Глава 8 МЕТАЛЛОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ТОВАРЫ

Металлы - вещества, обладающие высокой тепло- и электро­проводностью, ковкостью, блеском и другими характерными свойствами.

Классификация металлов может осуществляться по различным признакам.

Например, по характеру компонентов металлы и сплавы раз­деляются на черные и цветные. Черные металлы имеют серый и темно-серый цвет, большую плотность, высокую температуру плавления, относительно высокую твердость. К ним относят же­лезо (и ферросплавы). Цветные металлы чаще всего имеют ха­рактерный цвет (красный, желтый, белый). К ним относят медь, алюминий, цинк и др. Физические свойства этих металлов очень разнообразны. Двадцать лет назад более 95% всех бытовых металло-товаров изготовлялось из черных металлов и сплавов. В настоящее время все более очевидна тенденция использовать для производ­ства бытовых металлоизделий цветные металлы и сплавы.

По плотности металлы и сплавы классифицируют на лег­кие (плотность менее 5000 кг/м³) и тяжелые (плотность более 5000 кг/м³). К легким металлам относят алюминий, магний, титан, к тяжелым - медь, никель, цинк и другие.

В зависимости от температуры плавления металлы подразде­ляют на тугоплавкие - температура плавления выше, чем у железа (температура плавления железа - 1539 °С) и легкоплавкие. Среди тугоплавких можно выделить вольфрам, молибден, титан, платину. К легкоплавким относят олово, свинец, цинк, магний, алюминий, серебро.

Металле/хозяйственные товары

В соответствии с химической активностью металлы и сплавы относят к благородным (золото, платина, палладий) и неблагород­ным (алюминий, медь, олово и др.). Для благородных металлов и сплавов характерна высокая химическая стойкость, для небла­городных высокая химическая активность.

Для рационального применения металлов в производстве тех или иных товаров необходимо знать и учитывать их свойства. Свой­ства металлов принято подразделять на физические, механические, химические и специальные.

К физическим свойствам относят плотность, температуру плавления, теплопроводность, электропроводность, магнитную проницаемость, тепловое расширение, оптические характеристики и др. К наиболее важным механическим свойствам - прочность, упругость, пластичность, твердость, вязкость, выносливость (ус­талостную прочность).

К химическим свойствам относят химическую стойкость к дей­ствию кислот, щелочей, пресной и морской воды, воздуха, раз­личных газов и т. д. Металлы обладают неодинаковой стойкостью к различным средам. Например, свинец стоек к щелочам, а медь быстро разрушается в этой среде. Никель стоек к растворам кис­лот органического происхождения, но быстро разрушается под действием неорганических кислот.

Специальные свойства характеризуют поведение металлов в специфических условиях, например, при действии повышенных или пониженных температур, давления и т. п.

Перечисленные свойства проявляются у металлов в неодина­ковой степени. Так, металлический блеск наиболее характерен для серебра - оно применяется в производстве зеркал. Смотрясь в зеркало, человек видит свое отражение от тонкой пленки серебра, нанесенной на заднюю поверхность стекла. По электропроводнос­ти первое место занимают золото и серебро, за ними следуют медь и алюминий. В электротехнике используют именно эти металлы или же, наоборот, металлы с очень низкой электропроводностью (например, вольфрам, электропроводность которого в 340 раз ниже, чем у серебра). Теплопроводность металлов пропорциональна их электрической проводимости, поэтому по теплопроводности

Товароведение И экспертиза промышленных товаров.

Глава 8

Металлохозяйственные товары

 

металлы располагаются так же, как по электропроводности: золото, серебро, медь, алюминий.

Характерное для металлов свойство - пластичность - про­является в том, что под ударами металлы не распадаются на от­дельные куски, а расплющиваются, деформируются, т. е. металлы ковки. По ковкости первое место среди металлов занимает золото. Золото можно прокатывать в проволоку толщиной меньше чело­веческого волоса. Среди хрупких металлов можно назвать хром и вольфрам.

