Какой металл окисляется голубым цветом
Если разговор идет именно о ржавчине. То нержавеет любой цветной металл будь то алюмминий, медь, бронза, серебро, золото и так далеп но они и еют свойство окислятся. Если быть точнее то большее колличество из них. Но есть так же металл который и не ржавеет и не окисляется но имеет возможность видоизменятся и переходить в иное не материальное состояние и это всем известная ртуть которая просто напросто испаряется.
Существуют черные и цветные металлы, и если черные подвержены коррозии, то цветные металлы не ржавеют. К черным металлам относятся: железо, сталь, чугун - они все рано или поздно ржавеют.
К цветным же металлам относятся:
- медь и ее сплавы (бронза, латунь),
- алюминий и его сплавы (дюралюминий, силумин),
- свинец,
- олово,
- цинк, хром (не зря же ими покрывают железные детали (цинкование, хромирование), защищая их тем самым от коррозии).
Не подвержены ржавчине также и благородные металлы - это золото, платина, серебро.
Кстати, существует нержавеющая сталь, ее еще просто называют "нержавейка". Эта сталь из-за высокого содержания хрома также устойчива к ржавчине.
Есть такой материал - нержавеющая сталь, из которого производят посуду или мангалы и коптильни, но как показала практика - это не правда и товары из такого материала все равно со временем ржавеют.
А вот золото, серебро, медь, латунь, бронза и другие ценные породы металлов не ржавеют.
"Есть такой материал - нержавеющая сталь, из которого производят посуду или мангалы и коптильни, но как показала практика - это не правда и товары из такого материала все равно со временем ржавеют"
- Бред не на чём не основанный, нержавейки ржавеют только тогда когда их производят не правильно, или когда они подвергаются сильному оскилению! — 3 года назад
Строго говоря, алюминий "ржавеет", поскольку алюминиевые изделия всегда покрыты естественно возникающим тончайшим слоем оксида алюминия. Именно поэтому при пользовании алюминиевой утварью не наступает отравление, - так мне объяснили ещё в советской школе на уроке химии, не вижу причин сомневаться в этой информации.
Однако ржавчиной мы называем только один-единственный - оксид железа, и то не всякий, а лишь (III), описываемый формулой "феррум два о три" Fe2O3.
Выглядит он так:
(Скриншот презентации, которую полностью можно посмотреть здесь).
В реальной жизни практически не приходится иметь дело с металлами в чистом виде, лишь со сплавами, в которых преобладает какой-либо элемент (или несколько). Поэтому если некий металл начинает ржаветь, значит, это сплав, в состав которого входит железо с примесями углерода, и оно уже начало взаимодействовать с водой.
Следы подобных взаимодействий видны и на изделиях из благородных металлов (серебро, золото), которые вдруг потемнели. Неадекватные бабки в таких случаях требуют молиться и каяться за совершённые грехи (если потемнел нательный крестик), выводить шлаки, чистить чакры или срочно заняться кармой (смотря какой именно религией или суеверием они пришиблены), однако всё гораздо проще: неблагородные составляющие сплава окислились, и это стало заметно. Сколько в золоте именно золота, показывает проба в промилле. 375 проба означает 37,5% Au, а всё остальное может быть каким угодно металлом - вот и делайте вывод, стоит ли инвестировать средства в такие побрякушки.
Почему латунь, бронза и медь зеленеют?
Возможно, у вас есть украшения из этих металлов, и вы заметили, что через некоторое время на них появляется зеленоватый налет, или что они могут окрашивать вашу кожу в зеленый цвет. А может быть, вы слышали, что Статуя Свободы сделана из меди и изначально была медного красно-коричнего цвета, но почему тогда сейчас она полностью зеленая? Ответ на этот вопрос довольно интересен.
Латунь и бронза содержат медь. Когда медь вступает в реакцию с кислородом, она окисляется и образует зеленовато-голубой слой, который защищает металл от дальнейшей коррозии. Любой металл, содержащий большое количество меди, может позеленеть.
Сколько времени требуется меди, чтобы позеленеть? Это очень относительно. В очень сухих условиях медь может зеленеть до 20 лет! Она также меняет цвет поэтапно. Сначала медь становится тусклой. Затем коричневой, затем темно-коричневой и, наконец, начнет зеленеть. С парами аммиака это может произойти всего за несколько часов.
На самом деле, этот зеленый слой имеет ряд преимуществ, и его часто намеренно оставляют.
Почему латунь, бронза и медь становятся зелеными
Проще говоря, наиболее распространенный оксид меди имеет зеленый цвет (да, есть несколько разных видов!).
Оксид меди - это что-то вроде "ржавчины", хотя ржавчина - это слово, которое используется для определения оксида железа. Это означает, что если нет железа, то нет и ржавчины. Но и то, и другое - это типы оксидов.
Когда вы видите зеленый слой на этих металлах, обычно его называют патиной, это значит, что произошла химическая реакции. Медь вступила в реакцию с кислородом, водой и углекислым газом в атмосфере.
Латунь - это сплав, который обычно состоит из 67% меди и 33% цинка. Бронза состоит из 88% меди и 12% олова.
