Metallid ümbritsevad meid alati ja kõikjal. Tänapäeval on see paljude asjade lahutamatu osa, mida me igapäevaselt kasutame. Piisab vaid ruumis ringi vaatamisest, et mõista, et see tõesti nii on.
Juba kooliajast teadsime, et kõik need mineraalid jagunevad kahte suurde rühma – mustad ja värvilised metallid. Millised neist millisesse rühma kuuluvad, seda peame välja selgitama. Milliseid värvilisi metalle meie planeedil leidub?
Mis on black metal
Kategooriasse "mustmetallid" kuuluvad raud ja kõik selle sulamid, mis praegu eksisteerivad. Puhtal kujul leidub rauda ainult uurimislaborites. Peamiselt on see teras.
Seda tüüpi metall moodustatakse raua kombineerimisel süsinikuga ja lisaelementide lisamisega, mis annavad saadud metallile teatud konkreetses tootmises vajalikud omadused (näiteks magnetilised).
Raud ja teras
Reeglina on mustade metallide tootmisel mitu standardfaasi: maagi kaevandamine ja selle töötlemine kõrgahjus. Pärast seda saadakse malm, millest hiljem saadaksemis tahes terase ja raua sulamid. Viimaseid kasutatakse sagedamini rasketööstuses. Erinev alt neist on värvilised metallid pehmem aine, millel on veidi erinevad omadused, neid kasutatakse erinevas piirkonnas.
Malmi koostis sisaldab 93% rauda ja umbes 3-5% süsinikku, pluss jääkelemente väikestes kogustes. Seda materjali kasutatakse tootmiseks harva, kuna see on habras. Seda võib leida teatud tüüpi torude, ventiilide või ventiilide valmistamisel. Kuid suurem osa toodetud rauast (üle 90%) töödeldakse teraseks.
Peamised rauast valmistatud terase tüübid on: süsinik- ja madala süsinikusisaldusega (karastatud) teras, roostevaba teras, ferriit-kroom, kroom, martensiit-kroom, kroom-vanaadium, sulam, nikkel, volfram, molübdeen ja mangaanteras.
Rauamaak
Puhtal kujul sisaldub seda perioodilisuse tabeli elementi maapõues üsna väikestes kogustes (ainult 5,5%). Kuid seda on palju erinevate rauamaagide koostises.
Kõige olulisemad maardlad (varu on üle 30 triljoni tonni) on raudkvartsiitide kihid, mille vanus on üle kahe miljardi aasta. Neid levitatakse peamiselt sellistes kohtades nagu Lõuna- ja Põhja-Ameerika, Aafrika, India ja Lääne-Austraalia.
Mis on värvilised metallid
Teises suures metallirühmas on erinev alt eelmisest rohkempehmed omadused, need on plastilisemad, neil on soojus- ja elektrijuhtivus, korrosioonikindlus ja palju muud.
Värvilised metallid on kõigi metallide ja nende sulamite koondnimetus, välja arvatud raud. Neid võib nimetada ka "värvilisteks metallideks", mis oleks üsna õiglane.
Värvilised metallid on:
- kuld, hõbe, plaatina (väärismetallid);
- alumiinium, titaan, magneesium, liitium, berüllium (kerge);
- vask, tina, plii, tsink, koob alt, nikkel (raske);
- nioobium, molübdeen, tsirkoonium, kroom, volfram (tulekindel);
- indium, gallium, tallium (hajutatud);
- skandium, ütrium ja kõik lantaniidid (haruldased muldmetallid);
- raadium, tehneetsium, aktiinium, poloonium, toorium, frantsium, uraan ja transuraanelemendid (radioaktiivsed).
Värvilise metallurgia ajalugu
Värvilisi metalle kasutatakse tänapäeval aktiivselt masinaehituses, keemiatööstuses, ehituses ja paljudes teistes tootmisvaldkondades. Tänu teaduse ja tehnoloogia arengule laieneb selle materjali ulatus pidev alt ja metallikaevandamise tehnoloogiad paranevad jätkuv alt.
Aja jooksul on värviliste metallide kasutamine kasvanud, mis on toonud kaasa uute elementide ja nimetuste avastamise. Üha enam hakati tootmises kasutama metalle. 20. sajandi alguses kasutati umbes 15 eset ja 50 aasta pärast - kaks korda rohkem. Praeguseks on kasutusel üle 70 erineva metalli, mis on praeguste hulgas enamuskuulus.
Raskete värviliste metallide nõudluse taseme kasv tulenes sõjatööstuse kasvavatest vajadustest (laskemoona tootmiseks), kuid lennunduses kasutati kergete metallide rühma.
Aadlirühma on ehete ja kaunistuste valmistamisel laialdaselt kasutatud iidsetest aegadest peale. 20. sajandi 90ndatel kasutati selleks otstarbeks 78% kulda, 36% plaatinat ja 15% hõbedat. Kui võtta muid valdkondi, kus kasutatakse väärisvärvilisi metalle, siis need on elektroonika tootmine (seadmete kullakontaktid), autotootmine (umbes 43% plaatinat) ning hõbedat kasutati filmide ja fotomaterjalide valmistamiseks.
Värviliste metallide omadused
Igal selle rühma metallidel on omadused, mis määravad suuresti selle kuuluvuse. See toob kaasa ka värviliste metallide kasutamise paljudes tööstusharudes.
Nii näiteks on enamikul neist kõrge soojusmahtuvus ja soojusjuhtivus, mis annab neile võimaluse pärast keevitamist kiiresti jahtuda. Sellel on ka negatiivne külg: metallidega, nagu magneesium ja vask, töötamisel tuleb need vahetult enne keevitamist soojendada ning protsessi enda ajal tuleb kasutada tugevaid soojusallikaid, et need ei jahtuks.
Teine iseloomulik omadus on mehaaniliste omaduste vähenemine. Seda silmas pidades tuleb deformatsiooni vältimiseks nendega hoolik alt töötada.
Värvilised metallid kuumutatakse aktiivseltreageerida gaasidega. Titaan, molübdeen ja tantaal näitavad selgelt seda omadust.
Seda metallide rühma saab kasutada pikka aega, kuid neid tuleb kaitsta hapniku eest, mis hävitab metalle. Selleks kaetakse juhtmed näiteks kaitsva lakiga. Varem sobis metall kruntimiseks kahes kihis.
Vasemaagid
Seda tüüpi maagid on mitteraudmetallide kategoorias kõige levinumad. Sellel metallil on ka kõige laiem kasutusala: ehitus, tööstusenergia, lennukite tootmine, meditsiin, tõhusate soojusvahetite tootmine ja paljud teised.
Vase maardlate kohad on samuti mitmekesised. Tänapäeval omistatakse suurt tähtsust vaestele laialivalguvatele maakidele (porfüüritud tüüpi), mida kaevandatakse vulkaanide tuulutusavadest. Kuumast lahusest, mis tuli magmakambritest, tekkis keemiline element. Sellise maagi suur varu asub Põhja- ja Lõuna-Ameerikas.
Teine vasemaak on püriit, mida kaevandatakse merede ja ookeanide põhjast. Allikas – maad Uuralites.
Ja teine tohutu selliste maakide allikas on vaseliivakivi (Tšita piirkond Venemaal, Katanga Aafrikas).
Seega on värvilised metallid asendamatu materjal paljude meid ümbritsevate asjade valmistamisel.