Из вышеупомянутых свойств металлов на практике наиболее важны плотность, температура плавления и твердость. У метал­лов плотность изменяется в очень широких пределах от 500 кг/м³ (у лития) до 22 000 кг/м³ (у осмия). Как уже отмечалось, металлы с плотностью менее 5000 кг/м³ называются легкими, с плотностью более 5000 кг/м³ - тяжелыми. Наиболее используемые среди легких металлов - алюминий, магний, титан. Если требуются металлы с максимально большой плотностью (например, для изготовления дроби), используют свинец, хотя его плотность в два раза меньше, чем у осмия, но он самый дешевый из тяжелых металлов.

Температуры плавления металлов также изменяются в широких пределах. От-39 °С у ртути до 3416 °С у вольфрама.

В широких пределах изменяется и твердость металлов. Наи­менее твердые щелочные металлы - они мягки как воск и легко режутся простым ножом. К наиболее твердым относят хром. Он не поддается обработке даже закаленным инструментом.

Чистые металлы широко используются в радиотехнике, элек­тронной промышленности, но в производстве бытовых металлото-варов их применение ограничено. Это связано с тем, что, во-пер­вых, что чистые металлы очень дороги, т. к. их получение часто связано с применением сложных технологий очистки от примесей и загрязнений. Из известных 83 металлов в чистом виде пока уда­лось получить только 75. Во-вторых, чистые металлы не всегда имеют требуемые свойства. Например, алюминий очень легкий металл, но он не обладает достаточной твердостью и прочностью. Чтобы повысить твердость и прочность, алюминий сплавляют с ме­дью, марганцем и магнием, получая сплав - дюралюминий; или

же с кремнием - получая силумин. Золотые украшения никогда не выполняют из чистого золота, поскольку золото легко деформиру­ется и истирается. Для изготовления золотых ювелирных изделий обычно используют сплав золота с серебром и медью.

Металлический сплав - это вещество, получаемое при со­единении двух или более элементов, называемых компонентами сплава, из которых основным является металл. Остальные компо­ненты сплава (лигатура) могут быть представлены как металла­ми, так и неметаллами: углеродом, азотом, фосфором или серой. Например, латунь - сплав меди с цинком, сталь - сплав железа с углеродом, силумин - сплав алюминия с кремнием.

Сплавы получают чаще всего из жидких расплавов смеси ком­понентов. Имеются и другие способы получения сплавов - элек­тролиз, сублимация, спекание.

Сплавы, используемые при производстве бытовых метал-лотоваров, имеют кристаллическое строение и обладают всеми свойствами, присущими металлам: металлическим блеском, элек­тро- и теплопроводностью, прочностью, твердостью и др.

Широкое применение сплавы получили из-за возможности сравнительно легко и в широких пределах изменять их свойства, варьируя состав или изменяя размер и форму зерен компонентов.

Сплавы, так же как и металлы, принято подразделять на чер­ные и цветные. К черным относят ферросплавы: сталь и чугун; к цветным - все сплавы, основным компонентом которых явля­ется цветной металл, т. е. сплавы алюминия, меди, цинка, никеля и другие.

По числу компонентов сплавы делят на двухкомпонентные (бинарные) и многокомпонентные (сложные).

По наличию специальных примесей сплавы подразделяются на легированные и нелегированные. Легированными называют сплавы, в состав которых преднамеренно введены легирующие добавки для придания сплаву требуемых свойств. По содержанию легирующих компонентов сплавы подразделяются на высоколеги­рованные (более 10% легирующих добавок), среднелегированные (от 2,5 до 10%) и низколегированные (менее 2,5% легирующих добавок). В качестве примера высоколегированной стали можно

Глава 8

Металлохозяйственные товары

 

привести сплав быстрорежущей стали марки Р18, в которой кроме железа и углерода (0,8%) присутствуют следующие легирующие компоненты: магний (0,4%), кремний (0,4%), хром (4,4%), воль­фрам (18-19%), ванадий (1,0-1,4%), молибден (0,3%) и никель (0,03%).