Восемь распространенных металлических материалов
1 чугун - текучесть
Канализационные крышки являются настолько незаметной частью нашего повседневного окружения, что мало кто обращает на них внимание. Причина, по которой чугун имеет такой большой и широкий спектр применения, в основном связана с его превосходной текучестью и легкостью отливки в различные сложные формы. Чугун на самом деле название, данное смеси элементов, включая углерод, кремний и железо. Чем выше содержание углерода, тем лучше характеристики текучести при литье. Углерод встречается здесь в двух формах: графит и карбид железа.
Наличие графита в чугуне придает канализационным крышкам отличную износостойкость. Ржавчина обычно появляется только на самом внешнем слое, поэтому его обычно полируют. Тем не менее, все еще существуют специальные меры для предотвращения ржавчины в процессе заливки, то есть на поверхность отливки наносится слой асфальтового покрытия, и асфальт проникает в поры на поверхности чугуна для предотвращения ржавчины. Традиционный процесс производства материалов для литья в песчаные формы теперь используется многими дизайнерами в других, более новых и интересных областях.
Свойства материала: отличная текучесть, низкая стоимость, хорошая износостойкость, низкая усадка при затвердевании, очень хрупкий, высокая прочность на сжатие, хорошая обрабатываемость.
Типичные области применения: Чугун сотни лет использовался в таких областях, как здания, мосты, инженерные компоненты, домашняя и кухонная утварь.
2 нержавеющая сталь - нержавеющая любовь
Нержавеющая сталь — это сплав, полученный путем включения в сталь хрома, никеля и некоторых других металлических элементов. Его нержавеющая способность обусловлена наличием в сплаве хрома. Хром образует прочную самовосстанавливающуюся пленку оксида хрома на поверхности сплава, невидимую невооруженным глазом. Соотношение нержавеющей стали и никеля, на которое мы обычно ссылаемся, обычно составляет 18:10. Термин «нержавеющая сталь» относится не просто к одному виду нержавеющей стали, а к более чем ста видам промышленных нержавеющих сталей, и каждая разработанная нержавеющая сталь имеет хорошие характеристики в своей конкретной области применения.
В начале 20-го века нержавеющая сталь была представлена в области дизайна продукции, и дизайнеры разработали множество новых продуктов, основанных на ее прочности и антикоррозионных свойствах, вовлекая многие области, которые никогда раньше не использовались. Эта серия попыток дизайна очень революционна. Например, впервые в медицинской отрасли появились устройства, которые можно использовать повторно после стерилизации.
Нержавеющая сталь делится на четыре основных вида: аустенитную, ферритную, ферритно-аустенитную (составную), мартенситную. Нержавеющая сталь, используемая в предметах домашнего обихода, в основном аустенитная.
Свойства материала: забота о здоровье, антикоррозийная обработка, тонкая обработка поверхности, высокая жесткость, могут быть сформированы различными методами обработки, трудно обрабатывать холодным способом.
Типичное использование: среди обычно используемых нержавеющих сталей основного цвета аустенитная нержавеющая сталь является наиболее подходящим окрашивающим материалом, который может получить удовлетворительный цвет и форму. Аустенитная нержавеющая сталь в основном используется в декоративных строительных материалах, бытовых изделиях, промышленных трубах и строительных конструкциях; мартенситная нержавеющая сталь в основном используется для изготовления ножей и лопаток турбин; ферритная нержавеющая сталь устойчива к коррозии и в основном используется в прочных стиральных машинах и деталях котлов; композитная нержавеющая сталь обладает более сильной коррозионной стойкостью, поэтому ее часто используют в агрессивных средах.
3 - 730 фунта цинка за всю жизнь
Цинк, серебристый и голубовато-серый, является третьим по распространенности цветным металлом после алюминия и меди. Статистические данные Горного бюро США показывают, что средний человек потребляет в общей сложности 331 килограмм цинка за свою жизнь. Цинк имеет очень низкую температуру плавления, поэтому он также является идеальным материалом для литья.
Цинковые отливки очень распространены в нашей повседневной жизни: материалы под дверными ручками, смесителями, электронными компонентами и т. д. Цинк обладает чрезвычайно высокой коррозионной стойкостью, что делает его еще одной основной функцией, а именно в качестве поверхностного покрытия для стали. В дополнение к вышеуказанным функциям цинк также является сплавом, который в сочетании с медью образует латунь. Его антикоррозионные свойства распространяются не только на покрытия стальных поверхностей, но и помогают укрепить иммунную систему человека.
