Otto materiali metallici comuni
1 ghisa - fluidità
Le coperture delle fogne sono una parte così poco appariscente del nostro ambiente quotidiano che poche persone vi prestano attenzione. Il motivo per cui la ghisa ha una così ampia e vasta gamma di utilizzi è dovuto principalmente alla sua eccellente fluidità e alla sua facilità di colata in varie forme complesse. Ghisa è in realtà il nome dato a una miscela di elementi tra cui carbonio, silicio e ferro. Maggiore è il contenuto di carbonio, migliori saranno le caratteristiche di fluidità durante la colata. Il carbonio si presenta qui in due forme, grafite e carburo di ferro.
La presenza di grafite nella ghisa conferisce ai coperchi fognari un'ottima resistenza all'usura. La ruggine generalmente appare solo sullo strato più esterno, quindi di solito è levigata. Anche così, ci sono ancora misure speciali per prevenire la ruggine durante il processo di colata, cioè uno strato di rivestimento in asfalto viene aggiunto alla superficie del getto e l'asfalto penetra nei pori sulla superficie in ghisa per prevenire la ruggine. Il processo tradizionale di produzione di materiali per colata in sabbia è ora utilizzato da molti designer in altri campi più nuovi e interessanti.
Proprietà del materiale: eccellente fluidità, basso costo, buona resistenza all'usura, basso ritiro da solidificazione, molto fragile, elevata resistenza alla compressione, buona lavorabilità.
Usi tipici: la ghisa è stata utilizzata per centinaia di anni in settori come edifici, ponti, componenti di ingegneria, utensili per la casa e la cucina.
2 acciaio inossidabile - amore inossidabile
L'acciaio inossidabile è una lega realizzata incorporando cromo, nichel e alcuni altri elementi metallici nell'acciaio. La sua caratteristica antiruggine deriva dal cromo nella lega. Il cromo forma sulla superficie della lega una pellicola di ossido di cromo solida e autoriparante, invisibile a occhio nudo. Il rapporto tra acciaio inossidabile e nichel a cui ci riferiamo di solito è generalmente 18:10. Il termine "acciaio inossidabile" non si riferisce semplicemente a un tipo di acciaio inossidabile, ma si riferisce a più di cento tipi di acciai inossidabili industriali e ogni acciaio inossidabile sviluppato ha buone prestazioni nel suo specifico campo di applicazione.
All'inizio del 20° secolo, l'acciaio inossidabile è stato introdotto nel campo del design del prodotto e i progettisti hanno sviluppato molti nuovi prodotti attorno alle sue proprietà di tenacità e anticorrosione, coinvolgendo molti campi che non erano mai stati coinvolti prima. Questa serie di tentativi di progettazione è molto rivoluzionaria. Ad esempio, per la prima volta nell'industria medica sono apparsi dispositivi che possono essere riutilizzati dopo la sterilizzazione.
L'acciaio inossidabile si suddivide in quattro tipologie principali: austenitico, ferritico, ferritico-austenitico (composito), martensitico. L'acciaio inossidabile utilizzato negli articoli per la casa è fondamentalmente austenitico.
Proprietà del materiale: assistenza sanitaria, anticorrosione, trattamento superficiale fine, elevata rigidità, possono essere formati da varie tecniche di lavorazione ed è difficile da lavorare a freddo.
Uso tipico: tra gli acciai inossidabili di colore primario comunemente usati, l'acciaio inossidabile austenitico è il materiale colorante più adatto, che può ottenere un aspetto e una forma di colore soddisfacenti. L'acciaio inossidabile austenitico viene utilizzato principalmente in materiali da costruzione decorativi, prodotti per la casa, tubi industriali e strutture edilizie; l'acciaio inossidabile martensitico viene utilizzato principalmente per realizzare coltelli e pale di turbine; l'acciaio inossidabile ferritico è resistente alla corrosione e viene utilizzato principalmente nelle lavatrici durevoli e nelle parti della caldaia; l'acciaio inossidabile composito ha una maggiore resistenza alla corrosione, quindi viene spesso utilizzato in ambienti aggressivi.
