Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 2. Классификация металловКаждый металл отличается строением и свойствами от другого, тем не менее по некоторым признакам их можно объединить в группы (табл. 2). (кликните для просмотра скана) (кликните для просмотра скана) Таблица 2 (см. скан) Прежде всего металлы можно разделить на две большие группы — черные и цветные металлы Черные металлы имеют темно-серый цвет, большую плотность (кроме щелочноземельных), высокую температуру плавления, относительно высокую твердость и во многих случаях обладают полиморфизмом (о последнем см. гл. II, п. 6). Наиболее типичным металлом этой группы является железо. Цветные металлы чаще всего имеют характерную окраску: красную, желтую, белую. Обладают большой пластичностью, малой твердостью, относительно низкой температурой плавления, для них характерно отсутствие полиморфизма. Наиболее типичным металлом этой группы является медь. Черные металлы в свою очередь можно подразделить следующим обр азом: 1. Железные металлы — железо, кобальт, никель (так называемые ферромагнетики) и близкий к ним по свойствам марганец. Кобальт, никель и марганец часто применяют как добавки к сплавам железа, а также в качестве основы для соответствующих сплавов, похожих по своим свойствам на высоколегированные стали. 2. Тугоплавкие металлы, температура плавления которых выше, чем железа (т. е. выше 1539° С). Применяют как добавки к легированным сталям, а также в качестве основы для соответствующих сплавов. 3. Урановые металлы — актиниды, имеющие преимущественное применение в сплавах для атомной энергетики. 4. Редкоземельные металлы (РЗМ) — лантан, церий, неодим, празеодим и др., объединяемые под названием лантаноидов, и сходные с ними по свойствам иттрий и скандий. Эти металлы обладают весьма близкими химическими свойствами, но довольно различными физическими (температура плавления и др.). Их применяют как присадки к сплавам других элементов. В природных условиях они встречаются вместе и вследствие трудностей разделения на отдельные элементы для присадки обычно применяют «смешанный сплав», так называемый миишеталл, содержащий 5. Щелочноземельные металлы в свободном металлическом состоянии не применяются, за исключением особых случаев. Цветные металлы подразделяются на: 1. Легкие металлы — бериллий, магний, алюминий, обладающие малой плотностью. 2. Благородные металлы — серебро, золото, металлы платиновой группы (платина, палладий, иридий, родий, осмий, рутений). К ним может быть отнесена и «полублагородная» медь. Обладают высокой устойчивостью против коррозии. 3. Легкоплавкие металлы — цинк, кадмий, ртуть, олово, свинец, висмут, таллий, сурьма и элементы с ослабленными металлическими свойствами — галлий, германий. По строению электронных оболочек металлы принято разделять на нормальные и переходные. У нормальных металлов внутренние электронные оболочки (уровни) полностью заполнены. К таким металлам относят Применение металлов определяется их распространенностью в природе, а в историческом аспекте — развитием техники. В табл. 3 повторена «металлическая часть» периодической системы. Под символом элемента указывается: дата открытия элемента (выделение металла в более или менее чистом виде из соединения в химической лаборатории) — первая Строчка и дата промышленного применения — вторая строчка (иногда две даты: начало применения в чистом виде или в виде сплава с железом — ферросплава). Применение металлов началось с меди, серебра и золота. Человечество еще не было знакомо с металлургией, способом получения металла из руд, а эти металлы в отличие от других, встречаются в природе в чистом (самородном) виде. Затем начали применять металлы, которые относительно легко восстанавливаются (олово, свинец) или их достаточно много в природе (железо). Большинство металлов было открыто в XIX в., хотя тогда они не все получили промышленное применение. Содержание металлических элементов в земной коре представлено на рис. 4, который показывает насколько велико различие в содержании разных металлов на нашей планете. В табл. 4 приведены сведения о мировом объеме производства различных металлов. Действительно, основную долю в изготовлении и применении имеет железо (в виде его сплава с углеродом — сталь), что связано с рядом причин: малой стоимостью, наилучшнми механическими свойствами, возможностью массового изготовления и большой распространенностью его руд в природе. Стали производится больше, чем всех остальных металлов (сплавов) вместе взятых. Так, если в 1970 г. изготовлено приблизительно 600 млн. т. металла (во всем мире), то на долю стали приходится свыше 550 млн. т (т. е. более 90 %), а на долю всех остальных металлов менее 50 млн. т (т. е. меньше 10 %). Таблица 3. (см. скан) Даты открытия и начала применения металлов Объем производства стали — важный показатель технической и экономической мощи страны. Без обеспечения в необходимом количестве сталью не может развиваться ни одна отрасль промышленности. По производству стали СССР занимает первое место в мире, на втором — Япония, на третьем — США. До Октябрьской революции (1913 г.) в России производилось всего лишь 4,2 млн. т. стали. Гражданская война и интервенция почти остановили производство стали; в 1920 г. было выплавлено лишь 200 тыс. т. стали. Начавшийся затем этап восстановления народного хозяйства привел к тому, что в 1928 г. был достигнут довоенный уровень. В годы первых пятилеток построены крупнейшие металлургические комбинаты — Магнитогорский и Кузнецкий и перед войной уже выплавлялось около 18 млн. т. стали в год. Начало войны и временная оккупация таких металлургических районов Рис. 4. (см. скан) Эпюра распределения элементов в аемнов коре (кликните для просмотра скана) Таблица 5. (см. скан) Стоимость металлов страны, как юг Украины и Донбасс, резко снизили выпуск стали. В год окончания войны (1945 г.) изготовлялось лишь 12 млн. т стали, но к 1948 г. был достигнут довоенный уровень, в послевоенные годы производство стали непрерывно нарастало и в 1976 г. было выплавлено 145 млн. т. К 1980 г. объем производства стали стабилизировался на уровне 150 млн. т в год, что обеспечивает развитие народного хозяйства сталью, при учете постоянного улучшения качества металла и более экономного его расходования. Стоимость металла — фактор возможности и целесообразности его применения. В табл. 5 показана относительная стоимость разных металлов (за единицу принята стоимость железа, точнее простой углеродистой стали). Стоимость 1 кг проката простой углеродистой стали примерно 20 коп. Данные, приведенные в табл. 5, приблизительны,
|
1 |
Оглавление
|