Свойства материала: забота о здоровье, защита от коррозии, отличная литейная способность, отличная защита от коррозии, высокая прочность, высокая твердость, дешевое сырье, низкая температура плавления, сопротивление ползучести, легкость формования сплавов с другими металлами, забота о здоровье, при комнатной температуре Хрупкий , пластичный при температуре около 100 градусов Цельсия.
Типичное использование: электронные компоненты продукта. Цинк является одним из сплавов, образующих бронзу. Цинк также обладает гигиеническими и антикоррозийными свойствами. Кроме того, цинк также используется в кровельных материалах, дисках для фотогравировки, антеннах мобильных телефонов и затворах фотоаппаратов.
4 Алюминий (Al) – современный материал
По сравнению с золотом, которое используется в течение 9,000 лет, алюминий, этот голубовато-белый металл, можно рассматривать только как младенец среди металлических материалов. Алюминий появился и получил название в начале 18 века. В отличие от других металлических элементов, алюминий не существует в природе в виде непосредственных металлических элементов, а добывается из бокситов, содержащих 50 процентов глинозема (также известных как бокситы). Алюминий в этой минеральной форме также является одним из самых распространенных металлических элементов на нашей планете.
Когда впервые появился металлический алюминий, он не сразу стал применяться в жизни людей. Позже постепенно выходила партия новых продуктов, нацеленных на его уникальные функции и характеристики, и этот высокотехнологичный материал постепенно завоевывал все более широкий рынок сбыта. Хотя история применения алюминия относительно коротка, выпуск алюминиевых изделий на рынок намного превышает сумму других изделий из цветных металлов.
Свойства материала: гибкий и пластичный, легкие в изготовлении сплавы, высокое отношение прочности к весу, отличная коррозионная стойкость, легко проводит электричество и тепло, пригоден для вторичной переработки.
Типичное использование: каркасы автомобилей, детали самолетов, кухонная утварь, упаковка и мебель. Алюминий также часто используется для усиления некоторых крупных строительных конструкций, таких как статуя Купидона на площади Пикадилли в Лондоне и крыша автомобильного здания Крайслер в Нью-Йорке, все из которых были усилены алюминием.
5 магниевый сплав - ультратонкий эстетичный дизайн
Магний является чрезвычайно важным цветным металлом. Он легче алюминия и может образовывать высокопрочные сплавы с другими металлами. Магниевые сплавы имеют небольшой удельный вес, высокую удельную прочность и удельную жесткость, хорошую теплопроводность и хорошее снижение демпфирования. Эффективность защиты от ударов и электромагнитного излучения, простота обработки и формовки, простота переработки и другие преимущества. Но долгое время из-за высокой цены и технических ограничений магний и магниевые сплавы лишь в небольшом количестве используются в авиационной, аэрокосмической и военной промышленности, поэтому их называют «благородными металлами». Магний в настоящее время является третьим по величине конструкционным металлическим материалом после стали и алюминия и широко используется в аэрокосмической, автомобильной, электронной, мобильной связи, металлургии и других областях. Можно ожидать, что значение металлического магния в будущем возрастет из-за увеличения себестоимости производства других конструкционных металлов.
Доля магниевого сплава составляет 68 процентов алюминиевого сплава, 27 процентов цинкового сплава и 23 процента стали. Он часто используется в автозапчастях, корпусах продуктов 3C, строительных материалах и т. д. Большинство ультратонких корпусов ноутбуков и мобильных телефонов изготавливаются из магниевых сплавов.
Коррозионная стойкость магниевого сплава в 8 раз выше, чем у углеродистой стали, в 4 раза выше, чем у алюминиевого сплава, и более чем в 10 раз выше, чем у пластика. Его коррозионная стойкость является лучшей среди сплавов. Обычно используемые магниевые сплавы негорючи, особенно при использовании в автомобильных и мотоциклетных деталях и строительных материалах, что позволяет избежать мгновенного возгорания. Большая часть магниевого сырья добывается из морской воды, поэтому его ресурсы стабильны и достаточны.
Свойства материала: легкая структура, высокая жесткость и ударопрочность, отличная коррозионная стойкость, хорошая теплопроводность и электромагнитное экранирование, хорошая негорючесть, низкая термостойкость и простота переработки.
Типичное применение: широко используется в аэрокосмической, автомобильной, электронной, мобильной связи, металлургии и других областях.