3 libbre di zinco - 730 in una vita
Lo zinco, di colore argenteo e grigio-bluastro, è il terzo metallo non ferroso più utilizzato dopo alluminio e rame. Una statistica del Bureau of Mines degli Stati Uniti mostra che una persona media consuma un totale di 331 chilogrammi di zinco nella sua vita. Lo zinco ha un punto di fusione molto basso, quindi è anche un materiale di colata ideale.
Le fusioni di zinco sono molto comuni nella nostra vita quotidiana: materiali sotto la superficie di maniglie delle porte, rubinetti, componenti elettronici, ecc. Lo zinco ha una resistenza alla corrosione estremamente elevata, il che gli conferisce un'altra funzione fondamentale, vale a dire come materiale di rivestimento superficiale per l'acciaio. Oltre alle funzioni di cui sopra, lo zinco è anche un materiale in lega che si combina con il rame per formare l'ottone. Le sue proprietà anticorrosive non si applicano solo ai rivestimenti superficiali in acciaio, ma aiutano anche a rafforzare il nostro sistema immunitario umano.
Proprietà del materiale: assistenza sanitaria, anticorrosione, eccellente colabilità, eccellente anticorrosione, elevata resistenza, elevata durezza, materie prime economiche, basso punto di fusione, resistenza allo scorrimento, leghe facili da formare con altri metalli, assistenza sanitaria, a temperatura ambiente Fragile , duttile a circa 100 gradi Celsius.
Uso tipico: componenti di prodotti elettronici. Lo zinco è uno dei materiali in lega che formano il bronzo. Lo zinco ha anche proprietà igieniche e anticorrosive. Inoltre, lo zinco viene utilizzato anche nei materiali per coperture, nei dischi per fotoincisione, nelle antenne dei telefoni cellulari e nei dispositivi di scatto delle macchine fotografiche.
4 Alluminio (Al) - un materiale moderno
Rispetto all'oro, che è stato utilizzato per 9,000 anni, l'alluminio, questo metallo bianco bluastro, può essere considerato solo come un bambino tra i materiali metallici. L'alluminio è uscito ed è stato nominato all'inizio del XVIII secolo. A differenza di altri elementi metallici, l'alluminio non esiste in natura sotto forma di elementi metallici diretti, ma viene estratto dalla bauxite contenente il 50% di allumina (nota anche come bauxite). L'alluminio in questa forma minerale è anche uno degli elementi metallici più abbondanti sul nostro pianeta.
Quando è apparso per la prima volta l'alluminio metallico, non è stato immediatamente applicato alla vita delle persone. Successivamente, è uscito gradualmente un lotto di nuovi prodotti mirati alle sue funzioni e caratteristiche uniche e questo materiale high-tech ha gradualmente conquistato un mercato sempre più ampio. Sebbene la storia dell'applicazione dell'alluminio sia relativamente breve, la produzione di prodotti in alluminio sul mercato ha superato di gran lunga la somma di altri prodotti in metalli non ferrosi.
Proprietà del materiale: leghe flessibili e plastiche, facili da realizzare, elevato rapporto forza-peso, eccellente resistenza alla corrosione, facile conduzione di elettricità e calore e riciclabile.
Usi tipici: scheletri di veicoli, parti di aerei, utensili da cucina, imballaggi e mobili. L'alluminio è spesso utilizzato anche per rafforzare alcune grandi strutture edilizie, come la statua di Cupido a Piccadilly Circus a Londra e la parte superiore del Chrysler Automobile Building a New York, tutte rinforzate con alluminio.
