Что легче алюминий или цинк
Сравнение алюминия и цинка: как отличить 2 металла
Отличить алюминий от других металлов легко благодаря его легкости. Металл относится к широко распространенным, востребован в промышленной и пищевой промышленности. Отличить цинк от алюминия самостоятельно не составит труда. Для этого достаточно владеть необходимыми знаниями и методиками. Предлагаем ознакомиться с ними подробнее.
Как отличить цинк от алюминия?
Альтернативными вариантами, позволяющими ответить на вопрос как отличить цинк от алюминия, доступными в домашних условиях, являются следующие.
Минимальных школьных знаний достаточно для определения состава и разновидности элемента. Алюминий имеет серебристый оттенок, малый вес, гибкий. Цинк имеет голубоватый оттенок, тяжелей предыдущего материала, при обычных условиях не гнется. Хрупкий, быстро ломается.
Для определения разновидности металла по плотности понадобится мерный цилиндр и вода. Суть методики заключается в постепенном погружении изделия в жидкость. При погружении тела в воду происходит высвобождение определенного количества жидкости. Применение простейшей физической формулы позволяет вычислить плотность материала. Остальное остается за табличными данными. Если полученный показатель близок к 2,7/мл, значит перед вами стопроцентный алюминий.
Многим элементом свойственно притягивание магнитом. Однако, это свойство не применимо к Al. Поэтому для определения качественных характеристик достаточно к изделию поднести магнит. Если металл никаким образом не отреагирует, и он имеет серебристый оттенок, значит перед вами алюминий.
Единственным отрицательным моментом методики является невозможность выделения сплав. Если в нем содержится большое количество алюминия, магнит также на него не окажет воздействия. Поэтому для определения чистоты сплава придется использовать дополнительные методики.
Параметры теплопроводности алюминия намного выше, чем у других элементов таблицы Менделеева. Поэтому одинаковый объем жидкости при одинаковых условиях в алюминиевой посуде доводится до кипения намного быстрее. Максимальная температура плавления Al составляет 660 градусов.
Определить Al легко. Достаточно на предварительно очищенную поверхность нанести щелочь. Через некоторое время поверхность окислится, что можно будет увидеть визуально.
Аналогичная реакция происходит при воздействии на металл кислоты, в том числе и сока лимона. Агрессивное воздействие кислоты проявляется появлением темно-серых пятен, нарушающих внешний вид изделия.
Отличие алюминия от сплавов на их основе
Чтобы найти различия между алюминием сплавами на его основе потребуется проведение лабораторных исследований. Однако, Кулибины нашли несколько способов, которые можно использовать самим, в домашних условиях.
Вторым способом определения наличия дополнительных элементов в составе алюминия является проверка его перекисью водорода. При нанесении на поверхностный слой нескольких капель перекиси водорода сплав начнет изменять цвет в сторону потемнения, чего нельзя сказать про алюминий.
Более точно определить состав изделия можно посредством проведения экспертизы профессиональными экспертами.
Заключение
Несмотря на схожесть между металлами, определить, где какой легко. Многочисленные методики подтверждают, что самым популярным из них является определение изделия по весу. Различить изделия между собой поможет масса и цвет. Серебристый алюминий намного легче цинка. Если вы сомневаетесь, предлагаем воспользоваться другими, вышеуказанными методиками.
«AnexMetall» — металлоприемка, оказывающая комплекс услуг по приему черного и цветного металлолома, лома кабеля, утилизации, демонтажу и прочее.
Цинк или алюминий что прочнее
Сравнение алюминия и цинка: как отличить 2 металла
Отличить алюминий от других металлов легко благодаря его легкости. Металл относится к широко распространенным, востребован в промышленной и пищевой промышленности. Отличить цинк от алюминия самостоятельно не составит труда. Для этого достаточно владеть необходимыми знаниями и методиками. Предлагаем ознакомиться с ними подробнее.
Как отличить цинк от алюминия?
Альтернативными вариантами, позволяющими ответить на вопрос как отличить цинк от алюминия, доступными в домашних условиях, являются следующие.
