Kahdeksan yleistä metallimateriaalia
1 valurauta - juoksevuus
Viemärikannet ovat niin huomaamaton osa jokapäiväistä ympäristöämme, että harvat kiinnittävät niihin huomiota. Syy, miksi valuraudalla on niin laaja ja laaja käyttöalue, johtuu pääasiassa sen erinomaisesta juoksevuudesta ja sen helppoudesta valaa erilaisiin monimutkaisiin muotoihin. Valurauta on itse asiassa nimi, joka on annettu elementtien sekoitukselle, mukaan lukien hiili, pii ja rauta. Mitä suurempi hiilipitoisuus, sitä paremmat valumisominaisuudet valun aikana. Hiiltä esiintyy täällä kahdessa muodossa, grafiitti ja rautakarbidi.
Grafiitin läsnäolo valuraudassa antaa viemärikansille erinomaisen kulutuskestävyyden. Ruostetta esiintyy yleensä vain uloimmassa kerroksessa, joten se on yleensä kiillotettu. Silti valuprosessin aikana ruosteen estämiseksi on edelleen erityistoimenpiteitä, eli valun pintaan lisätään kerros asfalttipinnoitetta ja asfaltti tunkeutuu valurautapinnan huokosiin ruostumisen estämiseksi. Perinteistä hiekkavalumateriaalien valmistusprosessia käyttävät nykyään monet suunnittelijat muilla uudemmilla ja kiinnostavammilla aloilla.
Materiaalin ominaisuudet: erinomainen juoksevuus, alhaiset kustannukset, hyvä kulutuskestävyys, alhainen kiinteytyskutistuvuus, erittäin hauras, korkea puristuslujuus, hyvä työstettävyys.
Tyypilliset käyttötarkoitukset: Valurautaa on käytetty satoja vuosia sellaisilla aloilla kuin rakennuksissa, silloissa, konepajakomponenteissa, talous- ja keittiövälineissä.
2 ruostumaton teräs - ruostumaton rakkaus
Ruostumaton teräs on metalliseos, joka valmistetaan sisällyttämällä teräkseen kromia, nikkeliä ja joitain muita metallielementtejä. Sen ruostumaton ominaisuus on johdettu seoksen kromista. Kromi muodostaa kiinteän, itsestään paranevan kromioksidikalvon lejeeringin pinnalle, joka on näkymätön paljaalle silmällemme. Ruostumattoman teräksen ja nikkelin suhde, johon yleensä viittaamme, on yleensä 18:10. Termi "ruostumaton teräs" ei tarkoita vain yhtä ruostumatonta terästä, vaan viittaa yli sataan erityyppiseen teollisuusruostumattomaan teräkseen, ja jokaisella kehitetyllä ruostumattomalla teräksellä on hyvä suorituskyky tietyllä sovellusalueella.
1900-luvun alussa ruostumaton teräs otettiin käyttöön tuotesuunnittelun alalla, ja suunnittelijat kehittivät sen sitkeyden ja korroosionesto-ominaisuuksien ympärille monia uusia tuotteita, jotka koskivat monia aloja, joita ei ennen ollut mukana. Tämä suunnitteluyritysten sarja on hyvin vallankumouksellinen. Esimerkiksi lääketeollisuudessa on ensimmäistä kertaa ilmestynyt laitteita, joita voidaan käyttää uudelleen steriloinnin jälkeen.
Ruostumaton teräs jaetaan neljään päätyyppiin: austeniittiset, ferriittiset, ferriittis-austeniittiset (komposiitti), martensiittiset. Kodintarvikkeissa käytettävä ruostumaton teräs on periaatteessa austeniittista.
Materiaalin ominaisuudet: terveydenhoito, korroosionesto, hieno pintakäsittely, korkea jäykkyys, voidaan muodostaa erilaisilla prosessointitekniikoilla, ja kylmäkäsittely on vaikeaa.
