🗊МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ.

МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ.

Металлами называют непрозрачные кристаллические вещества, обладающие прочностью, пластичностью, тепло- и электропроводностью, металлическим блеском. В нормальных условиях они являются твердыми веществами, исключая ртуть, температура плавления которой минус 39о С. Металлами называют непрозрачные кристаллические вещества, обладающие прочностью, пластичностью, тепло- и электропроводностью, металлическим блеском. В нормальных условиях они являются твердыми веществами, исключая ртуть, температура плавления которой минус 39о С. Сплавы – материалы, которые образуются из расплавов 2-х или нескольких компонентов. Металлические сплавы могут состоять либо только из металлов, либо из металлов с небольшим содержанием неметаллов.

Деление металлов:

Черные металлы и сплавы Железо. (Fe) Железо занимает 2-е место по содержанию в земной коре. Оно представляет собой серебристо – белый металл, обладающий ферромагнитными свойствами до tо 769о С. Важным свойством железа является его способность растворять другие элементы, образуя сплавы, что используется при получении некоторых цветных металлов. Железо применяется в виде чугуна и сталей.

Получение железа: 1.Традиционный процесс получения этих сплавов состоит из этапов: Руды (магнетиты, титаномагнетиты, гематиты и проч.) Чугун (варка в доменных печах , кокс топливо и восстановитель) Сталь (варка в мартеновских печах, конверторах или электропечах, где шихта расплавляется, снижается содержание углерода, кремния, марганца, серы и фосфора, вводятся легирующие добавки)

Чугун- содержит углерод (обычно 3-4,5%), а также марганец (до 1,5%), кремний (до 4,5%), серу (не более 0,08%) и фосфор (до 1,8%).

Классификация чугуна: По составу: 1.1. белый (содержит углерод в виде цементита – химического соединения с железом, имеет белый цвет), 1.2. серый (углерод в нем представлен пластинками графита, что определяет цвет чугуна).

По назначению: По назначению: 2.1. передельный 2.2. литейный 2.3. специальный: 2.3.1. доменные ферросплавы 2.3.2. высокопрочный чугун 2.3.3. легированный В зависимости от состава и свойств он может быть: жаростойкий, износостойкий, антифрикционный (устойчивый к трению), ковкий – марка КЧ.

3. Сталь Классификация: По способу получения: мартеновская, конверторная, бессемеровская, электросталь.

По степени раскисления (рафинирования). По степени раскисления (рафинирования). кипящая – малораскисленная, содержит большое количество кислорода и продолжает кипеть после разлива. Применяется для изготовления хозяйственных товаров. полуспокойная, спокойная – сильнораскисленная, при разливе не кипит, выход ее меньше, качество выше. Применяется для ответственных деталей и конструкций.

По химическому составу: По химическому составу: углеродистая В зависимости от содержания углерода может быть: низкоуглеродистая (до 0,25% углерода), среднеуглеродистая (0,25-0,7%), высокоуглеродистая (0,7-2,14%). легированная – содержит легирующие добавки – хром, никель, титан, ванадий и др.

По качеству (содержанию серы и фосфора): По качеству (содержанию серы и фосфора): обыкновенного качества (сера – 0,05%, фосфор 0,045%), качественная ( серы и фосфора менее 0,04%), высококачественная (серы и фосфора менее 0,035%), особовысококачественная (серы не более 0,015%, фосфора до 0,025%) По назначению: конструкционная пластичная, используется для изготовления деталей штамповкой и вытяжкой (посуда, корпуса машин, бытовой техники), инструментальная применяется для изготовления обрабатывающих и прочих инструментов, метизов, специальная, включает нержавеющую, жаропрочную, кислотостойкую стали.

Маркировка стали Углеродистые конструкционные стали маркируют Ст, цифрами, обозначающими содержание углерода в долях процента и буквами кп- кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная, Г- с повышенным содержанием марганца, А – высококачественная . Углеродистые инструментальные стали обозначают буквой У Легированные стали содержат названия легирующих добавок (первые буквы наименования металлов) и их содержание после цифр, указывающих содержание углерода.

В ТН ВЭД черные металлы включены в В ТН ВЭД черные металлы включены в раздел ХУ – Недрагоценные металлы и изделия из них, группы 72 – черные металлы, группа 73- изделия из черных металлов. группа 72 имеет подгруппы: 1 – первичная продукция в форме гранул или порошка, 11 – железо и нелегированная сталь. 111 – коррозионностойкая сталь, 1У – легированная сталь прочая.

