Металдар бізді әрқашан және барлық жерде қоршайды. Бүгінде ол күнделікті қолданатын көптеген заттардың ажырамас бөлігі болып табылады. Бұл шынымен де солай екенін түсіну үшін сіз отырған бөлмені қарап шығу жеткілікті.
Мектеп кезінен бастап біз бұл пайдалы қазбалардың барлығы екі үлкен топқа – қара және түсті металдарға бөлінгенін білеміз. Олардың қайсысы қай топқа жатады, соны анықтауымыз керек. Біздің планетамызда қандай түсті металдар бар?
Қара металл дегеніміз не
"Қара металдар" санатына темір және оның қазіргі уақытта бар барлық қорытпалары кіреді. Таза күйінде темір тек ғылыми-зерттеу зертханаларында кездеседі. Негізінен бұл болат.
Металдың бұл түрі темірді көміртегімен біріктіру және алынған металға белгілі бір өндірісте қажетті белгілі бір қасиеттерді (мысалы, магниттік) беретін қосымша элементтерді қосу арқылы түзіледі.
Темір және болат
Әдетте, қара металдар өндірісінде бірнеше стандартты фазалар бар: кенді алу және оны домна пешінде өңдеу. Осыдан кейін шойын алынады, одан кейін алынадыболат пен темір қорытпаларының кез келген түрі. Соңғылары ауыр өнеркәсіпте жиі қолданылады. Олардан айырмашылығы, түсті металдар қасиеттері сәл өзгеше жұмсақ зат болып табылады, олар басқа салада қолданылады.
Шойынның құрамына 93% темір және шамамен 3-5% көміртек, сонымен қатар аз мөлшердегі қалдық элементтер кіреді. Бұл материал өндіріс үшін сирек пайдаланылады, себебі ол нәзік. Оны құбырлардың, клапандардың немесе клапандардың белгілі бір түрлерін өндіруде табуға болады. Бірақ өндірілген темірдің көп бөлігі (90%-дан астамы) болатқа өңделеді.
Темірден жасалатын болаттың негізгі түрлері: көміртекті және төмен көміртекті (қатайтылған) болат, тот баспайтын, феррит-хром, хром, мартенситті-хром, хром-ванадий, қорытпа, никель, вольфрам, молибден және марганец болат.
Темір кені
Таза күйінде жер қыртысындағы периодтық жүйенің бұл элементі өте аз мөлшерде (бар болғаны 5,5%) болады. Бірақ әртүрлі темір рудаларының құрамында оның көп мөлшері бар.
Ең маңызды кен орындары (қоры 30 триллион тоннадан астам) жасы екі миллиард жылдан астам темірлі кварциттердің қабаттары болып табылады. Олар негізінен Оңтүстік және Солтүстік Америка, Африка, Үндістан және Батыс Австралия сияқты жерлерде таралған.
Түсті металдар дегеніміз не
Металдардың тағы бір үлкен тобы, алдыңғысынан айырмашылығы, көбірекжұмсақ қасиеттерге ие, олар икемді, жылу және электр өткізгіштігі, коррозияға төзімділігі және басқалары бар.
Түсті металдар – темірден басқа барлық металдар мен олардың қорытпаларының біріккен атауы. Оларды «түсті металдар» деп те атауға болады, бұл өте әділ болар еді.
Түсті металдар:
- алтын, күміс, платина (асыл металдар);
- алюминий, титан, магний, литий, бериллий (жеңіл);
- мыс, қалайы, қорғасын, мырыш, кобальт, никель (ауыр);
- ниобий, молибден, цирконий, хром, вольфрам (отқа төзімді);
- индий, галлий, таллий (шашыраңқы);
- скандий, иттрий және барлық лантанидтер (сирек жер);
- радий, технеций, актиний, полоний, торий, франций, уран және трансурандық элементтер (радиоактивті).
Түсті металлургияның тарихы
Түсті металдар бүгінде машина жасауда, химия өнеркәсібінде, құрылыста және өндірістің көптеген басқа салаларында белсенді қолданылады. Ғылыми-техникалық прогрестің арқасында бұл материалдың қолданылу аясы үнемі кеңейіп, металл өндіру технологиялары жетілдірілуде.
