Материалы

Слово «алюминий» происходит от латинского «alumen», что означает «квасцы». Начало их применения восходит к античным временам, а уже к XV-XVI векам квасцы использовали в медицине, в производстве бумаги, при выделке кож и окраске тканей, для защиты деревянных конструкций от огня. Новый же металл, не встречающийся в природе в чистом виде – алюминий – был получен в 20-х годах XIX века в результате последовательной работы нескольких ученых. Поначалу алюминий стоил дорого, к тому же он по виду напоминает серебро, поэтому из него изготавливали предметы роскоши. Но с открытием в 80-х годах XIX столетия более дешевого, промышленного, способа получения этого металла началась эпоха его широкого применения. Сегодня во всем мире ежегодно производят около 26 миллионов тонн первичного алюминия.

Алюминий является самым распространенным на земле металлом. Одна из его главных особенностей состоит в том, что он легок: его вес на 60-70% меньше, чем у других металлов. Благодаря поверхностному слою оксида, защищающему от окисления, алюминий отлично противостоит коррозии. Высокие тепло- и электропроводность – также важные характеристики данного материала. Он дешев, для его выплавки требуется относительно небольшое количество электроэнергии. Мягкость алюминия и несложность его обработки позволяет выпускать из него изделия самой разной формы. Наконец, алюминий замечательно подходит для вторичной переработки. Все эти качества делают его практичным и широко используемым металлом.

Как достаточно мягкий металл, алюминий легко обрабатывается при помощи различного оборудования: режущих инструментов, лазерных приборов и др. Он может быть подвергнут самым разным процессам, например экструзии, плавке, ковке, штамповке, сварке.

Алюминий получил широкое применение в самых разных отраслях промышленности. Легкость и одновременно прочность его сплавов, их пластичность как нельзя более кстати пришлись в самолетостроении, недаром алюминий называют «крылатым металлом», а также в автомобиле- и судостроении, в железнодорожном транспорте. Важную роль алюминий играет в возведении современных зданий, особенно небоскребов, и в их отделке. Из его сплавов изготавливают несущие конструкции, внешнюю облицовку стен, кровлю, лестницы и др. Этот материал также активно задействован в производстве разнообразных предметов быта, например в бытовой электронике: холодильниках, стиральных машинах, электрических чайниках – список можно продолжить.

Светло-хромированный оттенок позволяет изделиям из алюминия надолго сохранять привлекательный вид и блеск. Поверхность алюминиевого изделия, в зависимости от целей использования, можно обрабатывать следующими способами: анодированием, порошковой покраской, покрытием жидким стеклом или цинком. Обработанное изделие приобретает антикоррозийные свойства, увеличивается срок его службы и улучшается внешний вид.

В Периодической системе химических элементов (таблице Менделеева) алюминий значится под номером 13 и обозначается как Al. В отличие от, например, титана, чугуна или цинка, его масса составляет всего 2,7 г/см³, что делает алюминий практичным и универсальным материалом.

Анодирование появилось в 20-х годах прошлого века и впервые было осуществлено в промышленных масштабах в 1923 году для защиты от коррозии гидросамолетов из дюралюминия. Процесс, который проводится с использованием в качестве электролита 10%-ного раствора хромовой кислоты, до сих пор применяется в Англии в практически неизменном виде, несмотря на трудоемкость и дороговизну. В Америке же хромовую кислоту заменили серной, которая стала самым популярным электролитом для анодирования. В 1923 году в Японии был запатентован метод анодирования щавелевой кислотой, он особенно широко использовался в Германии для архитектурных конструкций из алюминия.

Анодирование – это процесс электролитической пассивации. То есть создания с помощью электролиза слоя, делающего металл или его сплав пассивным – менее подверженным воздействию неблагоприятных условий и коррозии. Чаще всего анодирование применяется для защиты алюминиевых сплавов. Обработанный таким образом алюминий не только устойчив к коррозии, но и лучше подготовлен к окраске. Единственное, что он обладает умеренной износостойкостью. Также надо заметить, что путем анодирования не повышается прочность самого изделия, но ему обеспечивается специальное защитное покрытие.

В промышленных условиях анодирование осуществляется путем погружения алюминиевой заготовки в раствор серной кислоты, через который пропускается постоянный ток, причем сам обрабатываемый предмет служит анодом (положительным электродом). В процессе анодирования изделие не только приобретает улучшенные технические характеристики, но и может быть окрашено в любой цвет.