6 бронза - друг человека
Медь — невероятно универсальный металл, который так тесно связан с нашей жизнью. Многие из первых инструментов и оружия человечества были сделаны из меди. Его латинское название «купрум» произошло от места под названием Кипр, острова, богатого медными ресурсами. Люди использовали аббревиатуру названия острова Cu, чтобы назвать этот металлический материал, поэтому медь имеет текущее кодовое название.
Медь играет очень важную роль в современном обществе: она широко используется в архитектурных сооружениях, как носитель для передачи электричества, и тысячи лет использовалась людьми самых разных культур в качестве сырья для украшения тела. Этот податливый оранжево-красный металл эволюционировал вместе с нами, начиная с простого декодирования передач и заканчивая ключевой ролью в сложных современных коммуникационных приложениях. Медь является отличным проводником, уступая по электропроводности только серебру. С точки зрения истории людей, использующих металлические материалы, медь - это металл, который использовался людьми дольше всего после золота. Во многом это связано с тем, что медь легко добывать, а медную промышленность относительно легко отделить от меди.
Свойства материала: очень хорошая коррозионная стойкость, отличная теплопроводность, электропроводность, твердость, гибкость, пластичность, уникальный эффект после полировки.
Типичные области применения: электрические провода, катушки двигателя, печатные платы, кровельные материалы, водопроводные материалы, нагревательные материалы, ювелирные изделия, кухонная утварь. Он также является одним из основных легирующих компонентов для изготовления бронзы.
7 Хром — высококачественная отделка
Наиболее распространенная форма хрома используется в нержавеющей стали в качестве легирующего элемента для повышения твердости нержавеющей стали. Процессы хромирования обычно делятся на три типа: декоративное покрытие, твердое хромирование и черное хромирование. Хромирование широко используется в машиностроении. Декоративное хромирование обычно используется в качестве внешнего слоя снаружи никелевого слоя. Покрытие имеет нежный и деликатный эффект зеркальной полировки. В качестве декоративной последующей обработки толщина хромового покрытия составляет всего 0,006 мм. При планировании использования процесса хромирования необходимо полностью учитывать опасности этого процесса. Тенденция замены шестивалентной декоративной хромовой воды водой с трехвалентным хромом становится все более очевидной, поскольку первая является очень канцерогенной, а вторая считается относительно менее токсичной.
Свойства материала: очень хорошая отделка, отличная коррозионная стойкость, твердость и долговечность, легкость очистки, низкий коэффициент трения.
Типичные области применения: декоративное хромирование является материалом покрытия для многих автомобильных компонентов, включая дверные ручки и бамперы. Кроме того, хром также используется в деталях велосипедов, смесителях для ванных комнат и мебели, кухонной утвари, посуде и т. Д. Твердое хромирование больше используется в промышленных областях, включая оперативную память в блоках управления заданиями, компоненты реактивных двигателей, пластиковые формы, и амортизаторы. Черное хромирование в основном используется для украшения музыкальных инструментов и использования солнечной энергии.
8 титан - легкий и прочный
Титан — это особый металл с очень легкой текстурой, но очень прочный и устойчивый к коррозии, сохраняющий свой цвет на протяжении всей жизни при комнатной температуре. Температура плавления титана аналогична температуре плавления платины, поэтому он часто используется в аэрокосмических и военных прецизионных компонентах. После добавления электрического тока и химической обработки будут получаться разные цвета. Титан обладает отличной стойкостью к кислотной и щелочной коррозии. Титан, пропитанный «царской водкой» в течение нескольких лет, по-прежнему блестит и сияет. Если титан добавляется в нержавеющую сталь, добавляется всего около одного процента, что значительно улучшает стойкость к ржавчине.
Титан обладает превосходными характеристиками, такими как низкая плотность, высокая термостойкость и коррозионная стойкость. Плотность титанового сплава вдвое меньше, чем у стали, а прочность почти такая же, как у стали; титан устойчив к высокой температуре и низкой температуре. Он может сохранять высокую прочность в широком диапазоне температур от -253 градусов до 500 градусов. Именно этими преимуществами и должен обладать космический металл. Титановые сплавы являются хорошими материалами для изготовления корпусов ракетных двигателей, искусственных спутников и космических кораблей и известны как «космические металлы».
Титан - чистый металл. Из-за «чистоты» металлического титана при контакте с ним не происходит никакой химической реакции. То есть, поскольку титан обладает высокой коррозионной стойкостью и высокой стабильностью, он не повлияет на свою сущность после длительного контакта с людьми, поэтому не вызовет аллергии у людей. Это единственный, который не влияет на вегетативные нервы и вкус человека. Металлы известны как «биофильные металлы».
