Виды металлов

Металлами называется группа простых элементов из периодической таблицы Менделеева. В нее входит более 90 веществ, сходных по характеристикам и свойствам. В чистом виде металлы почти не обнаруживаются и преимущественно добываются из руды с помощью специального оборудования. К этой группе относятся полезные ископаемые, состоящие из нескольких химических элементов, в числе которых минералы и разновидности металлов. Наиболее эффективным способом их обработки является лазерная резка металла

Характеристики металлов

Пример лазерной резки металла

Независимо от вида металлов, все они в той или иной степени обладают следующими характерными особенностями и свойствами:

прочность — устойчивость к физическому разрушению под воздействием внешних сил;
твердость — стойкость к проникновению внутрь более твердых предметов и тел;
усталость — готовность материала выдерживать постоянные или регулярные механические нагрузки;
упругость — принудительное изменение изначальной геометрии под внешним воздействием с последующим восстановлением изначальной формы после того, как оно прекращается;
износостойкость — сохранение физических параметров и внешнего вида металла после интенсивных абразивных воздействий;
пластичность — принудительное изменение начальной геометрии под внешним воздействием с ее сохранением после того, как оно прекращается;
вязкость — способность растягиваться под внешним воздействием;
жаростойкость — способность сопротивляться процессам окисления при нагреве до высоких температур.

Перечисленные свойства принимаются во внимание при классификации металлов.

Черные металлы

Данная разновидность металлов имеет три главных отличия:

высокая температура плавления (перехода в жидкое состояние);
темный цвет;
большая плотность.

Железные металлы

В состав данной группы входят марганец, никель и кобальт. Их используют в качестве дополнительной добавки к железу. Это позволяет получить высокопрочные сорта стали, которые впоследствии применяются для производства деталей для промышленной и другой техники, а также ножей, бытового инструмента, автозапчастей, иных подобных изделий.

Тугоплавкие металлы

В эту классификацию металлов входят четыре материала — рений, вольфрам, молибден и ниобий. Их особенность в том, что для перехода в жидкое состояние (плавления) им требуется температура выше 1539 ºС (это больше, чем для железа). Поэтому основная сфера применения — производство нитей накаливания для электрических ламп и деталей для техники.

Урановые металлы

В данную категорию входят радиоактивные металлы — калифорний, уран и др. Сфера их применения ограничивается исключительно атомной энергетикой.

Редкоземельные металлы

К данной классификации металлов относятся материалы с одинаковыми химическими свойствами, причем это касается также цвета, который имеет серебристый оттенок. В их числе празеодим, лантан, неодим. Они используются в машиностроении (например, при изготовлении стекол, не пропускающих ультрафиолетовые лучи), а также в атомной энергетике.

Щелочноземельные металлы

Металлы данного вида имеют одинаковый цвет — серо-асфальтовый. К ним относятся бериллий, кальций, радий, магний и др. Единственная сфера, где они используются в чистом виде, — это атомная энергетика.

Цветные металлы

Стоимость данных материалов выше по сравнению с черными металлами по причине более широкой востребованности. Без них не обойтись в автомобилестроении, сфере высоких технологий, многих отраслях промышленности, а также в строительстве и отделке. Так, без цветных металлов невозможно производство современной электроники (компьютеров, смартфонов, планшетов). В этой группе можно выделить легкоплавкие металлы: олово, цинк, свинец, ртуть, галлий, висмут, кадмий, таллий.

Легкие металлы

Основная сфера применения данных материалов — авиастроение, производство автомобилей, космических кораблей, силовых агрегатов, фотоаппаратов. Эта группа включает в себя довольно много металлов, в числе которых магний, титан, алюминий, кальций, стронций, бериллий, калий, барий, литий, рубидий, цезий, натрий.

Драгоценные (благородные) металлы

Особенность данного вида металлов в том, что они являются дорогостоящими, при этом стоимость постоянно меняется. Основная сфера применения — изготовление ювелирных изделий: браслетов, колец, кулонов, сережек и т. п. Высокая цена обусловлена сложностью добычи, привлекательным внешним видом, а также химической устойчивостью, благодаря чему они неуязвимы к коррозии, а изначальные характеристики металлов сохраняются в течение длительного времени. В эту группу входят осмий, золото, платина, серебро, палладий, рутений, родий.

