результатом нарушения периодичности кристаллической решётки. Эти нарушения могут быть связаны как с тепловым движением атомов, так и с наличием примесных атомов, вакансий, дислокаций и др. дефектов в кристаллах. На тепловых колебаниях и дефектах (а также друг на друге) происходит рассеяние электронов.
При нагревании металлов до высоких температур наблюдается «испарение» электронов с поверхности металлов (термоэлектронная эмиссия).
Эмиссия электронов с поверхности металлов происходит также под действием сильных электрических полей примерно 10 7 в/см в результате туннельного просачивания электронов через сниженный полем потенциальный барьер. В металлах наблюдаются явления фотоэлектронной эмиссии, вторичной электронной эмиссии и ионно-электронной эмиссии. Перепад температуры вызывает в металлах появление электрического тока или разности потенциалов
Тепловые свойства. Теплоёмкость металлов обусловлена как ионным остовом (решёточная теплоёмкость С р ), так и электронным газом (электронная теплоёмкость Сэ ).
Хотя концентрация электронов проводимости в металлах очень велика и не зависит от температуры, электронная теплоёмкость мала и у большинства металлов наблюдается только при температурах в несколько градусов кельвина. Теплопроводность металлов осуществляется главным образом электронами проводимости.
Магнитные свойства. Переходные металлы с недостроенными f- и d-электронными оболочками являются парамагнетиками. Некоторые из них при определённых температурах переходят в магнитоупорядоченное состояние. Магнитное упорядочение существенно влияет на все свойства металлов, в частности на электрические свойства: в электросопротивление вносит вклад рассеяние электронов на колебаниях магнитных моментов. Гальваномагнитные явления при этом также приобретают специфические черты.
Основные свойства строительных материалов
... и оконные блоки, клееные конструкции. Металлические материалы - наиболее широко применяемые в строительстве черные металлы (сталь и чугун), стальной прокат (двутавры, швеллеры, уголки), сплавы металлов, особенно алюминиевые. Свойства Материалы и изделия должны обладать хорошими свойствами и качествами. Свойство — характеристика материала, ...
Магнитные свойства остальных металлов определяются электронами проводимости, которые вносят вклад в диамагнитную и парамагнитную восприимчивости металлов, и диамагнитной восприимчивостью ионного состава. Магнитная восприимчивость X большинства металлов относительно мала (X ~ 10 -6 ) и слабо зависит от температуры.
Эксплуатационно-технические Средняя плотность, прочность, пластичность, коррозионная стойкость, антимагнитность, высокая стойкость при низких отрицательных температурах.
Широкому использованию металлов в строительстве способствует ряд ценных технических свойств: высокая прочность, пластичность, повышенная теплопроводность, электропроводность и свариваемость.
Область применения строительных материалов из металла:
Подвесные системы, каркасы зданий, мосты и путепроводы, радио и телевизионные башни, фермы, пространственные ячейки, ванты, В строительстве сталь используют для изготовления конструкций, армирования железобетонных конструкций, устройства кровли, подмостей, ограждений, форм железобетонных изделий .
Данные металлы подразделяют на 2 группы:
1. Черные — сплав железа с углеродом — чугун и сталь. На долю черных металлов приходится около 95 % производимой в мире металлопродукции.
2. Цветные металлы — алюминий, медь, цинк, олово, никель, титан, магний и др.
Черные металлы
Чугун. Это строительные материалы: опорные части колонн, трубы, радиаторы, санитарно-технические, посуда, ограды, лестницы. Чугун это сплав железа с углеродом при содержании углерода более 2,14%. обладает хорошими литейными свойствами и малой способностью к пластической деформации. В его структуре содержатся графитовые включения — размер и форма, которые определяют тип чугуна и его применение для изготовления различных изделий. Серый чугун — это чугун, в котором углерод находится в свободном состоянии в форме пластинчатого графита. Высокопрочный чугун, в котором углерод находится в свободном состоянии в форме шаровидного графита, применяется для изготовления деталей, подвергающихся значительным механическим нагрузкам. Ковкий чугун имеет более высокие характеристики пластичности по сравнению с вышеуказанным чугуном и применяется при изготовлении деталей, где требуются более высокие показатели механических свойств.