Минимальных школьных знаний достаточно для определения состава и разновидности элемента. Алюминий имеет серебристый оттенок, малый вес, гибкий. Цинк имеет голубоватый оттенок, тяжелей предыдущего материала, при обычных условиях не гнется. Хрупкий, быстро ломается.
Для определения разновидности металла по плотности понадобится мерный цилиндр и вода. Суть методики заключается в постепенном погружении изделия в жидкость. При погружении тела в воду происходит высвобождение определенного количества жидкости. Применение простейшей физической формулы позволяет вычислить плотность материала. Остальное остается за табличными данными. Если полученный показатель близок к 2,7/мл, значит перед вами стопроцентный алюминий.
Многим элементом свойственно притягивание магнитом. Однако, это свойство не применимо к Al. Поэтому для определения качественных характеристик достаточно к изделию поднести магнит. Если металл никаким образом не отреагирует, и он имеет серебристый оттенок, значит перед вами алюминий.
Единственным отрицательным моментом методики является невозможность выделения сплав. Если в нем содержится большое количество алюминия, магнит также на него не окажет воздействия. Поэтому для определения чистоты сплава придется использовать дополнительные методики.
Параметры теплопроводности алюминия намного выше, чем у других элементов таблицы Менделеева. Поэтому одинаковый объем жидкости при одинаковых условиях в алюминиевой посуде доводится до кипения намного быстрее. Максимальная температура плавления Al составляет 660 градусов.
Определить Al легко. Достаточно на предварительно очищенную поверхность нанести щелочь. Через некоторое время поверхность окислится, что можно будет увидеть визуально.
Аналогичная реакция происходит при воздействии на металл кислоты, в том числе и сока лимона. Агрессивное воздействие кислоты проявляется появлением темно-серых пятен, нарушающих внешний вид изделия.
Отличие алюминия от сплавов на их основе
Чтобы найти различия между алюминием сплавами на его основе потребуется проведение лабораторных исследований. Однако, Кулибины нашли несколько способов, которые можно использовать самим, в домашних условиях.
Вторым способом определения наличия дополнительных элементов в составе алюминия является проверка его перекисью водорода. При нанесении на поверхностный слой нескольких капель перекиси водорода сплав начнет изменять цвет в сторону потемнения, чего нельзя сказать про алюминий.
Более точно определить состав изделия можно посредством проведения экспертизы профессиональными экспертами.
Заключение
Несмотря на схожесть между металлами, определить, где какой легко. Многочисленные методики подтверждают, что самым популярным из них является определение изделия по весу. Различить изделия между собой поможет масса и цвет. Серебристый алюминий намного легче цинка. Если вы сомневаетесь, предлагаем воспользоваться другими, вышеуказанными методиками.
«AnexMetall» — металлоприемка, оказывающая комплекс услуг по приему черного и цветного металлолома, лома кабеля, утилизации, демонтажу и прочее.
Сравнение алюминия и цинка: как отличить 2 металла
Металлы и сплавы так тесно вошли в нашу жизнь, что порой мы даже не задумываемся о них. Еще в 4-3 тысячелетиях до нашей эры произошло первое знакомство человека с самородками. С тех пор прошло много времени, и с каждым годом обработка металла только совершенствовалась.
Большую роль в этом сыграл такой металл, как цинк. Сплавы на его основе используются во многих отраслях. В данной статье мы рассмотрим цинковые сплавы и их роль в нашей жизни.
Переходный металл
Известно, что цинк – это голубовато-белый хрупкий переходный металл. Его добывают из полуметаллических руд. Процесс получения чистого цинка достаточно сложный и трудоемкий. В первую очередь руду, содержащую от 1-4% цинка, обогащают селективной флотацией. Благодаря этому процессу получают концентраты (55% Zn). Далее необходимо получить оксид цинка. Для этого в печах в кипящем слое обжигают полученные концентраты. Только из оксида цинка можно получить этот металл в чистом виде, и для этого существует два способа.