Tyypillinen käyttö: Yleisesti käytettyjen ruostumattomien perusväriterästen joukossa austeniittinen ruostumaton teräs on sopivin väriaine, joka voi saada tyydyttävän värin ulkonäön ja muodon. Austeniittista ruostumatonta terästä käytetään pääasiassa koriste-rakennusmateriaaleissa, kotitaloustuotteissa, teollisuusputkissa ja rakennusrakenteissa; martensiittista ruostumatonta terästä käytetään pääasiassa veitsien ja turbiinien terien valmistukseen; ferriittinen ruostumaton teräs on korroosionkestävää ja sitä käytetään pääasiassa kestävissä pesukoneissa ja kattiloiden osissa; komposiitti ruostumattomalla teräksellä on vahvempi korroosionkestävyys, joten sitä käytetään usein aggressiivisissa ympäristöissä.
3 sinkkiä - 730 paunaa elämässä
Sinkki, hopea ja siniharmaa, on kolmanneksi eniten käytetty ei-rautametalli alumiinin ja kuparin jälkeen. Yhdysvaltain kaivosviraston tilasto osoittaa, että keskimääräinen ihminen kuluttaa elämänsä aikana yhteensä 331 kiloa sinkkiä. Sinkin sulamispiste on erittäin alhainen, joten se on myös ihanteellinen valumateriaali.
Sinkkivalut ovat hyvin yleisiä jokapäiväisessä elämässämme: materiaalit ovenkahvojen pinnan alla, hanat, elektroniikkakomponentit jne. Sinkillä on erittäin korkea korroosionkestävyys, minkä vuoksi sillä on toinenkin perustoiminto, nimittäin teräksen pintapinnoitteena. Edellä mainittujen toimintojen lisäksi sinkki on myös seosmateriaali, joka yhdistyy kuparin kanssa messinkiksi. Sen korroosionestoominaisuudet eivät koske vain teräspintojen pinnoitteita, vaan se auttaa myös vahvistamaan ihmisen immuunijärjestelmää.
Materiaalin ominaisuudet: terveydenhoito, ruosteenesto, erinomainen valutettavuus, erinomainen korroosionesto, korkea lujuus, korkea kovuus, halvat raaka-aineet, alhainen sulamispiste, virumisenkestävyys, helppo muodostaa seoksia muiden metallien kanssa, terveydenhoito, huoneenlämmössä Hauras , sitkeä noin 100 celsiusasteessa.
Tyypillinen käyttö: elektronisten tuotteiden komponentit. Sinkki on yksi pronssia muodostavista seosmateriaaleista. Sinkillä on myös hygieenisiä ja korroosionestoominaisuuksia. Lisäksi sinkkiä käytetään myös kattomateriaaleissa, valokuvakaiverruslevyissä, matkapuhelinten antenneissa ja kameroiden sulkimissa.
4 Alumiini (Al) - moderni materiaali
Verrattuna kultaan, jota on käytetty 9,000 vuotta, alumiinia, sinertävän valkoista metallia, voidaan pitää metallimateriaalien joukossa vain vauvana. Alumiini tuli ulos ja sai nimensä 1700-luvun alussa. Toisin kuin muut metallielementit, alumiinia ei esiinny luonnossa suorien metallielementtien muodossa, vaan se uutetaan bauksiitista, joka sisältää 50 prosenttia alumiinioksidia (tunnetaan myös nimellä bauksiitti). Alumiini tässä mineraalimuodossa on myös yksi planeettamme runsaimmista metallisista alkuaineista.
Kun metallialumiini ilmestyi ensimmäisen kerran, sitä ei heti sovellettu ihmisten elämään. Myöhemmin ilmestyi vähitellen joukko uusia tuotteita, jotka tähtäävät sen ainutlaatuisiin toimintoihin ja ominaisuuksiin, ja tämä korkean teknologian materiaali saavutti vähitellen yhä laajemmat markkinat. Vaikka alumiinin käyttöhistoria on suhteellisen lyhyt, alumiinituotteiden tuotanto markkinoilla on selvästi ylittänyt muiden ei-rautametallituotteiden summan.
