Различия между черными и цветными металлами. Черные металлы и цветные металлы

Черные и цветные металлы и их руды

Человек использует так или иначе все минералы и породы Земли. Черные и цветные металлы, как полезные ископаемые входят в состав земной коры в виде руды.

По данным ученого А. Виноградова в залежах земной коры преобладают следующие элементы (содержание их дано в процентах): магний (2,2), калий (2,5), натрий (2,8), кальций (3,7), железо (5,5), алюминий (8,5), кремний (27), кислород (48). Эти элементы входят в состав силикатов и алюмосиликатов, слагающих земную кору.

Железо

Железо – распространенный элемент. Его количество в земной коре исчисляется несколькими процентами, однако добывается железо из богатых руд с содержанием не менее 25 процентов металла.

Железные руды

Типы месторождений железа самые разнообразные. Наибольшее значение имеют так называемые железистые кварциты – тонкополосчатые породы, в которых черные полосы – железные минералы магнетит – магнитный железняк и меньше гематит – красный железняк – переслаиваются лентами светлого кварца. Такие месторождения заключают много миллиардов тонн железных руд и известны главным образом в древнейших толщах возрастом два и более миллиарда лет! Они развиты в древних кристаллических щитах и платформах. Широко распространены они в Северной и Южной Америке, на западе Австралии, в Африке, в Индии. Запасы железных руд этого типа практически безграничны – более 30 триллионов тонн, поистине астрономическая цифра! Предполагается, что железистые кварциты образовались при действии железобактерий в древних бассейнах за счет железа, поступавшего в растворах с окрестных возвышенностей, а может быть, и в горячих глубинных растворах.

Отложение осадочных железных руд происходит в озерах, морях – современных «природных лабораториях». В последние годы открыты выделения железных конкреций (желваков) на дне океанов. Они заключают огромные запасы не только железа, но и сопутствующих ему марганца, никеля и других элементов.

К типам месторождений железа относятся и, так называемые, контактовые или скарновые месторождения, которые располагаются на границе гранитных пород и известняков и образованы за счет растворов, приносившихся из магматического тела. Залежи этого типа сложены богатыми рудами.

Кажется, немногочисленны железные минералы. Главные из них: магнетит, гематит, а также различные разновидности бурых железняков, сидерита (карбонат железа). Эти минералы дают большое разнообразие типов месторождений.

Марганец

С железом сходен по условиям образования и по техническому применению марганец.

Осадочные руды

Он обычно сопутствует железу в осадочных рудах и древних метаморфических месторождениях. Он, как и железо, основа черной металлургии, применяется для производства качественных сталей.

Хром

К черным металлам принадлежит и хром. Главный его минерал – хромит – образует черные сплошные массы и вкрапления кристаллов в ультраосновных породах.

Хромитовые месторождения

Хромитовые месторождения, как и заключающие их массивы ультраосновных пород, встречаются в зонах глубинных разломов. Рудоносная магма поступала из подкоровых глубин, из мантии. Месторождения хромитов известны в Юго-Западной Африке, на Филиппинах, на Кубе, на Урале.

Применяется хром в металлургическом производстве для придания стали особенной твердости, в хромировании поверхностей металлов и в производстве красок, он придает соединениям зеленую окраску.

Титан

К этой же технической группе принадлежит титан. Он добывается из основных магматических пород в виде ильменита и из россыпей, наземных и очень широко распространенных на морских пляжах и шельфах (Бразилия, Австралия, Индия), где источником его служат титаномагнетит, ильменит и рутил.

Титан применяется при производстве особых сортов стали. Это термоустойчивый, легкий металл.

Ванадий

Важен также и ванадий – частый спутник титана в месторождениях и в россыпях, используемый для изготовления особо прочных сортов сталей, применяемых в производстве брони и снарядов, в автомобилестроении, в атомной энергетике. Здесь все большую роль приобретают новые комбинации элементов в сплавах. Например, сплав ванадия с титаном, ниобием, вольфрамом, цирконием, алюминием применяется в производстве ракет и в атомной технике. А композиционные новые материалы тоже готовят из минерального сырья.

Никель и кобальт

Никель и кобальт, тоже элементы семейства железа, встречаются чаще в основных и ультраосновных породах, особенно никель.