Физические свойства
Цинк обладает слабыми механическими свойствами, при нормальной температуре легко ломается и крошится, но при температуре 100 C о-150 C о становится довольно тягучим и легко поддается деформации: куется, раскатывается в листы. Простая вода для металла безопасна, а кислоты и щелочи легко разъедают. Из-за этого цинк в чистом виде для изготовления деталей не применяют, только сплавы.
Получение цинка
Первый – электролитический, основывается на обработке оксида цинка серной кислотой. В результате этой реакции образовывается сульфатный раствор, который очищают от примесей и подвергают электролизу. На алюминиевых катодах осаживается цинк, который затем плавят в индукционных печах. Чистота цинка, полученного таким образом, составляет около 99,95%.
Второй способ, наиболее давний – дистилляционный. Концентраты нагревают до очень высокой температуры (около 1000°С), выделяются пары цинка, которые путем конденсации оседают на глиняных сосудах. Но этот способ не дает такой чистоты, как первый. В полученных парах содержится около 3% различных примесей, включая такой ценный элемент, как кадмий. Поэтому дальше Zn очищают ликвацией. При температуре 500°С его отстаивают некоторое время и получают чистоту 98%. Для дальнейшего изготовления сплавов этого достаточно, ведь потом цинк все равно легируют этими же элементами. Если этого недостаточно, применяют ректификацию и получают цинк с чистотой 99,995%. Таким образом, оба способа позволяют получить высокочистый цинк.
Неразлучная пара металлов
Как правило, свинец присутствует в составе цинковых сплавов в качестве примеси. В природе эта неразлучная пара металлов встречается достаточно часто. Но на самом деле, большое содержание свинца в цинковом сплаве ухудшает его физические свойства, создавая склонность к межкристаллитной коррозии, если его содержание превышает 0,007%. Чаще всего свинец и цинк встречаются вместе в оловянных бронзах и латуни.
Если говорить об эвтектике этих двух элементов, то важно заметить, что до температуры 800°С они не смешиваются между собой и представляют две разные жидкости. При быстром охлаждении происходит равномерное распределение Pb в виде округлых включений по границам зерен. Сплав цинк-свинец используется для изготовления типографского клише благодаря тому, что он очень быстро растворяется в кислоте. Чаще всего примеси свинца удаляют из цинка при помощи дистилляционного способа.
Сплавы на основе меди
Медь — цветной металл, который на поверхности имеет красный оттенок, а в изломе — розовый. В периодической системе Д.И. Менделеева обозначается символом Cu. В чистом виде металл имеет высокую степень пластичности, электро- и теплопроводности, а также характеризуется устойчивостью к коррозии. Это позволяет использовать медь и ее сплавы для кровель ответственных зданий.
Благодаря пластичности медь легко поддается обработке давлением, но плохо режется. Из-за большой усадки металл обладает низкими литейными свойствами. Любые примеси, за исключением серебра, оказывают большое влияние на вещество и снижают его электрическую проводимость.
При маркировке меди используется буква М с числом, которое обозначает марку. Чем меньше номер марки, тем больше в ней чистого вещества. Например, М00 содержит 99,99 % меди, а М4 — 99 %.
Наиболее широкое применение в технике находят две группы медных сплавов — бронзы и латуни.
Бронзы
Бронзы — сплавы на основе меди, в которых легирующим элементом является любой металл, кроме цинка. Наиболее часто применяются сплавы меди со свинцом, оловом, алюминием, кремнием и сурьмой.
Все бронзы по химическому составу делятся на оловянные и специальные, или безоловянные, то есть не содержащие в своем составе олова.
Оловянные бронзы отличаются наиболее высокими литейными, механическими и антифрикционными свойствами, а также имеют повышенную устойчивость к коррозии. Из-за высокой стоимости олова эти сплавы применяют ограниченно.
Специальные бронзы часто используют в качестве заменителей оловянных, и некоторые имеют лучшие технологические свойства. Выделяются следующие виды специальных бронз:
Все бронзы имеют хорошие антифрикционные показатели, коррозионную стойкость, высокие литейные свойства, которые позволяют использовать сплавы для изготовления памятников, отливки колоколов и др.