Оба эти металла имеют очень высокое содержание меди, поэтому при окислении на них образуется одинаковый налет.
Для чего подходит оксид меди
Отделка патиной на самом деле довольно популярна для таких вещей, как латунные дверные ручки, медная кровля и другие виды декоративных изделий. Но помимо косметических, есть и практические причины, по которым вам может понадобиться такая отделка.
Во-первых, это добавляет защитный слой к металлу.
Оксид меди - интересное вещество. Он очень хорошо прилипает к основному металлу и довольно долговечен. Чем толще слой оксида меди, тем дольше металл сопротивляется дальнейшей коррозии.
Это совсем не похоже на оксид железа, который отслаивается, обнажая новый слой металла, который затем ржавеет, отслаивается и т.д. В результате ржавчина со временем может разъедать целые конструкции.
Вот что делает оксид меди таким крутым. Это окисление, которое предотвращает дальнейшее окисление.
Один из примеров - Статуя Свободы, построенная в 1886 году. Спустя более 130 лет воздействия стихий толщина слоя оксида меди составляет всего 0,005 дюйма! Это примерно толщина двух листов бумаги.
Для чего не подходит оксид меди
Есть много ситуаций, когда вам не нужен этот налет.
Например, вы, вероятно, не хотите, чтобы ваша кожа позеленела, если вы носите украшения с медью. Или вы просто предпочитаете яркий вид меди вместо тусклого зеленоватого цвета патины.
Оксид меди также не проводит электричество. Поскольку медь является популярным материалом для таких вещей, как провода и электрические соединения, окисление меди может стать настоящей головной болью.
Как сделать медь зеленой
Итак, медь (и металлы с большим содержанием меди) со временем зеленеет сама по себе под воздействием воздуха и воды. Но что если вы хотите ускорить этот процесс?
Вот один из способов быстрее покрыть патиной небольшие кусочки меди:
Прежде всего, тщательно очистите металл обезжиривателем. Любые масла в конечном итоге защитят металл от окисления и позеленения. Наполните герметичную стеклянную банку на 1/4 объема нашатырным спиртом.
Подвесьте медь на нитке и банке прямо над аммиаком. Закройте банку. Пары аммиака создадут тонкую патину в течение нескольких часов. Если вы хотите получить более толстый патины, оставьте ее на более длительное время.
Чистка - очень важный этап, если вы хотите сделать все правильно с первого раза. Если медь не будет идеально чистой, патина не будет равномерной. Однако это не является серьезной проблемой, поскольку вы можете просто очистить медь и повторить процесс.
Совет профессионала: Делайте это в хорошо проветриваемом помещении. Аммиак - довольно вредная штука.
Как удалить оксид меди
На самом деле его очень легко удалить, и для этого существует целый ряд способов.
Например, если вы пытаетесь удалить зеленый оксид с монет, вы можете просто замочить их на ночь в кислоте. Кроме того, простая чистка и скрабирование помогут избавиться от патины. Существует также несколько чистящих средств (обычно содержащих кислоту), предназначенных специально для чистки медьсодержащих металлов. Вы также можете просто использовать абразивный диск, если медь имеет матовую поверхность.
Для очистки электрических соединений обычно используют проволочную щетку и сильное кислотное средство для очистки меди, которое быстро справляется с проблемой.
Оксид меди на самом деле очень опасен для посуды. Он токсичен, и нужно избегать его попадания в пищу. Медная посуда довольно популярна и за ней нужно регулярно ухаживать. Поскольку она обычно полированная, вам понадобятся специальные средства для чистки.
Если проблема заключается в небольшом потускнении, а не в зеленом окисле, использование бытовых кислот, таких как лимонный сок, и губки обычно удаляет проблемные участки без особых проблем. Неплохо было бы после этого отполировать медь ингибитором, поскольку кислоты могут вытравить металл и сделать его склонным к окислению в будущем.
Как предотвратить образование оксида меди
Самый простой способ предотвратить позеленение меди, латуни и бронзы - просто регулярно чистить их. При средних условиях для образования патины может потребоваться несколько недель.
Тем не менее, уход за изделием - это хлопотное дело. Поэтому, если вы не хотите помнить о необходимости чистить медь, есть несколько альтернатив.
Варианты с прозрачным покрытием наиболее популярны для таких изделий, как фурнитура и ювелирные украшения. Существуют сотни продуктов, предназначенных для защиты от потускнения или образования патины, чтобы медь выглядела блестящей.
Прозрачный лак для ногтей также хорошо подходит для защиты меди. Этот способ более популярен для таких вещей, как ювелирные изделия.
Очень старомодный способ сохранения меди - полировка пчелиным воском, он очень хорошо защищает металл от влаги и кислорода.
Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!
Какой металл зеленеет со временем?
Расценки на монтаж всегда по карману нашим клиентам. Они полностью уверены, что здесь их не обманут и посоветуют правильное решение. Доверие – вот залог успеха нашей компании! А качественные материалы от известных производителей и умелые руки наших профессионалов не оставляют ни единого сомнения, что монтаж будет выполнен в срок!