Никелевые руды

Он образует крупные месторождения в Юго-Западной Африке, на Кольском полуострове и в районе Норильска. Это – магматические месторождения. Сульфиды никеля кристаллизовались из магматического расплава, поступавшего из мантии или из горячих водных растворов. Особый тип представляют остаточные месторождения никеля, образующиеся в результате выветривания никеленосных основных пород, например базальтов, габброидов. При этом возникают окисленные минералы никеля в виде рыхлых зеленоватых масс. Эти же остаточные никелевые руды обогащены железом, что позволяет их использовать для изготовления железоникелевых сплавов. Такие месторождения встречаются на Урале, но особенно широко распространены они в тропической зоне – на островах Индонезии, на Филиппинах, где интенсивно происходит окисление пород на поверхности.

Цветные металлы

Важное значение для промышленности имеют цветные металлы. Многие из них геохимически относят к группе халькофильных, родственных меди (халькос – медь): медь, свинец, цинк, молибден, висмут. В природе эти металлы образуют соединения с серой, сульфиды.

Отлагались минералы цветных металлов большей частью из горячих водных растворов; главными из них являются для меди халькопирит – золотистый минерал, борнит – лиловатый минерал, постоянный спутник халькопирита, а также черный сажистый халькозин, который встречается в верхней части многих медных месторождений.

Медные руды

Месторождения меди весьма разнообразны. В последние годы очень большое значение приобрели бедные вкрапленные руды так называемого порфирового типа, которые залегают часто в вулканических жерлах. Они были образованы из горячих растворов, поступавших из глубоких магматических очагов. Запасы таких руд огромны, особенно в Южной и Северной Америке.

Большое значение имеют также пластовые залежи медных руд, образованные при вулканических извержениях на дне морей. Это так называемый колчеданный тип, в котором медный колчедан – халькопирит – встречается совместно с железным колчеданом – пиритом. Эти месторождения долгое время служили главным источником руд на Урале.

Наконец, велика роль так называемых медистых песчаников, содержащих минералы меди. К этому типу относятся месторождения в Читинской области, а за рубежом крупнейшие месторождения Катанги в Африке.

Свинец и цинк

Свои особенности имеют месторождения свинца и цинка, этих неразрывно связанных между собой металлов. Главным минералом свинца является свинцовый блеск, или галенит, минерал серебристо-белого цвета в кристаллах кубической формы.

Свинцовые руды

Из свинцовых концентратов извлекают серебро, висмут, сурьма. Последние образуют в свинцовом блеске лишь незначительную примесь, однако при огромном масштабе выплавки свинцовых руд они составляют очень важную добавку к добыче этих ценных элементов из их собственных минералов.

Главный минерал цинка – сфалерит (цинковая обманка). Обманкой его называют потому, что он имеет скорее алмазный блеск, а не металлический, как у руды. Цвет у него различный: от коричневого до черного и кремового. Эти два минерала, галенит и сфалерит, как было сказано, постоянно встречаются совместно.

Цинковые концентраты

Из цинковых концентратов добывают германий, индий, кадмий и галлий. Они образуют очень незначительную примесь в цинковых обманках, где в кристаллической решетке замещают атомы цинка, становясь на их место. И, несмотря на ничтожное содержание, именно извлечение этих малых примесей из цинковых обманок является главным источником их получения.

Они имеют большую ценность! Например, кадмий применяется при производстве ядерных реакторов, аккумуляторов, низкоплавких сплавов. Галлий благодаря его низкоплавкости (температура плавления всего 30 градусов Цельсия) используется как заменитель ртути в термометрах. Кадмий с оловом и висмутом дает сплав Вуда с температурой плавления 70 градусов. Индий, добавленный к серебру, придает последнему большой блеск, а в сплаве с медью защищает корпуса судов от коррозии в морской воде. Германий употребляется при производстве полупроводников.

Сульфидная руда

Часто вместе со свинцом и цинком в рудах встречаются серебро, висмут, мышьяк, медь, поэтому свинцово-цинковые месторождения называют полиметаллическими. Эти месторождения образуются из горячих водных растворов и особенно часто встречаются в виде залежей и жил среди известняков, которые замещены сульфидной рудой.