При маркировке бронз используются начальные буквы Бр, после которых идут первые буквы названий основных металлов с указанием их содержания в процентах. Например, сплав БрОФ8-0,3 включает 8% олова и 0,3% фосфора.
Латуни
Латунями называют сплавы меди и цинка с добавлением других металлов — алюминия, свинца, никеля, марганца, кремния и др. В простых латунях содержится только медь и цинк, а многокомпонентные сплавы включают от 1% до 8% различных легирующих элементов, которые добавляют для улучшения различных свойств.
Процентное содержание цинка в любой латуни не превышает 50 %. Эти сплавы стоят дешевле, чем чистая медь, а благодаря добавлению цинка и легирующих элементов, они обладает большей устойчивостью к коррозии, прочностью и вязкостью, а также характеризуются высокими литейными свойствами. Латуни используют для изготовления деталей методами прокатки, вытяжки, штамповки и др.
При маркировке простой латуни используется буква Л и число, обозначающее содержание меди. Например, марка Л96 содержит 96% меди. Для многокомпонентных латуней используется сложная формула: буква Л, затем первые буквы основных металлов, цифра, обозначающая содержание меди, а затем состав других элементов по порядку. Например, латунь ЛАМш77-2–0,05 содержит 77% меди, 2% алюминия, 0,05% мышьяка, остальное — цинк.
Сплав меди с цинком
Латунь – это сплав, известный еще до нашей эры. В те времена цинк еще не был открыт, но руда использовалась достаточно широко. Раньше получали латунь, сплавляя смитсонит (цинковую руду) и медь. Только в XVIII веке впервые изготовили этот сплав с использованием металлического цинка.
В наше время существует несколько разновидностей латуни: однофазные и двухфазные. Первые содержат в себе около 35% цинка, а вторые – 50% и 4% свинца. Однофазные латуни очень пластичны, в то время как вторая разновидность характеризуется хрупкостью и твердостью. Рассмотрев диаграмму состояния этих двух элементов, можно сделать вывод, что они образуют ряд фаз электронного вида: β, γ, ε. Интересная разновидность латуни – это томпак. Он содержит всего до 10% цинка и за счет этого отличается очень высокой пластичностью. Томпак с успехом применяется для плакирования стали и получения биметаллов. Раньше его использовали для изготовления монет и имитации золота.
Цинк и сталь
Практически в каждом доме можно встретить оцинкованные вещи: ведра, кастрюли, выварки и пр. Все они надежно защищены от ржавчины именно благодаря цинку. Образно выражаясь, конечно, на сталь наносится напыление этого металла, и по логике вещей речь не идет о сплаве. С другой стороны, зная, как происходит оцинкование, можно утверждать обратное. Дело в том, что цинк плавится при очень низкой температуре (около 400°С), а когда он в жидком состоянии попадает на поверхность стали, то диффундирует в неё.
Атомы обоих веществ очень крепко связываются между собой, образуя железоцинковый сплав. По этой причине можно смело сказать, что Zn не «уложен» на изделие, а «внедрен» в него. Это можно наблюдать в обычной бытовой ситуации. К примеру, на оцинкованном ведре появляется царапина. Начинает ли оно в этом месте ржаветь? Ответ однозначный – нет. Это происходит потому, что при попадании влаги начинают разрушаться соединения цинка, но при этом они образуют некую защиту для стали. Так, в большинстве случаев такие цинковые сплавы предназначены для защиты изделий от коррозии. Конечно, для этих целей можно использовать и другие вещества, такие как хром или никель, но стоимость этих изделий будет в разы больше.
Обработка стали с покрытием Galfan
Формование
Обычно сталь без покрытия и оцинкованную сталь можно подвергать формованию одними и теми же способами без существенного изменения технологических условий. Из-за небольших различий в поверхностных свойствах иногда возникает необходимость внести незначительные изменения, например, в смазку, геометрию инструментов или усилие зажима. К достоинствам металлического покрытия относится его смазывающее действие, которое эффективно проявляет себя при низком и умеренном поверхностном давлении в процессе формования.