5 lega di magnesio - design estetico ultrasottile
Il magnesio è un metallo non ferroso estremamente importante. È più leggero dell'alluminio e può formare leghe ad alta resistenza con altri metalli. Le leghe di magnesio hanno peso specifico leggero, elevata resistenza specifica e rigidità specifica, buona conducibilità termica e buona riduzione dello smorzamento. Prestazioni di schermatura antiurto e elettromagnetica, facile lavorazione e stampaggio, facile riciclaggio e altri vantaggi. Ma per molto tempo, a causa del prezzo elevato e dei limiti tecnici, il magnesio e le leghe di magnesio sono stati utilizzati solo in piccole quantità nell'industria aeronautica, aerospaziale e militare, quindi sono chiamati "metalli nobili". Il magnesio è ora il terzo più grande materiale di ingegneria dei metalli dopo l'acciaio e l'alluminio ed è ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale, automobilistico, elettronico, delle comunicazioni mobili, della metallurgia e in altri campi. Si può prevedere che l'importanza del magnesio metallico aumenterà in futuro a causa dell'aumento dei costi di produzione di altri metalli strutturali.
La proporzione di lega di magnesio è il 68% della lega di alluminio, il 27% della lega di zinco e il 23% dell'acciaio. Viene spesso utilizzato in ricambi auto, gusci di prodotti 3C, materiali da costruzione, ecc. La maggior parte degli involucri ultrasottili per laptop e telefoni cellulari sono realizzati in leghe di magnesio.
La resistenza alla corrosione della lega di magnesio è 8 volte quella dell'acciaio al carbonio, 4 volte quella della lega di alluminio e più di 10 volte quella della plastica. La sua resistenza alla corrosione è la migliore tra le leghe. Le leghe di magnesio comunemente utilizzate non sono infiammabili, specialmente se utilizzate in parti di automobili e motocicli e materiali da costruzione, che possono evitare la combustione istantanea. La maggior parte delle materie prime di magnesio viene estratta dall'acqua di mare, quindi le sue risorse sono stabili e sufficienti.
Proprietà del materiale: struttura leggera, elevata rigidità e resistenza agli urti, eccellente resistenza alla corrosione, buona conducibilità termica e schermatura elettromagnetica, buona non infiammabilità, scarsa resistenza al calore e facile riciclaggio.
Applicazione tipica: Ampiamente usato in aerospaziale, automobile, elettronica, comunicazione mobile, metallurgia e altri campi.
6 Bronzo - Amico dell'uomo
Il rame è un metallo incredibilmente versatile che è così strettamente legato alle nostre vite. Molti dei primi strumenti e armi dell'umanità erano fatti di rame. Il suo nome latino "cuprum" deriva da un luogo chiamato Cipro, che è un'isola ricca di risorse di rame. La gente usava l'abbreviazione del nome dell'isola Cu per denominare questo materiale metallico, quindi il rame ha l'attuale nome in codice.
Il rame svolge un ruolo molto importante nella società moderna: è ampiamente utilizzato nelle strutture architettoniche, come vettore per la trasmissione dell'elettricità, ed è stato utilizzato da migliaia di anni da persone di molte culture diverse come materia prima per le decorazioni del corpo. Questo malleabile metallo rosso-arancio si è evoluto con noi, dai suoi semplici inizi nella decodifica delle trasmissioni al suo ruolo fondamentale nelle complesse applicazioni di comunicazione moderne. Il rame è un ottimo conduttore, secondo solo all'argento nella sua conduttività elettrica. Dal punto di vista della storia temporale delle persone che utilizzano materiali metallici, il rame è il metallo che è stato utilizzato più a lungo dagli esseri umani dopo l'oro. Ciò è in gran parte dovuto al fatto che il rame è facile da estrarre e l'industria del rame è relativamente facile da separare dal rame.
Proprietà del materiale: ottima resistenza alla corrosione, eccellente conducibilità termica, conducibilità elettrica, duro, flessibile, duttile, effetto unico dopo la lucidatura.
Usi tipici: cavi elettrici, bobine motore, circuiti stampati, materiali per coperture, materiali idraulici, materiali per riscaldamento, gioielli, utensili da cucina. È anche uno dei principali ingredienti leganti per la produzione del bronzo.