Поскольку вес анодированного алюминия относительно небольшой, а качественные характеристики не ниже, чем у более дорогих металлов, его с успехом используют в металлоконструкциях. Сплав, благодаря своей устойчивости к коррозии, востребован в производстве судовых иллюминаторов. Также его используют в мебельной промышленности, в создании декоративных элементов интерьера и при выпуске различных бытовых предметов.

Поверхность изделия из анодированного алюминия не нуждается в дополнительном покрытии. При желании материалу можно придать определенный цвет, причем делать это лучше на стадии анодирования.

Удельный вес анодированного алюминия – 7,85 г/см³.

Наиболее ранние археологические свидетельства использования железа, скорее всего, метеоритного, относятся к IV тысячелетию до н. э., к истории шумеров и древних египтян. Тогда найденные куски металла перековывали в кинжалы или наконечники копий, прочные и острые. Металлургия железа появилась на рубеже II и I тысячелетий до н. э. в Передней Азии, Индии и Южной Европе. К этому времени относится начало периода в человеческой истории, когда железо играло важную роль в материальной культуре – железного века, который, как считается, окончился в начале новой эры.

Поначалу железо выплавляли в сыродутных печах из болотной руды и древесного угля. Следующим этапом в развитии черной металлургии стало появление в IV веке до н. э. в Китае доменных печей. В Европе их начали использовать на рубеже XV-XVI веков, тогда же получил распространение так называемый передельный процесс: железо перегонялось в чугун, а чугун, освобождаясь при отжиге от лишнего углерода, становился сталью. В 1856 году английский изобретатель Генри Бессемер получил патент на конвертер – устройство, в котором через жидкий чугун продувался воздух, максимально освобождая его от углерода, в результате чего возросли объемы выплавки стали – сплава с малым количеством углерода. Применявшийся в доменных печах в качестве топлива древесный уголь постепенно был заменен каменноугольным коксом, и к началу XX века по всему миру распространилась коксовая металлургия.

В XX веке начала развиваться электрометаллургия. Сегодня, когда все более востребованными становятся экологически безопасные производства, особое значение приобрел способ прямого восстановления железа из руды водородом.

Железо – один из самых распространенных (его много в земной коре и в ядре), и один из самых доступных металлов, занимающий среди них первое место по использованию в различных областях человеческой деятельности.

При своей доступности и дешевизне железо еще и обладает отличными качественными характеристиками. Его можно сгибать, сваривать, полировать, и оно не утратит прочности. После вторичной переработки железо не теряет своих качеств.

Железо чаще всего применяют в виде сплавов с углеродом – чугуна и стали.

Листовому железу при помощи лазерной резки можно придать практически любую форму. Оператор, работающий на соответствующем станке, задает необходимые заказчику параметры, и автоматизированная линия самостоятельно производит резку. Данный метод подходит также для листов-заготовок повышенной толщины и толстостенных труб. Для чугуна может быть использована кислородно-топливная сварка, после чего поверхность очищается.

Чистое металлическое железо применяют для изготовления сердцевин трансформаторов, электромагнитов, электромоторов и микрофонных мембран. Сплавы железа – чугун и сталь – применяются в самых разных отраслях современного производства.

Железо незаменимо там, где требуется недорогой, но прочный материал. Это могут быть строительство и отделочные работы, производство кровли и лестниц, ландшафтный дизайн и изготовление мебели. Этот металл красиво сочетается с другими материалами, например, с деревом, в результате чего изделия приобретают элегантную простоту.

Поскольку железо быстро окисляется, продлить срок его службы можно, защитив поверхность от коррозии с помощью порошкового или жидкого химического покрытия, а также путем обработки поверхности драгоценными металлами. Процессы обработки осуществляются исключительно в промышленных условиях.

Обработка поверхности железа позволяет не только защитить изделие, но и придать ей своеобразный рисунок, который с течением времени не потеряет первоначального вида.

Железо – химический элемент с атомным номером 26. Его удельный вес составляет 7,9 г/см³. Чаще всего железо используется в виде сплавов (чугун, сталь, феррит, перлит и др.).

Самые ранние образцы стали были найдены при археологических раскопках в Турции и датируются началом II тысячелетия до н. э. В древности особенно ценилась индийская сталь, которая дала начало распространившейся в Средний Азии, Персии, Восточной Европе, на Руси особо твердой стали со своеобразным узором на поверхности – булату. Широкое распространение имела и появившаяся на Ближнем Востоке дамасская сталь, которая, подобно булату, служила материалом для изготовления оружия.

