какой металл окисляется синим цветом
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:
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:
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:
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:
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.
Основные цветные металлы и сплавы
Металлы – это группа веществ, которые в природе встречаются в виде руд и соединений. В свободном виде добывают очень немногие разновидности: в частности, драгоценные металлы. В состав черных металлов входит железо, в составе цветных этот элемент отсутствует. Как правило, это сплавы, более устойчивые к внешним воздействиям и активно используются в разных отраслях промышленности.
Зачастую они продаются в виде проката и, несмотря на название, могут не отличаться ярким цветом или блеском. В зависимости от степени сложности добычи и обработки формируется и итоговая стоимость металлопроката.
Цветные металлы всегда имели высокую ценность в промышленности, потому подлежат обязательной переработке. Приемом металла занимаются специализированные пункты. Последнее время, цены на цветмет непреклонно растут. По ссылке Вы можете изучить актуальные цены, по которым можно сдать цветной металл: https://citylom.ru/priem-czvetnogo-metalla
Плюсы металлов и сплавов
Разновидности цветных металлов
Медь
Относится к группе тяжелых металлов. В исходном состоянии она пластичная, розовато-золотистого цвета. Отличается высокой электропроводностью, поэтому используется в электрике и электронике. Проста в обработке. Сплав меди с цинком – это латунь, с прочими металлами – бронза.
Цинк
Тяжелый сине-белый металл. Если чистый цинк взаимодействует с кислородом, на его поверхности появляется оксидная пленка. Очень востребован в разных областях промышленности.
Свинец
Олово
Тяжелый металл серого или белого цвета. В виде порошка быстро темнеет. Даже в холодном виде олово очень гибкое и пластичное, легко плавится. Для изготовления крепежей и фурнитуры используются сплавы олова с кадмием и висмутом.\
Магний
Относится к группе легких металлов. Серебристо-белый, высокая устойчивость к внешним факторам. Разрушается при нагреве до 600 градусов по Цельсию. Используется при строительстве транспортных средств, в военной промышленности.
Алюминий
Один из самых популярных легких металлов. Следует знать, что он плохо поддается сварке. Высокая электропроводимость, простой процесс обработки, низкая себестоимость. Используется в разных сферах промышленности.
Сурьма
Это представитель подгруппы малых цветных металлов. Сизо-белая, с синеватым оттенком. Легко крошится, используется в тандеме с другими металлами. Применяют сурьму и в медицинских целях.
Ртуть
Агрегатное состояние малого цветного металла – жидкое. Используется в медицинской отрасли и в промышленных целях.
Кадмий
Малый цветной металл белого цвета. Имеет характерный металлический отблеск. Можно легко разрезать ножом. В чистом виде очень токсичен.
Молибден
Легирующий мягкий серебристый металл. В чистом виде в природе не встречается. Легко обрабатывается, менее прочный, чем вольфрам. Применяют в ракетостроительной промышленности и авиации.
Вольфрам
Легирующий бело-серебристый металл, очень похож на платину. Плотный, туго плавится, используется в ювелирной отрасли, промышленности, медицине.\
Ванадий
Легирующий пластичный металл бело-серебристого цвета. Пластичный, используется чаще в составе сплавов. Устойчив к коррозии, повышает прочность других металлов.
Кобальт
Легирующий металл серебристого цвета, может иметь синеватый или желтоватый оттенок. Используется при изготовлении медицинского оборудования, инструментов.
Серебро
Благородный металл, который отличается высокой пластичностью. Не окисляется, имеет высокую электро- и теплопроводимость.
Золото
Благородный цветной металл, который не окисляется даже в расплавленном состоянии. Растворяется только в смеси азотной и соляной кислоты. Хорошо поддается обработке.
Платина
Благородный металл, используется в чистом виде и высоко ценится. Устойчива к внешним воздействиям и деформациям.
Тантал
Ниобий
Редкий цветной металл с характерным стальным отблеском. Тугоплавкий, с высокими парамагнитными свойствами. Используют в радиоэлектронике и авиационной промышленности.
