Металлы можно разделить на удобные для работы группы, и понимание этих групп является основой для работы с марками металлов. С физической точки зрения металл — это вещество с ярким блеском, хорошо проводящее тепло и электричество; металлы различаются по твердости, плотности, ковкости и пластичности. Их можно сгибать, растягивать, сверлить, лить, клепать, сваривать, резать, скручивать и складывать — и всё это с высокой точностью. В целом металлические марки делятся на три группы: черные металлы, цветные металлы и сплавы.
Группа черных металлов состоит в основном из железа. Для придания необходимых свойств в них могут добавляться небольшие количества других металлов или элементов, таких как углерод, марганец, никель, хром и вольфрам. Большинство, хотя и не все, черные металлы обладают слабой магнитностью и имеют низкую коррозионную стойкость. Например, черные металлы, как правило, подвержены окислению, известному как ржавчина, которая имеет характерный красноватый цвет. Хотя большинство черных металлов обладают лишь слабой магнитностью, некоторые из них, в том числе железо, никель, кобальт и их сплавы, демонстрируют выраженные магнитные свойства — явление, известное как ферромагнетизм.
Цветные металлы — это металлы, не содержащие железа. Они не обладают магнетизмом и, как правило, более устойчивы к коррозии, чем черные металлы. К ним относятся, например, алюминий, медь, свинец, цинк и олово.
Некоторые цветные металлы являются чистыми металлами, то есть состоят из одного элемента и, следовательно, содержат только один тип атомов. К распространенным чистым металлам относятся алюминий, медь, железо, свинец, цинк, олово, серебро и золото.
Сплав — это новый металл, получаемый в результате смешивания двух или более металлов, а иногда и других элементов. Диапазон возможных сплавов практически безграничен, и каждая комбинация обладает своими уникальными свойствами. Именно эта возможность адаптировать свойства является одной из главных причин, по которой металлы различных марок отличаются такой универсальностью.
Металлы являются особенно подходящим материалом для массового производства: из них строят здания, мосты, производят автомобили, корабли, алюминиевую посуду, монеты и бесчисленное множество других изделий. Напротив, драгоценные металлы, такие как золото и серебро, мастера-ремесленники часто используют для изготовления колец, кубков и других предметов, отличающихся особой красотой.
Некоторые металлы находят применение в узкоспециализированных областях. Радиоактивные металлы, такие как уран и плутоний, используются на атомных электростанциях для выработки энергии путём ядерного деления. Ртуть, которая при комнатной температуре находится в жидком состоянии, применяется в выключателях, где она замыкает цепь, стекая по контактам выключателя. Сплавы с памятью формы используются в таких областях, как производство труб, крепежных элементов и сосудистых стентов.
К наиболее широко используемым металлам относятся железо, алюминий, медь, титан, цинк и магний.
Рисунок 1: Типичные области применения и использование марок металлов
Разделение металлов на черные, цветные и сплавы является полезной отправной точкой, но это лишь один из подходов к описанию и выбору материалов. В остальных частях нашей серии «Металлы» мы рассмотрим другие аспекты. В разделе «Состав металлов» мы углубляемся в детали марок, чтобы показать, как сочетание элементов определяет возможности материала, а в разделе «Свойства металлов» объясняется, какие механические и физические характеристики определяют сферу применения каждой марки. Когда вы начнете работать с реальными документами, раздел «Технические условия на металлы» расскажет о документах, точно определяющих характеристики материала, а раздел «Стандарты на металлы» объяснит более широкие рамки, в которых эти документы существуют. А когда марку необходимо сопоставить с аналогом в другой системе, разделы «Эквиваленты металлов» и «Перекрестные ссылки» показывают, как это сделать.
Металлы обычно подразделяются на три группы: черные металлы, основным компонентом которых является железо; цветные металлы, не содержащие железа; и сплавы, получаемые путем соединения двух или более металлов или элементов.
Черные металлы состоят в основном из железа, обычно обладают слабой магнитностью и подвержены коррозии или ржавлению. Цветные металлы не содержат железа, как правило, не обладают магнитностью и обычно более устойчивы к коррозии. К распространенным примерам цветных металлов относятся алюминий, медь, свинец, цинк и олово.
Чистый металл состоит из одного элемента и, следовательно, содержит только один тип атомов. К распространённым чистым металлам относятся алюминий, медь, железо, свинец, цинк, олово, серебро и золото.
Сплав — это новый металл, получаемый в результате смешивания двух или более металлов, а иногда и других элементов. Благодаря легированию можно получать практически бесконечное разнообразие материалов, каждый из которых обладает своими уникальными свойствами.
К наиболее широко используемым металлам относятся железо, алюминий, медь, титан, цинк и магний, каждый из которых ценится за свое особое сочетание свойств и областей применения.