Однако, не умея еще разогревать железо и сталь до температуры плавления, то же оружие делали методом спекания железных и стальных кусков, что было трудоемким процессом. В XVIII веке английский металлург Бенджамин Гентсман открыл способ производства литой стали. В континентальной Европе литую сталь начал выпускать в первой половине XIX века немецкий промышленник и предприниматель Фридрих Крупп, основавший первый литейный завод в Германии. В середине столетия английский изобретатель Генри Бессемер получил патент на конвертер – устройство, которое продувало воздух сквозь расплавленный чугун, уменьшая в нем количество углерода и способствуя таким образом выработке больших объемов стали. Немного позднее английский металлург и изобретатель Сидни Гилкрист добавил в бессемеровский процесс известняк, позволивший удалять из чугуна фосфор, что также делало сплав прочнее. С тех пор для производства стали начали использовать любую железную руду, что способствовало росту сталелитейной промышленности.

Углеродистая сталь – это сталь, в которой, кроме не менее, чем 45% железа, содержится от 0,02 до 2,14% углерода, а также легирующие элементы и примеси. Прочность сплава тем выше, чем меньше в нем углерода, поэтому его концентрацию при производстве качественной стали необходимо уменьшать.

Высокопрочный и пластичный материал, не деформирующийся даже при значительных механических нагрузках и не меняющий своих характеристик при температуре от -100 до +350ºС, – все это углеродистая сталь. Для повышения термостойкости в сплав добавляют молибден, хром, никель. Несмотря на высокие технические характеристики, углеродистая сталь достаточно уязвима перед коррозией, поэтому изделия из нее необходимо обрабатывать специальным химическим составом.

В основе переработки чугуна в сталь лежит уменьшение количества углерода, фосфора, серы в сплаве с целью придания ему твердости и прочности. Существуют несколько способов переработки: кислородно-конвертерный, мартеновский, электротермический. Кроме того сталь получают, переплавляя стальной лом.

Углеродистая сталь относится к категории высокотехнологичных материалов, хорошо поддающихся промышленной обработке. Ее можно обрабатывать фрезеровкой, прокаткой, волочением, ковкой. При проведении сварочных работ необходимо учитывать процент содержания углерода: чем он выше, тем осторожнее надо выполнять работу.

Углеродистая сталь делится в зависимости от применения на конструкционную, инструментальную, жаропрочную и др. Конструкционная бывает обыкновенного качества, она выпускается в виде труб, штамповок, ленты, проволоки и применяется для изготовления строительных конструкций, арматуры, не несущих больших нагрузок деталей машин. Другой вид конструкционной стали – качественная, которая в свою очередь подразделяется на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую и предназначается, например, для особо важных деталей машин и механизмов. Инструментальная сталь, которая подразделяется на качественную и высококачественную, применяется для изготовления разнообразных инструментов – режущих, измерительных и пр.

Поверхность углеродистой стали требует обработки, для чего используют антикоррозийные составы или краску, что позволяет сохранять свойства материала в течение длительного времени. Работы выполняются на автоматизированной линии методом аэрозольного нанесения состава, что делает слой равномерным.

Удельный вес углеродистой стали – 7,85 г/см³.

Первое упоминание рудиментарного сплава железа с хромитом – а железо и хром являются основными компонентами нержавеющей стали – и остатки полученного подобным способом материала относятся к Персии 1000 года. Но настоящая «нержавейка» была изобретена только в начале XX века, причем случайным путем. Английский металлург-самоучка Гарри Брирли, заведовавший небольшой лабораторией при двух сталеплавильных компаниях в Шеффилде, в 1913 году проверял на прочность и жароустойчивость сплавы, содержавшие различные присадки. Он заметил, что одна из заготовок спустя месяц после выхода из печи выглядела так, словно ее вынули недавно. Заготовка содержала 85,3% железа, 12,8 % хрома и понемногу кремния, марганца и углерода. Сделанные из нее столовые ножи не меняли своего внешнего вида. В 1915 году Брирли получил на свои столовые приборы патент в Канаде, а через год – в США, но там выступил с протестом один из родоначальников американского автомобилестроения Элвуд Хейнс: он подал заявку в 1912 году, а получил патент спустя несколько лет. В конце концов, оба изобретателя пришли к соглашению, которое привело к созданию англо-американской корпорации по производству нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь состоит из большого количества железа, небольшого – углерода и минимум 10,5% хрома, также она может содержать элементы, сопутствующие железу в его сплавах, и те, что придают ей необходимые физико-механические свойства и коррозионную стойкость, например никель, марганец, титан. Хром способствует процессу пассивации, когда поверхность металла переходит в неактивное состояние благодаря образованию на ней защитного слоя оксидов, препятствующей коррозии. Антикоррозийные свойства сплава зависят от количества в нем хрома и других легирующих элементов.

