Прочие цветные металлы
Не считая уже рассмотренных сплавов и металлов, являющихся главными материалами в производстве художественных железных изделий, употребляется целый ряд других металлов, кроме этого относящихся к группе цветных металлов. Но они не используются как материалы, из которых производятся художественные изделия, а имеют только косвенное отношение к производству этих изделий. Одни из них используются как добавки к сплавам для получения определенных механических и технологических особенностей (к примеру, кадмий и висмут для понижения температуры плавления легкоплавких сплавов, марганец для увеличения твердости металлических сплавов и т. п.), другие — как вспомогательные материалы при разных технологических процессах (к примеру, ртуть при амальгамном зол0чении, сурьма при оксидировке латунных изделий, хром для покрытия металлических подробностей и т. п.).
Рис. 1. Ажурное оловянное литье
направляться подчернуть, что на данный момент в разных областях пикладного искусства используются в той либо другой мере большинство известных металлов, однако здесь рассмотрены самый употребляемые из них.
Висмут — блестящий металл серовато-белого цвета с красноватым оттенком. Его плотность 9,75; температура плавления 271 °С; температура кипения 1430 °С. Он используется в качестве главного компонента при изготовлении следующих легкоплавких сплавов:
1) сплав Вуда плавится при 68 °С; его состав: олово 12,5%, свинец 25%, ртуть 12,5%, висмут 50%;
2) «легкоплавкий» сплав плавится при 70 °С; его состав: олово 16,5%, свинец 30%, кадмий 9%, висмут 44,5%.
Эти сплавы возможно заливать кроме того в гипсовые формы, приготовленные с добавлением тонкопросеянного толченого кирпича. Эти сплавы владеют хорошей малыми и жидкотекучестью литейными усадками; они легко и прекрасно отделываются гальваническим методом (латунированием, серебрением, золочением), и прекрасно покрываются «сусальным» золотом либо «поталью».
Висмут — вредная примесь для бронзы и медных сплавов латуни, поскольку он информирует им хрупкость. Отличительной чертой висмутовых сплавов есть хрупкость и легкоплавкость. Небольшой примеси висмута, дабы стереть с лица земли ковкость сплава.
Кроме того следы его делают золото ломким. Помимо этого, он существенно увеличивает твердость мягких металлов, к примеру свинца и олова, кроме того при маленьких добавках.
Ртуть — единственный жидкий металл при обычной температуре; она известна человечеству с глубокой древности. Плотность ее 13,6; температура плавления минус 39 °С; температура кипения 357 °С. Железная ртуть, ее пары и все соединения весьма ядовиты, к примеру 0,18 г сулемы (хлористое соединение ртути) есть смертельной дозой для человека.
В художественной индустрии ртуть используется в качестве добавок в легкоплавкие сплавы, и для изготовление золотой и серебряной смеси, употребляемой при серебрении и огневом золочении. При помощи ртути отделяют самородное золото от примесей.
Хлористые (сулема) и азотнокислые соединения ртути используют в качестве водных растворов при подготовке бронзовых изделий перед серебрением.
Титан — блестящий, серебристого цвета металл, не тускнеющий на воздухе. Он отличается высокой химической стойкостью — не корродирует кроме того в морской воде. Его плотность 4,5; температура рекристаллизационного отжига 650 °С; температура плавления 1668 °С.
Его преимущества — большая прочность, сочетаемая с легкостью.
Вредными примесями его сплавов и титана являются азот, кисло-Р°Д и углерод. кислород и Азот, повышая прочность, весьма быстро снижают пластичность; их содержание возможно: азота не более 0,25%, кислорода не более 0,50%. Углерод затрудняет обработку резанием, давлением и сварку его сплавов и титана.
Исходя из этого примесь углерода не должна быть больше 0,15%.
Самый распространены сплавы титана с алюминием (4—5%) и хромом (2—3%) либо с алюминием (5—6%) и ванадием (3—4%). Существуют кроме этого сплавы с молибденом, железом, марганцем. Эти сплавы выпускаются в виде разных полуфабрикатов: страниц, полос, плит, прутков, сортового проката, проволоки и труб.
Титановые сплавы используются в химической, машиностроительной и авиационной индустрии. Из них изготовляют резервуары, трубопроводы для кислот и активных газов. Помимо этого, титановые сплавы употребляются в качестве жаропрочных материалов при рабочих температурах до 500° С.
Недочётом некоторых титановых сплавов есть необходимость их подогрева при штамповке, гибке и т. п., и возможность применения дуговой сварки лишь в среде нейтральных газов (аргона, гелия). Но роликовая и точечная сварки вероятны и без защиты нейтральными газами.
Запасы титана в земной коре составляют около 0,6% (по весу). Это намного больше, чем меди, свинца, цинка, олова, драгоценных металлов и никеля, совместно забранных. Но в самородном (чистом) виде он в природе не видится и получение его связано с громадными трудностями. Этим разъясняется то, что, будучи открытым еще в 1790 г., в индустрии он начал употребляться лишь с 1947 г., а у нас с 1950 г.
Первым опытом применения титана для художественных целей есть высотный монумент, увенчанный космической ракетой, установленный в Москве у ВДНХ. Титаном облицован клинок, что держит монументальная фигура Матери-Отчизны (создатель Е. В. Вучетич) на Мамаевом кургане в Сталинграде.
Кадмий — металл серовато-белого цвета, легко синеватый, по своим особенностям занимающий среднее место между цинком и оловом. Он открыт в 1819 г. Подобно олову, пруток кадмия дает легкий треск при изгибе. Плотность кадмия 8,64; температура плавления 321 °С; температура кипения 773 °С.