Еще один плюс – при заключении договора вы получаете смету, в которой учтены цены на кровельные работы и материалы, а также стоимость доставки по Москве и Московской области с точностью до рубля!
Коррозия меди
Коррозия меди – это ее разрушение под воздействием окружающей среды.
Медь и ее сплавы нашли широкое применение во многих отраслях промышленности. Это связано с высокой коррозионной стойкостью данного металла, теплопроводностью, электропроводностью. Медь отлично обрабатывается механически, паяется.
Значительная коррозия меди наблюдается в окислительных кислотах, аэрированных растворах, которые содержат NH 4+ , CN – и другие ионы, способные с медью образовывать комплексы.
Коррозия меди в воде
Скорость коррозии меди в воде во многом зависит от наличия на поверхности оксидных пленок.
В быстро движущихся водных растворах и воде медь подвергается такому виду разрушения, как ударная коррозия. Скорость протекания ударной коррозии меди сильно зависит от количества растворенного кислорода. Если вода сильно аэрирована – ударная коррозия меди протекает интенсивно, если же обескислорожена – разрушение незначительно. Коррозия меди в аэрированной воде усиливается с уменьшением рН, увеличением концентрации ионов хлора. Скорость коррозии меди в воде зависит от климатической зоны. В тропиках скорость разрушения несколько выше.
Особенностью меди, омываемой морской водой, можно считать то, что она является одним из немногих металлов, которые не подвержены обрастанию микроорганизмами. Ионы меди для них губительны.
С чистой меди очень часто изготавливают трубопроводы для подачи в дома воды. Они надежны, служат очень долгое время. При наличии в воде растворенной угольной и других кислот медь понемногу корродирует, а продукты коррозии меди окрашивают сантехническое оборудование. Если вода, проходящая через медные трубы контактирует с железом, алюминием или оцинкованной сталью – то коррозию этих металлов значительно усиливается. Ионы меди осаждаются на поверхности этих металлов, образуя коррозионные гальванические элементы.
Чтоб исключить вредное влияние воды с медных труб на другие металлы используют луженую медь. Внутреннюю часть медного трубопровода покрывают оловом. Оловянное покрытие должно быть безпористым, во избежание возникновения гальванического элемента (олово по отношению к меди является катодом).
Как определить металл или его марку
Если магнитится, значит это чермет или одна из составляющих такого металла – чермет. Всё остальное не магнитится.
Нержавеющая сталь тоже не магнитится, вода на ней следов не оставляет, стоит гораздо дороже чермета. Цвет – серый.
Медь – жёлтый, даже золотистый металл, при соприкосновении с кислородом покрывается тёмной оксидной плёнкой, при соприкосновении с водой – зелёной ржавчиной. Медь стоит дороже всех цветных металлов, дороже только драгоценные металлы типа серебра и золота.
Алюминий представляет собой серебристый металл, гибкий и лёгкий, легко режется и гнётся, цена – небольшая.
Латунь – тяжёлый металл жёлтого цвета с лёгкой краснотой, очень похожа на золото.
Бронза – тёмно-коричневого цвета, поверхность – зернистая. Стоит примерно столько же, сколько и латунь. Обычно прием цветных металлов осуществляется там же, где и приём чёрных металлов. Драгметаллы принимаются особыми организациями, имеющими на это особое разрешение от властей.
Самый востребованный цветной металл в пунктах приёма, за который не жалеют денег – медь. Настоящая медь определяется следующим образом:
Если металл в хорошем состоянии, то она непременно будет иметь золотисто-розовый оттенок, а на воздухе быстро скроется под коричнево-зелёно-голубой оксидной плёнкой.
Металлолом типа водопроводных труб, труб для кондиционеров, теплоотводных трубок (кулеры) – почти наверняка медь, особенно в случае с кулерами, поскольку нецелесообразно отводить тепло более дорогими серебром и золотом, а у меди здесь соперников немного.
Зачем сдавать? А зачем держать дома, в гараже или пристройках ненужные вещи? Если предмет лежит без дела, то почему бы не сдать его в лом и не заработать на этом? Более того, весьма высокая цена на цветные металлы просто располагает к этому.
Это позволяет государству экономить. Медь нужна для очень многих нужд, и если удаётся добыть её с помощью переработки, не затрачивая колоссальных объёмов энергии на добычу руда, её транспортировку и получение металла, то это очень хорошо для экономики.
Коррозия луженой меди
Луженая медь отличается превосходной коррозионной стойкостью. Луженая медь отлично служит даже под воздействием дождя, града, снега, не чувствительна к перепаду температуры окружающей среды. Атмосферная коррозия луженой меди весьма незначительна. Оловянное покрытие по отношению к меди является анодом, т.к. имеет более электроотрицательный потенциал. Если на нем нет никаких изъянов (пор, трещин, царапин), через которые медь контактирует с атмосферой – оно прослужит очень долго. Если же дефекты покрытия присутствуют – атмосферная коррозия луженой меди протекает по следующим реакциям:
А: Sn – 2e→ Sn 2+ – окисление олова;
К: 2 H2О + O2 + 4e → 4 OH – – восстановление меди.
Качественное оловянное покрытие продлевает срок службы луженой меди до 100 лет и более.
Как проверять?
