ЛЕГКИЕ МЕТАЛЛЫ, металлы с небольшим (от 0,54 до 2,7) удельным весом; к ним относятся входящие в состав первых трех групп периодической системы металлы: литий — уд. в. 0,534, калий — 0,862, натрий — 0,971, рубидий — 1,56, цезий — 1,87, кальций — 1,55, магний — 1,74, бериллий — 1,84, стронций — 2,6 и алюминий — 2,7. Небольшой удельный вес является, однако, не для всех Л. м. важнейшим их свойством. Ряд Л. м., как щелочных и щелочноземельных, свое основное применение находит не в силу своего небольшого удельного веса, а вследствие других свойств и, в частности вследствие особых химических свойств. Так, кальций применяется как реагент для очистки инертных газов и как обезвоживающее средство при обработке масел и спиртов. В виде гидрида кальций применяется для получения водорода и при гидрогенизации жиров. Натрий находит применение в различных химических процессах — синтез органических веществ, производство цианистых соединений, перекисей и их производных в качестве восстановителя, для осушки газов и пр. Используя химическую активность Л. м., их применяют в качестве раскислителей при производстве сталей и литья цветных металлов. Для этой цели применяется магний и особенно в больших количествах алюминий. Химическая активность Л. м. поотношению к кислороду, позволяет получать при посредстве Л. м. трудно восстанавливаемые металлы из их окислов. Для этой цели употребляются кальций, магний и особенно часто алюминий. Значительное применение имеют Д. м. в качестве присадок к другим металлам для улучшения свойств различных сплавов. Присадка кальция и натрия к свинцу увеличивает твердость последнего, позволяя таким путем значительно улучшить качество свинцовых баббитов для подшипников. Бериллий применяется почти исключительно в виде присадки к меди или алюминию. Бронзовые и медные сплавы с присадкой бериллия обладают высокой упругостью и устойчивостью против усталости (пружины, щеткодержатели и др.). Добавка бериллия к бронзе увеличивает плотность отливок. Добавка алюминия к железу увеличивает жаростойкость последнего (сплав типа чугаль и др.). Химические свойства Л. м. обеспечивают им большое распространение при изготовлении различного рода химических приборов. Алюминий, благодаря своей стойкости против многих органических кислот, применяется для устройства различных приборов пивоваренного, пищевого, кондитерского, сахарного и других производств. В последнее время алюминий начинает заменять олово в производстве консервных банок. Банки изготовляются как из алюминия в чистом его виде, так и из жести, но покрытой вместо олова алюминием. Малый удельный вес и стойкость его против органических кислот, а также дефицитность олова делают такую замену экономически весьма выгодной. Стойкость алюминия против воздействия азотной кислоты и сернистых газов делает применение его желательным для устройства различных аппаратов в азотной и резиновой промышленности (в последней особенно при вулканизации и при производстве вулканизированной резины). Алюминиево-магниевые сплавы хорошо поддаются полировке, обладают большой отражательной способностью, что позволяет использовать их для устройства зеркал. Большое применение имеют алюминий и магний при изготовлении различного рода зажигательных смесей и взрывчатых веществ. Алюминий является также тем Л. м., к-рый используется в значительной степени в производстве различных электротехнич. машин, приборов и в сетях. Помимо производства кабеля для высоковольтных передач, алюминий начинает внедряться и в производство трансформаторов, моторов и т. д. Во многих электротехнических приборах используются диамагнитные свойства алюминия. Создание надежной изоляции алюминиевого провода путем его оксидирования явится одним из важнейших моментов в дальнейшем расширении применения алюминия в электротехнике. Наряду с этим исключительно важное значение имеет применение легких металлов для изготовления различных конструкций приборов, где в первую очередь используется их небольшой удельный вес.
