По данным , в периодической таблице 94 металла, и каждый из них можно классифицировать по-разному. Однако наиболее распространена классификация по содержанию железа.
Когда мы смотрим на содержание железа, мы можем разделить металлы на три категории:
- Железо (содержит железо)
- Цветные (не содержит железа)
- Сплавы (содержит несколько металлов и других элементов)
Все типы металлов обладают уникальными свойствами, и в зависимости от их температуры плавления, плотности и ковкости некоторые лучше подходят для определенных целей, чем другие. Ниже мы расскажем об использовании и применении трех наиболее распространенных типов металлов, используемых в промышленности, а также их сплавов.
СТАЛИ
Сталь – самый распространенный металл в современном мире. Это сплав железа, обычно состоящий из 99% железа и 1% углерода. Хотя сталь не является самым прочным металлом на земле (такое название получил вольфрам), она менее хрупкая и более податливая, чем некоторые из ее более прочных аналогов, что делает ее идеальной для промышленного использования.
1% углерода, содержащегося в сплаве, позволяет большей части стали сохранять прочность железа, делая ее менее тяжелой, менее плотной и менее уязвимой для коррозии , хорошо подходит для изделия из металла.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СТАЛИ
Производители производят почти два миллиарда тонн стали в год 3500 различных марок. В зависимости от марки сталь можно использовать для проектов любых размеров, от небоскребов до хирургических инструментов. Он относительно недорог в производстве, что делает его идеальным для массового производства.
Единственным недостатком использования стали является то, что большинство сортов подвержены окислению и могут ржаветь, если их не защитить или не очистить.
СТАЛЬНЫЕ СПЛАВЫ И КОМПОЗИЦИИ
Существует три основных типа стали:
- Углеродистая сталь: Углеродистая сталь, самый простой из трех типов, обычно изготавливается исключительно из углерода и железа. В зависимости от процентного содержания углерода ее можно разделить на низко-, средне- и высокоуглеродистую сталь. Чем выше процент углерода, тем прочнее и дороже сталь.
- Легированная сталь: Легированная сталь — это общий термин для любой стали, измененной с добавлением другого элемента наряду с углеродом и железом. Это делает сталь настраиваемой для проекта. Наиболее распространенными модифицирующими элементами являются марганец, ванадий, никель, вольфрам и хром (из которого делают нержавеющую сталь).
- Нержавеющая сталь: Нержавеющая сталь изготавливается специально для обеспечения коррозионной стойкости. Добавление хрома к соотношению железо/углерод создает небольшой барьер на площади поверхности металла при его коррозии, который защищает саму сталь. Нержавеющая сталь используется во многих высококонтактных приборах и инструментах, включая хирургические инструменты и столовые приборы.
МЕДЬ
Хотя медь не так популярна, как сталь, она используется в промышленном производстве уже более 6000 лет. По сравнению с другими металлами медь является проводником с высокой электропроводностью, высокой теплопроводностью и в значительной степени устойчива к коррозии. Но, несмотря на свои многочисленные преимущества, медь в настоящее время обычно заменяют алюминием и пластиком в массовом производстве из-за их более низкой цены.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ/ПРИЛОЖЕНИЯ
Медь в основном используется сегодня в электронике, трубопроводах и телекоммуникационных компонентах, но она широко используется во всем мире в артефактах от горшков до Статуи Свободы. Неагрессивные свойства меди делают ее чрезвычайно долговечной и не требующей особого ухода.
МЕДНЫЕ СПЛАВЫ И КОМПОЗИЦИИ
Медные сплавы чаще используются в промышленном производстве, чем чистая медь, и каждый из них обладает положительными качествами чистой меди наряду со своими уникальными преимуществами.
ЛАТУНЬ
Латунь — это медный сплав, созданный с добавлением от 10% до 20% цинка. Добавление цинка делает латунь более податливой версией меди. Латунь обычно используется в ювелирных изделиях, искусстве, музыкальных инструментах, теплообменниках и патронах для боеприпасов.
БРОНЗА
Бронза в основном производится с добавлением олова и фосфора, но также может быть получена со свинцом, цинком или алюминием. Бронза, изготовленная из олова и фосфора, обладает большой пластичностью, которая со временем затвердевает и используется для таких изделий, как пружины, листы, насосы и подшипники. Бронза, изготовленная из алюминия, чрезвычайно термостойкая и встречается в монетах, деталях кораблей, морском оборудовании и клапанах.
ЖЕЛЕЗО
Железо может быть основным компонентом стали, но оно также обладает широким спектром полезных свойств в чистом виде. Поскольку 5% земной коры состоит из железа , этот металлический компонент легко найти, и поэтому его реализация недорога. Учитывая прочность, стоимость и универсальность железа.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗА
Чистое железо широко используется в кухонной посуде, тепловых приборах (например, печах) и тяжелом оборудовании. Высокая температура плавления и высокая жесткость обеспечивают стабильность и безопасность в условиях высоких температур.
ЖЕЛЕЗНЫЕ СПЛАВЫ И КОМПОЗИЦИИ
В промышленном производстве используется более двух десятков сплавов железа, но есть два основных типа и метода обработки железа, в зависимости от использования:
- Кованое железо: Кованое железо состоит из чистого железа с 1-2% непреднамеренных побочных продуктов плавки, содержащих кремний, серу, фосфор и алюминий. Он очень податлив и создается путем нагревания, а затем формирования кусков железа.
- Чугун : Чугун (часто используемый в высококачественной посуде) также обычно называют серым чугуном и содержит от 2% до 4% углерода, а также небольшое количество кремния и марганца. Чугун крепок, но он сломается раньше, чем согнется или растянется.