В чистом виде кадмий владеет высокой устойчивостью против коррозии и используется в качестве электролитических покрытий — кадмирования. Чаще всего кадмируются металлические изделия, к примеру приборы и корабельная арматура для защиты от действия морской воды. Но в воздухе, содержащей сернистые газы, к примеру в мегаполисах, кадмиевые покрытия совсем негодны ввиду их малой стойкости против сернистых соединений.
Благодаря ядовитости кадмиевых солей использование его для покрытия пищевой посуды недопустимо.
Кадмий владеет свойством попадать в поверхностные слои покрываемого им металла, образуя как бы необычный сплав.
На данный момент на базе кадмия созданы легкоплавкие сплавы, пригодные для отливки художественных изделий.
Сурьма — блестящий, серебристо-белый металл, владеющий светло кристаллическим изломом. Это самый хрупкий металл, легко обращаемый в порошок. Плотность сурьмы 6,71; температура его плавления 630 °С; температура кипения 1440 °С.
В художественной индустрии использовался так называемый «английский металл», воображающий собой сплав из девяти частей олова и одной части сурьмы (время от времени добавлялись медь и свинец). Из «английского металла» изготовлялись чайники, другие предметы и кофейники. Железная сурьма в виде узкого тёмного порошка, носящего наименование «металлической черни», использовалась как краска для покрытия фигур из гипса, папье-маше и литых цинковых изделий.
Хлористая сурьма называющиеся «сурьмяного масла» используется для оксидировок металлических, латунных и медных изделий.
Хром — металл светло-серого цвета. Он был открыт в 1797 г., но использоваться как металл начал лишь с конца XIX — начала XX вв. Плотность хрома 7,1; он прекрасно полируется и продолжительно сохраняет зеркальный блеск; температура его плавления 1615° С; температура кипения 2200° С. Хром — весьма жёсткий, хрупкий металл, прекрасно сопротивляется коррозии.
Он используется в основном в качестве присадки при получении легированных сталей и чугунов. При больших количествах хрома (более чем 12%) сталь делается нержавеющей и жаростойкой. Хромистые сплавы используются для того чтобы и высокоомной проволоки для нагревательных устройств.
В художественной индустрии хром используется в основном для гальванических покрытий тёмных металлов.
В первый раз хромирование было применено в 1907 г., по окончании чего начало скоро совершенствоваться. Хромовые покрытия отличаются устойчивостью против механического, термического и химического действий. Они не подвержены действию кислот и щелочей, за исключением соляной кислоты.
На данный момент хромирование получает очень широкое распространение: хромируются подробности автомашин, велосипедов, холодильников, часов, авторучек и т. п. Необыкновенная прочность хромовых покрытий, оказывающихся прочнее и жёстче закаленной стали, разрешает использовать гальваническое хромирование не только как декоративное и антикоррозионное, но и очень стойкое покрытие против истирания. Исходя из этого на данный момент хромирование используют при ремонте изношенных частей автомобилей и устройств для восстановления их начального размера. Окись хрома идет на приготовление полировальной пасты, помимо этого, разные соединения хрома дают разнообразные краски (зеленую, изумрудную и др.).
Кобальт — металл серебристо-белого цвета с розоватым отблеском. Его плотность 8,7;температура плавления 1444° С. Он растворяется в царской водке и «азотной кислоте»; стоек против серной и соляной кислот.
Кобальт используется в качестве присадки при производстве быстрорежущих инструментальных сталей. Сейчас его начали использовать в качестве гальванического покрытия вместе с серебром для драгоценностей. Покрытия серебро-кобальт более прочны, чем из чистого серебра.
Помимо этого, в художественной индустрии кобальт используется в виде кобальтовой сини, т. е. сплава закиси кобальта (сафлора) с кварцевым песком и поташом. Кобальтовая синь употребляется как краска для тёплой эмали, стекла, фаянса и фарфора, информируя им прекрасный светло синий цвет. Кобальтовые светло синий краски были известны древним египтянам и китайцам.
Не считая светло синий из кобальта вместе с цинком и хромом приобретают зеленые и фиолетовые краски.
Вольфрам — самый тугоплавкий металл серебристо-металлического цвета. Он открыт в 1781 г. Температура его плавления 3380°С, температура кипения 5830°С, плотность 19,3.
Вольфрам стоек против кислот. Широкое использование вольфрама в технике началось только с 1930 г. В чистом виде он идет на изготовление нитей радио- и электроламп. Он используется кроме этого для изготовления инструментальных «самозакаливающихся» сталей, каковые благодаря присутствию вольфрама владеют свойством закаливаться на воздухе.
Они отличаются высокими механическими и режущими особенностями. Вольфрам есть главным элементом для изготовления металлокерамических жёстких сплавов.
Марганец — жёсткий, чёрного цвета металл. Его плотность 7,4; температура плавления 1230°С, температура кипения 2200°С. Он используется в доменном ходе при получении белого (передельного) чугуна, поскольку присутствие марганца задерживает выделение графита. Помимо этого, он используется как добавка при производстве особых легированных сталей. Марганец сокращает коробление стали при закалке, повышает режущие стойкость и свойства на истирание.
Окислы марганца используются как красители для получения тёплых цветного стекла и эмалей фиолетового цвета, и для того чтобы (коричневых, фиолетовых и зеленых).
Молибден — тугоплавкий металл белого цвета. Его плотность 10,3; температура плавления 2625 °С.
Ванадий — кроме этого тугоплавкий металл, прочный на истирание; его плотность 6,0; температура плавления 1720 °С.
Тантал — металл серого цвета. Его плотность 16,6; температура плавления 2900°С; он занимает второе место по окончании вольфрама по тугоплавкости.
Последние три металла используются для улучшения особенностей легированных сталей.