Владельцам украшений из платины стоит помнить:
- Платина — дорогой и тяжелый металл, из нее часто изготавливают украшения небольшого размера.
- Платину могут заменить серебром, но распознать такую подмену можно по цвету.
- Тяжелее всего отличить от оригинала украшение, на которое нанесли слой платины.
- Клеймо на поверхности изделия не должно вызывать сомнений.
- Платина не боится высоких температур и реагентов.
Стоимость платины постоянно увеличивается, в мире не так много этого металла. Поэтому, если в магазине покупателю предлагают приобрести изделие внушительного размера из платины, при этом его стоимость достаточно низка, стоит отказаться от покупки. Платину дешево не продают, да и украшения из нее делают маленькие, металл слишком тяжелый.
Банковский слиток платины
Серебро и платина похожи внешне, поэтому дорогой металл часто заменяют серебром. Такая подделка выдаст себя черным оттенком и пластичностью. Серебро не устойчиво к повреждениям, на его поверхности останется след, а вот испортить таким образом изделие из платины не получится.
Если на поверхность изделия нанесен слой платины, то распознать подделку можно по весу. Когда такой возможности нет, то без нанесения драгоценности повреждений определить ее качество не получится.
Перед покупкой нужно внимательно рассмотреть клеймо, можно использовать для этого лупу. Если в нем все цифры видны хорошо, скорее всего, украшение действительно изготовлено из платины.
По своим химическим свойствам платина не боится высоких температур и кислот. При погружении в кислоту, аммиак и даже при воздействии йода изделие не изменится. Если попробовать нагреть кольцо или серьгу зажигалкой, то температура украшения изменится не сразу. Платина плохо проводит тепло, в отличие от серебра.
Атмосферная коррозия меди
В атмосферных условиях медь отличается высокой коррозионной стойкостью. На сухом воздухе поверхность меди почти не меняется. А при контакте с влажным воздухом образуется нерастворимая пленка, состоящая с продуктов коррозии меди типа CuCO3•Cu(OH)2.
В зависимости от состава среды и еще многих факторов на медной поверхности в атмосфере сначала образуется очень тонкая защитная пленка, состоящая с оксидов меди и ее чистой закиси. Время образования этой пленки может достигать нескольких лет. Поверхность немного темнеет, становится коричневатой. Иногда пленка может быть почти черного цвета (во многом зависит от состава коррозионной среды). После образования оксидного слоя на поверхности начинают скапливаться соли меди, имеющие зеленоватый оттенок. Образующийся оксид меди и соли называют еще патиной. Цвет патины колеблется от светло коричневого, до черного и зеленого. Зависит от качества обработки поверхности, состава самого металла и среды, времени контакта с коррозионной средой (от внутренних и внешних факторов). Закись меди – красно-коричневого цвета, окись – черного. Голубые, зеленые, синие и другие оттенки патины обуславливаются различными медными минералами (сульфаты, карбонаты, хлориды и др.). Патина по отношению к основному металлу нейтральна, т.е. не оказывает на медь вредного влияния (кроме хлористой меди). Соли и оксиды, формирующие патину, нерастворимы в воде и обладают естественными декоративными, защитными свойствами по отношению к поверхности меди.
Причины загрязнения
Причиной появления зеленого налета на старых монетах является окисление. Поверхность металлических денежных знаков со временем покрывается солями углекислой меди и приобретает зеленую окраску разных оттенков. Перед тем как начать чистку монеты нужно четко представлять, из какого металла она отчеканена, и уже исходя из этого определять способ очистки.
Иногда на поверхности металлических денег так называемая зеленка проявляется зелеными пятнами хлорида меди, которые со временем становятся больше и могут окончательно разрушить монету. Позеленеть могут не только самые древние металлические деньги, но и сравнительно новые, отчеканенные из серебра низкой пробы, сплава меди и никеля, бронзы или меди.
Но не любое пятно зеленого цвета представляет собой хлорную болезнь, это может быть участок благородной патины, а его лучше не удалять. Поэтому нумизмату необходимо провести специальное тестирование, чтобы определить необходимость удаления зеленого налета.
Коррозия меди в почве
Коррозия меди в почве сильно зависит от значения рН грунта. Чем грунт щелочнее либо кислее, тем быстрее проходит коррозия меди в почве. Менее сильное влияние оказывает аэрация, влажность грунта. При сильном насыщении почвы микроорганизмами усиливается коррозия меди и ее сплавов. Это объясняется тем, что некоторые из них в процессе своей жизнедеятельности вырабатывают сероводород, который разрушает защитную оксидную пленку.
Продукты почвенной коррозии меди и ее сплавов по составу более сложны, чем при атмосферной коррозии и отличаются слоистой структурой.
Если медное изделие пролежало в почве очень долгое время – оно могло полностью превратиться в рыхлую светло-зеленую массу, состоящую с продуктов коррозии меди. При недолгом нахождении изделия в почве может наблюдаться только небольшой слой патины, который легко снять механически.
Токсичность зеленого золота – способы определения
Драгоценные металлы – отличная возможность инвестиции и сохранения средств. Но далеко не все из них действительно безопасны и безвредны.
