Металлы

Самый распространенный в быту металл - сталь, которую обычно называют железом. Химически чистое железо можно встретить только в лабораториях. Техническое железо содержит различные примеси - углерод, фосфор, серу, марганец и др. Применяемое в технике железо содержит до 0,2% углерода. Оно хорошо обрабатывается режущими инструментами, куется и гнется даже в холодном состоянии. Железо выпускается в виде полос, прутков, проволоки, листов различной толщины и других профилей.

С повышением содержания углерода от 0,2 до 2% твердость железа увеличивается и одновременно затрудняется его обработка. Железо с различными, часто искусственно вводимыми примесями называется сталью. Существует много признаков, по которым можно отличить сталь от железа и определить ее качество. Капля азотной кислоты оставляет на поверхности стали темное пятно; чем пятно чернее, тем тверже сталь. На железе под действием азотной кислоты никаких пятен не появляется, его поверхность остается чистой. Мягкая сталь имеет в изломе однородную, зернистую светло-серую поверхность; твердая сталь с большим содержанием углерода имеет тускло-серебристый оттенок.

При заточке стальных изделий на наждачном точиле образуется пучок искр. Мягкая сталь дает светлые искры, более твердая - желтые.

Хорошая сталь, нагретая до светло-красного цвета, хорошо куется, а при более высокой температуре трескается во время ковки. Высокоуглеродистая сталь хорошо воспринимает закалку, становится исключительно твердой и прочной. О термической обработке стали в домашних условиях мы расскажем ниже. Температуры закалки ручных инструментов даны в приложении (см. табл. 8).

Таблица 8. Температура закалки и отпуска инструментов

Содержание в стали более 2% углерода делает ее хрупкой, непригодной для ковки. Такой сплав железа с углеродом называют чугуном. В изломе чугун имеет сероватый оттенок. Чем больше в чугуне углерода, тем темнее оттенок. Из чугуна делают кухонную посуду - сковороды, чугуны, котлы и т. п.

Первым металлом, который использовал человек, была, вероятно, медь. Она ценится главным образом за три основные качества - большую электропроводность, теплопроводность и высокую стойкость к коррозии. Монеты, украшения, инструменты, сделанные из меди и ее сплавов (бронзы и латуни), сохраняются столетиями.

Под действием влаги поверхность меди покрывается темно-красной или черной пленкой окиси, которая на воздухе образует зеленый налет. Эта зеленая пленка оказывает сопротивление дальнейшей коррозии. Достаточно соскоблить зеленый налет с давно не чищенной медной поверхности, как обнаружится блестящий металл.

Большей прочностью по сравнению с чистой медью и лучшей коррозийной стойкостью обладают сплавы меди с другими металлами, называемые обычно бронзами. Самыми распространенными являются бронзы, сплавленные из меди и олова.

Оловянистые бронзы хорошо отливаются в формы. Из них делают различную арматуру, подшипники, антифрикционные детали, а также художественные литые изделия, памятники и т. д.

Наряду с железом, сталью и медью в промышленности и быту широко используется цинк. Сотни тысяч тонн этого металла ежегодно идут на покрытие для защиты от коррозии стальных труб, контейнеров, кровельного железа. Во влажном воздухе цинк, подобно меди, покрывается пленкой, предохраняющей нижние слои от коррозии.

Свинец очень мягкий, тяжелый металл серого цвета. Он обладает низкой температурой плавления (327°С). В расплавленном состоянии свинец остается довольно густым, поэтому отливки из него получаются грубые.

Свинец практически не разъедается никакими кислотами.

Внешне похоже на свинец олово. В промышленности оно идет в основном на изготовление бронзы. Сплав свинца с оловом применяется для пайки в качестве припоя. Большое количество олова идет на лужение стальных, медных и латунных изделий для защиты их от коррозии. Жестяные консервные банки, стальные предметы кухонного обихода обычно лудят, так как олово стойко к пищевым кислотам.

Самым распространенным на земле элементом после кислорода и кремния является алюминий - металл серебристо-белого цвета. Он хорошо прокатывается, штампуется и куется. Только трудность высвобождения чистого алюминия из его различных соединений препятствует ему стать самым дешевым и наиболее распространенным металлом на земле. Благодаря своей легкости (в 3 раза легче железа) алюминий и его сплавы кашли широкое применение в промышленности.

Все больше используется алюминий в быту - из него изготовляют посуду, легкую мебель и другие изделия. Нужно иметь в виду, что в домашних условиях алюминий трудно паять и сваривать.

Для защиты от коррозии и придания красивого внешнего вида металлические изделия покрывают никелем и хромом. Никелированные и хромированные вещи паять нельзя.