Ламинарная микроструктура покрытия Galfan идеально подходит для роликового формования, глубокой вытяжки повышенной сложности, профилирования и гибки. Тончайший интерметаллический соединительный слой покрытия Galfan со сталью проявляет колоссальную стойкость к растрескиванию. Благодаря этим двум свойствам, покрытие Galfan идеально подходит для сложного формования.
Результаты формования стали с металлическим покрытием зависят от таких факторов, как геометрия элементов, марка стали, тип металлического покрытия, толщина, качественные характеристики поверхности и ее защита, а также от инструментов формования.
Сварка
В общем и целом, изделия из стали с металлическим покрытием можно сваривать различными способами, включая контактную, лазерную и дуговую сварку. Когда рекомендации по сварке соблюдаются, механические свойства сварных швов ничем не отличаются от аналогичных показателей стали без покрытия. Сварка изделий из стали с цинково-алюминиевым (ZA) покрытием производится с теми же параметрами, что и сварка оцинкованной (Z) стали. Сокращение толщины покрытия за счет применения цинково-алюминиевого сплава Galfan позволяет уменьшить сварочный ток и продлить срок службы электродов.
Сталь с металлическим покрытием чаще всего обрабатывается такими способами контактной сварки, как, например, точечная сварка, обеспечивающая превосходные результаты. Полезные антикоррозийные свойства покрытия на основе цинка, как правило, локализуются в пределах надлежащим образом выполненной точечной сварки. Из-за пониженного контактного сопротивления стали с металлическим покрытием ее точечная сварка требует чуть повышенного тока и усилия на электродах, по сравнению со сталью без покрытия. Аналогичные образом, сварочный ток немного повышается с увеличением толщины покрытия. Поэтому не рекомендуется сваривать сталь с излишне толстым покрытием, которое снижает пригодность материала к сварке и сокращает срок службы сварочных электродов.
Сталь с металлическим покрытием идеально пригодна и для лазерной сварки, отличающейся узкими (всего несколько мм) швами и малым тепловложением. Применение любого способа сварки плавлением диктует необходимость ограничить до минимума площадь подверженного нагреву участка стального листа с металлическим покрытием, а следовательно, и тепловложение. Подобно поверхности с царапинами, участок с узким сварным швом защищен от катодной коррозии благодаря защитным свойствам покрытия на основе цинка. Тем не менее, после сварки плавлением участки со сварными швами рекомендуется окрашивать или наносить на них иное подходящее защитное покрытие.
Особое внимание необходимо уделить вентиляции на рабочем месте в силу того, что при сварке стали с покрытием на цинковой основе образуются пары, содержащие окись цинка.
Соединение
Все покрытия на основе цинка пригодны для клеевого соединения при условии, что поверхность приспособлена для нанесения связующего вещества (эпоксидного, акрилового или полиуретанового). Одним из преимуществ клеевого соединения является сохранение антикоррозионных свойств покрытия, которое в области соединения остается практически нетронутым. Чтобы обеспечить прочность клеевого соединения, необходимо тщательно очистить поверхность от малейших следов масел и любого загрязнения. Во многих случаях на поверхность, предназначенную для клеевого соединения, рекомендуется наносить тонкое органическое покрытие (TOC). Совместимость поверхности со связующим веществом всегда анализируется в индивидуальном порядке.
Для механического соединения изделий с покрытием Galfan в одинаковой степени пригодны как стержневые (напр., болтовое соединение или клепка), так и бесстержневые способы. Так, например, покрытие Galfan, отличающееся высочайшей пригодностью к формованию, подходит для фальцевания, завальцовки, стержневого или обжимного соединения. С покрытием Galfan можно применять газопламенную и дуговую пайку. При клеевом соединении с покрытием Galfan применяются те же связующие материалы, что и с оцинкованной сталью.