Такие стали делятся на три группы: коррозионостойкие, жаростойкие и жаропрочные. Первые отличаются устойчивостью к коррозии в обычных условиях, вторые – при высоких температурах и в агрессивных средах, третьи – механической прочностью при высоких температурах. Кроме того эти стали классифицируются по своей кристаллической структуре и другим параметрам.

«Нержавейка» – материал, который в большинстве случаев сохраняет свой внешний вид. Данный сплав наделен повышенной прочностью. Поскольку это твердый материал, работать с ним проще с помощью автоматизированных процессов формования, которые выполняются на станках, способных обрабатывать даже наиболее толстые заготовки.

Для получения прочного и надежного сплава сырье подвергают определенным процедурам механического воздействия: вытяжке, фальцовке, сварке. Манипуляции выполняются на заводе на специальных станках: нержавеющая сталь – особо прочный материал, который сложно формовать вручную. Волоконно-лазерные станки высокой мощности придадут изделию нужную форму с предельной точностью.

Полировать нержавеющую сталь сложно, но результат получается отличным, и поверхность долго сохраняет зеркальный блеск.

В автомобиле-, судо- и авиастроении, пищевой промышленности, производстве медицинского оборудования, строительстве – в этих и других областях активно применяется нержавеющая сталь. С изделиями из нее мы часто встречаемся в повседневной жизни: это лестницы и перила, кухонные столешницы и раковины, двери и металлические детали стульев и столов. А столовые приборы из «нержавейки» – классика бытового применения данного материала. Нержавеющую сталь можно использовать в отделке ванных комнат, поскольку она не меняется под воздействием влаги. Однако стоит заметить, что в бассейнах с хлорированной или морской водой материал может потерять свой первоначальный внешний вид.

Данный сплав был создан на базе нержавеющей стали 304, к которой добавили молибден, благодаря чему получился материал, обладающий большей устойчивостью к коррозии, высоким температурам и агрессивным средам. Нержавеющая сталь 316 не утрачивает своих свойств в хлористой среде, в парах уксусной кислоты и в морской воде. Она не нуждается в дополнительном защитном покрытии и проста в уходе за ней. Хорошо поддается вторичной обработке, не теряя своего внешнего вида и технических характеристик. По стоимости на порядок превосходит другие разновидности «нержавейки», но немалая цена оправдывается высоким качеством.

Нержавеющая сталь 316 нашла самое широкое применение, особенно востребована она в производстве оборудования, используемого в таких областях, как медицина, фармацевтика, пищевая промышленность. Этот сплав также отлично подходит для любых бытовых нужд, например для оформления ванной комнаты, кухни и других помещений. Если использовать его рядом с бассейном или внутри него, то здесь больше подходит вариант с полированной поверхностью – она не окисляется и легко моется.

«Нержавейка» 316 является почти универсальным материалом, единственное, что ей могут повредить такие механические воздействия, как удар молотком или работа дрелью: в случае возникновения повреждений восстановить первоначальный вид изделия не получится.

Сплав, о котором идет речь, принадлежит к группе аустенитных сталей. В его состав входит хром (16,5-18,5%), никель (10-13%), молибден (2-2,5%). Он не содержит магниевых элементов, поэтому не притягивает магниты.

Листы нержавеющей стали 316 продаются шириной от 1000 до 1500 мм и длиной 3000-5000 мм. Трубы различного сечения из этого сплава найти на рынке трудно, но возможно.

Нержавеющая сталь 430 отличается хорошей сопротивляемостью к коррозии и окислению при высоких температурах, а также легкостью в обработке.

Описываемый сплав хорошо поддается вытягиванию, штамповке, перфорации. А сварочные работы необходимо проводить с большой осторожностью, так как воздействие высоких температур увеличивает кристаллическую зернистость материала.

Чаще всего нержавеющая сталь 430 применяется в химической, нефтяной, пищевой промышленности, в автомобилестроении, производстве сантехники, банных печей, мебели, столовых приборов, в архитектуре и дизайне интерьеров. Благодаря своей термостойкости эта сталь часто выбирается для промышленного оборудования. Но воздействие солей и кислот, от которых материал начинает разрушаться, делает его нежелательным для отделки бассейнов и прибрежных зон.

