Глава 2

1. Общие сведения о цветных металлах. Классификация цветных металлов

В настоящее время известно 83 цветных металла. Все они применяются в различных отраслях промышленности и в быту. В зависимости от физических и химических свойств, характера залегания в земной коре, стоимости и других факторов цветные металлы условно подразделяют на следующие группы.

Лёгкие металлы

К лёгким металлам относятся металлы, плотность которых меньше 5000 кг/м³. Лёгкие металлы широко распространены в природе и составляют около 20% массы земной коры (табл.2).

Лёгкие металлы применяют, главным образом, для легирования ряда сплавов. Такие лёгкие металлы, как алюминий, титан, магний, бериллий служат основой сплавов, применяемых в авиации и ракетостроении. Самым лёгким металлом является литий, который применяется для легирования алюминиевых и магниевых сплавов.

Таблица 2. Лёгкие металлы

Металлы, символ		Ат. номер		Ат. масса		Тпл., ºС		Предел прочности при раст., МПа		Отн. удл.,%		Плотность, кг/м. куб.		Т кип., ºС		Р*,%
Алюминий, Al	13		27		660		60		50		2699		2500		8,8
Барий, Ва	56		137		740		-		-		3760		1640		0,05
Бериллий, Ве	4		8		1284		До 550		До 2		1848		2450		0,0006
Калий, К	19		38		64		-		-		862		760		2,5
Кальций, Са	20		40		851		60		50		1540		1484		2,96
Литий, Li	3		7		181		116		60		534		1317		0,0032
Магний, Мg	12		24		651		160		10		1739		1107		1,87
Натрий, Nа	11		23		98		-		-		968		883		2,5
Рубидий, Rb	37		86		388		-		-		1532		703		0,015
Стронций, Sr	38		88		770		-		-		2630		1383		0,034
Титан, Тi	22		48		1668		300		40		4505		3400		0,01
Цезий, Cs	55		133		29		-		-		1900		686		0,00037

Р*- Распространение в земной коре .

Тяжёлые металлы

Понятие условно, так как общепринятой границы, отделяющей тяжёлые металлы от лёгких, нет. К тяжёлым металлам относят металлы, плотность которых больше плотности железа. В этом случае 48 металлов следует считать тяжёлыми. Согласно БСЭ тяжёлыми металлами являются 12 металлов (табл.3). Другие металлы, плотность которых больше плотности железа, относятся к группам благородных, тугоплавких, редких и радиоактивных металлов. Некоторые авторы /32/ относят к тяжёлым металлам металлы, плотность которых превышает 5000 кг/м³. Тяжёлые металлы достаточно широко применяются в технике. Свинец, медь, никель довольно широко применяют в чистом виде, но, главным образом, эти металлы применяют в качестве основы для приготовления специальных сплавов. Цинк, кадмий и олово применяют в качестве покрытий для предохранения деталей от коррозии (цинкование, лужение, кадмирование) и как компоненты сплавов. Самыми тяжёлыми металлами являются иридий (22400 кг/м³) и осмий (22500 кг/ м³).

Таблица 3. Тяжёлые металлы

Металлы, символ	Ат.н.	Ат.м.	Тпл., ºС	Ткип., ºС	Временное сопротивле- ние разрыву, МПа	Относитель- ное удлинение,%	Плотность, кг/м³	Р*,%
Висмут,Bi Железо,Fe Кадмий,Cd Кобальт, Со Марганец, Mn Медь,Cu Никель,Ni Олово, Sn Ртуть, Hg Свинец, Pb Сурьма, Sb Цинк,Zn	83 26 48 27 25 29 28 50 80 82 51 30	209 56 112 59 55 64 59 119 201 207 122 65	271 1539 321 1491 1245 1083 1453 232 -39 327 631 420	1560 3200 767 3100 2150 2600 3000 2270 357 1725 1640 906	Хрупок 190 64 500 Хрупок 220 450 16,6 - 13 86 12,	- 50 20 5,0 - 60 40 85 - 60 - 20	9800 7874 8650 8900 7300 8960 8900 7290 13520 11340 6700 7133	0,00002 4,65 0,000013 0,0018 0,1 0,0047 3,0 0,00025 0,000004 0,16 0,00005 0,0083