Широкое промышленное применение Л. м., в основном алюминий и магний, получили лишь после того, как был изучен и найден ряд сплавов этих металлов, дающих наряду с легкостью большую прочность. Удельная прочность (т. е. сопротивление на разрыв в кг/мм², деленных на уд. вес) составляет: для чугуна 2,09; углеродистой стали 5,5; алюминия 4,8; магния 6; для лучших же магниевых сплавов удельная прочность равна 16,5 и для наиболее прочных алюминиевых сплавов — 18. Из всех перечисленных выше Л. м. для конструкционных целей исключительное значение имеют алюминий и магний; они употребляются преимущественно в виде сплавов на алюминиевой основе с содержанием св. 50% Al с присадкой магния, меди, марганца, кремния и др. металлов и на магниевой основе с присадкой алюминия, цинка, меди — ультралегкие сплавы с уд. весом ниже 2 (см. Алюминий, Магний). Основные сплавы следующие. Литейные сплавы на алюминиевой основе — сплавы Al и Si, известные во Франции под названием альпаксов, в СССР, США, Англии — силуминов. Они обладают хорошими литейными качествами и высокой устойчивостью против коррозии. Наиболее распространенные силумины содержат (в процентах): Si — 11—14, Cu — до 0,6, Fe — до 0,7, остальное — Al. В зависимости от способов литья и обработки силумины имеют сопротивление разрыву до 30 кг/мм² и удлинение до 3%. Сплавы типа дуралюминия, применяемые для кованых, прессованных и прокатных изделий, содержат в процентах: Cu — 4,2—4,5, Mg — 0,5—0,65, Mn — 0,55, Si — 0,4—0,5, Fe — 0,5. После соответствующей термической обработки (закалки) и старения (см. Старение металлов) сплавы этого типа достигают сопротивления на разрыв до 45 кг/мм² при удлинении до 20%; получаемые в последнее время сплавы супердуралюминия имеют прочность на разрыв свыше 50 кг/мм². Из ультралегких сплавов на магниевой основе большое распространение получили сплавы, называемые «электрон»; для фасонного литья применяют сплавы состава (в %): Zn — 0,6, Al — 6,0, Mn — 0,3, Cu — 0,35, Si — 0,3, остальное — Mg. Сплавы этого типа, известные под маркой AZG, дают сопротивление на разрыв до 20 кг/мм² при удлинении в 5%. Ультралегкие сплавы для ковки, прессовки, прокатки марки AZM содержат (в %): Al — 6—6,5, Zn — 1,0, Mn — 0,2—0,5; после обработки дают сопротивление на разрыв до 40 кг/мм², удлинение в 3% при удельном весе 1,8.
Наибольшее значение Л. м. получили в авиационной пром-сти. Можно прямо сказать, что современное развитие авиации по сравнению с исходным обязано достигнутым уровнем прежде всего использованию в самолетостроении Л. м.; их применение позволяет значительно уменьшить мертвый вес аппаратов. В автомобилестроении, дизелестроении, помимо изготовления из Л. м. поршней, картеров и др. деталей моторов, начинают внедряться сплавы Л. м. для изготовления частей шасси, кузова и т. д. В ж.-д. транспорте Л. м. получают распространение при постройке сверхскоростных поездов. В морском судостроении Л. м. начинают внедряться при изготовлении корпусов морских катеров, при внутреннем оборудовании транспортных судов и военных кораблей; такая замена, уменьшая мертвый вес корабля, способствует также большей пожарной безопасности. Положительный эффект дает применение Л. м. во внутризаводском и внутрицеховом транспорте различных отраслей промышленности. В горном деле устройство подъемных клетей из сплавов Л. м. дает возможность увеличивать на 30—40% выдачу руды или угля при тех же подъемных устройствах без изменения ствола шахты. При постройке мощных и сверхмощных экскаваторов начинают применять ковши, изготовленные из сплавов Л. м. Фермы заводских кранов, изготовленные из сплавов Л. м., позволяют увеличивать грузоподъемность кранов, тельферов и др. В машиностроении сплавы Л. м. могут с успехом применяться во всех случаях устройства приборов и аппаратов с большими скоростями вращения; особо ценным применение Л. м. оказывается там, где требуется при больших скоростях вращения перемена направления движения. Из легких металлов изготовляются трансмиссии для реверсивно-строгальных станков, шарнирные рычаги зуборезных станков, режущие приспособления папиросных машин, быстродействующие детали в станках текстильной промышленности, детали для кинематографических механизмов, механизмов пишущих машин и т. д. Применяются сплавы Л. м. и при изготовлении баллонов для сжатых газов (кислород и др.).
По запасам руд Л. м. являются самыми распространенными на земной поверхности. Подсчеты Кларка Вашингтона, акад. Ферсмана и др. показывают, что запасы Л. м., содержащихся в виде различных соединений в верхней части земной коры, превышают больше чем в три раза запасы всех остальных вместе взятых металлов, считая в том числе и железо. Особенно велики запасы руд Ca, Na, K. Основным сырьем для получения магния являются: бишофит (MgCl₂ · 6H₂O), получаемый из озер и других источников; карналит (MgCl₂KCl₆ · H₂O), наиболее крупные залежи к-рого находятся в СССР и Германии; магнезит (MgCO₃), крупные месторождения которого имеются в СССР, Австрии, Греции, Маньчжурии, Сев. и Юж. Америке и Индии. Современные масштабы производства магния (30 тыс. т в 1936) еще так незначительны по сравнению с запасами магниевых руд, что вопросы сырья для производства магния пока не играют существенной роли. Наоборот, самый распространенный из Л. м., алюминий, уже для существующего производства (360 тыс. т в 1936) требует очень большого количества высококачественного сырья. Из всего огромного количества содержащих алюминий руд для получения алюминия применяется в основном боксит. Мировые запасы боксита огромны. Несомненно, что еще далеко не все запасы боксита выявлены и разведаны. По весьма приближенным данным, они определяются в 2,5 миллиарда т, из которых около 900 млн. составляют бокситы, применяемые для получения алюминия. Большая часть крупных бокситовых месторождений капиталистических стран находится под непосредственным контролем фирм — производительниц алюминия. Крупными и хорошо разведанными запасами боксита (60 млн. т) прекрасного качества обладает Франция. Она его экспортирует. Крупные запасы бокситов, хотя и недостаточно разведанные, находятся в Юж. Америке (Голландская Гвиана и Британская Гвиана). Вся добыча гвианских бокситов экспортируется преимущественно в США и Канаду. Большие залежи боксита обнаружены в Африке (Золотой Берег), в Брит. и Нидерл. Индии. В Европе крупные месторождения бокситов — в Венгрии и Югославии; разработка их находится под финансовым контролем Германии, которая не имеет собственных месторождений боксита. В СССР залежи боксита имеются в Тихвинском районе Ленинградской обл., в различных местах Урала, Сибири и Средней Азии. Общая мировая добыча боксита составляла в 1936 ок. 2,5 млн. т, из к-рых 40% идет для производства алюминиевых солей, абразивов, глиноземистого цемента и т. д. и 60% — на производство алюминия. Почти половина мировой добычи всех бокситов приходится на долю Америки и Франции.