7 Chrome - Finitura di alta finitura
La forma più comune di cromo viene utilizzata nell'acciaio inossidabile come elemento legante per aumentare la durezza dell'acciaio inossidabile. I processi di cromatura sono generalmente divisi in tre tipi: cromatura decorativa, cromatura dura e cromatura nera. La cromatura è ampiamente utilizzata nel campo dell'ingegneria. La cromatura decorativa viene solitamente utilizzata come strato più esterno all'esterno dello strato di nichel. La placcatura ha un delicato e delicato effetto lucidante a specchio. Come processo di post-trattamento decorativo, lo spessore della cromatura è di soli 0.006 mm. Quando si pianifica di utilizzare il processo di cromatura, i pericoli di questo processo devono essere pienamente considerati. La tendenza alla sostituzione dell'acqua al cromo decorativo esavalente con l'acqua al cromo trivalente sta diventando sempre più evidente, perché la prima è molto cancerogena, mentre la seconda è considerata relativamente meno tossica.
Proprietà del materiale: altissima finitura, eccellente resistenza alla corrosione, duro e durevole, facile da pulire, basso coefficiente di attrito.
Usi tipici: la cromatura decorativa è il materiale di rivestimento per molti componenti automobilistici, tra cui maniglie delle portiere e paraurti. Inoltre, il cromo viene utilizzato anche in parti di biciclette, rubinetti del bagno e mobili, utensili da cucina, stoviglie, ecc. La cromatura dura è più utilizzata nei settori industriali, inclusa la memoria ad accesso casuale nei blocchi di controllo del lavoro, componenti di motori a reazione, stampi in plastica, e ammortizzatori. La cromatura nera viene utilizzata principalmente per la decorazione di strumenti musicali e l'utilizzo dell'energia solare.
8 titanio - leggero e resistente
Il titanio è un metallo molto speciale, dalla consistenza molto leggera, ma molto tenace e resistente alla corrosione, e mantiene il proprio colore per tutta la vita a temperatura ambiente. Il punto di fusione del titanio è simile a quello del platino, quindi è spesso utilizzato nei componenti aerospaziali e militari di precisione. Dopo l'aggiunta di corrente elettrica e trattamento chimico, verranno prodotti diversi colori. Il titanio ha un'eccellente resistenza alla corrosione da acidi e alcali. Il titanio imbevuto di "acqua regia" per diversi anni è ancora lucido e radioso. Se il titanio viene aggiunto all'acciaio inossidabile, viene aggiunto solo l'1% circa, il che migliora notevolmente la resistenza alla ruggine.
Il titanio ha caratteristiche eccellenti come bassa densità, resistenza alle alte temperature e resistenza alla corrosione. La densità della lega di titanio è la metà di quella dell'acciaio e la forza è quasi la stessa dell'acciaio; il titanio è resistente alle alte temperature e alle basse temperature. Può mantenere un'elevata resistenza in un ampio intervallo di temperature di -253 gradi ~500 gradi . Questi vantaggi sono esattamente ciò che deve avere il metallo spaziale. Le leghe di titanio sono buoni materiali per realizzare involucri di motori a razzo, satelliti artificiali e veicoli spaziali e sono noti come "metalli spaziali".
Il titanio è un metallo puro. A causa del metallo "puro" del titanio, non si verificherà alcuna reazione chimica quando le sostanze entrano in contatto con esso. Vale a dire, poiché il titanio ha un'elevata resistenza alla corrosione e un'elevata stabilità, non influirà sulla sua essenza dopo un contatto a lungo termine con le persone, quindi non causerà allergie umane. È l'unico che non ha alcun effetto sui nervi autonomi e sul gusto umani. I metalli sono noti come "metalli biofili".
Il più grande svantaggio del titanio è che è difficile da raffinare. Ciò è dovuto principalmente al fatto che il titanio può combinarsi con ossigeno, carbonio, azoto e molti altri elementi ad alte temperature.
Proprietà del materiale: resistenza molto elevata, eccellente rapporto resistenza alla corrosione/peso, lavorazione difficile a freddo, buona saldabilità, circa il 40 percento più leggero dell'acciaio, il 60 percento più pesante dell'alluminio, bassa conduttività elettrica, basso tasso di espansione termica, alto punto di fusione.
Usi tipici: mazze da golf, racchette da tennis, computer portatili, macchine fotografiche, valigie, impianti chirurgici, scheletri di aerei, strumenti chimici e attrezzature marittime. Inoltre, il titanio viene utilizzato anche come pigmento bianco per carta, pittura e plastica.
Processo di trattamento delle superfici metalliche
1. Introduzione al processo di trattamento delle superfici
Il processo di utilizzo della fisica moderna, della chimica, della metallurgia e del trattamento termico per modificare le condizioni e le proprietà della superficie della parte, in modo che possa essere combinato in modo ottimale con il materiale del nucleo per raggiungere i requisiti prestazionali predeterminati, è chiamato processo di trattamento superficiale .
Il ruolo del trattamento superficiale:
(1) Migliorare la resistenza alla corrosione superficiale e la resistenza all'usura, rallentare, eliminare e riparare i cambiamenti e i danni superficiali del materiale;
(2) Fare in modo che materiali ordinari ottengano superfici con funzioni speciali;
(3) Risparmiare energia, ridurre i costi e migliorare l'ambiente.
2. Classificazione dei processi di trattamento delle superfici metalliche
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Può essere suddiviso in 4 categorie in totale: tecnologia di modifica superficiale, tecnologia di lega superficiale, tecnologia di rivestimento di conversione superficiale e tecnologia di rivestimento superficiale.
1. Tecnologia di modifica della superficie
1. Tempra superficiale
La tempra superficiale si riferisce a un metodo di trattamento termico che utilizza il riscaldamento rapido per austenizzare lo strato superficiale e quindi lo tempra per rafforzare la superficie della parte senza modificare la composizione chimica e la struttura centrale dell'acciaio.
I principali metodi di tempra superficiale sono l'estinzione alla fiamma e il riscaldamento a induzione. Le fonti di calore comunemente utilizzate sono fiamme come ossiacetilene o ossipropano.
2. Rafforzamento della superficie laser
Il rafforzamento della superficie laser consiste nell'utilizzare un raggio laser focalizzato per sparare alla superficie del pezzo, riscaldare il materiale estremamente sottile sulla superficie del pezzo a una temperatura superiore alla temperatura di transizione di fase o al punto di fusione in un tempo molto breve e raffreddarlo in un tempo molto breve per indurire la superficie del pezzo rinforzare.
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Il rafforzamento della superficie laser può essere suddiviso in trattamento di rafforzamento della trasformazione di fase laser, trattamento di legatura superficiale laser e trattamento di rivestimento laser.
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La zona interessata dal calore del rafforzamento della superficie laser è piccola, la deformazione è piccola e l'operazione è conveniente. Viene utilizzato principalmente per parti rinforzate localmente, come stampi di tranciatura, alberi a gomiti, camme, alberi a camme, alberi scanalati, guide di strumenti di precisione, utensili in acciaio ad alta velocità, ingranaggi e motori a combustione interna. Canne cilindro, ecc.
3. Pallinatura
La pallinatura è una tecnologia che spruzza un gran numero di proiettili ad alta velocità sulla superficie del pezzo, proprio come innumerevoli piccoli martelli che martellano la superficie metallica, in modo che la superficie e il sottosuolo del pezzo subiscano una certa deformazione plastica per ottenere il rafforzamento.
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effetto:
(1) Migliorare la resistenza meccanica e la resistenza all'usura, la resistenza alla fatica e la resistenza alla corrosione delle parti;
(2) Utilizzato per opacizzare e disincrostare la superficie;
(3) Elimina lo stress residuo delle parti di fusione, forgiatura e saldatura, ecc.
4. Rotolamento
La laminazione è l'uso di rulli o rulli duri per premere sulla superficie del pezzo rotante a temperatura ambiente e spostarsi lungo la direzione della generatrice per deformare plasticamente e indurire la superficie del pezzo per ottenere una superficie o superficie precisa, liscia e rinforzata trattamento con modelli specifici. mestiere.
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Applicazione: parti con forme relativamente semplici come superfici cilindriche, superfici coniche e piani.
5. Disegno
Trafilatura significa che il metallo è costretto a passare attraverso lo stampo sotto l'azione di una forza esterna, l'area della sezione trasversale del metallo viene compressa e si ottiene l'area della sezione trasversale richiesta