Materiaalin ominaisuudet: joustava ja muovinen, helposti valmistettavat seokset, korkea lujuus-painosuhde, erinomainen korroosionkestävyys, helppo johtaa sähköä ja lämpöä ja kierrätettävä.
Tyypilliset käyttötarkoitukset: Ajoneuvojen rungot, lentokoneiden osat, keittiövälineet, pakkaukset ja huonekalut. Alumiinia käytetään usein myös joidenkin suurten rakennusrakenteiden vahvistamiseen, kuten Amorin patsaan Piccadilly Circusilla Lontoossa ja Chrysler Automobile Buildingin huipulle New Yorkissa, jotka kaikki on vahvistettu alumiinilla.
5 magnesiumseos - erittäin ohut esteettinen muotoilu
Magnesium on erittäin tärkeä ei-rautametalli. Se on kevyempi kuin alumiini ja voi muodostaa lujia seoksia muiden metallien kanssa. Magnesiumseoksilla on kevyt ominaispaino, korkea ominaislujuus ja ominaisjäykkyys, hyvä lämmönjohtavuus ja hyvä vaimennusvaimennus. Iskun ja sähkömagneettisen suojauksen suorituskyky, helppo käsittely ja muovaus, helppo kierrätys ja muut edut. Mutta jo pitkään korkean hinnan ja teknisten rajoitusten vuoksi magnesiumia ja magnesiumseoksia on käytetty vain vähän ilmailu-, ilmailu- ja sotilasteollisuudessa, joten niitä kutsutaan "jalometalleiksi". Magnesium on nyt kolmanneksi suurin metallinrakennusmateriaali teräksen ja alumiinin jälkeen, ja sitä käytetään laajasti ilmailuteollisuudessa, autoissa, elektroniikassa, matkaviestinnässä, metallurgiassa ja muilla aloilla. Voidaan olettaa, että magnesiummetallin merkitys kasvaa tulevaisuudessa muiden rakennemetallien tuotantokustannusten nousun seurauksena.
Magnesiumseoksen osuus on 68 prosenttia alumiiniseoksesta, 27 prosenttia sinkkiseoksesta ja 23 prosenttia terästä. Sitä käytetään usein autonosissa, 3C-tuotekuorissa, rakennusmateriaaleissa jne. Useimmat erittäin ohuet kannettavien tietokoneiden ja matkapuhelinten kotelot on valmistettu magnesiumseoksista.
Magnesiumseoksen korroosionkestävyys on 8 kertaa hiiliteräksen, 4 kertaa alumiiniseoksen ja yli 10 kertaa muovin korroosionkestävyys. Sen korroosionkestävyys on metalliseosten joukossa paras. Yleisesti käytetyt magnesiumseokset ovat syttymättömiä, varsinkin kun niitä käytetään autojen ja moottoripyörien osissa ja rakennusmateriaaleissa, mikä voi välttää välittömän palamisen. Suurin osa magnesiumraaka-aineista uutetaan merivedestä, joten sen resurssit ovat vakaat ja riittävät.
Materiaalin ominaisuudet: kevyt rakenne, korkea jäykkyys ja iskunkestävyys, erinomainen korroosionkestävyys, hyvä lämmönjohtavuus ja sähkömagneettinen suojaus, hyvä palamattomuus, huono lämmönkestävyys ja helppo kierrätys.
Tyypillinen sovellus: Käytetään laajasti ilmailu-, auto-, elektroniikka-, matkaviestin-, metallurgia- ja muilla aloilla.