Нержавеющая сталь 430 обладает хорошей износостойкостью, но при использовании в помещениях с повышенной влажностью, к примеру, в ванных комнатах, лучше покрыть ее поверхность защитной краской. Данный материал имеет обычно стандартную полированную или глазурованную отделку, но может быть выполнена кислотная или оксидная. Единственное, чего стоит избегать в применении такой стали, – механического воздействия, которое может деформировать лист.

Сплав относится к ферритным нержавеющим сталям. Содержит, кроме железа и углерода, 15-18% хрома, небольшое количество никеля, молибдена и других элементов. Материал обладает магнитными свойствами.

Стальные листы имеют от 1000 до 1500 мм при длине 3000 мм. Трубы из стали марки 430 недоступны на рынке, но на заводе могут выполнить крупный промышленный заказ таких изделий.

Легированная сталь с определенными свойствами была разработана и запатентована под торговой маркой COR-TEN в 30-х годах прошлого века американской сталелитейной компанией U. S. Steel. Название COR-TEN (кортен) происходит от первых слогов английских слов «corrosion» – «коррозия» и «tensile» – «растяжение» и отражает свойства этой стали: она отличается стойкостью к коррозии и высокой прочностью на разрыв. Кортеновская сталь удобна в обработке и отличается повышенной прочностью.

Сталь «кортен» устойчива к механическому и атмосферному воздействию, не токсична и, главное, обладает антикоррозионными свойствами. Она достаточно легко поддается обработке наиболее популярными способами: сваркой, вытяжкой и фальцеванием. Важно и то, что данная сталь может подвергаться многократной переработке.

Сталь COR-TEN легко поддается таким способам обработки, как гибка, сварка, а также плазменная резка, которая позволяет создавать изделия разнообразных форм.

Поначалу сталь «кортен» использовалась в промышленных конструкциях. Но универсальность, оригинальный коричневатый оттенок патины и бархатистая фактура материала, а также легкость в работе с ним (он без труда режется при помощи лазера) сделали кортеновскую сталь востребованной у архитекторов и дизайнеров, желающих придать объектам нестандартный и привлекательный внешний вид. Устойчивость такой стали к негативным воздействиям окружающей среды позволяет использовать ее в оформлении фасадов зданий и в ландшафтном дизайне. Сталь «кортен» надежно зарекомендовала себя в производстве кровли и лестниц. Она подходит для мебели в стиле «лофт», когда акцент делается на натуральности материалов, для отделки кухонных фасадов, каминов и печей, а также для создании всевозможных арт-объектов. Кортеновская сталь вызывает чувство естественности, теплоты и производит впечатление элегантной роскоши.

Кортеновскую сталь называют атмосферостойкой, поскольку она более устойчива к воздействию погодных условий, чем обычная углеродистая сталь. Происходит это благодаря тому, что на поверхности стали «кортен», первоначально выглядящей как обычный металл, путем естественного окисления сплава образуется оксидный слой (патина). Процесс создания такой самозащиты занимает от 6 месяцев до пары-тройки лет. Но если условия, в которых будет находиться изделие, не способствуют появлению соответствующей пленки или заказчик хочет сразу получить сталь «кортен» в ее фирменном виде, специалисты прибегают к искусственному окислению, обрабатывая поверхность специальными составами и получая оттенок определенной насыщенности.

Образующаяся оксидная пленка, или патина, имеющая цвет ржавчины разной интенсивности, не только защищает сталь COR-TEN, но и придает ей необычный вид.

Основой стали COR-TEN является низкоуглеродистая сталь, легированная медью (0,2-0,5%), хромом (0,5-1,5%) и фосфором (0,1-0,2%). В отличие от алюминия и других легких металлов, вес у данного материала повышенный – 7,9 г/см³.

Латинское наименование меди, «cuprum», происходит от названия острова Кипр, где уже в древнеримские времена, а именно за пару столетий до новой эры, существовали медные рудники. Но данный металл был освоен человеком гораздо раньше: по последним данным, металлургическую медь использовали уже в начале VII тысячелетия до н. э. в Анатолии. Археологические находки на территории России свидетельствуют о том, что медь применялась на Урале, в Сибири и в других регионах за 2000 лет до новой эры. Промышленная выплавка данного металла была освоена на Руси в XIII-XIV веках. После открытия электричества медь стали использовать в производстве проводов, сегодня она по-прежнему имеет большое применение в электротехнике.

