Класифікація металів і сплавів на їх основі

Мета́ли (від грец.(métallon) — шахта, кар'єр, добування з надр землі) — клас хімічних елементів і речовин з наступними хімічними і фізичними властивостями: добре проводять електрику і тепло, непрозорі, але можуть відбивати світло(мають металічний блиск); ковкі, що дозволяє надавати виробам з них потрібної форми і розвальцьовувати у плоскі пластинки, пластичні, що дає можливість витягати їх у тонкий дріт.

Кожен метал відрізняється будовою і властивостями від іншого, тим не менш, за деякими ознаками їх можна об'єднати в групи.

Всі метали можна розділити на дві великі групи — чорні та кольорові метали.

Чорні метали найчастіше мають темно-сірий колір, велику щільність (крім лужно-земельних), високу температуру плавлення, відносно високу твердість. Найбільш типовим металом цієї групи є залізо.

Чорні метали в свою чергу можна підрозділити таким чином:

— залізні метали;

— тугоплавкі метали;

— уранові метали;

— рідкоземельні метали;

— лужноземельні метали.

Кольорові метали найчастіше мають характерне забарвлення: червоне, жовте і біле. Володіють великою пластичністю, малою твердістю, відносно низькою температурою плавлення. Найбільш типовим елементом цієї групи є мідь.

Кольорові метали поділяються на:

— легкі метали;

— благородні метали;

— легкоплавкі метали.

Сплави металів відіграють велику роль, так як вони мають вищі механічні і технологічні властивості, ніж їхні складові компоненти чисті метали.

Металевими сплавами називають речовини, які складаються не менше, як з двох компонентів і одним з них обов’язково повинен бути метал.

Компонентами називають хімічні елементи або їх сполуки у складі сплаву. За кількістю компонентів сплави поділяють на подвійні, потрійні і т.д.

У техніці найчастіше застосовуються сплави на основі заліза (чавун, сталь), і сплави кольорових металів на основі міді (латунь, бронза), алюмінію (силумін, дюралюміній), свинцю, цинку, олова, нікелю. Деякі сплави створюють на основі вольфраму, титану, ванадію, молібдену й інших металів.

Залежно від природи компонентів, з яких складається сплав, розрізняють наступні різновидності сплавів:

— механічна суміш компонентів — ці суміші неоднорідні, вони є найдрібнішою сумішшю кристалітів компонентів;

— необмежений твердий розчин компонентів — однорідний, може утворюватися при різному співвідношенні компонентів;

— обмежений твердий розчин компонентів — однорідний, може утворюватися при різному але обмеженому співвідношенні компонентів;

— хімічна сполука компонентів — однорідний, може утворюватися при чітко визначеному співвідношенні компонентів.

У твердих розчинах атоми розчиненої речовини заміщають атоми розчинника у кристалічній решітці або проникають у неї; хімічні сполуки утворюють нову відмінну кристалічну решітку. Після кристалізації сплаву утворюється або одна фаза (твердий розчин, хімічна сполука), або сплав, який містить суміш фаз. Фазою називають однорідну частину системи, відділену від інших складових (фаз) поверхнею поділу.

Найбільшого поширення в техніці отримали сплави заліза з вуглецем: сталь і чавун; причина широкого використання Fe-C сплавів пов'язано з рядом причин: малою вартістю, найкращими механічними властивостями, можливістю масового виготовлення і великою поширеністю руд Fe в природі. Більше 90% виготовлених металів становить сталь.