6 Pronssi - miehen ystävä
Kupari on uskomattoman monipuolinen metalli, joka liittyy niin läheisesti elämäämme. Monet ihmiskunnan varhaisista työkaluista ja aseista tehtiin kuparista. Sen latinankielinen nimi "cuprum" on peräisin paikasta nimeltä Kypros, joka on kuparirikkaat saari. Ihmiset käyttivät tämän metallimateriaalin nimeämiseen saaren nimen Cu lyhennettä, joten kuparilla on nykyinen koodinimi.
Kuparilla on erittäin tärkeä rooli nyky-yhteiskunnassa: sitä käytetään laajalti arkkitehtonisissa rakenteissa, sähkönsiirron kantajana ja useiden eri kulttuurien ihmiset ovat käyttäneet sitä tuhansien vuosien ajan vartalokoristeiden raaka-aineena. Tämä muokattava, oranssinpunainen metalli on kehittynyt kanssamme, sen yksinkertaisista aloituksista lähetysten dekoodauksessa sen keskeiseen rooliin monimutkaisissa nykyaikaisissa viestintäsovelluksissa. Kupari on erinomainen johdin, sähkönjohtavuudellaan hopean jälkeen. Metallimateriaaleja käyttävien ihmisten aikahistorian näkökulmasta kupari on metalli, jota ihmiset ovat käyttäneet pisimpään kullan jälkeen. Tämä johtuu suurelta osin siitä, että kuparia on helppo louhia ja kupariteollisuus on suhteellisen helppo erottaa kuparista.
Materiaalin ominaisuudet: erittäin hyvä korroosionkestävyys, erinomainen lämmönjohtavuus, sähkönjohtavuus, kova, joustava, sitkeä, ainutlaatuinen vaikutus kiillotuksen jälkeen.
Tyypillisiä käyttökohteita: sähköjohdot, moottorikelat, painetut piirit, kattomateriaalit, putkistomateriaalit, lämmitysmateriaalit, korut, ruoanlaittovälineet. Se on myös yksi tärkeimmistä seosaineaineosista pronssin valmistuksessa.
7 Kromi - Korkea viimeistely
Yleisintä kromia käytetään ruostumattomassa teräksessä seosaineena lisäämään ruostumattoman teräksen kovuutta. Kromipinnoitusprosessit jaetaan yleensä kolmeen tyyppiin: koristepinnoitus, kovakromipinnoitus ja mustakromipinnoitus. Kromipinnoitusta käytetään laajalti tekniikan alalla. Koristeellista kromausta käytetään yleensä ulompana kerroksena nikkelikerroksen ulkopuolella. Pinnoituksella on herkkä ja herkkä peilimäinen kiillotusvaikutus. Koristeellisena jälkikäsittelynä kromipinnoitteen paksuus on vain 0,006 mm. Kun suunnittelet kromipinnoitusprosessin käyttöä, tämän prosessin vaarat on otettava täysin huomioon. Suuntaus kuudenarvoisen koristekromiveden korvaamiseen kolmiarvoisella kromivedellä on käymässä yhä selvemmäksi, koska ensimmäinen on erittäin syöpää aiheuttava, kun taas jälkimmäistä pidetään suhteellisen vähemmän myrkyllisenä.
Materiaalin ominaisuudet: erittäin korkea viimeistely, erinomainen korroosionkestävyys, kova ja kestävä, helppo puhdistaa, pieni kitkakerroin.
Tyypilliset käyttötarkoitukset: Koristekromipinnoite on pinnoitemateriaali monille autokomponenteille, mukaan lukien ovenkahvat ja puskurit. Lisäksi kromia käytetään myös polkupyörän osissa, kylpyhuonehanoissa ja huonekaluissa, keittiövälineissä, ruokailuvälineissä jne. Kovakromipinnoitusta käytetään enemmän teollisuudessa, mukaan lukien työnohjauslohkojen hajasaantimuisti, suihkumoottorin komponentit, muovimuotit, ja iskunvaimentimet. Mustaa kromausta käytetään pääasiassa soittimien koristeluun ja aurinkoenergian hyödyntämiseen.