Медь встречается в природе в виде самородков чаще, чем другие металлы, например железо, серебро или золото. Это мягкий, пластичный и в то же время прочный металл с невысокой температурой плавления, хорошо намагничивающийся и обладающий высокой теплопроводностью. Устойчивость к коррозии даже при отсутствии специальной обработки позволяет использовать изделия из меди в условиях высокой влажности. Антисептические свойства этого материала делают его подходящим для помещений с большим скоплением людей.

Вторичная переработка меди не меняет ее качественных характеристик, она позволяет минимизировать неблагоприятное воздействие непереработанных медных отходов на экологию и связана с экономической выгодой: выплавка меди из руды – процесс энергозатратный, а для производства вторичной меди требуется в десять раз меньше электроэнергии. Наконец, важным фактором является сохранение столь ценного ресурса для будущих поколений, поскольку востребованность меди и ее сплавов, прежде всего, бронзы и латуни, очень высока.

Медные заготовки можно раскатывать в тончайшие листы, которые хорошо гнутся и не ломаются. Листам и трубам из меди легко придают нужную форму с помощью лазерного станка, этот процесс автоматизирован. Формовку можно выполнить и вручную – путем кислородно-топливной сварки.

Благодаря низкому удельному сопротивлению меди ее активно применяют в электротехнике: из этого металла изготавливают кабели, провода и др., а медные провода используют в обмотках электроприводов и силовых трансформаторов. Трубы из меди обладают высокой прочностью, поэтому им самое место в системах водо- и газоснабжения, отопления, кондиционирования. В строительстве медь используют в качестве кровельного материала, причем если раньше это были, прежде всего, купола церквей, то сегодня медь все чаще украшает крыши светских зданий. Теплая на вид, мерцающая медь и ее сплавы также хорошо подходят для отделки помещений, изготовления мебели, светильников и прочих предметов интерьера, такие изделия хорошо смотрятся как в натуральном виде, так и с эффектом старины. Из меди и бронзы издавна чеканят монеты и медали, а из бронзы отливают скульптуру, причем как монументальную, так и кабинетного формата.

В плане обработки медь – универсальный материал, позволяющий использовать полировку, глазурование, искусственное старение, покраску. Выделяющийся на поверхности оксид защищает материал от износа, что особенно важно при наружной отделке зданий. При желании медную поверхность покрывают глянцевым слоем или краской.

Медь – химический элемент, ее атомный номер 29, удельный вес – 8,9 г/см³. Она используется как в чистом виде, так и в сплавах – с оловом, цинком, алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и другими элементами. Самые известные медные сплавы – бронза (медь с оловом) и латунь (с цинком).

Ширина медных листов – от 1000 до 1250 мм, а наибольшая длина – 5000 мм.

Латунь – сплав меди и цинка – была известна уже в античные времена, когда ее получали путем сплавления меди с цинковой рудой и углем. Использование латуни в последующие столетия только возрастало. В XVI веке цинк, один из ее компонентов, был открыт как химический элемент. Метод сплавления меди с металлическим цинком запатентовали в Англии в XVIII веке.

Пластичная и податливая в обработке, латунь легко поддается резке и формованию. Она обладает высокими энергосберегающими свойствами и хорошей электропроводностью. Теплопроводность же у нее низкая, например, в два раза ниже, чем у алюминия, поэтому латунь теплая на ощупь. Ее важным качеством является высокая устойчивость к коррозии, поскольку в латуни нет или совсем мало железа. Данный сплав не нуждается в дополнительном покрытии, но если его нанести, то поверхность дольше сохранит цвет. Причем изделие можно сделать темнее или светлее, немного изменить его оттенок. Антибактериальные свойства этого материала делают его подходящим для отделки помещений, через которые проходит большое количество людей. Сами по себе изделия из латуни стоят дороже, чем из других металлов, но их производство довольно-таки экономично: энергозатраты вполовину меньше, чем при использовании для аналогичных работ стали. После вторичной переработки латунь сохраняет свои свойства.

Латунные листы и трубы производятся на стандартных линиях с использованием фрезерных станков и обрезных пластин. Современные высокоточные волоконные лазеры самостоятельно и безошибочно вырехают из латунной заготовки любую форму. Для моделирования может применяться сварка автогеном, после чего изделие подвергают очистке.