Олово и вольфрам

Олово и вольфрам относятся к более редким металлам и представляют особую группу (в практике их теперь относят к группе «цветных»). Применение цветных металлов очень широко: в машиностроении, других областях техники, в военном деле.

Представим на минуту, что истощились ресурсы такого металла, как олово, сразу бы встала вся жизнь: ведь сплавы олова идут на подшипники, необходимые в любом механизме, без сплавов олова нельзя было бы производить автомобили, электровозы, станки, упало бы производство консервов (олово – металл консервных банок). Казалось бы, такой малозаметный металл, как олово, является крайне необходимым звеном всей техники.

Минералы редких металлов

Эти металлы встречаются в виде кислородных соединений: олово – в окисле, касситерите, или оловянном камне, вольфрам – в солях вольфрамовой кислоты: вольфрамите и шеелите. Минералы этих элементов часто находят в кварцевых жилах среди гранитов или вблизи них. Блестящие черные или коричневые кристаллы вольфрамита резко выделяются на фоне белого кварца. Иногда они встречаются и в других типах месторождений: шеелит на контактах гранитов с известняками в скарнах, касситерит – в сульфидных жилах.

Кислородные соединения образуют многие так называемые редкие металлы: литий, рубидий, цезий, бериллий, необий, тантал – они часто встречаются в пегматитовых жилах. Особенно богаты ими древние докембрийские пегматиты (Африка, Бразилия, Канада).

Алюминий

Важное значение приобретают в настоящее время легкие металлы – алюминий и его еще более легкие собратья – магний и бериллий. Эти металлы – конкуренты всесильного железа, призванные во многих областях его заменить. Эти металлы и их сплавы широко используются в технике, особенно в самолетостроении, ракетостроении, в производстве буровых труб – всюду, где нужен легкий металл.

Сырье для алюминия – бокситы

Алюминий, как известно, очень широко распространен в земной коре, и его в будущем можно будет получать из любых алюмосиликатных горных пород, богатых этим элементом. Пока же традиционным сырьем для алюминия являются бокситы. Они состоят из водных соединений глинозема, образующихся как осадочным путем при отложении в морских бассейнах, так и при выветривании алюмосиликатных горных пород.

В последнее время разработан метод получения алюминия из древних кристаллических сланцев, образованных при метаморфизме глинистых отложений, а также из щелочных магматических пород. Таким образом, проблема источников получения алюминия никогда не встанет перед человеком: этого металла с избытком хватит для всех последующих поколений. Дело только за технологией его извлечения и электроэнергией для создания мощных энергоемких производств.

Бериллий

Иное дело бериллий. Это относительно редкий металл. Он входит в состав берилла и других минералов, которые встречаются в высокотемпературных месторождениях, в пегматитах, а также в жилах, образующихся из горячих водных растворов. Этот ценный металл применяется в специальных сплавах для изготовления рентгеновских трубок.

Германий

Возрастает комплексное использование полезных ископаемых. Например, из угля извлекаются редкие элементы, главным образом крайне ценный германий.

Селен

Такой элемент, как селен, не часто встречается в самостоятельных минералах, но присутствует в пирите и других сульфидах в виде ничтожной примеси, занимая место серы; он используется для создания полупроводников, оптических приборов, в частности биноклей, телеграфной аппаратуры, бесцветного стекла.

libtime.ru

Различия между черными и цветными металлами | АльпПлюс

Это один из наиболее часто задаваемых вопросов. Так в чем же разница между черным и цветным металлом? Ответ на самом деле довольно простой.

Черные металлы и сплавы содержат железо; цветные металлы нет.  Но не так легко определить, если просто посмотреть на случайной кусок металла. К счастью, есть несколько других факторов, по которым можно определить принадлежность.

Характеристики черных металлов

Черные металлы это мягкая сталь, углеродистая сталь, нержавеющая сталь, чугун и кованое железо. Эти металлы используются в основном из за их прочности на разрыв, которая помогает удерживать самые высокие небоскребы и самые длинные мосты в мире. Вы также можете найти много черных металлов в жилищном строительстве, промышленных контейнерах, крупномасштабных трубопроводах, автомобилях,  большинство инструментов и крепежа, используемого по всему дому, и так далее.