Цветные металлы. Принята следующая классификация цветных металлов: Легкие Тяжелые Тугоплавкие Благородные – серебро, золото, платина и металлы платиновой группы Рассеянные – распространенные в земной коре, но не имеющие значительных месторождений Редкоземельные – имеют малое содержание в земной коре Радиоактивные

Классификация по ТНВЭД В ТН ВЭД цветные металлы отнесены к разным группам: Группа 28 – металлы щелочные, щелочно-земельные, редкоземельные, ртуть, драгоценные металлы в коллоидном состоянии и радиоактивные. Группа 71 – драгоценные металлы и металлы, плакированные драгоценными металлами. Группа 74 – медь и изделия из нее. Группа 75 – никель и изделия из него. Группа 76 – алюминий и изделия из него. Группа 78 – свинец и изделия из него. Группа 79 – цинк и изделия из него. Группа 80 – олово и изделия из него. Группа 81 – прочие недрагоценные металлы. Группы 82, 83 – изделия из недрагоценных металлов.

Легкие металлы

Алюминий Применяют алюминий в электротехнике (токоведущие жилы проводов), как конструкционный материал в машиностроении, авиации, строительстве, производстве бытовых товаров, входит в состав легирующих добавок, соединения алюминия – квасцы – используют для дубления кож, как протраву при крашении тканей.

2.Магний Применяется в производстве легких сплавов, для раскисления сталей, при получении трудновосстанавливаемых металлов, изготовлении осветительных и зажигательных ракет и снарядов. Соединения магния – магнезиальные вяжущие материалы широко применяются в строительстве.

3.Литий Используется в ядерной энергетике для регулирующих стержней атомных реакторов, в черной металлургии для раскисления, получения легированных и модифицированных сплавов, в цветной металлургии – для улучшения механических свойств сплавов.

4. Бериллий Бериллий в сплавах с алюминием, магнием и медью применяется в самолетостроении и электротехнике, а также в ядерной технике, поскольку замедляет и отражает протоны, излучает нейтроны при бомбардировании альфа – частицами. Бериллиевые стекла проницаемы для рентгеновских лучей, они используются для окон рентгеновских трубок.

5.Натрий Натрий с калием используются как жидкие теплоносители в ядерных установках, он является восстановителем некоторых редких металлов – титана, циркония, тантала, применяется для упрочения сплавов, как катализатор органического синтеза.

6.Калий 6.Калий Калий используется преимущественно для производства удобрений (90% солей), регенерации кислорода в подводных лодках, с натрием – в ядерных установках.

7.Титан  7.Титан  Титан по внешнему виду похож на сталь, прочен, пластичен, имеет исключительную химическую стойкость. Легкие и прочные титановые сплавы широко используются в технике, химической промышленности ( трубопроводы, насосы, реакторы), вакуумной технике (поглощает газы). Оксиды титана применяют для изготовления высококачественных титановых белил.

8.Рубидий 8.Рубидий Рубидий – серо-белый вязкий металл, один из самых активных химических элементов. Используется для изготовления фотоэлементов, ламп дневного света, а также в вакуумной технике как газопоглотитель.

9.Стронций 9.Стронций Стронций применяется для раскисления меди, получения бронзы, как поглотитель газов в электровакуумной технике, его соли образуют светящиеся глазури и эмали.

10.Цезий 10.Цезий Цезий очень мягкий металл, имеет золотистый оттенок, активнее калия и натрия, на воздухе воспламеняется, при взаимодействии с водой взрывается. Применяется в производстве фотоэлементов, а также как газопоглотитель в вакуумных лампах.  

11.Барий 11.Барий Барий мягкий металл, в сплавах со свинцом применяется как типографские и антифрикционные сплавы, используется для поглотителей вакуумных установок, для защиты от радиоактивных и рентгеновских излучений, его соединения применяют при выработке красок.

Тяжелые металлы.

1. Кобальт 1. Кобальт Кобальт серебристо-белый с красноватым оттенком металл, обладает ферромагнитными свойствами. Применяется для изготовления быстрорежущих, жаропрочных и магнитных сплавов, синего стекла и красок.