Сталь. Это профили и листы, оболочки и мембраны, канаты и тросы, черепица, декоративно-художественные изделия. Сталь это сплав железа, чугуна и углерода. Углерод в этом сплаве является незаменимым компонентом, его содержание около 2%. В зависимости от состава стали, она может быть прочным материалом или твердым. Прочный материал используется для изготовления морских судов, мостов. Что же касается твердой стали, она используется для изготовления различных металлорежущих инструментов. Существует также нержавеющая сталь, которая является очень прочным и антикоррозионным материалом. Нержавеющая сталь состоит из хрома и никеля. Сталь — это материал, которому можно придавать любую форму с помощью прокатки, прессования или литья. С помощью термообработки, возможно, получить сталь, которая будет обладать различными как химическими, так и физическими свойствами. Некоторые мягкие стали обрабатываются ручным инструментом. Твердой сталью можно даже резать стекло. Сталь легко подвергается методу полировки.
Железоуглеродистые сплавы — стали и чугуны
... - и четырехкомпонентными. Железоуглеродистые сплавы — стали и чугуны — важнейшие металлические сплавы современной техники. По объему производства чугуна и стали намного, более чем в 10 раз превосходит производство, всех других металлов, вместе взятых. 1. ...
Виды стали. По составу различаются нелегированные и легированные стали, по применению их различают на инструментальную и строительную сталь. Также существует и оружейная сталь. Стали поставляются в различных торговых формах.
Нелегированная сталь. Она состоит, за исключением загрязняющих примесей, только из чистого железа. При содержании углерода от 0,6 до 1,7% за счет тепловой обработки она может твердеть и упрочнять (закаливаться) и поэтому подходит для режущего инструмента, как, например, для резцов. Если содержание углерода лежит ниже 0,6%, то сталь ограниченно закаливается. Нелегированная сталь используется для производства, например, гвоздей, болтов, гаек и других металлоизделий.
Легированная сталь. Кроме железа и углерода, легированная сталь содержит металлы, которые улучшают ее свойства. Так, например, с помощью никеля, хрома, ванадия, молибдена и вольфрама повышается прочность стали на растяжение и в большинстве случаев также твердость. Стали с высоким содержанием никеля и хрома (вместе для 26%) являются нержавеющими. Такие стали применяются для перил, резервуаров и трубопроводов. Стали с очень высоким содержанием добавок хрома и вольфрама являются устойчивыми к температурам и особенно подходят для режущих инструментов, например для полотен пил.
Инструментальная сталь — это закаленная сталь. Перед закалкой инструментальную сталь можно обрабатывать резанием. Различают нелегированные и легированные инструментальные стали.
Строительными сталями называют все не закаливающиеся марки стали. Более 90% производимой в мире стали — это именно строительная сталь. Строительная сталь применяется для общественных целей, а также для деталей машин. Она изготавливается легированной и нелегированной. Нелегированная строительная сталь называется обычной строительной сталью (основной сталью).
Для ее применения основной характеристикой является прочность на растяжение. Так, например, Ст. 37 — это строительная сталь, прочность которой на растяжение в зависимости от толщины сечения составляет от 370 до 470 Н/мм2. Прочность стали на растяжение тем больше, чем выше содержание углерода. Однако стали с высоким содержанием углерода хуже обрабатываются, поскольку обладают большей хрупкостью.
Бетонная арматура. Применяемая для армирования железобетона сталь называется арматурной сталью (BSt).
Арматурная сталь подразделяется на прутковую арматуру, арматуру в бухтах, арматурные стальные сетки и напрягаемую арматуру.
Цветные металлы и сплавы
Это защитные покрытия, черепица, герметизация стыков, профильные и декоративно-художественные изделия. Добыча цветного металла ограниченна природными источниками и является трудоемким и длительным процессом. В чистом их виде весьма редко используют в строительстве. Значительно чаще находят применение сплавы цветных металлов, которые по плотности разделяют на легкие и тяжелые.
Легкие сплавы высокой прочности, обладающих хорошими высокотемпературными механическими свойствами. Основными металлами легких сплавов являются алюминий, магний, титан и бериллий. Однако сплавы на основе алюминия и магния не могут применяться в условиях высокой температуры и в агрессивных средах.