Никель
Тяжелый металл, серебристо-белый, очень пластичный. Входит в ряд сплавов, ферромагнетик. Прост в обработке, из никеля изготавливают спирали, трубы, листы и прочие элементы.
Титан
Несмотря на то, что титан – представитель группы легких металлов, он отличается высокой прочностью. Используется в чистом виде и в сплавах. Из титана изготавливают качественные механизмы и крепежи.
Одним из ведущих производителей никелевого и титанового проката является компания Уральский никелевый прокат.
Какие металлы окисляются зеленым цветом
Как определить металл
Как определить, какой металл перед вами? Этот вопрос крайне важен, например, в ситуациях, когда необходимо подобрать марку электрода или присадочного прутка, а тип материала неизвестен. При отсутствии возможности прибегнуть к специальным исследованиям — спектральному анализу или анализу на углерод — первое, что можно сделать, это провести визуальный осмотр. Процесс лучше совместить с такими способами, как высекание искры, закалка, проверка напильником, изучение залома.
Для исследования образца материала и сопоставления результата пригодятся следующие сведения:
Изображение №1: различия металлов по цвету
Определение марки стали
Стальные заготовки изготавливаются из твердых металлических растворов, в основе которых — углерод и железо. В зависимости от содержания углерода материалы делятся на: низкоуглеродистые (до 0,25%), среднеуглеродистые (до 0,6%), высокоуглеродистые (0,6% и более).
Легирование сталей дополнительными материалами позволяет добиться более качественного состава с уникальными свойствами. Добавлены могут быть: титан, никель, медь, молибден и пр. Выделяют высоколегированные (от 10%), среднелегированные (до 10%) и малолегированные стали (до 2,5%).
Обычно стальные заготовки имеют маркировки, которые позволяют определить марку и другие особенности материала путем визуального осмотра. Но если таких отметок нет, можно использовать следующие способы для получения нужных сведений:
Изображение №2: определение марки стали по искре
Зеленый налет
Итак, мы узнали, на какие составные части разлагается зеленый налет. Он образуется на медных предметах, поскольку в воздухе всегда есть и диоксид углерода, и пары воды. Зеленый налет называют патиной. Такая же соль встречается и в природе — это не что иное как знаменитый минерал малахит. [34]
Безопасные средства и инструменты для чистки меди
Чтобы правильно подобрать метод очищения меди в домашних условиях, следует определить, есть ли на изделии налет из окиси или оно покрыто лаком. Для этого на потемневшее место нужно нанести небольшое количество смеси из соды и уксусной кислоты. Если обработанная область быстро посветлеет и начнет блестеть, значит, изделие не покрыто лаком и нуждается в очищении. Если же защита присутствует, достаточно помыть медный предмет теплой мыльной водой.
Зеленый налет на меди выделяет токсины, а чистящие средства могут быть вредны для здоровья, поэтому начиная чистку изделий, следует позаботиться о собственной безопасности. Необходимо приготовить резиновые перчатки, защитные очки и ватно-марлевую повязку.
Самые бережные средства
Ценные медные изделия, такие как монеты или антиквариат, необходимо очищать очень осторожно, используя средства, которые не оставляют царапин и не портят поверхность. Можно применить:
Последний способ занимает много времени. Сильные загрязнения им с первого раза не удалить. Зато он бережный и не повредит ценное изделие.
Химические средства для чистки медных изделий
Очищая медь от зеленоватого налета химией, не стоит использовать абразивные вещества, которые могут поцарапать поверхность. Лучше приобретать препараты, предназначение для драгоценных и цветных металлов, которые выпускаются в виде гелей и пасты.
Названия некоторых средств для чистки меди:
Прежде чем использовать препарат, следует испробовать его на небольшой поверхности медного изделия. Если металл не реагирует, продолжать чистку.