В то время как кованое железо сопротивляется окислению, и нержавеющая сталь, которая защищена благодаря высокому содержанию хрома, в остальных случаях, если вы видите ржавчину, это черные металлы .

Большинство черных металлов имеютхорошие магнитные свойства, что делает их очень полезными при создании крупных двигателей и электрических приборов.

Самое главное, черные металлы хорошо перерабатываются, не теряя своих свойств.

Характеристики цветных металлов

Цветные металлы это алюминий, латунь, медь, никель, олово, свинец, и цинк, а также драгоценные металлы, такие как золото и серебро. В то время как цветные металлы могут обеспечить прочность, они в основном используются, где их отличия от черных металлов может обеспечить преимущество.

Например, цветные металлы являются гораздо более податливым, чем черные металлы. Цветные металлы также намного легче, что подходит для использования там, где необходима прочность, но вес является одним из важнейших факторов, например, в авиационной или консервной промышленности. Так как они не содержат железо, цветные металлы имеют более высокую устойчивость к коррозии и ржавчине. Поэтому эти материалы используются для желобов, водопроводов, кровли и дорожных знаков. Наконец, они немагнитные, что делает их идеальными для использования в  электронике и электрике.

Алюминий является третьим наиболее перерабатываемым материалом в мире. Однако многие другие цветные металлы, такие как медь, латунь и свинец относительно мало участвуют во вторичной переработке.

alp-plus.com

Виды черных и цветных металлов

Как известно, помимо основного деления металлов на чёрные (сплавы железа) и цветные (все остальные), существует также и более дробная классификация. Давайте рассмотрим виды черных и цветных металлов по группам. Впрочем, говорить мы будем в основном о цветных металлах, поскольку видов чермета всего два: это чугун и сталь. О различии между сталью и чугуном уже говорилось не раз: если в сплаве более 2,14% углерода — это чугун, меньше — сталь. А теперь о цветных металлах, групп которых насчитывается целых восемь:

1) тяжёлые металлы. К этой категории относится медь, цинк, олово, свинец и никель, которые являются одними из основных промышленных металлов. Точнее говоря, используются, в основном, они не в чистом виде, а в виде сплавов. Так, никель добавляют в сталь для придания ей коррозионной стойкости, а цинк и олово — в медь, чтобы получались соответственно латунь и бронза;

2) лёгкие металлы. Сюда относят прежде всего алюминий — основной промышленный цветной металл, который используется практически во всех сферах (в том числе и в виде сплавов — например, дюралюминия или силумина). Кроме алюминия, к лёгким металлам относят также титан, магний, калий, кальций, натрий и некоторые другие;

3) благородные металлы. Как многие думают, это самая ценная категория металлов, ведь в неё входят серебро, золота и платина, а также осмий и родий (кроме того, в эту группу включают также палладий и рутений). Однако существуют металлы, которые ценятся больше, и это — следующая группа;

4) радиоактивные металлы. Самый дорогой металл на планете — калифорний (стоимость одного миллиграмма достигает нескольких миллионов долларов) входит именно в эту категорию. Также в этой группе всем известные уран, плутоний, радий и некоторые другие металлы, которые также ценятся весьма дорого из-за своих свойств;

5) редкоземельные металлы. В эту группу входят металлы, которые отнюдь не на слуху, но тем не менее, они обладают весьма ценными свойствами и используются в некоторых отраслях. Это, например, такие металлы, как лантан, иттербий, иттрий и многие другие;

6) малые металлы. Сюда относят кобальт, мышьяк, ртуть, сурьму, висмут;

7) рассеянные металлы. Индий, таллий, селен и некоторые другие;

8) тугоплавкие металлы, в числе которых вольфрам, марганец, молибден, хром и некоторые другие. 

metallsday.ru

Металлические материалы, сплавы: цветные и черные металлы

Все металлические материалы можно разделить на две группы.

Технически чистые металлы — металлы, в состав которых, помимо химически чистого элемента, в небольших количествах входят другие элементы.

Сплавы

Сплавы — сложные материалы, получаемые путем сплавления одного металла с другими металлами или неметаллами.

Сплавам можно придать самые разнообразные свойства. Поэтому в технике, особенно в машиностроении, они нашли большее применение, чем технически чистые металлы.

Наиболее распространенными металлическими материалами в промышленности являются сплавы железа с углеродом — стали и чугуны. Такие сплавы получили наименование черные металлы.