Самым большим недостатком титана является то, что его трудно рафинировать. В основном это связано с тем, что титан может соединяться с кислородом, углеродом, азотом и многими другими элементами при высоких температурах.
Свойства материала: очень высокая прочность, отличная коррозионная стойкость по отношению к массе, трудно поддается холодной обработке, хорошая свариваемость, примерно на 40 процентов легче стали, на 60 процентов тяжелее алюминия, низкая электропроводность, низкий коэффициент теплового расширения, высокая температура плавления.
Типичные области применения: клюшки для гольфа, теннисные ракетки, ноутбуки, фотоаппараты, багаж, хирургические имплантаты, каркасы самолетов, химические инструменты и морское оборудование. Кроме того, титан также используется в качестве белого пигмента для бумаги, живописи и пластика.
Процесс обработки поверхности металла
1. Введение в процесс обработки поверхности
Процесс использования современной физики, химии, металлургии и термической обработки для изменения состояния и свойств поверхности детали, чтобы ее можно было оптимально сочетать с материалом сердцевины для достижения заданных эксплуатационных требований, называется процессом обработки поверхности. .
Роль обработки поверхности:
(1) улучшить коррозионную стойкость поверхности и износостойкость, замедлить, устранить и устранить изменения и повреждения поверхности материала;
(2) Заставить обычные материалы получать поверхности со специальными функциями;
(3) Экономьте энергию, снижайте затраты и улучшайте окружающую среду.
2. Классификация процессов обработки поверхности металлов
картина
Всего его можно разделить на 4 категории: технология модификации поверхности, технология поверхностного легирования, технология покрытия с преобразованием поверхности и технология покрытия поверхности.
1. Технология модификации поверхности
1. Поверхностная закалка
Поверхностная закалка относится к методу термической обработки, при котором используется быстрый нагрев для аустенизации поверхностного слоя, а затем его закалка для упрочнения поверхности детали без изменения химического состава и структуры сердцевины стали.
Основными методами поверхностной закалки являются пламенная закалка и индукционный нагрев. Обычно используемыми источниками тепла являются пламя, такое как оксиацетилен или оксипропан.
2. Лазерное упрочнение поверхности
Лазерное упрочнение поверхности заключается в использовании сфокусированного лазерного луча для обстрела поверхности заготовки, нагревания очень тонкого материала на поверхности заготовки до температуры выше температуры фазового перехода или температуры плавления за очень короткое время и охлаждения его в очень короткое время для затвердевания поверхности заготовки укрепляют.
картина
Лазерное упрочнение поверхности можно разделить на обработку лазерным фазовым преобразованием, обработку лазерным легированием поверхности и обработку лазерной плакировкой.
картина
Зона термического влияния лазерного упрочнения поверхности мала, деформация мала, а операция удобна. Он в основном используется для деталей с местным усилением, таких как штампы, коленчатые валы, кулачки, распределительные валы, шлицевые валы, направляющие для прецизионных инструментов, инструменты из быстрорежущей стали, шестерни и двигатели внутреннего сгорания. Гильзы цилиндров и др.
3. Дробеструйная обработка
Дробеструйная обработка — это технология, при которой на поверхность детали распыляется большое количество высокоскоростных снарядов, точно так же, как бесчисленное количество маленьких молотков бьют по металлической поверхности, так что поверхность и недра детали подвергаются определенной пластической деформации для достижения упрочнения.
картина
эффект:
(1) улучшить механическую прочность и износостойкость, сопротивление усталости и коррозионную стойкость деталей;
(2) Используется для матирования поверхности и удаления накипи;
(3) Устранить остаточное напряжение литейных, кузнечных и сварочных деталей и т. д.
4. Роллинг
Прокатка – это использование жестких роликов или роликов для надавливания на поверхность вращающейся заготовки при комнатной температуре и перемещения по направлению образующей для пластической деформации и упрочнения поверхности заготовки для получения точной, гладкой и упрочненной поверхности или поверхности. лечение по определенным схемам. ремесло.
картина
Применение: детали относительно простых форм, такие как цилиндрические поверхности, конические поверхности и плоскости.
5. Рисование
Волочение проволоки означает, что металл под действием внешней силы принудительно проходит через форму, площадь поперечного сечения металла сжимается и получается необходимая площадь поперечного сечения.