Выделяют некоторые драгметаллы, которые могут оказывать пагубное воздействие на организм, причем даже при использовании их в сплавах в маленьких количествах. Прежде всего это касается зеленого золота.
Именно поэтому перед приобретением украшения стоит внимательно ознакомиться с составом сплава. Особенно опасными добавками являются кадмий и ртуть.
Почему применяют токсичные металлы?
Применение в ювелирном деле и промышленности токсичных металлов обусловлено следующими причинами:
- Отсутствие других способов получения требуемого цвета изделия.
- Необходимость придать определенные характеристики сплаву.
Для создания зеленого золота в состав сплава включают кадмий. Это достаточно опасно, так как металл оказывает негативное влияние на человеческое здоровье. Но далеко не всегда зеленый цвет сплава указывает на токсичность. Важно правильно подойти к подбору ювелирных украшений, чтобы приобрести качественное и безопасное изделие.
Особенности получения зеленого цвета золота
Как получают определенные оттенки золотого сплава? Для этого используют специальные примеси, которые выступают своего рода красителями. Преимущественно отдают предпочтение таким металлам:
- Меди (дает красный или розовый оттенок в зависимости от процентного соотношения с другими металлами).
- Серебру (позволяет осветлить металл и добавить ему легкого блеска).
- Платине (отвечает за белый, практически белоснежный с легким металлическим блеском цвет сплава).
- Цинку, палладию и родию (для достижения желаемого (более светлого или более темного) оттенка красного, розового или желтого золота).
- Рубидию и кадмию (в сочетании с медью, калием, серебром и цинком позволяют придать золоту зеленый оттенок).
Советуем почитать: 5 самых редких металлов в мире
Все из вышеперечисленных металлов, которые используются в золотом сплаве, являются безвредными для человека. Исключение – кадмий, который является токсичным и достаточно опасным для человеческого здоровья.
Способы определения токсичности золота
Учитывайте, что далеко не всегда зеленое золото является токсичным. Если правильно подойти к его выбору, можно приобрести украшение зеленого цвета, которое будет безопасно для здоровья.
Зеленое золото с добавлением кадмия изготавливали на протяжении всех последних десятилетий. Доля токсичного металла в составе сплава была очень мала. Это приводило к тому, что вредный эффект для организма проявлялся спустя долгие годы ношения украшения.
Выпуск токсичных зеленых драгоценностей был прекращен только несколько лет назад. Причиной стало обращение внимания правительств разных государств на опасность кадмия и общую токсичность сплава из-за этого. Как результат, производство украшений с кадмием в составе было остановлено. В России запрет на использование такого сплава был введен в 2000-ом году.
Советуем почитать: Как найти золото металлоискателем?
Отличить безопасное зеленое золото от токсичного несложно. Есть несколько способов определения. Безвредный состав имеет такие марки:
- ЗлСрМ 585-300. Это желтое золото, которое имеет легкий зеленоватый оттенок.
- ЗлСр 585-415. Металл имеет ярко выраженный зеленый оттенок.
- ЗлСрМ 750-150. Материал отличается сочетанием желтого и зеленого цветов.
- ЗлСр 750-250. Металл имеет слабый зеленый цвет.
Если вы планируете купить украшение с характерным зеленым оттенком, но нет паспорта с подробным описанием состава, лучше отказаться от приобретения драгоценности. В этом случае высока вероятность наличия опасных металлов в составе, что делает металл токсичным.
Обратите внимание! В СССР зеленое золото маркировали пробами, указанными выше, а также ставили клеймо ЗлСрМ 583-300 и ЗлСр 583-417. Но сегодня не производят золото 583-ей пробы, поэтому подобные маркировки не используют больше.
Итак, зеленое золото – драгоценный металл, который может быть токсичным или безвредным в зависимости от используемых для придания сплаву зеленого оттенка примесей. Применение кадмия, который является опасным, в настоящее время запрещено практически во всех странах. Исключение – единичные государства Европейского Союза, где продолжают вводить кадмий в состав золотого сплава.
Медь неустойчива в таких средах:
– сера, сероводород, некоторые другие соединения серы;
– окислительные кислоты, аэрированные неокислительные (также угольная), горячий, холодный концентрат H2SO4,
– растворы окислительных солей тяжелых металлов (Fe2(SO4)3, FeCl3);
– аэрированных водах, водных растворах быстро движущихся, агрессивных водах (с низким содержанием ионов магния, кальция, высоким – кислорода, углекислого газа);
– амины, NH4OH (содержащим кислород).
Медь позеленела, как почистить?
Покупательница просит совета (украшения не мои):
“Как избавиться от запаха окислившегося металла – у меня несколько украшений окислилось. Есть старая цепочка, ещё годов 70-х – полоски металла накручены между собой – медь чем-то покрытая – зеленеет, красивая, но когда ношу – чувствую запах металла – доводит до тошноты”
Цвета побежалости металлов
Цвета побежалости – спектр цветов, образующихся на поверхности железных сплавов в результате появления окисной пленки. Они образуются при нагревании поверхностей из металла до определенных температур без участия воды. Цвета побежалости являются дефектом сварного соединения.