Народные средства для удаления налета с меди
Почистить медные изделия можно подручными веществами, которые дешевле и безопаснее для организма, чем химия. Вот несколько простых рецептов:
Применяя любой из методов, необходимо придерживаться правил безопасности.
Патина и ее виды
Патина – это защитная пленка, которая покрывает медь при окислении на воздухе. Она необходима для предохранения изделий от дальнейшего разрушения. Патина может делиться по нескольким категориям:
Патина может проявляться различными оттенками естественным путем
Благородная патина на медных предметах имеет черный цвет. Она защищает его от дальнейшего окисления и разрушения поверхности.
«Дикая» патина имеет зеленый налет. Она появляется на изделиях во влажной среде. Почему же она не ценится? Потому что, такой ее вид является следствием неправильного ухода за металлом, вследствие чего на нем появляются углубления, которые являются коррозией.
Дикая патина, так ли она плоха?
Обычно такой вид патины возникает на памятниках. Самый яркий пример — это статуя Свободы в Нью-Йорке. Наверное, если спросить каждого человека, какого она цвета, все скажут, что голубоватого, на самом же деле она сделана из меди и первоначально имела красноватый цвет.
Нанесение патины на медные монеты
Но, несмотря на все ее недостатки, дикая патина вошла в моду. Почему же это случилось? Это произошло потому, что ее легко можно воссоздать в домашних условиях за короткий период времени. Ею часто декорируют предметы мебели, ручки дверей и бижутерию. Она смотрится оригинально и в отличие от своего естественного аналога защищает изделие от воздействия окружающей среды.
Три способа изготовления патины в домашних условиях
Дикая патина на статуе Свободы
Первый способ – аммиачное патинирование. Для этого нужно взять пластиковый контейнер. На дно положить пару бумажных или обычных полотенец. Смочить их аммиаком. Затем посыпать крупной поваренной солью. Положить медный предмет изделие и посыпать его солью. А потом накрыть еще несколькими полотенцами, и полить все аммиаком.
Срок выдерживания изделия в контейнере зависит от желаемого результата. Первые изменения будут заметны спустя две минуты. Но благородный зеленый цвет будет хорошо виден только через 2 дня. После чего следует промыть изделие и высушить его.
Второй способ – запекание. Нужно взять 5 частей уксуса на 1 часть соли и смешать их. От габаритов изделия будет зависеть количество раствора. Нужно чтобы металл полностью был погружен в жидкость. Выдерживать изделие в растворе нужно час. По истечении времени вынуть его и положить на противень, который предварительно нужно застелить фольгой.
И запекать изделие при температуре 200 градусов до зеленоватого цвета. После нужно опять окунуть металл в раствор и выдержать его там час. Повторить запекание. Такую процедуру нужно повторить 3 раза, если нужен глубокий цвет или 2 раза, если нужен легкий налет старины. После вымыть и высушить металл.
Третий способ – патинирование с помощью яйца. Сварить его нужно вкрутую, очистить и разрезать напополам. Положить половинки яйца и изделие, которое нуждается в патинировании, в целлофановый пакет и завязать его. Яйцо выделяет серный газ, который входя в реакцию с медью, дает зеленый налет изделию. Нужно держать яйцо и изделие в пакете до тех пор, пока результат не станет удовлетворительным. Обычно это требует 1–2 дня.
Профилактика образования зеленого налета
Чтобы предотвратить окисление медных предметов, хранить их нужно в специальных футлярах, положив туда кусок мела. Не стоит допускать попадания на изделия из меди прямых лучей солнца. Также нужно хранить их подальше от обогревательных приборов и батарей.
Для предотвращения появления зеленого налета на медных украшениях нужно их мыть и полировать тряпочкой после каждого использования. Не стоит оставлять изделия влажными, лучше сразу же после мытья вытирать их насухо.
Научившись чистить медь от зеленого налета, можно продлить срок эксплуатации предметов и приборов. Они, в свою очередь, создадут уют в помещении, а медные украшения будут радовать блеском и теплым чистым видом.