Свойства латуни сделали ее одним из наиболее широко используемых сплавов. Ее применяют в машино-, судо- и приборостроении, при производстве холодильного оборудования, электротехники и электроники, сантехнического оборудования, мебели. Дверные и оконные ручки, перила – все, с чем соприкасаются человеческие руки, часто делают из этого приятного на ощупь материала. Музыка отдельных исполнителей и целых оркестров звучит во многом благодаря латуни, из которой изготавливают корпуса духовых инструментов и струны. Портные и их заказчики могут благодарить «золотую медь» за швейную фурнитуру, а повара и домашние хозяйки – за разнообразную утварь: посуду для готовки, предметы для сервировки стола, столовые приборы. Наконец, художники и дизайнеры обязаны латуни красотой, тонкостью деталей в предметах убранства интерьера и художественных объектах. Этот сплав дает возможностью воплощать любые замыслы в произведениях искусства, которые в итоге сочетают в себе классику и современность.

Латунь красива в своем натуральном виде, поэтому изделие можно оставить необработанным, но при желании применяют полировку или глазурование, после чего поверхность становится идеально гладкой и блестящей. А при помощи химических составов немного изменяют оттенок цвета и делают его темнее или светлее.

Латунь является сплавом меди и цинка, причем меди в нем обычно содержится больше, а цинка – от 5 до максимум 50%. По химическому составу латуни делятся на двойные и многокомпонентные, то есть имеющие в составе небольшое количество легирующих добавок – алюминия, олова, марганца, железа, никеля и др. Марганец и олово в составе латуни создают антикоррозийный эффект, железо делает сплав более гибким, сталь повышает его устойчивость к истиранию. Удельный вес латуни – 8,9г/см³.

В состав архитектурной бронзы входят медь, цинк и свинец. Наличие цинка в качестве основного легирующего компонента позволяет причислить архитектурную бронзу к латунным сплавам.

Пластичная, хорошо поддающаяся формованию даже без использования мощных промышленных машин, прочная и устойчивая к коррозии, архитектурная бронза пользуется заслуженным спросом. Изделия из нее обладают эстетически привлекательным внешним видом.

С архитектурной бронзой удобно работать под воздействием высоких температур, когда материал становится пластичным и податливым для любых манипуляций. Если работы выполняются не в промышленных масштабах, можно воспользоваться фрезерным станком. Архитектурная бронза при работе с ней не крошится и не ломается.

Архитектурную бронзу, как следует из ее названия, применяют, прежде всего, для декорирования интерьеров: из нее выполняют детали лестниц, окон, дверей, каминов. Сплав отлично сочетается с другими фактурами и придает помещениям элегантный и изысканный вид.

Изделие из архитектурной бронзы можно отполировать, чтобы придать ему зеркальный блеск. Покрытие защитным слоем не обязательно, но если его нанести, то поверхность сохранит первоначальный вид намного дольше. Также архитектурную бронзу можно зрительно состарить путем искусственного патинирования.

Архитектурная бронза содержит 57% меди, 40% цинка и 3% свинца. Удельный вес архитектурной бронзы составляет от 8,7 до 8,9 г/см³.

В древнем мире на протяжении долгого времени бронза была самым прочным металлом, почему этот период и получил название «бронзовый век» (ок. 3500 г. до н. э. – ок. 1200 г. до н. э.). Самые ранние из бронзовых предметов найдены археологами на Иранском плато (датируется 5000 г. до н. э.) и на территории Сербии (ок. 4650 г. до н. э.). К концу IV тысячелетия до н. э. относятся другие обнаруженные в Египте, Иране, Ираке, Китае артефакты из бронзы. На протяжении столетий из нее изготавливали орудия труда, оружие, строительные материалы, произведения искусства. Бронзе мы обязаны множеством скульптурных памятников, выставленных в музеях и украшающих улицы и площади по всему миру.

Бронза – это сплав меди, как правило, с оловом (12-12,5%), но к бронзам относятся и медные сплавы с алюминием, кремнием, свинцом и другими элементами. Различают оловянные и безоловянные бронзы. Для литья и обработки методом пластических деформаций из оловянных бронз подходит только та, в которой не больше 6% олова, так как повышение его количества снижает твердость материала. Бронза прочна и износостойка, а более низкая, чем у железа и стали, температура плавления делает ее, по сравнению с ними, более легкой в производстве. Также бронза хорошо поддается вторичной переработке.

