关键的外卖
金属在日常生活中起着重要的作用。从珠宝到建筑和桥梁建筑，金属被认为是最通用的建筑材料之一。然而，大多数人都不知道金属有两大类:黑色金属和非黑色金属。
这两种材料具有不同的成分和性能，因而有不同的用途。
在这篇文章中，我们将概述黑色金属与非黑色金属的特征，并描述它们如何在各种应用中使用。
黑色金属
这个词f源自拉丁语“ferrum”，意思是铁。因此，黑色金属是那些主要由铁(Fe)．这些金属也可能含有一种或多种其他金属合金元素。黑色金属的使用可以追溯到公元前1200年，当时铁生产的发展迎来了铁器时代。
铁的存在使这些材料在建筑行业特别有价值的独特性质。黑色金属最具定义特性之一是他们的优越抗拉强度和延性．(了解更多关于这些特征深入看起来抗拉强度．）
碳钢，是最受欢迎的黑色金属之一，是建筑业的主要原料。这种材料的特性使其成为建造各种结构如建筑物和桥梁的理想材料。其他的黑色金属则用于强度和耐久性非常重要的苛刻应用，如海运集装箱、工业管道、铁路轨道和汽车。
虽然黑色金属被着名为它们的强度和延展性，但在暴露于空气和水分时，铁的存在使它们易于生锈。因此，一些黑色金属与其他元素合金化以增加其耐蚀性．不锈钢，例如，是一个铁合金耐腐蚀的，耐腐蚀的铬．(在文章中了解更多不锈钢为什么耐腐蚀?）
有色金属
有色金属，顾名思义，是不含铁的金属(铁氧体)。这些材料从铜器时代(大约公元前5000年)就开始使用了铜首先是用来制作陶器和珠宝。
有色金属的现代应用范围从屋顶和排水沟到管道和电子元件。因为这些金属不含铁，它们通常表现出比黑色金属更好的耐腐蚀性能。
铁的缺乏也给了它们一些特性，使它们适合于磁性可能不受欢迎的应用场合。此外，虽然有色金属不具有黑色金属的抗拉强度，但它们以易于塑成各种形状的能力而闻名，这一特性被称为可锻性．
有色金属一般因其稀缺性而价格较高。作为一个结果,有一个蓬勃发展的行业回收废料组件提取有色金属。例如，铜是第三次循环金属在这个世界上。
一些常用的有色金属包括铝、铜、锌、铅、镍和钛。贵金属和稀有金属，如金、银、铂、汞和钨也被认为是有色金属。
黑色金属和有色金属之间的关键差异
虽然之前已经提到了黑色金属和非黑色金属之间的一些关键区别，但在这里我们将更深入地探讨这两种金属的特性。
1.磁性
铁是一种自然磁性元件，因此由铁组成的材料将继承其磁特性。因此，黑色金属是磁性的，而有色金属不是。此属性允许易于识别和排序这两类金属。
铁的磁力主要是由于其极地分子结构。其原子环中的电子以非对称的方式布置。因此，当铁靠近磁场时，电子容易被拉到原子的一侧。
这一特性主要是黑色金属和磁铁之间的吸引力。另一方面，有色金属只有在电场穿过它们时才会被磁场吸引，从而导致它们的电子极化。
换一种解释，原子中的电子倾向于像微小的磁铁(南极和北极)。在有色金属中，电子成对排列，它们的“小磁铁”指向相反的方向，导致它们相互抵消了彼此的磁性。在铁原子中，电子的磁极指向同一个方向，使它们产生净磁效应。
因为铁具有分子水平的固有磁性，所以其电子可以在磁场的流动方向上容易地对准。反过来，这在铁和磁场之间产生了一种吸引力。
黑色金属的磁性使其成为电机和电气应用的理想材料。
2.氧化
氧化是原子失去电子的过程。由于铁的极性，它很可能失去电子给其他极性分子，如水。这发生在阳极在这个过程中，铁与水和氧反应生成水合铁(III)氧化物，通常称为铁锈。
图1.黑色表面与空气和水分反应，以引起生锈和降解。
由于有色金属不含铁，因此它们不会以与光铁对应相同的方式生锈。有色金属如铜，锌和钛与水和氧反应生成氧化层坚持金属表面并充当不透水的障碍。（了解这个过程如何工作金属镀层如何保护金属免受腐蚀．）
与水合氧化铁(III)不同的是，它是脆弱的、片状的，氧化锌和铜的氧化物耐用并保护底层基底免受进一步的腐蚀过程。有色金属的耐腐蚀性质使其成为高度腐蚀性环境中使用的理想选择。例如，铜管通常用于运输腐蚀性化学品和污水。
图2。锌表面与空气和水分反应，形成保护碳酸锌层。
然而，重要的是要注意，并非所有黑色金属都氧化以发展锈症。例如，不锈钢与铬合金合金，使其能够产生稳定的保护性氧化铬层。
3.拉伸强度
另一个区别黑色金属和非黑色金属的特征是它们的抗拉强度。由于铁的存在，黑色金属的容量通常远远超过有色金属。例如，钢被认为是最坚固的建筑材料之一。除了高的抗拉强度，钢还具有高水平的延展性，也就是说，它能够经受显著的挠度而不是永久的挠度变形．
虽然也有一些高强度的有色金属，但这些材料中很少有能够抵抗与铁合金相同的力。此外，尽管钛的强度性能与钢相当，但它的价格也要高得多。
因此，钛通常不用作建筑材料。(了解腐蚀对这种有色金属的影响关于钛腐蚀需要了解的5件事．）
| 元素 |
年轻的模量 (GPa) |
抵消或屈服强度 (MPa) |
极限强度 (MPa) |
| 带领 |
16 |
12 |
|
| 锡 |
47 |
9-14 |
15 - 200 |
| 铝 |
70 |
15 - 20 |
40-50 |
| 黄金 |
79 |
One hundred. |
|
| 银 |
83 |
170 |
|
| 锌(熟) |
105 |
110 - 200 |
|
| 硅 |
107 |
5000 - 9000 |
|
| 钛 |
120 |
100 - 225 |
240 - 370 |
| 铜 |
130 |
117 |
210 |
| 镍 |
170 |
14-35 |
140 - 195 |
| 钽 |
186 |
180 |
200. |
| 铁 |
211 |
80 - 100 |
350 |
| 钨钨 |
411. |
550. |
550 - 620 |
表1.各种金属的拉伸强度。注意大多数有色金属是如何具有劣质的抗拉强度。
我们学到了什么
理解黑色金属和有色金属之间的差异对于确保在预期应用中使用最合适的材料是必不可少的。
虽然铁的存在区分了这两种金属，但这种看似微小的变化赋予了黑色金属和非黑色金属非常独特的性质和特征。
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