Помимо этого, широко используются в технике цветные металлы:

Изготовляя сплавы с разными количественными соотношениями элементов, можно придать им различные свойства, необходимые для нормальной работы детали или конструкции.

Кроме этого, есть иной путь получения необходимых свойств — это изменение состояния или структуры (строения) металла или сплава различными методами.

Так, например, железо в обычных, нормальных, условиях является металлом с ярко выраженными магнитными свойствами изделия из железа притягиваются к магниту. Однако, если железо нагреть до температуры свыше 768°, оно потеряет полностью магнитные свойства и снова их приобретет, как только температура станет меньше 768°.

Можно повлиять на состояние металла или сплава таким образом, что вновь приобретенные ими свойства сохранятся надолго.

Например, путем ковки или прокатки меди при комнаткой температуре можно повысить ее прочность примерно в 2–2,5 раза.

Эти, свойства медь сохранит до тех пор, пока мы не подвергнем ее, нагреву до температуры свыше 270°.

При помощи специальной тепловой обработки сплава, называемой термической, о которой подробно будет рассказано ниже, можно изменять структуру сплава, в результате чего сильно изменятся и его качества.

§

www.conatem.ru

Цветной и черный металлы

Все металлы и сплавы подразделяются на цветной и черный металл. Черный металл — это сплав железа с углеродом, в который могут быть включены кремний, марганец, фосфор, сера, а также другие химические элементы, добавляемые в процессе плавки для улучшения качества металла. Чтобы придать черному металлу специфические свойства в его состав вводят легирующие добавки — медь, никель, хром, кремний. Цветной металл — это тоже сплав — алюминия, магния, меди, никеля, цинка, олова, свинца. Как видите, цветной и черный металлы отличаются по своему составу: в черном металле есть железо, в цветном металле оно отсутствует.

Цветной и черный металлы различны по своей структуре, которая хорошо видна под микроскопом. Зерна металлов тесно прилегают друг к другу, что особенно заметно на изломе металлического стрежня. И хотя различия, как говорится налицо, порой, даже профессионалу трудно определить принадлежность к группе цветного и черного металлов невооруженным глазом. Цветной и черный металлы потребляются во всем мире, благодаря чему развивается металлургия и промышленность. Продукция — чугун, сталь, кованное железо из черного металла занимает около 90% от общего объема металлопроизводства.

• Чугун — железоуглеродистый сплав, с содержанием углерода более 2,14% — 3,8% используется в промышленности. Он обладает хорошими литейными свойствами, хрупкостью. Но у чугуна плохая свариваемость, а также низкая способность к пластической деформации, чего нельзя не учитывать. Чугунная продукция изготавливается, в основном, литьем, после чего обрабатывается путем резки или прокаткой чугуна. Современные производственные технологии рассчитаны на производство изделий из чугуна любого уровня сложности и модификаций. Это и лифтовые грузы, и шары, и барабаны, и фланцы и т.д.
• Сталь — это сплав железа с содержанием углерода от 0,02 до 2,14%. Обладает твердостью, высокой прочностью, пластичностью, вязкостью, хорошей свариваемостью, что и определило сферу ее использования. Мягкая сталь, углеродистая сталь, нержавеющая сталь незаменимы в машиностроении и производстве, в том числе в строительном. Для улучшения механических, прочностных, физических и химических в расплав стали добавляются хром, молибден, никель, вольфрам, титан или ванадий. Таким образом сталь легируют, после чего обрабатывают — резкой, прессованием и отливкой. Готовая сталь подразделяется на марки, с учетом процента содержания углерода, после чего используются по своему прямому назначению — в производстве металлических конструкций, элементов и деталей, таких как шайбы, прокладки, приборы, змеевики, втулки, шатуны, коленвалы и маховики.
• Кованое железо — это сплав железа, отличающийся гибкостью и долговечностью. Этот вид металла редко используется в структурных и коммерческих отраслях, так у него очень темный внешний вид. Кованое железо используют для заборов, уличных перил и мебели. При использовании вне помещений, продукция из кованного железа окрашивается в черный цвет, что, в общем-то, не только улучшает внешний изделий, но и защищает их от ржавчины.

