Черная сталь — классификации, характеристика, применение. Сталь это черный или цветной металл

Чем отличаются чёрные металлы от цветных

Приведённый выше перечень является исчерпывающим для магнитных химических элементов (чёрных металлов). Если составить объединённый список цветных и чёрных металлов, то в него войдут 78 химических элементов периодической таблицы. При этом три вида чёрных металлов, за исключением железа, по отдельным признакам одновременно относят и к цветным тоже. Их подразделяют на типы:

• тяжёлые – медь, цинк, свинец, олово, сюда же включают и никель;
• лёгкие – алюминий, титан, магний и другие (всего 12 элементов);
• тугоплавкие– марганец, вольфрам, молибден, хром и другие (всего 8 элементов);
• благородные и т. д. (всего 8 групп цветных металлов).

Перечислить всё, что относится к чёрным металлам с технической точки зрения, намного сложнее. Общее количество марок стали и чугуна включает несколько сотен наименований продукции. При этом часть из них не обладает магнитными свойствами, что позволяет по совокупности признаков относить такие сплавы одновременно к чёрным и цветным металлам.

Сталь – это чёрный или цветной металл?

Вопрос о принадлежности стали к чёрным или цветным металлам следует рассматривать исходя из классификации углеродистых сплавов, которая предусмотрена множеством ГОСТов.

Согласно разным нормативным документам, сталь подразделяется на следующие виды чёрных металлов:

• низкоуглеродистые, углеродистые и высокоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 0,25; 0,25–0,6 и свыше 0,6 % соответственно;
• низколегированные, среднелегированные и высоколегированные марки сплавов с контролируемым содержанием легирующих добавок до 2,5; от 2,5 до 10 и свыше 10 % соответственно;
• конструкционную, инструментальную, быстрорежущую, коррозионно-стойкую, жаропрочную и другие виды стали для разных сфер применения.

Из всего обширного сортамента марок стали только семь наименований образуют группу немагнитных сплавов. Напоминаем, что отсутствие магнитных свойств является главным признаком цветных металлов. В то же время в состав немагнитных марок стали входит железо, что является одним из определяющих признаков чёрных металлов.

С учётом малочисленности группы немагнитных сталей их можно считать исключением из общего правила с не вполне определённым статусом. С обыденной точки зрения принято считать, что чёрные металлы – это такие сплавы, которые подвержены коррозии от атмосферных воздействий. Хотя ржаветь могут и высоколегированные сплавы.

Черная сталь — классификации, характеристика, применение

В машиностроении применяют черную сталь. Это железоуглеродистый сплав обыкновенного качества. Материал отвечает всем техническим требованиям действующего ГОСТ 380-94 (здесь же указаны марки). Это важнейший конструкционный материал, применяемый в технике и промышленном производстве. Сплав обладает высокими эксплуатационными характеристиками. Благодаря легкой добыче и относительно несложной выплавке черной стали получают недорогой материал, широко применяемый в промышленности и машиностроении.

Классификации и основная сфера применения

Различают два основных вида черной стали по способу получения проката (при этом регламентируемые характеристики разделяются на 6 основных категорий, обозначаются цифровой комбинацией):

Горячекатаная. В эту группу входят:

• сортовая,
• фасонная,
• толстолистовая,
• тонколистовая,
• широкополосная сталь (часто называют универсальной)

Титан – цветной металл или чёрный?

Титан используется в производстве высокопрочных и жаропрочных сплавов, а также в качестве легирующей добавки к углеродистым маркам стали. В титановых сплавах содержание титана составляет от 85 до 99,5 %. Основные добавки в них – это алюминий, ванадий, молибден, марганец, цирконий. Титан входит в группу лёгких цветных металлов наряду с алюминием и другими химическими элементами.

Сплавы на титановой основе также безоговорочно относятся к цветным металлам. Их используют для литья и производства широкого спектра металлопродукции: листового металла, труб, профилей, фольги, поковок, штампованных заготовок и т. д. Небольшие добавки титана в углеродистую сталь придают сплавам повышенную прочность и другие специальные свойства.

Свинец – цветной или чёрный металл?

