Класифікація металів

Металами є прості речовини більшості хімічних елементів (приблизно 80 % елементів періодичної системи елементів). Найпоширенішим хімічним елементом-металом, у земній корі є алюміній.

1. Вміст металів у земній корі

Метали % маси земної кори
Алюміній 8,8
Залізо 5,1
Кальцій 3,6
Натрій 2,6
Калій 2,6
Магній 2,1
Титан 0,6
Марганець 0,09
Мідь 0,01

Доля інших металів у загальному не перевищує 2,0 %.

 

2. Групи металів за використанням

Широко використовуються такі типи металів:

§ чорні метали — залізо, манган, хром, використовуються як основні метали у чорній металургії, а їх сплави у всіх галузях машинобудування;

§ дорогоцінні метали: золото, срібло і платина, використовуються переважно в ювелірній промисловості;

§ важкі метали: мідь, цинк, олово і свинець, застосовуються в машинобудуванні, енергетиці;

§ рідкісні важкі метали: нікель, кадмій, вольфрам, молібден, манган, кобальт, ванадій, вісмут, використовуються в сплавах з чорними металами як легуючі елементи;

§ легкі метали: алюміній, титан і магній, використовуються в авіації, космічній галузі;

§ лужні метали: калій, натрій і літій використовуються переважно у сполуках у вигляді солей та електролітів;

§ лужноземельні метали: кальцій, барій і стронцій, застосовуються в хімії

У техніці найбільшого застосування набули залізо, алюміній, мідь, свинець, цинк, олово, нікель. Вони ще мають назву «технічні метали».

3. Сплави металів

Металевими сплавами називають речовини, які складаються не менше, як з двох компонентів і одним з них обов’язково повинен бути метал. Сплави металів відіграють велику роль, так як вони мають вищі механічні і технологічні властивості, ніж їхні складові компоненти чисті метали. Компонентами називають хімічні елементи або їх сполуки у складі сплаву. За кількістю компонентів сплави поділяють на подвійні, потрійні і т.д.

У техніці найчастіше застосовуються сплави на основі заліза (чавун, сталь), і сплави кольорових металів на основі міді (латунь, бронза), алюмінію (силумін, дюралюміній), свинцю, цинку, олова, нікелю. Деякі сплави створюють на основі вольфраму, титану, ванадію, молібдену й інших металів.

Залежно від природи компонентів, з яких складається сплав, розрізняють наступні різновидності сплавів:

§ механічна суміш компонентів — ці суміші неоднорідні, вони є найдрібнішою сумішшю кристалітів компонентів;

§ необмежений твердий розчин компонентів — однорідний, може утворюватися при різному співвідношенні компонентів;

§ обмежений твердий розчин компонентів — однорідний, може утворюватися при різному але обмеженому співвідношенні компонентів;

§ хімічна сполука компонентів — однорідний, може утворюватися при чітко визначеному співвідношенні компонентів.

У твердих розчинах атоми розчиненої речовини заміщають атоми розчинника у кристалічній решітці або проникають у неї; хімічні сполуки утворюють нову відмінну кристалічну решітку. Після кристалізації сплаву утворюється або одна фаза (твердий розчин, хімічна сполука), або сплав, який містить суміш фаз. Фазою називають однорідну частину системи, відділену від інших складових (фаз) поверхнею поділу.

Будова