Происхождение
В природе цвета побежалости образуются на поверхности многих минералов, включая пирит и халькопирит. Из-за окисления они покрываются тонкой оксидной пленкой, преломляющий солнечный свет. В результате интерференции поверхности металла окрашивается в разные цвета. Яркость побежалости зависит от толщины оксидной пленки и длины волны. Наиболее яркие цвета побежалости образуются на медных минералах. Также цвет зависит от качественного состава металла. Если в элементе присутствует большое количество ионов металлов, то он окрашивается в синие цвета. При наличии хромофоров минералы становятся красными.
Также цвета побежалости могут образовывать в естественных условиях на поверхностях старых стекол или монет. Изменение окраса может быть обусловлено длительным контактом этих материалов с землей. Если на них присутствует жировая пленка, то они окрашиваются в радужный цвет. Побежалость скрывает настоящий цвет металла. Поэтому нельзя определять его истинный окрас на свежем изломе. Рекомендуется определять цвет при рассмотрении оксидной пленки.
Искусственно цвета побежалости образуются на поверхности металлических заготовок при сварке или закалке. Они появляются при нагревании металлов до критических температур без участия молекул воды или иных жидкостей. Во время нагревания происходит процесс образования оксидной пленки. Ее толщина составляет несколько молекул и уменьшается по мере нагрева. Это обусловлено явлением диффузии – процессом проникновения мельчайших частиц одного химического элемента в другой. В данном случае происходит взаимодействие атомов металла и кислорода. На углеродистых сталях пленки из оксидов возникают быстрее, чем на легированных.
Процедура покрытия стали и железа слоем оксидной пленки называется воронением. После проведения этой процедуры повышается коррозийная стойкость изделия. Обработанные детали не покрываются ржавчиной. Процедура воронения позволяет придать изделию окрас, даже если металлическая поверхность по условиям эксплуатации не подлежит покраске. Во время воронения заготовку протирают минеральным маслом и нагревают на железном листе. После выгорания масляной жидкости на заготовке появляются цвета побежалости. Для нужного окраса необходимо нагреть деталь до соответствующей температуры. Получившийся слой окисла является влагоустойчивым и не подвергается воздействию воздуха.
На скорость образования окисных пленок влияют следующие факторы:
- Структура поверхности: закаленные детали окисляются с большей скоростью.
- Загрязненность изделия: поверхности, покрытые маслом, при длительном нагреве обугливаются, что приводит к возникновению сажи. По этой причине образуется неровная и тонкая оксидная пленка.
- Наличие шероховатостей: если нагревается заготовка с шершавой поверхностью, то оксидная пленка получается плотной. Если перед процедурой термообработки отполировать деталь, то образуется тонкая пленка из оксидов.
- Оборудование для нагрева: если при термообработке применяются специальные нагревательные печи, способные поддерживать устойчивую температуру, то окисная пленка будет плотной. В бытовых условиях можно также использовать духовые шкафы, газовые горелки или металлургические печи (горны).
Тонкие оксидные пленки поглощают световые волны с меньшей длиной волны, но отражают – с большей. Цвет металлических деталей меняется в зависимости от температуры и плотности оксидной пленки. Чем толще оксидная пленка, тем светлее окраска. Синий или фиолетовый цвет получается, когда из спектра отражаются наиболее длинные волны. Если пленка из оксидов отражает волны с малой длиной волны, то металлическая поверхность становится желтой. Светлые цвета соответствуют высокой температуре нагрева, светлые – более низкой. По этой причине многие мастер часто определяют при помощи цветов побежалости степень закалки изделий, стальной стружки и режущих инструментов, применяемых во время проведения токарных работ.
Несмотря на эти факторы, при помощи цветов побежалости нельзя точно определить температуру металла, потому что на величину этого показателя оказывают влияние следующие факторы:
- время нагрева: промежуток времени, в течение которого металлическая деталь нагревается до температуры окружающей среды при отсутствии теплоотдачи.
- наличие различных примесей в составе металла;
- особенности освещения в помещении, где проводилась сварка или закалка заготовок;
- скорость разогревания: изменение температуры изделия в единицу времени при его нагревании.
В современной промышленности контроль температуры производится при помощи специальных приборов – пирометров. Они оснащены специальными датчиками, определяются степень нагрева заготовки при помощи лазера.
Цвета побежалости используются при изготовлении рабочих инструментов, лазерной маркировке и внешней обработке изделий из железа, меди, алюминия и латуни. Если требуется изготовить инструментарии с высокой плотностью (бритвенные лезвия, предметы для проведения хирургических операций, режущие кромки резцов и грабштихели), то побежалость должна быть яркого цвета: красного, оранжевого или желтого. До пурпурных и зеленых тонов нагревают инструменты, применяющихся в деревообрабатывающем секторе. Для достижения упругости при изготовлении пил, ножей, вил и пружин необходимо нагреть заготовки до появления синих или черных цветов.