Цветной и черный металлы самостоятельно сопротивляются окислению. Если вы увидите ржавчину на металле, не сомневайтесь, перед вами черные металлы. Большинство черных металлов отличают магнитные свойства, полезные при создании крупных двигателей и электрических приборов. Черные металлы хорошо перерабатываются, не теряя своих свойств прочности. Из-за прочности на разрыв, благодаря чему становятся устойчивыми даже самые высокие небоскребы и самые длинные мосты в мире, черные металлы стали популярны в разных видах строительства. Сталь успешно зарекомендовала себя в промышленных контейнерах, крупномасштабных трубопроводах, автомобилях, инструментах крепежа. Цветной и черный металлы имеют разный вес. Цветные металлы более легкие, что сделало их незаменимыми в авиационной и консервной промышленности. Как мы уже говорили, цветные металлы не содержат железо, поэтому имеют более высокую устойчивость к коррозии и ржавчине, чем черные металлы. Цветные металлы используются для желобов, водопроводов, кровли и дорожных знаков. Благодаря своей «немагнитности», цветной металл стал идеальным материалом в электронике и электрике.

В своем производстве мы используем черный металл, из которого изготавливаем в собственном цеху легкие металлические конструкции, которые часто называют сокращенно — ЛМК. Быстровозводимые здания и сооружения из ЛМК используются в разных отраслях деятельности, хозяйства и производства. Если вы хотите сэкономить на строительстве, воспользуйтесь нашим коммерческим предложением — услуга «под ключ», о которой можете узнать в рубрике «Спецпредложения». По всем вопросам производства, строительства, проектирования и монтажа звоните по телефону 209-09-40! Будем рады вас слышать! 

stroy-trading.ru

Черные и цветные металлы - в чём отличие?

Применение металлов для изготовления различного вида изделий для промышленности, сельского хозяйства, медицины и многих других отраслей, а так же для бытовых целей в наше время не вызывает удивления. Но, возможно, не все знают, чем отличаются такие группы металлов, как чёрные и цветные, друг от друга.

Попробуем в этом разобраться.

Чёрные металлы

Чёрными называются те металлы, которые содержат сталь и железо. Из чёрных металлов изготавливают рельсы для железной дороги, трубы для транспортировки нефти и газа, металлические строительные леса, якоря для плавательных средств, гвозди, иглы, пружины и многое другое. Нержавеющая сталь, углеродистая сталь, чугун, низкоуглеродистая сталь, кованое железо являются примерами железосодержащих металлов. Кованое железо почти на 100% состоит из железа. Нержавеющая сталь, например, состоит не только из железа и стали, а еще из хрома и никеля.

Чёрные металлы, содержащие железо, очень долговечны и прочны. Так же они сохраняют магнитные свойства. Их применяют для изготовления изделий и конструкций, которые должны быть стабильно прочными и обладать антикоррозийными свойствами. Чёрные металлы используются при изготовлении практически всего, начиная от многоэтажных зданий, автомобилей, двигателей и заканчивая маленьким шурупом.

Цветные металлы

Цветные металлы не содержат стали и железа. К данной группе металлов относятся: алюминий и медь, никель и свинец, цинк и олово, латунь и золото, серебро и платина, а так же многие другие, не содержащие железо.

Такие металлы более универсальны в использовании. Они значительно устойчивее к коррозии, чем чёрные металлы и более податливые.

Электропроводка, самолёты, ювелирные изделия, профили оконных рам, батареи, дорожные знаки, кровельные материалы и миллионы других изделий, предметов и конструкций сделаны из цветных металлов и их соединений.

Существует очень простой и доступный каждому способ определения содержания в исследуемом материале примесей железа. Достаточно только поднести к нему магнит. Если материал не притягивается к магниту, то он полностью или с высоким процентом состоит из цветных металлов. Если же материал притягивается к магниту – то, однозначно, он содержит большой процент железа.

zumim.com

• 
  Синхронизатор кпп
• 
  Двигатель мтз
• 
  Кран тормозной
• 
  Объем системы охлаждения
• 
  Тяговые классы тракторов
• 
  Торкрет установка
• 
  Уаз коробка передач
• 
  Чугун из чего состоит
• 
  М 50
• 
  Определение электрический ток
• 
  Опиливание металла