Разница между черными и цветными металлами: углубленное исследование
Металлы и сплавы можно разделить на черные и цветные металлы в зависимости от химического состава. Какие различия имеют эти две категории? Давайте рассмотрим различия черных и цветных металлов в этой статье.
Рисунок 1: Черные металлы против цветных металлов
Черные металлы: краткое введение
«Ferrous» происходит от латинского слова «Ferrum», что означает железо. Поэтому, говоря простым языком, металлы, в состав которых входит железо, называются черными металлами. Сталь — самый распространенный черный металл вокруг нас.
Все черные металлы и сплавы обладают теми же свойствами, что и железо. Более высокая прочность, жаропрочность, магнетизм и долговечность — вот некоторые из них. Строгие характеристики черных металлов делают их идеальным выбором для структурных и промышленных применений.
К счастью, вы можете контролировать твердость, ковкость и другие свойства ферросплавов. Добавление других материалов, таких как медь, углерод, хром, магний и т. д., может кардинально изменить их свойства.
Черные металлы также имеют ряд недостатков. Ржавчина, жесткость и нежелательные трещины — вот лишь некоторые из них. Однако вы можете справиться с этими недостатками, разумно выбрав ферросплавы с правильным составом материала.
Рисунок 2: Черные металлы
Цветные металлы: краткий обзор
Металлы и сплавы, содержащие незначительное количество железа, называются цветными металлами, например, алюминий, серебро, свинец и т. д. Недостаток железа влияет на общие свойства цветных металлов.
Например, эти металлы немагнитны и имеют меньшую прочность. Однако цветные металлы отличаются большей пластичностью и имеют лучшие свойства коррозионной стойкости.
Часто возникает вопрос: если к цветным металлам добавить железо, попадут ли они в список черных металлов?
Нет, этого не произойдет. Это потому, что для того, чтобы быть черным металлом, количество железа в металле должно быть больше, чем во всех других металлах. Следовательно, если железо добавить к цветным металлам, процент железа все равно будет пренебрежимо мал. Вы не получите никаких свойств железа.
Рисунок 3: Цветные металлы
Разница между черными и цветными металлами
Теперь вы знаете основную разницу между черными и цветными металлами. Итак, давайте перейдем к сравнению свойств черных и цветных металлов.
1. Устойчивость к ржавчине
Металлы имеют тенденцию к коррозии при воздействии воздуха и влаги. Если сравнивать черные и цветные металлы, то черные металлы имеют очень низкую устойчивость к ржавчине. Напротив, большинство цветных металлов по своей природе очень устойчивы к коррозии.
Повышенное содержание железа является основной причиной того, что черные металлы склонны к ржавчине. Железо легко реагирует с кислородом, присутствующим во влаге, образуя оксид железа. Чтобы избежать этого, в сплавы черных металлов добавляют другие материалы, например, медь, для повышения коррозионной стойкости.
2. Магнитные свойства
Черные металлы от природы обладают магнитными свойствами. Поэтому они широко используются в производстве электроприборов. С другой стороны, все цветные металлы немагнитны из-за незначительного количества железа.
3. Учет веса
Нельзя сравнивать черные и цветные металлы по весу. Это потому, что вес напрямую связан с отдельным металлом, а не с категорией.
Но если сравнить распространенные цветные металлы с черными металлами, то можно сделать вывод о том, какой материал имеет большую плотность, а какой — меньшую.
Однако, в целом, распространенные черные металлы, такие как сталь, имеют большую плотность и вес. Напротив, распространенные цветные металлы, такие как медь, латунь и алюминий, немного легче.
Рисунок 4: Разница между черными и цветными металлами
4. Рыночная ставка
Сравнивать цены на черные и цветные металлы довольно сложно. Как правило, стоимость каждого материала зависит от его значимости, применения и распространенности в мире.
В любом случае, как правило, цветные металлы, например, алюминий, медь или золото, во много раз дороже черных металлов, таких как железо и сталь.
5. Прочность металла
На первый взгляд может показаться, что черные металлы прочнее цветных. Но это не всегда так. Прочность материала зависит исключительно от его химического состава.
Например, титан, цветной металл, во много раз прочнее черного металла, например стали. Наоборот, мягкая сталь и нержавеющая сталь прочнее меди и серебра.
6. Проводимость
Цветные металлы, особенно медь и алюминий, обладают лучшей тепло- и электропроводностью, чем черные металлы. Цветные металлы содержат меньше примесей и имеют однородную кристаллическую структуру. Следовательно, подвижность электронов в этих металлах выше.
С другой стороны, присутствие железа создает помехи, такие как магнитные помехи, ухудшающие проводящие свойства.
Рисунок 5: Различия между черными и цветными металлами
7. Переработка металла
Видимо, переработка цветных металлов проще, чем переработка черных металлов.
Коррозионная стойкость позволяет легко перерабатывать цветные металлы. Напротив, черные металлы содержат большое количество железа и очень подвержены ржавлению. Поэтому их переработка — это трудоемкий и энергоемкий процесс.
Процесс переработки черных металлов включает плавку и очистку металлов. Затем расплав затвердевает в твердые блоки. Цветные металлы, напротив, не требуют столь длительных стадий очистки.
8. Изготовление металлоконструкций
Вы знаете, что цветные металлы обладают лучшей пластичностью и ковкостью. Поэтому их можно плавно резать, сгибать, формовать или обрабатывать.
Черные металлы, с другой стороны, имеют высокую твердость, поэтому они склонны к растрескиванию в процессе изготовления.
Однако с точки зрения операции соединения черные металлы, такие как углеродистая сталь, мягкая сталь и т. д., работают лучше. Напротив, для сварки цветных металлов, например, алюминия, нужны специальные навыки и машины.
9. Срок службы металла
Обычно черные металлы имеют более короткий срок службы, поскольку они легко подвергаются коррозии. Однако вы можете увеличить их долговечность с помощью покрытия и надлежащей обработки поверхности. Напротив, цветные металлы могут выдерживать высокую влажность и, естественно, имеют более длительный срок службы.
Рисунок 6: Разница между черными и цветными металлами
10. Применение металлов
Черные металлы и сплавы тяжелее и прочнее, поэтому их широко используют в строительстве и машиностроении.
Цветные металлы легче, токопроводящие и легко формуются. Поэтому они находят применение в электронике, аэрокосмической промышленности и потребительской промышленности.
Последние слова
Как черные, так и цветные металлы используются с учетом их свойств для конкретного применения. В Tuling у нас есть оборудование и навыки для изготовления черных и цветных изделий. Свяжитесь с нами, если вы ищете решения по проектированию продукции, консультации и производству.