В процессе нагревания металлическая заготовка становится гибкой, что позволяет мастеру придать ей необходимую форму. После данного процесса изделие закаляется при определенных температурах. Согласно рекомендациям специалистов, оптимальной температурой для закалки металлов является 700–800 °C. В этом случае изделие окрашивается в разные оттенки красного или розового цветов. При превышении этих значений на 300 °C заготовка становится оранжевой или желтой. При больших температурах происходит перекал, что негативно сказывается на прочности изделия.
Закалка улучшает следующие параметры металлической поверхности:
- Твердость: этот показатель является номинальным. Он прописан в шкале Роквелла и измеряется в HRC. Твердость определяет степень сопротивляемости металла к механическим повреждениям. На мягких изделиях при длительном соприкосновении с иными поверхностями остаются следы, что ухудшает их режущие свойства. Твердость ножей европейского образца составляет 60 HRC, азиатских – 70 HRC.
- Упругость: данный параметр определяет степень деформации металла при изгибах и ударах. Если сталь закалена, при изгибе на 10–30° она вернется в исходное положение. При перегреве снижается упругость поверхности, что приводит к поломке инструментов.
- Износостойкость: данный критерий показывает общую стойкость металла (сопротивление абразивному износу, стойкость к большим нагрузкам). При правильной закалке изделие сможет стабильно функционировать в течение более длительного срока.
После закалки заготовка приобретает высокую твердость. Для восстановления ее прочности необходимо провести процедуру отпуска, представляющую собой повторную термообработку детали. Металлическое изделие нагревается до более низких температур и охлаждается. Между закалкой и охлаждением также осуществляется полное остывание металлической поверхности при помощи его погружения в раствор соли или в масло. При выборе отпуска необходимо учитывать следующие особенности:
- Для изделий, подвергающимся деформациям или ударным нагрузкам, нужно использовать высокотемпературный отпуск: до 700 °C.
- Для легких клинков используется среднетемпературный отпуск: до 500 °C.
- Для обеспечения оптимальной твердости применяется низкотемпературный отпуск: до 250 °C. Но в этом случае изделие не сможет выдерживать высокие ударные нагрузки и будет легко деформироваться.
Температура цветов побежалости и каления
Во время отпуска возникают цвета каления. По ним можно определить, до какой температуры нагрелась заготовка. В отличие от побежалости, цвета каления меняются в процессе охлаждения металлической поверхности. Переход между цветами осуществляется в строгой последовательности, но с быстрой скоростью, поэтому мастер должен тщательно контролировать процесс термообработки.
Шкала цветов побежалости стали
Окрас углеродистых деталей при соответствующих температурах указан в следующей шкале цветов побежалости стали:
| Окрас | Пределы температур, °С |
| Лимонный | 220 – 229 |
| Желтый (цвет соломы) | 230 – 245 |
| Золотой | 246 – 255 |
| Земляной или коричневый | 256 – 264 |
| Алый или красно-оранжевый | 265 — 274 |
| Пурпурный | 275 – 279 |
| Аметистовый | 280 – 289 |
| Небесный | 290 – 294 |
| Твиттера | 295 – 299 |
| Индиго Крайола | 300 – 309 |
| Светло-голубой | 310 – 329 |
| Аквамариновый | 320 — 339 |
На заготовках из нержавеющей стали12Х18Н10Т, содержащей 18% хрома, 10% никеля и 1% титана (значения определены в ГОСТ 5632-2014), цвета побежалости образуются при иных температурах. Это обусловлено тем, что данный материал коррозийно-стойкий и жаропрочный. Поэтому при закалке и охлаждении мельчайшие частицы металлов и кислорода взаимодействуют медленнее, что препятствует образования оксидной пленки во время закалки и каления.
ГОСТ 5632-2014 Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные
В следующей таблице цветов побежалости представлены особенности изменения цвета изделий из нержавеющей стали:
| Окрас | Пределы температур,°С |
| Светло-соломенный | 300 – 399 |
| Золотистый | 400 – 499 |
| Земляной или коричневый | 500 – 599 |
| Красный или пурпурный | 600 – 699 |
| Синий или черный | 700 – 779 |
На поверхностях заготовок из нержавеющей стали могут появиться радужные полосы. Они могут появиться при нагревании изделия до температуры кипения (100 °С). Появление радужных следов обусловлено изменениями в кристаллической решетке металла. Радужный окрас на поверхности обрабатываемой заготовки не свидетельствуют о перегреве нержавеющей стали.
Цветные металлы: список, названия, классификация и использование
Ведущей отраслью в экономике нашей страны является металлургия. Для успешного ее развития нужно много металла. В данной статье речь пойдет о цветных тяжелых и легких металлах и их использовании.
Классификация цветных металлов
В зависимости от физических свойств и назначения, они подразделяются на такие группы:
- Легкие цветные металлы. Список этой группы большой: в ее состав входит кальций, стронций, цезий, калий, а также литий. Но в металлургической промышленности чаще всего используются алюминий, титан и магний.
- Тяжелые металлы пользуются большой популярностью. Это всем известные цинк и олово, медь и свинец, а также никель.
- Благородные металлы, такие как платина, рутений, палладий, осмий, родий. Золото и серебро широко применяются для изготовления украшений.
- Редкоземельные металлы - селен и цирконий, германий и лантан, неодим, тербий, самарий и другие.