8 titaania - kevyt ja vahva
Titaani on hyvin erityinen metalli, joka on rakenteeltaan erittäin kevyt, mutta silti erittäin sitkeä ja korroosionkestävä ja säilyttää oman värinsä eliniän huoneenlämmössä. Titaanin sulamispiste on samanlainen kuin platinalla, joten sitä käytetään usein ilmailu- ja sotilastarkkuuskomponenteissa. Sähkövirran ja kemiallisen käsittelyn lisäämisen jälkeen tuotetaan erilaisia värejä. Titaanilla on erinomainen happo- ja alkalikorroosionkestävyys. Useiden vuosien ajan "aqua regiassa" liotettu titaani on edelleen kiiltävää ja säteilevää. Jos ruostumattomaan teräkseen lisätään titaania, siihen lisätään vain noin yksi prosentti, mikä parantaa huomattavasti ruosteenkestävyyttä.
Titaanilla on erinomaiset ominaisuudet, kuten alhainen tiheys, korkeiden lämpötilojen kestävyys ja korroosionkestävyys. Titaaniseoksen tiheys on puolet teräksen tiheydestä ja lujuus on lähes sama kuin teräksen; titaani kestää korkeita lämpötiloja ja alhaisia lämpötiloja. Se voi säilyttää korkean lujuuden laajalla lämpötila-alueella -253 astetta ~ 500 astetta. Nämä edut ovat juuri sitä, mitä avaruusmetallilla täytyy olla. Titaaniseokset ovat hyviä materiaaleja rakettimoottorien koteloiden, keinotekoisten satelliittien ja avaruusalusten valmistukseen, ja ne tunnetaan "avaruusmetalleina".
Titaani on puhdasta metallia. Titaanimetallin "puhtaan" vuoksi kemiallista reaktiota ei tapahdu, kun aineet joutuvat kosketuksiin sen kanssa. Toisin sanoen, koska titaanilla on korkea korroosionkestävyys ja korkea stabiilisuus, se ei vaikuta sen olemukseen pitkäaikaisen kosketuksen jälkeen ihmisten kanssa, joten se ei aiheuta ihmisille allergioita. Se on ainoa, jolla ei ole vaikutusta ihmisen autonomisiin hermoihin ja makuaistiin. Metalleja kutsutaan "biofiilisiksi metalleiksi".
Titaanin suurin haittapuoli on, että sitä on vaikea jalostaa. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että titaani voi yhdistyä hapen, hiilen, typen ja monien muiden alkuaineiden kanssa korkeissa lämpötiloissa.
Materiaalin ominaisuudet: erittäin korkea lujuus, erinomainen korroosionkestävyys-painosuhde, vaikea työstää kylmässä, hyvä hitsattavuus, noin 40 prosenttia kevyempi kuin teräs, 60 prosenttia raskaampi kuin alumiini, alhainen sähkönjohtavuus, alhainen lämpölaajenemisnopeus, korkea sulamispiste.
Tyypilliset käyttötarkoitukset: golfmailat, tennismailat, kannettavat tietokoneet, kamerat, matkatavarat, kirurgiset implantit, lentokoneiden luurangot, kemialliset välineet ja merivarusteet. Lisäksi titaania käytetään valkoisena pigmenttinä paperissa, maalauksessa ja muoveissa.
Metallin pintakäsittelyprosessi
1. Johdatus pintakäsittelyprosessiin
Prosessia, jossa käytetään nykyaikaista fysiikkaa, kemiaa, metallurgiaa ja lämpökäsittelyä osan pinnan kunnon ja ominaisuuksien muuttamiseksi, jotta se voidaan optimaalisesti yhdistää ydinmateriaaliin ennalta määrättyjen suorituskykyvaatimusten saavuttamiseksi, kutsutaan pintakäsittelyprosessiksi. .