Уақыт өте келе түсті металдарды қолдану кеңейді, бұл жаңа элементтер мен атаулардың ашылуына әкелді. Өндірісте металдар көбірек қолданыла бастады. 20-ғасырдың басында шамамен 15 зат пайдаланылды, ал 50 жылдан кейін - екі есе көп. Қазіргі уақытта 70-тен астам әртүрлі металдар пайдаланылады, бұл қазіргі кездегі көпшілігіәйгілі.
Ауыр түсті металдарға сұраныс деңгейінің өсуі әскери өнеркәсіптің (оқ-дәрілерді өндіруге) өсіп келе жатқан қажеттіліктеріне байланысты болды, бірақ жеңіл бір топ аэроғарыш өнеркәсібінде қолданылды.
Асыл топ көне заманнан зергерлік бұйымдар мен әшекей бұйымдарын жасау үшін кеңінен қолданылған. Бұл мақсаттарға 20 ғасырдың 90-жылдарында алтынның 78%, платинаның 36%, күмістің 15% пайдаланылды. Бағалы түсті металдар қолданылатын басқа салаларды алатын болсақ, олар электронды өндіріс (құрылғылардағы алтын контактілер), автомобиль өндірісі (шамамен 43% платина), күміс пленка және фотоматериалдарды жасау үшін пайдаланылды.
Түсті металдардың ерекшеліктері
Осы топтағы металдардың әрқайсысының өзіне тиесілілігін анықтайтын қасиеттері бар. Бұл сонымен қатар көптеген өнеркәсіп салаларында түсті металдарды қолдануға әкеледі.
Сонымен, мысалы, олардың көпшілігінің жылу сыйымдылығы мен жылу өткізгіштігі жоғары, бұл дәнекерлеуден кейін тез суытуға мүмкіндік береді. Мұның кемшілігі бар: магний, мыс сияқты металдармен жұмыс істегенде, дәнекерлеу алдында бірден қыздыру керек, ал процестің өзінде олар салқындап кетпеуі үшін күшті жылу көздерін пайдалану керек.
Тағы бір қасиет механикалық қасиеттердің төмендеуі болып табылады. Осыны ескере отырып, деформацияны болдырмау үшін олармен мұқият жұмыс істеу керек.
Түсті металдар белсенді қыздыру процесіндегаздармен әрекеттеседі. Титан, молибден және тантал бұл қасиетті айқын көрсетеді.
Бұл металдар тобын ұзақ уақыт пайдалануға болады, бірақ оларды металдарды бұзатын оттегінен қорғау керек. Ол үшін өткізгіштер, мысалы, қорғаныш лакпен жабылған. Бұрын металл екі қабатта төсеу процедурасын қолданады.
Мыс кендері
Рудалардың бұл түрі түсті металдар санатында ең көп таралған. Бұл металл сонымен қатар ең кең қолдану саласына ие: құрылыс, өнеркәсіптік энергетика, ұшақ жасау, медицина, тиімді жылу алмастырғыштар өндірісі және басқалар.
Мыс кен орындарының орындары да алуан түрлі. Бүгінгі таңда жанартаулардың саңылауларында өндірілетін нашар таралған кендерге (порфирленген түрге) үлкен мән беріледі. Магма камераларынан шыққан ыстық ерітіндіден химиялық элемент пайда болды. Мұндай кеннің үлкен қоры Солтүстік және Оңтүстік Америкада орналасқан.
Мыс кенінің тағы бір түрі – теңіздер мен мұхиттардың түбінен өндірілетін пирит. Дерек көзі - Оралдағы жерлер.
Ал мұндай кендердің тағы бір орасан зор көзі – мыс құмтас (Ресейдегі Чита облысы, Африкадағы Катанга).
Осылайша, түсті металдар бізді қоршап тұрған көптеген заттарды өндіру үшін таптырмас материал болып табылады.