Медь и сплавы на ее основе: латуни, бронзы. Их свойства, применение, ...
... медь применяют редко, так как она имеет низкие прочностные свойства, твердость. Основными конструкционными материалами на основе меди являются сплавы латуни и ... медью и молибденом (сталь марок 06ХН28МДТ и 03ХН28МДТ). Сталь марки 03ХН28МДТ обладает повышенной стойкостью к ножевой и межкристаллитной коррозии. Коррозионностойкая сталь ... растворимость цинка в меди, и при достаточном его содержании латунь из ...
Тяжелые сплавы получают на основе меди, олова, цинка, свинца. Среди тяжелых сплавов в строительстве применяют бронзу (сплав меди с оловом или сплав меди с алюминием, железом и марганцем) и латунь (сплав меди с цинком).
Из этих сплавов изготовляют архитектурные детали и санитарно-техническую арматуру. Цветные металлы и сплавы на их основе применяют в специальных случаях, так как производятся они в значительно меньших количествах, чем черные, а стоимость их существенно выше. Их используют в основном, когда требуется высокая коррозионная стойкость, электро- и теплопроводность, повышенные декоративные качества, а для сплавов на основе алюминия — малый вес конструкций.
В строительстве в основном применяют сплавы меди и алюминия; перспективны также сплавы на основе титана.
Алюминий лёгкий (плотность 2,7 г/см 3 ) серебристо-белый металл с температурой плавления 657°. Алюминий на воздухе моментально покрывается очень тонкой и прочной оксидной пленкой А12 О3 , защищающей металл от дальнейшего окисления и действия воды. Вода не действует на алюминий даже при повышенной температуре. Поэтому он устойчив к атмосферной коррозии. Однако алюминий разрушается и щелочами, и кислотами. По объему производства алюминий занимает второе место среди металлов, после железа. В строительстве и машиностроении используется около половины получаемого алюминия.
В чистом виде алюминий применяют для изготовления фольги, проволоки, порошка. Алюминиевую фольгу используют в качестве эффективного утеплителя или декоративного материала. Проволоку используют для изготовления электрических проводов, алюминиевый порошок — в качестве наполнителя в красках или газообразователя при изготовлении ячеистых бетонов. Чистый алюминий из-за невысокой прочности в качестве конструкционного материала в строительстве практически не используют. В этих целях обычно применяют сплавы алюминия.
Алюминиевые сплавы сохраняют легкость (плотность до 3,0 г/см 3 ), коррозионную стойкость и пластичность при низких температурах. При этом прочность некоторых марок алюминиевых сплавов сопоставима с прочностью сталей. Сплавы легко обрабатываются резанием и свариваются контактной сваркой. Недостатками алюминиевых сплавов являются сравнительно низкий модуль упругости, высокий коэффициент линейного расширения и относительная сложность соединения элементов конструкций. В зависимости от состава алюминиевые сплавы делят на: Al — Si (силумины); А1 — Mg (магналии); А1 — Сu — Mg (дюралюмины); Al — Mg — Si (авиали) и более сложные (многокомпонентные) с улучшенными свойствами: высокопрочные (А1 — Zn — Mg — Сu, Al — Сu — Li или Al — Сu — Mg — Li), жаропрочные (Al — Сu — Мn или Al — Сu — Mg — Fe — Ni), коррозионностойкие (для работы в морской воде и агрессивных средах).
Конъюнктура мирового рынка цветных металлов
... в машиностроении, и в строительстве, и в других отраслях. Работ по анализу современного мирового рынка цветных металлов немного, преобладает публицистика. Изменения на рынке, имевшие место в течение ... металла. Для остальных видов цветных металлов наиболее вероятным является или стабилизация котировок, или некоторая коррекция по рассмотренным выше причинам. Рис. 1.1.3. Динамика расценок LME на медь*[ ...
Для производства таких сплавов в качестве легирующих металлов используют хром, цирконий, цинк, никель, литий и др.
Для изготовления строительных изделий из алюминиевых сплавов наиболее широко применяются сплавы с магнием, медью, кремнием, марганцем.
По способу обработки алюминиевые сплавы делят на литейные и деформируемые.