Pintakäsittelyn rooli:
(1) Paranna pinnan korroosionkestävyyttä ja kulutuskestävyyttä, hidasta, eliminoi ja korjaa materiaalin pinnan muutoksia ja vaurioita;
(2) Tee tavallisista materiaaleista erityistoimintoja sisältäviä pintoja;
(3) Säästä energiaa, vähennä kustannuksia ja paranna ympäristöä.
2. Metallin pintakäsittelyprosessien luokittelu
kuva
Se voidaan jakaa yhteensä 4 luokkaan: pinnanmuokkaustekniikka, pintaseostekniikka, pintakonversiopinnoitustekniikka ja pintapinnoitustekniikka.
1. Pintamuokkaustekniikka
1. Pintakarkaisu
Pintakarkaisulla tarkoitetaan lämpökäsittelymenetelmää, jossa pintakerroksen austenisoimiseen käytetään nopeaa kuumennusta ja sen jälkeen se karkaistaan vahvistaakseen osan pintaa muuttamatta teräksen kemiallista koostumusta ja ydinrakennetta.
Pääasialliset pintasammutusmenetelmät ovat liekkisammennus ja induktiokuumennus. Yleisimmin käytettyjä lämmönlähteitä ovat liekit, kuten oksiasetyleeni tai oksipropaani.
2. Laserpinnan vahvistaminen
Laserpinnan vahvistaminen on kohdennetun lasersäteen avulla työkappaleen pinnan ampumista, työkappaleen pinnalla olevan erittäin ohuen materiaalin lämmittämistä hyvin lyhyessä ajassa faasimuutoslämpötilan tai sulamispisteen yläpuolelle ja sen jäähdyttäminen hyvin lyhyt aika kovettua pinta työkappaleen vahvistaa.
kuva
Laserpinnan vahvistaminen voidaan jakaa laserfaasimuunnosvahvistuskäsittelyyn, laserpinnan seostuskäsittelyyn ja laserpinnoituskäsittelyyn.
kuva
Laserpinnan vahvistuksen lämpövaikutusalue on pieni, muodonmuutos on pieni ja toiminta on kätevää. Sitä käytetään pääasiassa paikallisesti vahvistetuissa osissa, kuten aihiot, kampiakselit, nokat, nokka-akselit, ura-akselit, tarkkuusinstrumenttien ohjauskiskot, nopeat terästyökalut, vaihteet ja polttomoottorit. Sylinteriputket yms.
3. Laukaisu
Shot pening on tekniikka, joka suihkuttaa suuren määrän nopeita ammuksia osan pinnalle, aivan kuten lukemattomat pienet vasarat vasaroivat metallipintaa niin, että osan pinta ja alapinta käyvät läpi tietyn plastisen muodonmuutoksen vahvistuksen saavuttamiseksi.
kuva
vaikutus:
(1) Paranna osien mekaanista lujuutta ja kulutuskestävyyttä, väsymiskestävyyttä ja korroosionkestävyyttä;
(2) Käytetään pinnan mattoamiseen ja kalkinpoistoon;
(3) Poista valu-, taonta- ja hitsausosien jne. jäännösjännitys.
4. Rullaus
Valssaus on kovien telojen tai rullien käyttöä pyörivän työkappaleen pinnan painamiseen huoneenlämmössä ja liikkumiseen generatrixin suuntaa pitkin työkappaleen pinnan plastiseksi muodon muuttamiseksi ja kovettamiseksi tarkan, sileän ja vahvistetun pinnan tai pinnan saamiseksi. käsittely erityisillä malleilla. alus.
kuva
Käyttökohteet: suhteellisen yksinkertaiset osat, kuten lieriömäiset pinnat, kartiomaiset pinnat ja tasot.
5. Piirustus
Langanveto tarkoittaa, että metalli pakotetaan kulkemaan muotin läpi ulkoisen voiman vaikutuksesta, metallin poikkipinta-ala puristuu ja vaadittu poikkipinta-ala saadaan