Расплавленную бронзу заливают в предварительно подготовленные литейные формы. При застывании сплава получаются заготовки (чушки), вес которых может доходить до 40 с лишним килограммов. Из бронзовых чушек в результате переплавки или механической обработки производят разнообразные изделия.

Бронза применяется в машино-, судо- и авиастроении, в производстве станков, химической аппаратуры, в электротехнике. Из бронзы изготавливают арматуру и детали, которые используются в агрессивных средах. Медицинская бронза, обладающая антимикробными свойствами, используется для создания медицинских инструментов и аппаратуры.
Пластичность, прочность, красота и благородный вид сделали бронзу настоящей находкой для скульпторов и всех, кто занимается художественными литьем и ковкой.

Благодаря естественному процессу окисления, бронза покрывается оксидным слоем (патиной), который защищает ее от коррозии. Патина также может быть создана искусственно – при помощи химических веществ или механическим способом. Образовавшаяся патина обладает антикоррозионными свойствами и придает изделию красивый оттенок.

Удельный вес бронзы – 8,7 – 8,9 г/см³, ее алюминиевых марок – 7,7 г/см³. Температура плавления – 950ºС.

Название «чугун» – тюркского происхождения, оно произносилось как «чогун» и восходит к слову, означающему «пламя, жар», «блеск, сияние». А технология выплавки чугуна впервые появилась в Китае и на сопредельных территориях в раннем железном веке. Процесс осуществлялся в низких сыродутных печах, но уже в IV-III веке до н. э. китайцы получали достаточно много этого материала, пусть уступавшего в прочности бронзе, но дешевого и доступного.

По сравнению с низкими сыродутными печами более производительными были постоянные высокие печи, изобретенные в Индии в начале I тысячелетия до н. э., со временем попавшие в Китай и, уже в Средние века, в Европу, где их называли штукофенами. Следующая ступень в развитии черной металлургии была связана с изобретением в Китае в IV веке доменных печей. Во второй четверти XX века началось легирования чугуна, значительно улучшившее его характеристики.

В разное время из чугуна изготавливали, а что-то продолжают выпускать до сих пор, следующие изделия: сельскохозяйственные орудия, бытовые предметы, пушки и ядра, водопроводные и канализационные трубы, рельсы, камины, мосты, декоративные элементы, мелкую пластику. На Руси особое распространение получила чугунная посуда для использования ее в русской печи – чугуны или чугунки.

Чугун – это сплав железа с углеродом и другими элементами, в котором углерода больше 2,14% (до 6,67%), в отличие от стали, где его количество, наоборот, ниже этой цифры. Из-за повышенного содержания углерода чугун более хрупок, нежели сталь, при этом легированный чугун обладает достаточной прочностью, стойкостью к коррозии в умеренных по воздействию условиях окружающей среды, отличается хорошими литейными свойствами. Температура плавления чугуна – от 1150 до 1500ºС, что примерно на 300ºС ниже, чем у чистого железа. Податливость чугуна в ковке сделали его востребованным для производства художественных изделий.

Из доменной печи, в которой плавят железную руду с коксом и известью, передельный чугун в расплавленном виде отправляют в электродуговую или индукционную печь, где осуществляется производство стали. Литейный чугун разливают на чугунолитейной машине, в результате чего получаются заготовки для последующего использования.

С чугунными заготовками, или чушками, можно работать на автоматизированных конвейерных линиях. Лазерные станки легко придают изделию нужную форму и сохраняют текстуру материала. Чугун также обрабатывают вручную при помощи соответствующих инструментов.

Сегодня более 95% чугуна перерабатывают в сталь, остальной применяют для фасонного литья и в производстве ферросплавов. Чугун используют в строительстве, для производства промышленных и бытовых резервуаров, для опор ЛЭП, в машиностроении. В быту этот материал чаще всего встречается в виде ванн, раковин, труб, радиаторов, посуды. Он также используется для изготовления разнообразных художественных изделий – кованых решеток, ворот, каминов и др.

Чугунное изделие можно оставить с его первоначальной, темной матовой, поверхностью, которая выглядит стильно, но для большей сохранности, особенно в неблагоприятных условиях, ее лучше покрыть специальным слоем. Для защиты изделия и придания ему лучшего вида его можно покрасить, данный процесс осуществляют не только в производственных, но и в домашних условиях.

Удельный вес чугуна составляет 7,1-7,5 г/см³, но этот показатель может снижаться в зависимости от наличия в сплаве примесей. Чугун редко продается в листах, чаще всего его можно приобрести в виде труб различных диаметра и длины.