Почему металлы делятся на цветные и черные металлы?

Деление металлов на черный и цветной категории основаны прежде всего на их содержание железа и, как следствие, различия в их характеристики и приложения. Эта классификация упрощает понимание характеристик металла., поведение, и потенциальное использование.

Химический состав

Черные металлы содержат значительное количество железа в качестве основного компонента, обычно в сочетании с углеродом, а иногда и другими элементами. Термин “черный” происходит от латинского слова железо, значение железа. Общие примеры включают в себя сталь (железо с различным количеством углерода) и чугун.
Цветные металлы, с другой стороны, не содержат железа в заметных количествах (или вообще) и вместо этого состоят из других металлов. К ним относятся такие металлы, как алюминий, медь, цинк, вести, и драгоценные металлы, такие как золото и серебро.

Коррозионная стойкость

Черные металлы склонны к ржавчине при воздействии влаги и кислорода, поскольку железо реагирует с водой и кислородом с образованием оксида железа. (ржавчина). Это свойство ограничивает их использование в средах, где коррозия является проблемой..
Цветные металлы как правило, более устойчивы к коррозии. Например, алюминий образует защитный оксидный слой, который предотвращает дальнейшее окисление, и медь образует патину, которая также обеспечивает защиту. Это делает цветные металлы более подходящими для использования в морской среде., электрические приложения, и уличное оборудование.

Соотношение прочности и веса

Черные металлы такие как сталь, как правило, прочнее и долговечнее, но также тяжелее, чем многие цветные металлы.. Это делает черные металлы идеальными для строительства., машины, и структурные применения, где прочность имеет первостепенное значение.
Цветные металлы обычно легче. Например, алюминий широко используется в аэрокосмической и автомобильной промышленности из-за небольшого веса и соотношения прочности к весу., что важно для топливной экономичности и производительности.

Магнитные свойства

Черные металлы обычно магнитный (железо, сталь, и т. д.), что делает их полезными в таких приложениях, как электродвигатели., трансформаторы, и магнитные устройства.
Цветные металлы как правило, являются немагнитный (за некоторыми исключениями, нравиться никель и кобальт), что делает их полезными в приложениях, где магнитные помехи могут быть проблематичными., например, в чувствительной электронике или в медицинской сфере (Аппараты МРТ).

Легирование и универсальность

Черные металлы часто сплавляют с другими элементами для изменения их свойств.. Например, присоединение углерода к железу образует сталь, а добавление хрома и никеля создает нержавеющую сталь, который устойчив к коррозии и прочен.
Цветные металлы также легированы для определенных свойств, такой как латунь (медь и цинк), бронза (медь и олово), и припои (олово и свинец), но эти сплавы, как правило, имеют другие характеристики, чем сплавы железа..

Экономические и практические соображения

Черные металлы, особенно сталь, обычно дешевле, чем цветные металлы, из-за обилия железа в земной коре и эффективности процессов добычи железной руды.. Это делает черные металлы предпочтительным материалом для крупномасштабного строительства и промышленного применения..
Цветные металлы, встречаются реже или требуют более сложных процессов экстракции, как правило, дороже. Однако, их специфические свойства, такие как, такие как коррозионная стойкость, проводимость, и малый вес — оправдывают более высокие затраты в специализированных отраслях., например, электроника, аэрокосмический, и высокотехнологичное производство.

Точки плавления и обработка

Черные металлы обычно имеют более высокие температуры плавления (например, сталь около 1370°C или 2500°F), что делает их пригодными для применения при высоких температурах., например, в производстве машин, инструменты, и структурные компоненты.
Цветные металлы обычно имеют более низкие температуры плавления (например, алюминий плавится при температуре около 660°C или 1220°F.), что облегчает их обработку и отливку. Это одна из причин, почему цветные металлы предпочитаются для определенных применений точного литья и для производства сложных компонентов в таких отраслях, как электроника..

Воздействие на окружающую среду и здоровье

Черные металлы часто влекут за собой большее воздействие на окружающую среду при их добыче и переработке., особенно из-за использования большого количества энергии и образования выбросов при добыче железной руды и производстве стали..
Цветные металлы, такой как алюминий, требуют значительных затрат энергии для производства, но некоторые (как медь и алюминий) очень пригодный для вторичной переработки и могут быть повторно использованы без существенной потери свойств, делая их более устойчивыми в долгосрочной перспективе.

Краткое изложение того, почему существует различие

Содержание железа: Основная причина классификации заключается в том, содержит ли металл железо в значительных количествах., что влияет на его поведение и использование.
Коррозионная стойкость: Цветные металлы обычно имеют лучшую устойчивость к коррозии по сравнению с черными металлами., что делает их идеальными для определенных сред.
Механические свойства: Черные металлы, как правило, прочнее и долговечнее., в то время как цветные металлы часто легче и более устойчивы к износу и коррозии..
Приложения и стоимость: Черные металлы более экономичны и обычно используются в строительных целях., а цветные металлы используются в специализированных отраслях, где их уникальные свойства (как электропроводность, легкость, и коррозионная стойкость) ценятся.

Эта классификация помогает отраслям, производители, и инженеры выбирают правильный материал для конкретных применений, исходя из его уникальных свойств и требований к производительности..