- Тугоплавкие металлы - ванадий и вольфрам, тантал и молибден, хром и марганец.
- Малые металлы, такие как висмут, кобальт, мышьяк, кадмий, ртуть.
- Сплавы – латунь и бронза.
Легкие металлы
Они имеют широкое распространение в природе. Эти металлы обладают маленькой плотностью. У них высокая химическая активность. Они представляют собой прочные соединения. Металлургия этих металлов начала развиваться в девятнадцатом веке. Их получают путем электролиза солей в расплавленном виде, электротермии и металлотермии. Легкие цветные металлы, список которых имеет много пунктов, используются для производства сплавов.
Алюминий
Относится к легким металлам. Имеет серебристый цвет и точку плавления около семисот градусов. В промышленных условиях используется в сплавах. Он применяется везде, где нужен металл. У алюминия плотность низкая, а прочность – высокая. Этот металл легко режется, пилится, сваривается, сверлится, паяется и сгибается.
Сплавы образует с металлами различных свойств, такими как медь, никель, магний, кремний. Они обладают большой прочностью, не ржавеют при неблагоприятных погодных условиях. У алюминия высокая электро- и теплопроводность.
Магний
Он относится к группе легких цветных металлов. Имеет серебристо-белый цвет и пленочное окисное покрытие. Обладает маленькой плотностью, хорошо обрабатывается. Металл устойчив к воздействию горючими веществами: бензином, керосином, минеральными маслами, но подвержен растворению в кислотах. Магний не магнитен. Обладает низкими упругими и литейными свойствами, подвергается коррозии.
Титан
Это легкий металл. Он не магнитен. Имеет серебристый цвет с отливом голубоватого тона. Обладает высокой прочностью и устойчивостью к коррозии. Но у титана маленькая электропроводность и теплопроводность. Теряет механические свойства при температуре 400 градусов, приобретает хрупкость при 540 градусах.
Механические свойства титана повышаются в сплавах с молибденом, марганцем, алюминием, хромом и другими. В зависимости от легирующего металла, сплавы имеют разную прочность, среди них есть и высокопрочные. Такие сплавы применяются в самолетостроении, машиностроении, судостроении. Из них производят ракетную технику, бытовые приборы и многое другое.
Тяжелые металлы
Тяжелые цветные металлы, список которых весьма широк, получают из сульфидных и окисленных полиметаллических руд. В зависимости от их типов, методы получения металлов отличаются по способу и сложности производства, в процессе которого должны полностью извлекаться ценные составляющие сырья.
Металлы этой группы бывают гидрометаллургическими и пирометаллургическими. Полученные любым методом металлы называются черновыми. Они подвергаются процедуре рафинирования. Только после этого их можно использовать в промышленных целях.
Цветные металлы, список которых представлен выше, в промышленности используются не все. В данном случае речь идет о распространенном тяжелом металле – меди. У нее высокая теплопроводность, электропроводность и пластичность.
Сплавы меди нашли широкое применение в такой отрасли промышленности, как машиностроение, а все благодаря тому, что этот тяжелый металл хорошо сплавляется с другими.
Он тоже представляет цветные металлы. Список названий большой. Однако далеко не все тяжелые цветные металлы, к которым относится цинк, используются в промышленности. Этот металл хрупкий. Но если нагреть его до ста пятидесяти градусов, он будет без проблем коваться и с легкостью прокатываться. У цинка высокие антикоррозионные свойства, но он поддается разрушению при воздействии щелочью и кислотой.
Свинец
Список цветных металлов будет неполным без свинца. Он серого цвета с проблеском голубого оттенка. Температура плавления составляет триста двадцать семь градусов. Он тяжелый и мягкий. Хорошо куется молотком, при этом не твердеет. Из него выливают различные формы. Устойчив к воздействию кислот: соляной, серной, уксусной, азотной.
Латуни
Это сплавы из меди и цинка с добавлением марганца, свинца, алюминия и других металлов. Стоимость латуни меньше, чем меди, а прочность, вязкость и коррозионная стойкость – выше. У латуни хорошие литейные свойства. Из нее производят детали путем штамповки, раскатки, вытяжки, вальцовки. Из этого металла делают гильзы для снарядов и многое другое.
Использование цветных металлов
Цветными называют не только сами металлы, но и их сплавы. Исключение составляет так называемый "чермет": железо и, соответственно, его сплавы. В странах Европы цветные металлы носят название нежелезистых. Цветные металлы, список которых немаленький, нашли широкое применение в разных отраслях во всем мире, в том числе и в России, где являются основной специализацией. Производятся и добываются на территориях всех регионов страны. Легкие и тяжелые цветные металлы, список которых представлен большим разнообразием наименований, составляют отрасль промышленности под названием «Металлургия». Это понятие включает в себя добычу, обогащение руд, выплавку как металлов, так и их сплавов.
В настоящее время отрасль цветной металлургии получила широкое распространение. Качество цветных металлов очень высокое, они отличаются долговечностью и практичностью, применяются в строительной индустрии: ими отделывают здания и сооружения. Из них производят профильный металл, проволоку, ленты, полосы, фольгу, листы, прутки различной формы.
Читайте также: