Kaheksa tavalist metallimaterjali
1 malm - voolavus
Kanalisatsioonikaaned on meie igapäevase keskkonna nii silmapaistmatu osa, et vähesed inimesed pööravad neile tähelepanu. Põhjus, miks malmil on nii lai ja lai kasutusala, tuleneb eelkõige selle suurepärasest voolavusest ja erinevate keeruliste vormide valamise lihtsusest. Malmi nimetatakse tegelikult elementide segule, sealhulgas süsinikule, ränile ja rauale. Mida suurem on süsinikusisaldus, seda paremad on vooluomadused valamisel. Süsinik esineb siin kahes vormis, grafiidis ja raudkarbiidis.
Grafiidi olemasolu malmis annab kanalisatsioonikaantele suurepärase kulumiskindluse. Rooste ilmub üldiselt ainult kõige välimisele kihile, seega on see tavaliselt poleeritud. Sellegipoolest kehtivad endiselt erimeetmed rooste vältimiseks valamise käigus ehk valandi pinnale lisatakse asfaltkatte kiht ning asfalt tungib malmpinna pooridesse, et vältida rooste tekkimist. Traditsioonilist liivavalumaterjalide tootmisprotsessi kasutavad nüüdseks paljud disainerid teistes uuemates ja huvitavamates valdkondades.
Materjali omadused: suurepärane voolavus, madal hind, hea kulumiskindlus, vähene tahkestumise kokkutõmbumine, väga rabe, kõrge survetugevus, hea töödeldavus.
Tüüpilised kasutusalad: malmi on kasutatud sadu aastaid sellistes valdkondades nagu hooned, sillad, ehitusdetailid, majapidamis- ja köögiriistad.
2 roostevaba teras - roostevaba armastus
Roostevaba teras on sulam, mis on valmistatud kroomi, nikli ja mõne muu metallelemendi lisamisel terasesse. Selle roostevaba omadus tuleneb sulamis sisalduvast kroomist. Kroom moodustab sulami pinnale tugeva iseparaneva kroomoksiidkile, mis on meie palja silmaga nähtamatu. Roostevaba terase ja nikli suhe, millele me tavaliselt viitame, on üldiselt 18:10. Mõiste "roostevaba teras" ei viita lihtsalt ühte tüüpi roostevabale terasele, vaid viitab enam kui sajale tööstuslikule roostevabale terasele ja igal välja töötatud roostevabal terasel on oma konkreetses kasutusvaldkonnas hea jõudlus.
20. sajandi alguses toodi roostevaba teras tootedisaini valdkonda ning disainerid töötasid selle sitkuse ja korrosioonivastaste omaduste ümber välja palju uusi tooteid, hõlmates paljusid valdkondi, millega polnud varem tegeletud. See disainikatsete sari on väga revolutsiooniline. Näiteks on esmakordselt meditsiinitööstuses ilmunud seadmed, mida saab pärast steriliseerimist taaskasutada.
Roostevaba teras jaguneb nelja põhitüüpi: austeniit, ferriit, ferriit-austeniit (komposiit), martensiit. Majapidamistarvetes kasutatav roostevaba teras on põhimõtteliselt austeniit.
Materjali omadused: tervishoid, korrosioonivastane, peen pinnatöötlus, kõrge jäikus, saab moodustada erinevate töötlemismeetoditega ja seda on raske külm töödelda.
Tüüpiline kasutus: Üldkasutatavate põhivärvi roostevabade teraste hulgas on austeniitse roostevaba teras kõige sobivam värvimaterjal, mis võib saada rahuldava värvi välimuse ja kuju. Austeniitset roostevaba terast kasutatakse peamiselt dekoratiivsetes ehitusmaterjalides, majapidamistoodetes, tööstuslikes torudes ja ehituskonstruktsioonides; martensiitsest roostevaba terast kasutatakse peamiselt nugade ja turbiinilabade valmistamiseks; ferriitne roostevaba teras on korrosioonikindel ja seda kasutatakse peamiselt vastupidavates pesumasinates ja katla osades; roostevaba komposiitterasel on tugevam korrosioonikindlus, seetõttu kasutatakse seda sageli agressiivses keskkonnas.
3 tsinki - 730 naela elu jooksul
Hõbedane ja sinakashall tsink on alumiiniumi ja vase järel enimkasutatav mitteraudmetall. USA kaevandusbüroo statistika näitab, et keskmine inimene tarbib oma elu jooksul kokku 331 kilogrammi tsinki. Tsingil on väga madal sulamistemperatuur, seega on see ka ideaalne valumaterjal.
Tsinkvalandid on meie igapäevaelus väga levinud: ukselinkide, segistite, elektroonikakomponentide jms pinna all olevad materjalid. Tsingil on ülikõrge korrosioonikindlus, mistõttu on tal veel üks kõige põhilisem funktsioon, nimelt terase pinnakattematerjalina. Lisaks ülaltoodud funktsioonidele on tsink ka sulammaterjal, mis koos vasega moodustab messingi. Selle korrosioonivastased omadused ei kehti ainult teraspindade katete kohta – see aitab tugevdada ka meie inimese immuunsüsteemi.
Materjali omadused: tervishoid, korrosioonivastane, suurepärane valatavus, suurepärane korrosioonivastane, kõrge tugevus, kõrge kõvadus, odavad toorained, madal sulamistemperatuur, libisemiskindlus, lihtne moodustada sulameid teiste metallidega, tervishoid, toatemperatuuril habras , plastiline umbes 100 kraadi Celsiuse järgi.
Tüüpiline kasutusala: elektroonikatoodete komponendid. Tsink on üks pronksi moodustavatest sulamimaterjalidest. Tsingil on ka hügieenilised ja korrosioonivastased omadused. Lisaks kasutatakse tsinki ka katusematerjalides, fotograveerimisketastes, mobiiltelefonide antennides ja kaamerate katikuseadmetes.
4 Alumiinium (Al) - kaasaegne materjal
Võrreldes kullaga, mida on kasutatud juba 9,000 aastat, võib alumiiniumi, seda sinakasvalget metalli, pidada metallmaterjalide hulgas vaid beebiks. Alumiinium tuli välja ja sai nime 18. sajandi alguses. Erinevalt teistest metallelementidest ei eksisteeri alumiinium looduses otseste metallelementide kujul, vaid seda ekstraheeritakse 50 protsenti alumiiniumoksiidi sisaldavast boksiidist (tuntud ka kui boksiidist). Alumiinium on sellisel mineraalsel kujul ka üks meie planeedi kõige rikkalikumaid metallielemente.
Kui metallist alumiinium esimest korda ilmus, ei hakatud seda inimeste elus kohe kasutama. Hiljem tuli järk-järgult välja partii uusi tooteid, mis olid suunatud selle ainulaadsetele funktsioonidele ja omadustele ning see kõrgtehnoloogiline materjal saavutas järk-järgult laiema ja laiema turu. Kuigi alumiiniumi kasutuslugu on suhteliselt lühike, on alumiiniumtoodete toodang turul ületanud tunduvalt teiste värviliste metallide toodete summa.
Materjali omadused: painduvad ja plastilised, kergesti valmistatavad sulamid, kõrge tugevuse ja kaalu suhe, suurepärane korrosioonikindlus, kergesti juhitav elektrit ja soojust ning taaskasutatav.
Tüüpilised kasutusalad: sõidukite skeletid, lennukiosad, köögiriistad, pakendid ja mööbel. Alumiiniumi kasutatakse sageli ka mõne suure ehituskonstruktsiooni tugevdamiseks, nagu näiteks Cupido kuju Londonis Piccadilly Circusel ja Chrysleri autohoone tipp New Yorgis, mis kõik on alumiiniumiga tugevdatud.
5 magneesiumisulam – üliõhuke esteetiline disain
Magneesium on äärmiselt oluline värviline metall. See on alumiiniumist kergem ja võib moodustada teiste metallidega ülitugevaid sulameid. Magneesiumisulamitel on kerge erikaal, kõrge eritugevus ja erijäikus, hea soojusjuhtivus ja hea summutuse vähendamine. Löögi- ja elektromagnetilise varjestuse jõudlus, lihtne töötlemine ja vormimine, lihtne ringlussevõtt ja muud eelised. Kuid pikka aega on kõrge hinna ja tehniliste piirangute tõttu kasutatud magneesiumi ja magneesiumisulameid vähesel määral lennunduses, kosmose- ja sõjatööstuses, mistõttu neid nimetatakse "väälismetallideks". Magneesium on nüüd terase ja alumiiniumi järel suuruselt kolmas metalliehitusmaterjal ning seda kasutatakse laialdaselt kosmosetööstuses, autodes, elektroonikas, mobiilsides, metallurgias ja muudes valdkondades. Võib eeldada, et magneesiummetalli osatähtsus suureneb tulevikus seoses teiste konstruktsioonimetallide tootmiskulude kallinemisega.
Magneesiumisulami osakaal on 68 protsenti alumiiniumisulamist, 27 protsenti tsingisulamist ja 23 protsenti terasest. Seda kasutatakse sageli autoosades, 3C tootekarpides, ehitusmaterjalides jne. Enamik üliõhukesi sülearvutite ja mobiiltelefonide korpuseid on valmistatud magneesiumisulamitest.
Magneesiumisulami korrosioonikindlus on 8 korda suurem kui süsinikterasel, 4 korda suurem alumiiniumisulamil ja üle 10 korra plastikul. Selle korrosioonikindlus on sulamite seas parim. Tavaliselt kasutatavad magneesiumsulamid on mittesüttivad, eriti kui neid kasutatakse autode ja mootorrataste osades ning ehitusmaterjalides, mis võivad vältida kohest põlemist. Suurem osa magneesiumi toorainest saadakse mereveest, seega on selle ressursid stabiilsed ja piisavad.
Materjali omadused: kerge struktuur, kõrge jäikus ja löögikindlus, suurepärane korrosioonikindlus, hea soojusjuhtivus ja elektromagnetiline varjestus, hea süttivus, halb kuumakindlus ja lihtne taaskasutus.
Tüüpiline rakendus: kasutatakse laialdaselt kosmosetööstuses, autodes, elektroonikas, mobiilsides, metallurgias ja muudes valdkondades.
6 Pronks – mehe sõber
Vask on uskumatult mitmekülgne metall, mis on meie eluga nii tihedalt seotud. Paljud inimkonna varased tööriistad ja relvad olid valmistatud vasest. Selle ladinakeelne nimi "cuprum" pärineb kohast nimega Küpros, mis on vasevarude poolest rikas saar. Inimesed kasutasid selle metallmaterjali nimetamiseks saare nime lühendit Cu, nii et vasel on praegune koodnimi.
Vasel on kaasaegses ühiskonnas väga oluline roll: seda kasutatakse laialdaselt arhitektuurilistes ehitistes, elektriülekande kandjana ning seda on tuhandeid aastaid kasutanud paljude erinevate kultuuride inimesed kehakaunistuste toorainena. See tempermalmist, oranžikaspunane metall on meiega koos arenenud, alates selle lihtsast algusest ülekannete dekodeerimisel kuni pöördelise rollini keerukates kaasaegsetes siderakendustes. Vask on suurepärane juht, oma elektrijuhtivuse poolest hõbeda järel teisel kohal. Metallmaterjale kasutavate inimeste ajaloo vaatenurgast on vask kulda järel kõige kauem inimeste poolt kasutatud metall. See on suuresti tingitud sellest, et vaske on lihtne kaevandada ja vasetööstust on suhteliselt lihtne vasest eraldada.
Materjali omadused: väga hea korrosioonikindlus, suurepärane soojusjuhtivus, elektrijuhtivus, kõva, painduv, plastiline, ainulaadne efekt pärast poleerimist.
Tüüpilised kasutusalad: elektrijuhtmed, mootorispiraalid, trükiskeemid, katusekattematerjalid, sanitaartehnilised materjalid, küttematerjalid, ehted, kööginõud. See on ka üks peamisi legeerivaid koostisosi pronksi valmistamisel.
7 Chrome – kõrgviimistlus
Kõige tavalisemat kroomi vormi kasutatakse roostevabas terases legeeriva elemendina, et suurendada roostevaba terase kõvadust. Kroomimise protsessid jagunevad üldiselt kolme tüüpi: dekoratiivne katmine, kõva kroomimine ja must kroomimine. Kroomikatmist kasutatakse laialdaselt insenerivaldkonnas. Dekoratiivset kroomimist kasutatakse tavaliselt niklikihi välimise kihina. Pindeering on õrna ja õrna peeglitaolise poleerimisefektiga. Dekoratiivse järeltöötlusprotsessina on kroomitud katte paksus vaid 0,006 mm. Kroomimise protsessi kasutamise kavandamisel tuleb täielikult arvesse võtta selle protsessiga kaasnevaid ohte. Kuuevalentse dekoratiivkroomi vee asendumine kolmevalentse kroomveega on üha ilmsem, sest esimene on väga kantserogeenne, teist aga suhteliselt vähem mürgiseks.
Materjali omadused: väga kõrge viimistlus, suurepärane korrosioonikindlus, kõva ja vastupidav, kergesti puhastatav, madal hõõrdetegur.
Tüüpilised kasutusalad: Dekoratiivne kroomkate on paljude autoosade, sealhulgas uksekäepidemete ja kaitseraudade kattematerjal. Lisaks kasutatakse kroomi ka jalgrataste osades, vannitoa segistites ja mööblis, köögiriistades, lauanõudes jne. Kõvakroomimist kasutatakse rohkem tööstusvaldkondades, sealhulgas muutmälu tööjuhtimisplokkides, reaktiivmootori komponentides, plastvormides, ja amortisaatorid. Musta kroomimist kasutatakse peamiselt muusikariistade kaunistamiseks ja päikeseenergia kasutamiseks.
8 titaan - kerge ja tugev
Titaan on väga eriline metall, mis on väga kerge tekstuuriga, kuid samas väga sitke ja korrosioonikindel ning säilitab toatemperatuuril eluea jooksul oma värvi. Titaani sulamistemperatuur on sarnane plaatina sulamistemperatuuriga, seetõttu kasutatakse seda sageli kosmosetööstuses ja sõjalistes täppiskomponentides. Pärast elektrivoolu lisamist ja keemilist töötlemist toodetakse erinevaid värve. Titaanil on suurepärane vastupidavus hapete ja leeliste korrosioonile. Mitu aastat "aqua regias" leotatud titaan on endiselt läikiv ja särav. Kui roostevabale terasele lisada titaani, lisatakse ainult umbes üks protsent, mis parandab oluliselt roostekindlust.
Titaanil on suurepärased omadused, nagu madal tihedus, vastupidavus kõrgele temperatuurile ja korrosioonikindlus. Titaanisulami tihedus on poole väiksem terasest ja tugevus on peaaegu sama kui terasel; titaan on vastupidav kõrgele ja madalale temperatuurile. See suudab säilitada suure tugevuse laias temperatuurivahemikus -253 kraadi ~ 500 kraadi. Need eelised on täpselt need, mis kosmosemetallil olema peavad. Titaanisulamid on head materjalid raketimootorite korpuste, tehissatelliitide ja kosmoselaevade valmistamiseks ning neid tuntakse "kosmosemetallidena".
Titaan on puhas metall. Titaanmetalli "puhta" tõttu ei toimu ainete kokkupuutel sellega keemilist reaktsiooni. See tähendab, et kuna titaanil on kõrge korrosioonikindlus ja kõrge stabiilsus, ei mõjuta see pärast pikaajalist kokkupuudet inimestega selle olemust, seega ei põhjusta see inimesele allergiat. See on ainus, millel puudub mõju inimese autonoomsetele närvidele ja maitsele. Metalle nimetatakse "biofiilseteks metallideks".
Titaani suurim miinus on see, et seda on raske viimistleda. Seda peamiselt seetõttu, et titaan võib kõrgel temperatuuril ühineda hapniku, süsiniku, lämmastiku ja paljude teiste elementidega.
Materjali omadused: väga kõrge tugevus, suurepärane korrosioonikindlus ja kaalu suhe, raske külmaga töötamine, hea keevitatavus, umbes 40 protsenti kergem kui teras, 60 protsenti raskem kui alumiinium, madal elektrijuhtivus, madal soojuspaisumine, kõrge sulamistemperatuur.
Tüüpilised kasutusalad: golfikepid, tennisereketid, sülearvutid, kaamerad, pagas, kirurgilised implantaadid, lennukite skeletid, keemilised seadmed ja merevarustus. Lisaks kasutatakse titaani ka valge pigmendina paberil, värvimisel ja plastil.
Metalli pinnatöötlusprotsess
1. Sissejuhatus pinnatöötlusprotsessi
Kaasaegse füüsika, keemia, metallurgia ja kuumtöötlemise protsessi detaili pinna seisukorra ja omaduste muutmiseks, nii et seda saab eelnevalt kindlaksmääratud jõudlusnõuete saavutamiseks südamiku materjaliga optimaalselt kombineerida, nimetatakse pinnatöötlusprotsessiks. .
Pinnatöötluse roll:
(1) Parandage pinna korrosiooni- ja kulumiskindlust, aeglustage, kõrvaldage ja parandage materjali pinna muutusi ja kahjustusi;
(2) teha tavalistest materjalidest erifunktsioonidega pindu;
(3) Säästke energiat, vähendage kulusid ja parandage keskkonda.
2. Metalli pinnatöötlusprotsesside klassifikatsioon
pilt
Kokku saab selle jagada 4 kategooriasse: pinna modifitseerimise tehnoloogia, pinna legeerimise tehnoloogia, pinna muundamise tehnoloogia ja pinnakatte tehnoloogia.
1. Pinna modifitseerimise tehnoloogia
1. Pinna karastamine
Pinna karastamine viitab kuumtöötlusmeetodile, mis kasutab kiiret kuumutamist pinnakihi austeniseerimiseks ja seejärel kustutab selle detaili pinna tugevdamiseks, muutmata terase keemilist koostist ja südamiku struktuuri.
Peamised pinnakustutusmeetodid on leekkustutamine ja induktsioonkuumutamine. Tavaliselt kasutatavad soojusallikad on leegid nagu oksüatsetüleen või oksüpropaan.
2. Laserpinna tugevdamine
Laserpinna tugevdamine on fokuseeritud laserkiire kasutamine tooriku pinna tulistamiseks, töödeldava detaili pinnal oleva üliõhukese materjali kuumutamine väga lühikese aja jooksul temperatuurini, mis on kõrgem kui faasisiirdetemperatuur või sulamistemperatuur, ja jahutamine. väga lühike aeg, et kõvastada pinna tooriku tugevdada.
pilt
Laserpinna tugevdamise võib jagada laserfaasi muundumise tugevdamiseks, laserpinna legeerimisega töötlemiseks ja laserkatte töötlemiseks.
pilt
Laserpinna tugevdamise kuumusest mõjutatud tsoon on väike, deformatsioon on väike ja toimimine on mugav. Seda kasutatakse peamiselt lokaalselt tugevdatud osade jaoks, nagu stantsimisvormid, väntvõllid, nukid, nukkvõllid, spline-võllid, täppisinstrumentide juhtsiinid, kiirterasest tööriistad, hammasrattad ja sisepõlemismootorid. Silindri vooderdised jne.
3. Haavlilaskmine
Laskmine on tehnoloogia, mis pihustab detaili pinnale suurel hulgal kiireid mürske, täpselt nagu lugematul hulgal metallpinda löövaid väikesi vasaraid, nii et detaili pind ja aluspind läbivad tugevnemise saavutamiseks teatud plastilise deformatsiooni.
pilt
efekt:
(1) Parandage osade mehaanilist tugevust ja kulumiskindlust, väsimuskindlust ja korrosioonikindlust;
(2) Kasutatakse pinna matistamiseks ja katlakivi eemaldamiseks;
(3) Kõrvaldage valu-, sepistamis- ja keevitusdetailide jms jääkpinge.
4. Rullimine
Rullimine on kõvade rullide või rullide kasutamine pöörleva tooriku pinnale toatemperatuuril vajutamiseks ja generaatori suunas liikumiseks, et töödeldava detaili pind plastiliselt deformeeruda ja kõvendada, et saada täpne, sile ja tugevdatud pind või pind. ravi konkreetsete mustritega. käsitöö.
pilt
Kasutusala: suhteliselt lihtsa kujuga osad, nagu silindrilised pinnad, koonilised pinnad ja tasapinnad.
5. Joonistamine
Traadi tõmbamine tähendab, et metall sunnitakse välisjõu mõjul vormist läbi minema, metalli ristlõikepindala surutakse kokku ja saadakse vajalik ristlõikepindala
