Черные и цветные металлы: в чем разница?

Происшествия >> 15.01.2020
Черные и цветные металлы

Со школьной скамьи мы знаем, что существуют черные и цветные металлы. Иногда можем слышать, про прием цветного металла и про то, что стоимость его выше, чем черного. А в чем именно разница между этими двумя видами металлических материалов? И почему прием цветмета позволяет заработать?

Состав сплава черных металлов

На самом деле чистый металл найти невозможно. Все металлы, которые нас окружают, — и черные, и цветные — это сплавы. Черные металлы получают путем плавки железа с углеродом. Это основа. А уже для улучшения каких-либо характеристик в этот основной сплав добавляют кремний, фосфор и другие элементы из таблицы Менделеева. 90% производства черных металлов составляют чугуны, стали и кованое железо. Последнее используется не в промышленных целях, а больше для отделочных и декоративных работ, например, для заборов, ворот, мебели, лестниц.

В чугуне процентный состав углерода достаточно высокий — от 2,14%. За счет этого чугун может использоваться при высоких температурах. Однако этот металл непластичный, хрупкий, и при температурных перепадах легко разрушается. Процент углерода в составе стали — до 2,14%. Сталь — металл пластичный и более прочный. Еще одно незаменимое свойство стали — хорошая свариваемость. Благодаря своим характеристикам сталь широко используется в строительстве многоэтажных домов и сложных габаритных конструкций.

Сплав цветных металлов

Цветные металлы — это сплавы меди, алюминия, магния, цинка, никеля, свинца, олова, не содержащие железо. При изготовлении сплавов с различными процентными соотношениями компонентов можно придать конечному металлу желаемые свойства. Так выбирается материал для производства той или иной детали в машиностроении, электронике, робототехнике и т. д.

В своем большинстве цветные металлы пластичные, мягкие и более устойчивые к коррозии, чем черные. В обычных условиях поверхность цветных металлов покрывается защитной оксидной пленкой, которая препятствует процессу окисления. Это делает цветные металлы незаменимыми в авиастроении, в химической, медицинской отрасли, в строительстве трубопроводов. Самые востребованные в промышленности сплавы алюминия, меди и цинка.

Разница характеристик

Под микроскопом хорошо видна разница структуры черного и цветного металла. Если нужны более точные данные по процентному содержанию металлов в сплаве, необходимо проведение исследования в лабораторных условиях. Однако есть признаки, по которым можно определить черный металл и без микроскопа:

  1. Поскольку в цветных металлах не присутствует железо, они не реагируют на магнит. Это их свойство как раз и используется в электрике и электронике. Соответственно, чем больше железа в составе черного металла, тем выше его реакция на магнит. Единственное исключение — никель. Это цветной металл, но магнит к нему притягивается так же, как и к железосодержащим сплавам. Однако никель используется в промышленности достаточно редко.
  2. Хотя цветные металлы в особых атмосферных условиях могут корродировать, вряд ли вы увидите следы ржавчины на поверхности сплава с большим содержанием алюминия или меди. А вот ржавчина на поверхности черных металлов — это не редкость. Отдельно рассматривается нержавеющая сталь. В ее основе — все то же железо и углерод, но содержание хрома (от 10,5%) и легирующих добавок делает этот металл особенным. Нержавеющая сталь не подвержена коррозии. Но за счет большого количества добавок она теряет магнитные свойства и тяготеет по своим характеристикам к цветным металлам.
  3. Самый точный внелабораторный способ определения черных металлов — с помощью мобильного или стационарного анализатора. Это прибор, который «считывает» химический состав сплава с помощью рентгеновских лучей или лазера. Анализаторы можно применять для определения любых металлов, в том числе драгоценных. Этот метод в разы превосходит любые визуальные способы различения черных и цветных металлов.

Самая важная общая характеристика черных и цветных металлов — они служат долго и при необходимости поддаются переработке. После переработки характеристики металлов в большинстве случаев сохраняются. Это позволяет использовать устаревшие и вышедшие из строя приборы, запчасти, отдельные элементы как вторсырье в различных отраслях промышленности. Повторное использование металлов позволяет более бережно относиться к природным ресурсам и окружающей среде, а также экономить на добыче первичных металлов.