Виды цветных металлов, их свойства

Все цветные металлы можно разделить на 6 групп:

1) легкие;

2) тяжелые;

3) тугоплавкие;

4) радиоактивные;

5) благородные;

6) редкие.

1. Цветные металлы, обладающие небольшой плотностью называются легкими. Они широко распространены в окружающей природной среде. Алюминий – типичный представитель этой подгруппы, который является легким, немагнитным металлом серо-белого цвета. Его основными свойствами являются:

— легкость;

— стойкость к коррозии;

— податливость при обработке;

— хорошая тепло- и электропроводность;

— неядовитость соединений.

Главным его недостатком выступает малая прочность. Чтобы устранить эту проблему алюминий чаще используется в сплаве с медью, магнием. Называется это соединение дюралюминий, который эффективно используется в авиастроении. Сферы применения алюминия достаточно обширные. Например, он используется в криогенной и тепловой технике, в машиностроении, ювелирном деле, пищевой промышленности (для изготовления посуды), его применяют для получения сероводорода и для восстановления редких цветных металлов. В автомобилестроении из алюминия изготавливают: части кузова, двигателя, литые диски и т.д.) чистый металл сплавляют с магнием, марганцем или кремнием, а в результате получают материал с более прочной и податливой к обработке структурой. Помимо алюминия к цветным металлам относятся  магний, титан, натрий, калий, барий, кальций и стронций. Металлы этой группы имеют самую низкую среди других металлов плотность (удельную массу).

Металлы, обладающие высокой плотностью, называются тяжелыми. К ним можно отнести: медь, свинец, кадмий, ртуть, никель, кобальт. Они чаще всего используются в сплавах с другими цветными металлами и железом, но могут применяться также в чистом виде.

Для характеристики металлов, относящихся к группе тяжёлых, существует ряд различных критериев, основанный на наиболее часто используемых свойствах. Как правило, к таковым относят:

• атомный вес элемента;
• токсичность;
• плотность;
• распространенность в земной коре;
• показатель вовлечённости в биологические процессы и т.д.
Однако наиболее часто характерной мерой выступает именно атомный вес элемента, превышающий порог в 50 а. е. м. При этом если исходить из плотности, то к тяжёлым металлам относят те, у которых значение плотности превышает 6 г/куб. см.

Эта подгруппа металлов довольно распространена, несмотря на их вред для окружающей среды и человека. Самые опасные из них – это свинец, ртуть и кадмий, которые загрязняют атмосферу. Самым распространённым металлом из этой группы, используемый в автомобилестроении – это медь. Медь обладает наивысшей после серебра электропроводностью и теплопроводностью. Чистая медь имеет в автомобилестроении и авторемонтном производстве ограниченное применение.Зато широко применяются медно-цинковые сплавы (латуни), оловянистые и безоловянистые бронзы.

По сравнению с медью латунь обладает более высокой прочностью, твёрдостью, упругостью, коррозионной стойкостью, меньшей пластичностью и высокими технологическими свойствами (литейными свойствами, деформируемостью и обрабатываемостью резанием). Латуни применяют в автомобилестроении для изготовления деталей систем охлаждения: бачков и трубок радиаторов, деталей электрооборудования, различных втулок, пробок, штекеров, наконечников и т. д.

 Бронзы обладают высокой антикоррозионной стойкостью и хорошими антифрикционными свойствами. Этим обусловливается применение бронз в автомобилестроении для изготовления  втулок шатунов двигателей, плоских и круглых пружин в системе питания, упорных шайб, шестерен  и т. д. Автомобильные детали изготовляют из оловянистых бронз, которые характеризуются достаточной прочностью, высокими антифрикционными качествами, коррозионной стойкостью, хорошей теплопроводностью. Деформируемые оловянистые бронзы отличаются, кроме того, хорошими упругими свойствами. Повышение содержания олова в оловянистых бронзах увеличивает прочность и твердость, но уменьшает пластичность и ударную вязкость. Из оловянистых бронз изготавливают арматуру, втулки шкворней, полуосевые и упорные шайбы, втулки коромысел, шатунов и др.

Следующая группа – тугоплавкие металлы. К ним относятся: цирконий, титан, ванадий, гафний, тантал, ниобий, молибден, хром, вольфрам, рений, а также родий, рутений, иридий, осмий, платина как платиновые металлы. Все они плавятся при температуре 1650-1750 °С. Их используют для легирования стали (для улучшения ее химических, механических и физических свойств). Также они применяются в судостроении, машиностроении, электронной и химической промышленности. Основные свойства: имеют очень высокую температуру плавления и стойкость к изнашиванию. Один из используемых в автомобилестроении – титан.