Начало промышленного производства алюминия надо считать со времени открытия существующего и до наст. времени электролитического способа получения этого металла; этот способ был открыт Эру во Франции, Холлом в Америке и Килиани в Германии в 1886, хотя и до этого времени алюминий получался химическим путем, но в незначительном количестве. Открытие электролитического способа производства алюминия привело к снижению цен на него почти в 10 раз. Это снижение цен, а также более детальное изучение всех многообразных свойств алюминия в значительнойстепени повысили спрос на него. В результате последующего расширения производства и усовершенствования технологии, процесса цены на алюминий еще более снизились, что наряду с получением ряда сплавов, по своей прочности не уступающих обычным сортам стали, развило потребление алюминия до крупных размеров. — Магний впервые начали получать в промышленном масштабе в 1899. В последнее время и этот металл начинает находить все большее применение не только в пиротехнике, что являлось одно время основным видом потребления магния, но и в конструктивных деталях-после открытия целого ряда достаточно прочных и коррозийно устойчивых сплавов.
Производство остальных Л. м. — бериллия, кальция и др. — пока не достигло значительных размеров. Производство Л. м. в СССР создано совершенно заново, т. к. царская Россия все необходимое количество Л. м. получала исключительно из-за границы. Развитие автомобилестроения, авиации, рост энергетического хозяйства и укрепление обороноспособности нашей страны потребовали создания производства Л. м. и в первую очередь алюминия и магния. В 1935 в СССР было произведено 25 тыс. т Л. м., и по производству алюминия СССР занял третье место в мире. Производство магния в СССР было организовано целиком силами советских исследователей, разработавших методы получения магния, создавших конструкции промышленных установок и заводов, в результате чего были спроектированы, построены и пущены два магниевых завода — один на Урале, а другой на Украине. Производство такого Л. м., как бериллий, являющегося довольно редким металлом, также было организовано силами советских инженеров, и бериллий сейчас производится в Союзе ССР в количествах, необходимых для удовлетворения потребностей страны. — Производство Л. м. имеет значительные перспективы для дальнейшего роста. Современная техника требует больших скоростей, уменьшения мертвого веса. Мертвый вес в различных аппаратах, машинах, в транспорте и т. д. исчисляется в сотнях миллионов тонн. Задача уменьшения этого веса, уменьшения связанного с этим расхода энергии и топлива может быть разрешена при широком внедрении Л. м. Повышение скоростей машин, к-рое характеризует современное направление техники, может быть сравнительно легко достигнуто при условии применения сплавов Л. м., обладающих необходимой для этих сооружений прочностью.
Основными задачами, которые стоят на пути к еще более широкому применению Л. м., являются: 1) дальнейшее усовершенствование технологических процессов производства Л. м. для снижения их стоимости; 2) подыскание особо прочных сплавов Л. м.; 3) отыскание способов повышения коррозийной стойкости Л. м. Разрешение этих задач расширит применение легких металлов и их сплавов до огромных размеров.
Лит.: Эдвардс Д. Д., Фрери Ф., Джефрис 3., Алюминиевая промышленность. Алюминий и его производство, пер. с англ., т. I — III, М. — Л. — Свердловск, 1933—34; Дебар Р., Алюминий, его производство и применение (Die Aluminium-Industrie), пер. Б. А. Роде, [Л.], 1932; Бериллий и его сплавы, сборник переводных статей под ред. А. М. Бочвара и А. К. Трапезникова, Москва — Ленинград, 1931; Изгарышев Н. А., Электрохимия и ее техническое применение, 2 издание, 1930.