Литейные сплавы используют для получения изделий методами литья в различные формы. Наиболее распространенными литейными алюминиевыми ставами являются сплавы с кремнием или магнием — силумины или магналии.
В частности, литейный сплав с содержанием магния 9,5 — 11,5%, применяют в строительных конструкциях, успешно заменяя аналогичные стальные изделия.
Деформируемые сплавы подвергают горячей и холодной обработке давлением: прессованию, штамповке, ковке, прокатке. Так получают листы, профили, проволоку, прутки и т.д.
Алюминиевые деформируемые сплавы подразделяют на сплавы, не упрочняемые и упрочняемые термической обработкой.
Высокопрочные не упрочняемые термически сплавы Al — Mg — Mn могут содержать 2 — 7% магния и 1,0 — 1,6% марганца. Их упрочняют деформацией в холодном состоянии.
В строительстве не упрочняемые термически алюминиевые сплавы применяют как для изготовления несущих конструкций (балки, арки, фермы, рамы), так и для малонагруженных и ненагруженных элементов (дверные и оконные переплеты, стеновые панели, арматурные детали).
Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой, приобретают высокие механические свойства и коррозионную стойкость только в результате термической обработки.
Наиболее широко распространенными из них являются дюралюмины А1 — Сu — Mg (содержание меди: 2,2 — 4,0%; магния 0,4 — 2,4%), содержащие также небольшие количества марганца (0,3 — 0,9%).
В результате термообработки прочность дюралюмина повышается до прочности среднеуглеродистых сталей. Дюралюмин широко применяется в строительстве, в авиационной и ракетной промышленности.
Чистая медь — мягкий (НВ 400 МПа) пластичный металл красноватого цвета, плотностью 8960 кг/м , отличающийся высокой теплопроводностью [X — 400 Вт/(м * К)] и электропроводностью. Прочность меди невысока: 180…240 МПа; температура плавления — 1080 С. У меди большой температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР= 17 * 10” КГ (т. е. в 1,7 раза выше, чем у железа).
Медь — коррозионно-устойчивый металл: в сухом воздухе медь не окисляется, во влажном — покрывается коричневой оксидной пленкой, защищающей от дальнейшего окисления. При длительном (годы) нахождении меди во влажном воздухе на поверхности образуется устойчивый голубоватый слой основного карбоната меди, называемый патиной.
Медь и ее сплавы относят к числу металлов, известных с глубокой древности, так как встречались в природе в виде самородков, а также достаточно просто выплавлялись из медных руд.
Около 50% меди применяют в электротехнике. В строительстве медные листы толщиной 0,4…0,6 мм используют для устройства красивых и долговечных кровель, водосточных систем и водопроводных труб. Большая часть меди применяется в виде сплавов — латуней и бронз.
Латуни — сплавы меди с цинком (10…40%); хорошо поддаются, прокату, штамповке и вытягиванию. Прочность и твердость более высокая, чем у меди: Rp = 250…600МПа; НВ = 500…700. В строительстве латунь используют для декоративных элементов (поручни, накладки и т. п.) и для санитарно-технических устройств. В некоторых странах (например, Англии) латунные трубы, характеризующиеся высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью, применяют в отопительных и водопроводных системах; такие системы отличаются очень высокой долговечностью.
Сплавы меди, серебра и золота в стоматологической практике. Серебрение ...
... как чистых металлов, так и их сплавов [2-5]. Особенно уделяют внимание исследованию коррозии сплавов золота. К ... Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3 Существуют несколько модификаций метода серебрения, однако чаще пользуются предложенными Я. С. Пеккером и Ε. ... нас применяют три вида драгоценных сплавов: сплав 900-й пробы для коронок и литья, сплав 750- ... серебра, и не более 6% меди, 29% олова, 3% цинка, то состав ...
Бронзы — сплавы меди с оловом (до 10%), алюминием, свинцом и др. Их прочность почти такая же, как у меди, твердость же существенно выше — НВ = 600… 1600. Бронзы обладают хорошими литейными свойствами и коррозионноустойчивы. Применяют для декоративных целей (арматура для дверей и окон и др.), в сантехнике и для специальных целей.
