Основные сведения о металлах

Основные сведения о металлах

Все металлы и их сплавы делятся на две группы: черные в цветные.

Основным черным металлом и главной составной частью сплавов черных металлов является железо.

В состав цветных металлов и их сплавов входят медь, свинец, олово, цинк, алюминий и др. Некоторые цветные металлы, не окисляющиеся на воздухе, называются благородными (золото, серебро, платина).

В строительстве применяются преимущественно черные металлы. Основными в группе этих металлов являются сплавы железа (Fe) с углеродом (С), марганцем (Мn), кремнием (Si), серой (S) и фосфором (Р). Эти примеси, смешанные с железом в очень небольшом количестве, заметно меняют его свойства, повышая, в частности, прочность и твердость. Главную роль среди них играет углерод. Поэтому сплавы носят общее название железоуглеродистых; если содержание углерода не превышает 1,7%, то сплав носит название сталь, а если более 1,7% — чугун.

В чугунах различных марок содержится углерода, марганца и кремния больше, чем в сталях. Среди черных металлов чугун является самым хрупким, легко разламывающимся при ударе или изгибе. Поэтому в строительстве чугун применяют для конструктивных деталей, работающих на сжатие (тюбинги туннелей метро) или несущих нагрузку только от собственного веса (ограды, решетки и т. п.). В арматурных работах чугун не применяют.

Сталь, содержащая менее 0,25% углерода, называется низкоуглеродистой. Эту сталь применяют в строительстве, в частности для изготовления металлических конструкций. Сталь, содержащая от 0,25 до 0,6% углерода, называется среднеуглеродистой. Из нее изготовляют главным образом детали, машин, а также железнодорожные рельсы. Сталь, содержащая от 0,6 до 1,7% углерода, называется высокоуглеродистой. Этот вид стали применяют, например, для изготовления инструментов по обработке металла, дерева и камня.

Иногда в сталь для повышения ее механических свойств вводят дополнительные, так называемые легирующие материалы. Такими материалами (элементами) являются: никель (Ni), хром (Сг), вольфрам (W), ванадий (V), молибден (Мо), медь (Си) алюминий (Аl), бор (В), титан (Ti) и др.

Легированные стали различаются по содержанию легирующих примесей: при количестве их до 2,5% сталь называется низколегированной, от 2,5 до 10 % — среднелегированной и более 10 % — высоколегированной.

К высоколегированным сталям относятся, в частности, нержавеющие стали, применяемые в строительстве как отделочный и декоративный материал. Из такой стали сделана, например, скульптура «Рабочий и колхозница» перед входом на Всесоюзную сельскохозяйственную выставку и отделаны арки станции «Маяковская» московского метро имени Ленина.