Свинец входит в группу тяжёлых цветных металлов. В настоящее время его применение в чистом виде крайне ограничено. В числе примеров можно назвать устройство радиационной защиты на радиоактивных объектах, производство пуль. Зато его широко используют в виде разнообразных сплавов в производстве взрывчатки, аккумуляторов, красителей и другой продукции.

Чугун – это чёрный или цветной металл?

Напоминаем, что основное различие между чёрными и цветными металлами – наличие или отсутствие магнитных свойств. Существует несколько марок немагнитных чугунов, для легирования которых используется никель, марганец, кремний и хром. Весь сортамент чугунов подразделяется на белые, серые, ковкие, высокопрочные и передельные сплавы. Абсолютное их большинство приходится на чугуны с магнитными свойствами.

Чугун применяется в литейном производстве, и только передельный чугун используют для последующей выплавки стали. В основном чугун – это чёрный металл, но немагнитные сплавы имеют двойственную сущность, которая позволяет относить их к обеим группам металлов. Кстати, часть марок легированных чугунов также подвержены коррозии под атмосферными воздействиями.

Алюминий – это цветной или чёрный металл

Алюминий – самый распространённый цветной металл. По содержанию в земной коре он в 3,5 раза превосходит железо. Алюминий в чистом виде и сплавы на его основе широко используются в производстве огромного ассортимента продукции. Существует восемь систем алюминиевых сплавов по их базовому составу:

• алюминий-медь-марганец;
• алюминий-магний;
• алюминий-цинк-магний и т. д.

Все без исключения алюминиевые сплавы также относятся к группе цветных металлов. Кроме того, алюминий широко применяется для легирования углеродистых сплавов (стали и чугуна) для придания им специальных свойств. Это в равной степени относится и к большинству других легирующих элементов из числа цветных металлов.

Где применяют вторичные черные металлы?

Прежде всего, стоит отметить, что сфера применения переработанного лома металлов достаточно широка именно из-за того, что вторичная переработка намного дешевле, чем изготовление из руды и требует меньшего количества времени. Большинство крупных и мелких предприятий уже давно отказались от добычи руды в пользу более дешевого и менее затратного способа по переработке вторсырья.

Что касается изготовления из черного металла то из него, возможно изготовить все, что угодно. Область применения материала довольно обширна. Чермет используется в сельском хозяйстве, машиностроении, судостроении авиа и ракетостроении. Его популярность обусловлена высокой прочностью, универсальностью и дешевизной.

В заключение стоит сказать, что такой ресурс как железо важен, как для благополучия предприятий по переработке, так и для обычных людей, для которых возможно сдача металла является способом дополнительного заработка.

Медь – цветной металл или чёрный

Медь не входит в перечень 18 химических элементов, составляющих 99,8 % массы земной коры, поскольку она принадлежит к группе тяжёлых цветных металлов. В чистом виде медь используется в производстве разных видов медного проката общего назначения, электротехнической продукции и для других целей.

Медь является базовым материалом в изготовлении бронзовых и латунных сплавов. Она также входит в число основных легирующих элементов углеродистой стали. Медь также широко используется в производстве цветных сплавов на основе алюминия и других цветных металлов, где она составляет меньшую долю от массы готовой продукции.

Медь и сплавы на её основе все без исключения относятся к группе цветных металлов. Они не обладают магнитными свойствами. Как легирующий элемент она может входить в состав чёрных металлов (углеродистых сплавов) для придания им специальных свойств. Но в этом случае её нельзя рассматривать как отдельный вид металла.

Марки черных металлов — общая информация

Помимо видов металлов и их сплавов, существуют также и различные марки, и в данной статье мы рассмотрим основные марки черных металлов, а точнее группы марок, поскольку для того, чтобы рассматривать каждый тип, понадобится целая книга. Итак, начнём с марок стали. Во-первых, это марки стали для отливок — обычные и с особыми свойствами. Всего существует около 60 марок обыкновенной стали для отливок и примерно столько же марок стали с особыми свойствами. В качестве примера возьмём марку обычной стали 20Л. Помимо железа, которого в этой стали около 99%, в состав входят также (по убыванию в процентном соотношении) кремний, марганец, никель, хром, медь, углерод, сера, фосфор. Эта прочная сталь не имеет ограничений по свариваемости. А теперь о наименовании. 20Л означает, что в стали содержится 0,20% углерода, а «Л» означает литейная.

