Какво се смята за цветен-метал
Цветните метали са общото наименование за всички метални елементи в периодичната таблица, различни от желязо, хром и манган, заедно със сплавите, направени от тези елементи. Трите изключени елемента определят семейството на желязото: желязо, хром и манган, и като разширение стоманите и чугуните, изградени на желязна основа. Повече от 80 % от 118-те известни елемента са метали, така че семейството на цветните метали е далеч по-голямото от двата клона на инженерните метали.
Английската дума ferrous идва от латинското ferrum, което означава желязо. Това е произходът на термина в международната употреба. Познатата китайска двойка, черен метал и цветен метал, следва различна логика: ежедневният вид на стомана и желязо, потъмнели от оксиден филм, контрастира с разнообразните цветове на мед, злато, сребро и олово. Това е по-скоро удобна езикова конвенция, отколкото етимологията на английския термин, и спецификациите, написани за износ, трябва да избягват буквалния превод на -основаната на цвета формулировка.
Четирите класически групи
Класификацията на учебника разделя цветните метали на четири групи, използвайки плътността като разделителна линия между тежките и леките метали, рядкостта в земната кора като основа на редките метали и пазарната стойност като основа на благородните метали. Таблицата по-долу показва групите и представителните членове.
| Група | Основа | Представителни елементи |
|---|---|---|
| Тежки метали | Плътност обикновено при или над 4,5 g/cm3 | Мед, никел, цинк, олово, калай, кобалт, кадмий, антимон, живак, бисмут |
| Леки метали | Плътността обикновено е под 4,5 g/cm3 | Алуминий, магнезий, титан, литий, берилий, натрий, калий, калций |
| Благородни метали | Висока стойност, химическа стабилност | Злато, сребро, платина, паладий, родий, иридий, рутений, осмий |
| Редки метали | Ниско изобилие в кората, дисперсно срещане, трудно рафиниране | Волфрам, молибден, тантал, ниобий, цирконий, галий, индий, германий, редкоземни елементи, уран |
Прилагат се две предупреждения. Първо, границите са конвенции, а не константи: титанът е лек по плътност и също се брои сред огнеупорните редки метали и няма единен международно договорен праг. Второ, членството в група не казва нищо за магнетичното поведение; Никелът и кобалтът са феромагнитни, но по дефиниция са цветни метали, поради което сортирането на скрап трябва да комбинира магнити с други методи.
Редки метали и техните пет под{0}}групи
Редките метали са група от елементи, които са оскъдни в земната кора, рядко разпространени, трудни за рафиниране и късно се използват промишлено. Поради важността им в съвременната индустрия те обикновено се отделят от основните групи цветни метали и се третират като собствено семейство, подразделено на пет практически категории.
| Под-група | Типични елементи | Индустриален интерес |
|---|---|---|
| Редки леки метали | Литий, берилий, рубидий, цезий | Леки сплави, съхранение на енергия, оптика |
| Редки огнеупорни метали | Волфрам, молибден, тантал, ниобий, цирконий, хафний, ванадий, рений | Високотемпературни инструменти, устойчиво-на корозия технологично оборудване |
| Редкоземни метали | Петнадесетте лантанида плюс скандий и итрий, общо седемнадесет | Магнити, катализатори, полиращи и оптични материали |
| Редки диспергирани метали | Галий, индий, германий, талий, селен, телур | Полупроводници, тънки слоеве, ниско{0}}топими сплави |
| Редки радиоактивни метали | Радий, торий, уран, полоний и сродни елементи | Ядрени горивни цикли, източници на радиация |
Практическата стойност на това под-разделение е, че всяка категория носи различен път на рафиниране, различно изискване за чистота и много различен профил на риска при доставките, поради което те не могат да се управляват като една кошница за доставки.
Как се използва класификацията при закупуване и обозначаване
В ежедневното инженерство класификацията определя кой стандарт и коя система за номериране се използва за даден материал. Железните материали се обработват от спецификациите на стоманата, докато цветните метали са обхванати от фамилните стандарти: мед и медни сплави, алуминий и алуминиеви сплави, никел и никелови сплави, титан, магнезий и ниско{4}}топими сплави.
UNS номерирането, определено в ASTM E527 и SAE J1086, дава на всеки метал или сплав една буква-плюс-пет-цифрен идентификатор, където C означава мед, A алуминий, N никел и т.н.
Европейската система за номериране на материали, стандартизирана съгласно EN 1412, номерира медните сплави в серията CW или CC, така че Cu-DHP се появява като CW024A, а лети сплави носят CC номера.
Китайските стандарти работят паралелно: GB/T 5231 обхваща класове ковани медни сплави, а GB/T 1176 обхваща лети медни сплави със стилове на обозначение като QSn6.5-0.1 или ZCuZn25Al6Fe3Mn3.
Формата на продукта е отделно измерение от класа: кованите продукти се доставят като лист, лента, прът, тел и тръба, докато лятите продукти следват стандартите за леене със собствени гаранции за собственост.
За купувача полезното правило е, че класификацията стеснява търсенето, но обозначението на класа и стандартът на продукта са това, което всъщност определя доставения материал. Спецификация, която посочва само фамилията, например тръба от не-желязо, не може да бъде закупена.
Практически бележки за избор на не{0}}железни сплави
В семейството на цветни метали изборът обикновено се ръководи от комбинацията от проводимост, устойчивост на корозия, съотношение-към-тегло и цена. Медта и нейните сплави се избират там, където електрическата или топлопроводимостта, устойчивостта на морска вода и поведението на лагера имат значение. Алуминиевите сплави са избрани за спестяване на тегло и лесно екструдиране при по-ниска проводимост. Никеловите и титаниеви сплави са избрани за агресивна химическа експлоатация и повишена температура, при значителна ценова премия.
Рециклирането също следва класификацията. Скрапът от цветни метали привлича отделна цена и отделна линия за сортиране от скрап от черни метали, а смесването на сортове в рамките на потока от цветни метали, например поставянето на медна сплав в алуминиев товар, унищожава стойността на цялата партида. Чистият, отделен скрап с документиран състав връща най-много материал в стопилката.
Често задавани въпроси
Въпрос: Какво точно представляват черните метали?
Терминът обхваща желязо, хром и манган и сплавите, изградени върху желязо, главно стомани и чугуни. Всичко метално извън този набор е цветен метал.
Въпрос: Думата железен свързана ли е с цвета?
Не. Желязо идва от латинското ferrum, което означава желязо. Формулировката-базирана на цвят съществува в конвенцията на китайския език за черен метал и -цветен метал и не е произходът на английския термин.
В: Никелът и кобалтът-цветни метали ли са?
да Те са цветни метали по дефиниция, защото не са нито желязо, хром, нито манган, въпреки че и двете са феромагнитни, така че магнитното сортиране само по себе си не може да отдели скрап от цветни метали.
Въпрос: Къде принадлежи титанът в класификацията?
Той е лек метал по плътност и също така е включен сред редките огнеупорни метали, което показва, че групите са по-скоро работни конвенции, отколкото фиксирани естествени категории.
В: Колко редкоземни метали има?
Седемнадесет: петнадесетте лантаноидни елемента плюс скандий и итрий. Те са групирани с редките метали, но се третират отделно в търговската статистика поради тяхното стратегическо значение.
В: Класификацията казва ли ми кой стандарт да поръчам?
Само семейството. За да закупите материал, вие също се нуждаете от обозначението на класа под система за номериране като UNS, формата на продукта и стандарта на продукта, който определя гаранциите за механични свойства.