Тяжелые металлы

Наиболее известные представители данной группы — бронза, латунь, медь. Самый распространенный металл из них — медь, которая нашла широкое применение в электронике благодаря тому, что является хорошим проводником тока. Латунь используется при производстве подшипников, проволоки, иных изделий, а бронза — один из самых востребованных материалов для изготовления памятников благодаря устойчивости к внешним воздействиям (дождю, снегу, физической агрессии).

Чугуны

Чугун относится к категории металлов повышенной прочности. Он состоит из железа и углерода (доля последнего — не менее 2,14 %). Чугун широко применяется в разных сферах промышленности, в том числе для изготовления труб, радиаторов отопления, посуды, иной продукции. Он делится на три категории: отбеленный, белый и графитизированный. Каждая из них имеет несколько подвидов, но наиболее распространенным является графитизированный чугун. В его составе есть четыре группы: ковкий, вермикулярный, высокопрочный и серый. Основные физические характеристики серого чугуна зависят преимущественно от формы, размеров и количества графитовых компонентов. Данный вид металла получают путем медленного охлаждения расплавленного чугуна. Чугун отличается от стали лишь содержанием углерода (в последнем случае его не больше 2,14 %). Оба металла могут содержать и другие добавки, включая фосфор, серу, марганец, кремний.

Стали

Сталь — высокопрочный металл на основе железа с содержанием углерода до 2,14 %. Есть следующая классификация металла: специальная;
легированная;
углеродистая (чем больше углерода в составе, тем выше стойкость к физическим воздействиям при холодных температурах и ниже ударная вязкость, также ухудшаются литейные качества, материал сложнее обрабатывается резанием и давлением).
По мере увеличения доли углерода в составе стали повышается также содержание цементита. Примеси в данном металле содержатся по причине невозможности их окончательного удаления. Отличным способом для увеличения долговечности будет покрытие поверхности порошковой краской порошковой краской

Сплавы

К данной категории относятся материалы, представляющие собой смесь двух или более видов металла. Помимо металлических компонентов, в их составе могут присутствовать дополнительные примеси, используемые для придания материалу определенных свойств. Меняя количество и набор ингредиентов, можно получать самые разнообразные сплавы, общее количество которых в настоящее время превышает 5000 вариантов. Однако не все материалы могут смешиваться друг с другом: например, несовместимыми являются свинец и железо. Есть два типа сплавов:
Литые. Их производят методом смешивания жидких металлов.
Порошковые. Для получения такого материала берется смесь порошков разных металлов и спекается при высокой температуре.
Также существует следующая классификация сплавов:
Инструментальные. Они широко востребованы для производства молотков, ножей, иных подобных предметов.
Конструкционные. Такие сплавы используются при изготовлении оборудования, агрегатов, автомобильных и других деталей.
Специальные. Данные материалы отличаются сравнительно узкой применимостью. Они могут использоваться, например, для производства деталей с повышенной устойчивостью к трению.
В настоящий момент сплавы создаются с использованием всех видов металлов, за исключением искусственных. В промышленном производстве и технике наиболее востребованы бронзовые, титановые, медные и алюминиевые сплавы.

Ответы на вопросы о видах металла

На какие группы делятся металлы?

В основном металлы подразделяют на две основные группы — цветные и черные металлы, каждая группа металлов обладает уникальными свойствами, как внешними, так и качественными.

Сколько существует сплавов металлов?

На данный момент применяется около 5 тысяч видов сплавов.

Как называются сплавы металлов?

Металлические сплавы - однородные системы, состоящие из двух или более сортов атомов металлов

Другие полезные статьи по металлообработке


Что такое лазерная резка металла? Подробнее	Координатная пробивка отверстий в металле: всё, что нужно знать о процессе Подробнее	Какими способами производится сварка латуни Подробнее