А вот, например, марка стали для отливок с особыми свойствами — 15Х23Н18Л. Расшифровывая наименование, получаем, что данная сталь содержит около 0,15% хрома, 0,23% никеля и 0,18% углерода. Сталь марки 15Х23Н18Л используется в промышленности для изготовления коррозионностойких изделий, которые не требуют особо высокой прочности, но могут выдерживать температуру до +900 градусов по шкале Цельсия. Примеры конкретных марок больше приводить здесь не будем, поскольку принцип маркировки вы уже наверняка поняли. Нужно только сказать, что стали, помимо литейных, бывают также конструкционные, инструментальные, жаростойкие, нержавеющие, электротехнические и некоторые специальные — всего несколько сотен марок.

Чугун же может быть литейным, передельным, серым, ковким, низко- и высоко легированным, высоконикелевым, антифрикционным и с графитом разного вида. Марок чугуна значительно меньше, чем марок стали — всего чуть более ста. У чугуна, как и у стали, есть свои обозначения. И здесь стоит добавить, что ситуация осложняется тем, что на западе используют другую маркировку — на основе латиницы, а не кириллицы, что понятно. Правда, тем, кто знаком с обозначениями химических элементов на латыни, это не доставит особых неудобств, а остальным нужно будет их запомнить для того, чтобы можно было грамотно подобрать изделия из стали и чугуна для своих целей.

metallsday.ru

Латунь – цветной или чёрный металл?

Латунь наряду с бронзой является одним из основных видов цветных сплавов на базе меди. Сортамент продукции из латуни и бронзы практически идентичен. Он включает:

• листовой металл, ленты, фольгу;
• трубы и трубки;
• проволоку, прутки;
• литье и т. д.

Латунь и бронза превосходят медь по прочности, но в отличие от неё не используются для легирования углеродистых и производства других цветных сплавов. Отдельного внимания заслуживают медно-никелевые сплавы, которые также относят к цветным металлам.

Что такое сплавы черных металлов?

Само по себе выражение сплавы черных металлов не совсем корректно с научной точки зрения и вот почему. Дело в том, что сами по себе чёрные металлы уже являются сплавами, поскольку ни сталь, ни чугун не являются химическими элементами, а состоят из нескольких элементов, как минимум из двух: железа и углерода. Железа в таких сплавах более 90%, а углерода около 2%, при этом если в сплаве менее 2,14% углерода, то это сталь, а если больше — чугун. Это число выбрано не случайно — процентное содержание углерода выше или ниже этой отметки очень сильно влияет на физико-механические и физико-химические свойства сплава, что отлично видно на примере стали и чугуна.

Незначительно содержание углерода в ферросплаве (а именно так называются чёрные металлы, поскольку основной химический элемент в таких сплавах — железо) придаёт материалу значительно большую прочность, но в то же время делает его менее износостойким и коррозионностойким. Именно таковы большинство сталей за исключением нержавеющих, но антикоррозионная защита обеспечивается за счёт добавления других металлов — например, никеля. Если же углерода в ферросплаве более 2,14%, то такой сплав менее прочный, но более износостойкий и коррозионностойкий. Именно такими являются чугуны. Впрочем, сталей и чугунов существует множество видов, и различаются они между собой содержанием других металлов — уже упомянутого никеля, а также хрома, марганца, титана и других.

Отдельно стоит упомянуть нержавеющие стали, антикоррозионные свойства которым придаёт никель и отчасти хром. Никель действительно защищает сплав от окисления кислородом воздуха, а что касается классификации, то нержавейку нередко относят не к чёрным, а к цветным металлам — по крайней мере те марки стали, содержание никеля в которых равно или превышает 8%. Итак, как мы выяснили никаких сплавов чёрных металлов нет и быть не может, поскольку сами чёрные металлы являются сплавами. Поэтому более корректно говорить не сплавы, а виды и марки различных чёрных металлов — сталей и чугунов.

metallsday.ru

Никель – цветной металл или чёрный?