Оловянная бронза — это древнейший из сплавов, полученных людьми. Однако специальные (не содержащие олова) бронзы имеют лучшие механические свойства, дешевле и находят широкое применение. Так, алюминиевые бронзы (содержат 4-11,5% А1) обладают повышенной коррозионной стойкостью; бериллиевые бронзы (содержат от 1,6 до 2,2% Be) имеют высокую прочность и стойкость к коррозии, хорошую пластичность и антифрикционные свойства.
Титановые сплавы приобретают в последнее время все большую популярность; они сочетают в себе низкую плотность (4500 кг/м3); высокую прочность (Rp = 700… 1200 МПа) и твердость (НВ > 1000) и высокую коррозионную стойкость. Из-за очень высокой стоимости и дефицитности титан в строительстве применяют только для Уникальных сооружений (например, памятник космонавтам у станции метро «ВДНХ» в Москве).
строительный материал металл сплав
Металлический прокат
Первичным элементом стальных конструкций является прокатная сталь, листовая или профильная, которая вырабатывается на металлургических заводах. Из этих элементов на заводах — изготовителях стальных конструкций собираются конструктивные элементы (балки, колонны и т. п.), целые конструкции или их отдельные части. Наличие готовых прокатных профилей, наряду с машинной обработкой их на заводах, обеспечивает индустриальное и быстрое изготовление стальных конструкций.
Металлический прокат — обжатие металлов между вращающимися валиками.
Листовой металлопрокат используется как материал для производства металлической продукции, например такой, как гнутые профили, профнастил. Кроме того, листовой металлопрокат (стальной лист) имеет широкое применение в области строительства теплообменной и химической аппаратуры.
Из стального листа производятся кузова автомобилей и летательных аппаратов.
Основные виды проката:
1. Штамповка и прессование. Получение рельефных облицовочных материалов, элементов оборудования.
2. Сортамент: трубы, листы для обшивок панелей, ограждений балконов, наружной облицовки, подвесных потолков
3. Сортовой прокат: несущие и ограждающие конструкции, окна, витрины, для подвесных потолков, плинтусов, раскладок и т.д.
Коррозия
Коррозия — самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.
Виды коррозии:
1. Газовая
2. Атмосферная
3. Биокоррозия
4. Химическую и электрохимическую.
Химическая коррозия. Это коррозийный процесс, протекающий в средах, не проводящий электрический ток. Химическая коррозия имеет место, например при высокотемпературном нагреве стали для горячей обработки давлением или термической обработки. При этом на поверхности металла образуются различные химические соединения — оксиды, сульфиды и другие — в виде пленки. В отдельных случаях образовавшиеся при хим. коррозии пленки, особенно сплошные, предохраняют металл от дальнейшей коррозии. Например алюминий, олово, свинец, никель и хром способны к образованию на поверхности металлов плотных защитных пленок. пленки же на поверхности стальных и чугунных изделий непрочны, способны к растрескиванию и проникновению коррозии в глубь металла.
Электрохимическая коррозия. Данная коррозия обычно сопровождается протеканием электрического тока. Примерами могут служить ржавление металлических конструкций и изделий в атмосфере, корпусов судов и стальной арматуры гидросооружений в речной и морской воде и т. п. Методы защиты:
1. применяют защитные лакокрасочные покрытия
2. электрохимическую защиту и замедлители коррозии, изменяющие состав коррозионной среды.
Заключение
Металлы имеют большое значение в качестве материалов для изготовления строительных конструкций. Также и все инструменты и машины, применяемые в строительстве, сделаны преимущественно из металлов. Различают железные и не железные конструкционные материалы.
В современном строительстве металлы занимают одну из ведущих позиций, т.к. являются важнейшими материалами для строительства многих сооружений.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/tsvetnyie-metallyi-v-stroitelstve/
1.Технология металлов и сварка. Под ред. П.И. Полухина. М. Высшая школа. 1977.
2.Строительные материалы. А.Г. Домокеев. М. Высшая школа. 1989
3.Real-cottage. Режим доступа: http://real-cottage.ru/569/- металлы в строительных конструкциях
4.Stroy-server. Режим доступа: http://stroy-server.ru/notes/tsvetnye-metally-i-splavy — цветные металлы и сплавы