 2.Никель  2.Никель Никель – металл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком, на воздухе не изменяется. Никель широко применяется для гальванических покрытий, изготовления химической аппаратуры, а также как катализатор химических процессов.

3. Медь. Медь- металл розово-красного цвета, обладающий пластичностью, прочностью, высокими тепло- и электропроводностью. Применяется в электротехнике для изготовления проводов, шнуров, токоведущих деталей, контактов, для химической аппаратуры - теплообменники и холодильники.

4.Цинк 4.Цинк Цинк – синевато-белый металл, используемый для защитных покрытий стали, получения медных сплавов (латунь, нейзильбер), его соединения являются пигментами в получении красок, сернистый цинк с сернистым кадмием – для покрытия телевизионных трубок и экранов.

5.Кадмий 5.Кадмий Кадмий – серебристо-белый блестящий металл, применяемый в ядерной энергетике (поглощает нейтроны), для покрытий по металлу (кадмирование), более прочных, чем цинкование, в производстве подшипниковых, легкоплавких сплавов, желтых пигментов для красок.

6. Олово Олово применяется при пайке, лужении, получения оловянных бронз, типографских и подшипниковых сплавов, красок для золочения (сернрстое олово), жаростойких глазурей и эмалей.

7.Сурьма 7.Сурьма Используется для изготовления подшипниковых сплавов (боббиты) с оловом, свинцом и медью, в полиграфии (расширяясь точно воспроизводит матрицы), полупроводников (соединения с галлием, индием), красок для бровей ( природный сульфид сурьмы).

8.Ртуть 8.Ртуть Ртуть – серебристый жидкий металл при нормальных условиях (выше 38,97о). Применяется в электротехнике, светотехнике, приборостроении для ртутных выпрямителей, кварцевых ламп, манометров, для извлечения золота из руд, электролитическом производстве хлора, едкого натра.  

9.Свинец 9.Свинец Свинец мягкий ковкий синевато-серый металл. Используемый для пластин аккумуляторов ( основная масса металла), для оболочек электрических кабелей, защиты от радиоактивных излучений, в производстве антидетонаторов бензина, красок (красных –сурик, желтых – глет, белил).

10.Висмут 10.Висмут Из Висмута вырабатывают легкоплавкие сплавы, применяемые в автоматических противопожарных устройствах, как припои, в зубоврачебном протезировании. Висмут используется как теплоноситель в ядерных реакторах.

Тугоплавкие металлы.

1.Ванадий 1.Ванадий Ванадий – серебристо-белый металл, применяется для производства сталей повышенной прочности, вязкости и износостойкости, его соединения – как катализаторы в химической промышленности, а также в резиновом, стекольном, красильном производствах.

2.Хром 2.Хром Используется для изготовления жаропрочных, нержавеющих, кислотоупорных сталей, используемых для химической аппаратуры, подводных лодок.

3.Цирконий 3.Цирконий Цирконий – серебристо-белый твердый тугоплавкий металл, стойкий к коррозии. В вакуумной технике он является газопоглотителем. Цирконий применяют в производстве огнеупоров, керамики, стекла.

4.Ниобий 4.Ниобий Из него вырабатывают жаропрочные и коррозионностойкие сплавы для нефтеперегонной аппаратуры, сверхпроводники для радиоэлектроники, сплавы с цирконием используют в атомной промышленности в качестве оболочек тепловыделяющих элементов.

5.Молибден 5.Молибден Молибден – металл серебристо-белого цвета, применяемый для производства легированных сталей повышенной прочности и твердости, жаропрочных сплавов для реактивных двигателей, кислотоупорных сплавов для химической аппаратуры.

6.Гафний 6.Гафний Используется в ядерной энергетике для регулирующих стержней и экранов для защиты от излучений,, производства жаропрочных сплавов для авиа – и ракетных двигателей.

7.Тантал 7.Тантал Используется для получения компактных конденсаторов, деталей электронных ламп, химической аппаратуры, в хирургии – для скрепления костей и нервов.

8.Вольфрам 8.Вольфрам Вольфрам тяжелый светло-серый металл, используемый для получения твердых износоустойчивых и жаропрочных сталей, нитей накаливания электроламп и для гальванических покрытий.

9.Рений 9.Рений Рений – металл серебристо-белого цвета, применяемый для производства жаропрочных и тугоплавких сплавов для деталей сверхзвуковых самолетов и ракет, для защитно-декоративных покрытий, а также как катализатор химических процессов.