По физическим свойствам никель – это чёрный металл. Однако с технической точки зрения его причисляют к цветным металлам. Наряду с хромом, ванадием, молибденом, марганцем никель входит в первую пятёрку легирующих элементов по массовости их применения. Помимо этого, его используют в производстве широкого спектра сплавов, в которых он является основным или вторым по массовой доле элементом.

К ним относятся производимые согласно ГОСТ 492-73 и ГОСТ 19241-2016 сплавы. В их числе мельхиор, хромель, константан, манганин и другие ценные сплавы, которые отличает очень высокая коррозионная стойкость. Значительное содержание в углеродных сплавах никеля и хрома также обеспечивает им стойкость ко всем видам коррозии, в том числе в результате атмосферных и агрессивных воздействий.

Никель наряду с другими легирующими элементами придаёт углеродистым сплавам заданные специальные свойства. В их числе жаропрочность и жаростойкость, повышенная механическая прочность, стойкость к разным видам агрессивной среды и прочее. С учётом высокой ценности высоколегированных сплавов, в том числе имеющих магнитные свойства, их справедливо причисляют к цветным металлам.

Типы чёрных металлов | Сдай металл!

Итак, мы уже выяснили, какие классификации металлов существуют и какие используются в нашей сфере, теперь пришёл черёд более подробно поговорить об отдельных группах металлов, а конкретно — о чёрных. Как известно, чёрные металлы называются также ферросплавами, поэтому мы будем использовать оба названия для обозначения этой группы промышленных металлов и, соответственно, металлического лома. Чёрные металлы делятся на два типа: это сталь и чугун. Также в прошлый раз мы говорили о том, что для металлургии сталь и чугун представляют собой не два вида металла, а 2 группы чермета, причём если речь идёт именно о группах, а не о конкретном виде, то используется множественное число: говорят не чугун и сталь, а чугуны и стали (правда, не стоит забывать, что это профессионализм и в литературном русском языке такое словоупотребление, конечно, не слишком уместно).

Что же касается стали и чугуна, то интересно отметить, что они также имеют свои разновидности и подразделяются на отдельные группы, объединяющие, наконец, отдельные марки данных металлов. Конечно, говоря об этих группах чёрных металлов, нельзя не упомянуть об основополагающем различии между чугуном и сталью. А оно заключается не в чём ином, как в содержании углерода. Если это сталь, то там содержится до 2,14% углерода, а если чугун, то углерода в нём больше этого значения. Почему же именно 2,14%? Всё дело в том, что при превышении этого значения металл кардинально изменяет свои физические характеристики, что и выражается во всем известных свойствах чугуна — это, например, повышенная стойкость к коррозии, но с другой стороны — повышенная хрупкость и особенно при низких температурах.

Не будем подробно останавливаться на конкретных марках чугуна и стали (их довольно много), но скажем несколько слов о нержавеющей стали: она тем дороже, чем больше в ней никеля, и в любом случае (если никеля там более 8%) относится уже не к чёрным, а к цветным металлам. Приём металлолома данного типа, конечно, довольно выгоден, поэтому многие обращают внимание именно на нержавейку.

metallsday.ru

Что делают из чёрного металла

Граница, разделяющая чёрные и цветные металлы, не всегда выглядит чёткой и однозначной. Поэтому на обыденном уровне к чёрным металлам относят углеродистые и низколегированные марки стали, а также нелегированный чугун. Мы можем назвать следующие примеры чёрных металлов, а точнее – продукции из них:

• строительную арматуру всех классов;
• листовой, сортовой и фасонный прокат из перечисленных марок стали, в том числе с оцинкованным покрытием;
• трубы;
• стальное и чугунное литьё общего назначения – например, корпуса трубопроводной арматуры.

Детализированный перечень продукции из чёрных металлов можно продолжать почти до бесконечности. Однако не забывайте: не всё, что ржавеет, является чёрным металлом.