Окраска
Придавая готовой продукции нужный цвет, окраска также повышает защиту от коррозии. Аналогично цинковому (Z) покрытию, покрытие Galfan (ZA) служит хорошей основой для окраски, если подобрать подходящую краску. При этом применяются те же виды краски и способы окраски, что и с оцинкованной (Z) сталью. После прокатки в дрессировочной клети поверхность типа B приобретает те качественные характеристики, которые требуются для окраски.
Чтобы обеспечить прочную адгезию слоя краски, необходимо тщательно очистить поверхность от малейших следов масел и любого загрязнения. Для повышения прочности адгезии слоя краски сталь с покрытием на основе цинка можно подвергнуть фосфатированию или другой подходящей предварительной обработке.
Олово и цинк
Данный сплав не менее популярен, чем другие, уже рассмотренные нами ранее. В 1917-1918-х годах в Болгарии он широко использовался для изготовления специальных сосудов, которые держали теплую жидкость долгое время (аналоги современных термосов). В наше время сплав цинк-олово очень широко используется в радио- и электропромышленности. Это связано с тем, что состав с содержанием Zn 20% очень хорошо паяется, и полировка осадка сохраняется продолжительное время.
Конечно же, как антикоррозионное покрытие данный сплав также может быть использован. По своим характеристикам он очень похож на кадмиевое покрытие, но при этом менее дорогостоящий.
Свойства цинковых сплавов
Конечно же, все составы с этим металлом отличаются между собой его процентным содержанием. В целом цинковые сплавы имеют хорошие литейные и механические свойства. Первое и самое главное – коррозионная стойкость. Больше всего она проявляется в атмосфере сухого чистого воздуха. Возможные проявления коррозии можно заметить в промышленных городах. Это обуславливается наличием в воздухе паров соляной кислоты, хлора и оксидов серы, которые, конденсируясь влагой, затрудняют образование защитной пленки. Медь-олово-цинк – сплав, который характеризуется высокими защитными свойствами. Именно такой состав наименее подвержен коррозии, особенно в условиях промышленной атмосферы. Если говорить о литейных свойствах цинка, то, конечно же, они зависят от легирующих элементов в его сплавах.
Так, например, алюминий делает их структуру однородной, мелкозернистой, облагораживает её, уменьшает отрицательное влияние железа. Еще один важный легирующий элемент – медь. Он увеличивает прочностные характеристики и уменьшает межкристаллическую коррозию. Медно-цинковый сплав обладает высокой ударной вязкостью, но при этом частично теряет свои литейные свойства.
Виды сплавов
В промышленности применяют следующие цинковые сплавы для литья:
Сплав олова и цинка
Сплав меди, цинка и никеля
Сплав меди и цинка
Приведенные сплавы применяют для выполнения литья под давлением. Из них производят отливки сложной формы, при этом толщина стенки может составлять 0,6 мм. Эти же сплавы могут быть использованы для литья в кокиль или песчаные формы. Цинковые литейные сплавы должны отвечать следующему требованию – минимальное количество примесей, а именно в сплавах, должно быть, сведено к минимуму содержания свинца, железа и некоторых других.
Области применения цинка и его сплавов
На самом деле, детали из цинковых сплавов достаточно распространены и в наше время. Несмотря на то что пластик вытесняет металлические изделия, в некоторых случаях без них не обойтись. Например, автомобилестроение – отрасль, в которой не обойтись без цинковых сплавов. Фильтры, отстойники, корпуса карбюраторов и бензонасосов, надколесные кожухи, глушители – всё это и многое другое изготавливается при помощи соединений этого химического элемента.
Благодаря тому что цинковые сплавы имеют хорошие литейные свойства, из них отливают сложные детали различных форм с минимальной толщиной стенок. Строительство – еще одна область, в которой не обойтись без этих сплавов. Цинковый прокат используют для кровельных покрытий, изготовления труб и сточных желобов. Несмотря на то что существует тенденция снижения производства цинковых сплавов, отказаться от их изготовления не представляется возможным из-за относительной дешевизны и механических свойств материала.