Благородные металлы

1.Золото 1.Золото Золото – желтого цвета тяжелый, мягкий и очень пластичный металл (из 1 г металла вытягивается проволока длиной до 3 км). В сплавах с платиной золото применяется для изготовления химически стойкой аппаратуры, а с платиной и серебром – в электротехнике

2.Серебро 2.Серебро Серебро – сверкающий белый металл, имеющий наивысшие электро- и теплопроводность, лучшие отражающие свойства,высокую химическую устойчивость.

3.Платина 3.Платина Платина – серовато-белый блестящий металл, обладающий высокой химической стойкостью. Применяется для ювелирных изделий (950 проба), в производстве химической аппаратуры в сплавах с родием и иридием, для изготовления термопар и термометров сопротивления (с палладием и родием), в электроконтактах, нагревателях.

4.Палладий. 4.Палладий. Палладий – серовато-белый мягкий ковкий металл, используется в ювелирном деле (500 и 850 пробы). Сплавы палладия с серебром, платиной и родием используют в терморегуляторах и термопарах и в зубопротезировании, они не темнеют, не имеют привкуса.

5.Иридий 5.Иридий Иридий серебристо-белый жаростойкий и коррозионностойкий металл, применяемый для изготовления химической аппаратуры, эталонов метра и килограмма .

6.Родий 6.Родий Применяется для гальванических покрытий и в сплавах с платиной для катализаторов,термопар, химической посуды.

7.Рутений 7.Рутений Рутений – серовато-белый твердый, износостойкий, очень химически стойкий металл. Применяется для ювелирных целей, лабораторной посуды, наконечников перьев, как катализатор.  

8.Осмий 8.Осмий Из него вырабатывают детали точных измерительных приборов, наконечники перьев, его соединения обладают каталитическими свойствами.

Рассеянные металлы

1.Таллий 1.Таллий С оловом и свинцом образует кислотоупорные и подшипниковые сплавы, применяется для оптических, люминесцентных и фотоэлектрических приборов, карбонат таллия используют для сильнопреломляющих стекол, сульфит таллия – для борьбы с грызунами в сельском хозяйстве.

2.Галлий 2.Галлий Применяется вместо ртути для манометров и высокотемпературных термометров, а также в производстве полупроводников

3.Селен 3.Селен Селен имеет несколько модификаций. Наиболее устойчив серый селен, применяемый в производстве полупроводников. Диоксид селена используется для получения рубинового стекла.

4. Индий 4. Индий Используется для получения полупроводников, антикоррозийных покрытий, легкоплавких сплавов и в качестве припоев (стекло с металлами).

5.Теллур 5.Теллур Применяется для получения полупроводников, как легирующая добавка, для изготовления телевизионных трубок, дозиметров, счетчиков излучений, т.к. имеет высокую чувствительность к излучениям.

Редкоземельные металлы

1.Лантаниды 1.Лантаниды Лантаниды (14) – церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций представляют собой серебристо-белые металлы, применяемые в ядерной энергетике, производстве люминофоров, лазеров, специальных сплавов, магнитов, стекол.

2.Скандий 2.Скандий Скандий имеет желтый отлив, применяется для элементов быстродействующей памяти ЭВМ.

3.Иттрий 3.Иттрий Иттрий используется для изготовления легированных сплавов, специальных оптических стекол, получения искусственных гранатов, катализаторов, огнеупоров, оксид иттрия – для цветных люминофоров.

4.Лантан 4.Лантан Лантан применяется для производства сплавов, как восстановитель в производстве редкоземельных металлов, а также для изготовления оптического стекла.

Радиоактивные металлы Технеций, прометий, полоний, уран, торий и трансурановые (нептуний, плутоний и др.) металлы, все изотопы которых радиоактивны. При этом уран и торий первичные, они имеют изотопы, период полураспада которых соизмерим со временем существования Земли, остальные – искусственные.

Экспертиза металлов на таможне осуществляется с помощью приборов экспресс-анализа, по наведенной радиоактивности после облучения. На дисплее выдаются сведения о составе сплавов и их содержании в процентах. Экспертиза металлов на таможне осуществляется с помощью приборов экспресс-анализа, по наведенной радиоактивности после облучения. На дисплее выдаются сведения о составе сплавов и их содержании в процентах.