Lapan Bahan Logam Biasa
1 besi tuang - kecairan
Penutup pembetung adalah bahagian yang tidak mencolok dalam persekitaran harian kita sehinggakan hanya sedikit orang yang memberi perhatian kepadanya. Sebab mengapa besi tuang mempunyai pelbagai kegunaan yang besar dan luas adalah terutamanya kerana kecairan yang sangat baik dan kemudahan tuangan ke dalam pelbagai bentuk yang kompleks. Besi tuang sebenarnya adalah nama yang diberikan kepada campuran unsur termasuk karbon, silikon dan besi. Lebih tinggi kandungan karbon, lebih baik ciri aliran semasa penuangan. Karbon terdapat di sini dalam dua bentuk, grafit dan karbida besi.
Kehadiran grafit dalam besi tuang memberikan perlindungan pembetung yang sangat baik terhadap haus. Karat biasanya hanya muncul pada lapisan paling luar, jadi ia biasanya digilap. Walaupun begitu, masih terdapat langkah-langkah khas untuk mengelakkan karat semasa proses menuang, iaitu, lapisan salutan asfalt ditambah pada permukaan tuangan, dan asfalt menembusi ke dalam liang pada permukaan besi tuang untuk mengelakkan karat. Proses tradisional menghasilkan bahan tuangan pasir kini digunakan oleh ramai pereka dalam bidang lain yang lebih baru dan lebih menarik.
Sifat bahan: kecairan yang sangat baik, kos rendah, rintangan haus yang baik, pengecutan pemejalan yang rendah, sangat rapuh, kekuatan mampatan yang tinggi, kebolehmesinan yang baik.
Kegunaan biasa: Besi tuang telah digunakan selama ratusan tahun dalam bidang seperti bangunan, jambatan, komponen kejuruteraan, perkakas rumah dan dapur.
2 keluli tahan karat - cinta tahan karat
Keluli tahan karat ialah aloi yang dibuat dengan menggabungkan kromium, nikel, dan beberapa unsur logam lain ke dalam keluli. Ciri tidak berkarat diperoleh daripada kromium dalam aloi. Kromium membentuk filem kromium oksida yang kukuh dan sembuh sendiri pada permukaan aloi, yang tidak dapat dilihat oleh mata kasar kita. Nisbah keluli tahan karat dan nikel yang biasa kita rujuk ialah 18:10. Istilah "keluli tahan karat" tidak hanya merujuk kepada satu jenis keluli tahan karat, tetapi merujuk kepada lebih daripada seratus jenis keluli tahan karat perindustrian, dan setiap keluli tahan karat yang dibangunkan mempunyai prestasi yang baik dalam bidang aplikasi tertentu.
Pada awal abad ke-20, keluli tahan karat telah diperkenalkan ke dalam bidang reka bentuk produk, dan pereka bentuk membangunkan banyak produk baharu di sekeliling sifat keliatan dan anti-karatnya, yang melibatkan banyak bidang yang tidak pernah terlibat sebelum ini. Siri percubaan reka bentuk ini sangat revolusioner. Contohnya, buat pertama kali dalam industri perubatan, peranti yang boleh digunakan semula selepas pensterilan telah muncul.
Keluli tahan karat dibahagikan kepada empat jenis utama: austenit, feritik, ferit-austenit (komposit), martensit. Keluli tahan karat yang digunakan dalam barangan isi rumah pada asasnya adalah austenit.
Ciri-ciri bahan: penjagaan kesihatan, anti-karat, rawatan permukaan halus, ketegaran yang tinggi, boleh dibentuk oleh pelbagai teknik pemprosesan, dan sukar untuk proses sejuk.
Kegunaan biasa: Antara keluli tahan karat warna primer yang biasa digunakan, keluli tahan karat austenit adalah bahan pewarna yang paling sesuai, yang boleh memperoleh rupa dan bentuk warna yang memuaskan. Keluli tahan karat austenit digunakan terutamanya dalam bahan binaan hiasan, produk isi rumah, paip perindustrian dan struktur bangunan; keluli tahan karat martensit digunakan terutamanya untuk membuat pisau dan bilah turbin; keluli tahan karat ferit adalah tahan kakisan dan digunakan terutamanya dalam mesin basuh tahan lama dan Dalam bahagian dandang; keluli tahan karat komposit mempunyai rintangan kakisan yang lebih kuat, jadi ia sering digunakan dalam persekitaran yang agresif.
3 zink - 730 paun seumur hidup
Zink, perak dan kelabu kebiruan, adalah logam bukan ferus ketiga yang paling banyak digunakan selepas aluminium dan tembaga. Statistik dari Biro Galian AS menunjukkan bahawa rata-rata orang menggunakan sejumlah 331 kilogram zink sepanjang hayatnya. Zink mempunyai takat lebur yang sangat rendah, jadi ia juga merupakan bahan tuangan yang ideal.
Tuangan zink sangat biasa dalam kehidupan seharian kita: bahan di bawah permukaan pemegang pintu, faucet, komponen elektronik, dll. Zink mempunyai rintangan kakisan yang sangat tinggi, yang menjadikannya mempunyai satu lagi fungsi paling asas, iaitu Sebagai bahan salutan permukaan untuk keluli. Selain fungsi di atas, zink juga merupakan bahan aloi yang bergabung dengan tembaga untuk membentuk loyang. Sifat anti-karatnya bukan sahaja digunakan pada salutan permukaan keluli – ia juga membantu menguatkan sistem imun manusia kita.
Ciri-ciri bahan: penjagaan kesihatan, anti-karat, kebolehtuangan yang sangat baik, anti-karat yang sangat baik, kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, bahan mentah yang murah, takat lebur rendah, rintangan rayapan, aloi mudah dibentuk dengan logam lain, penjagaan kesihatan, pada suhu bilik Rapuh , mulur pada kira-kira 100 darjah Celsius.
Penggunaan biasa: komponen produk elektronik. Zink adalah salah satu bahan aloi yang membentuk gangsa. Zink juga mempunyai ciri-ciri kebersihan dan anti-karat. Selain itu, zink juga digunakan dalam bahan bumbung, cakera ukiran foto, antena telefon bimbit dan peranti pengatup dalam kamera.
4 Aluminium (Al) - bahan moden
Berbanding dengan emas, yang telah digunakan selama 9,000 tahun, aluminium, logam putih kebiruan ini, hanya boleh dianggap sebagai bayi dalam kalangan bahan logam. Aluminium keluar dan dinamakan pada awal abad ke-18. Tidak seperti unsur logam lain, aluminium tidak wujud dalam alam semula jadi dalam bentuk unsur logam langsung, tetapi diekstrak daripada bauksit yang mengandungi 50 peratus alumina (juga dikenali sebagai bauksit). Aluminium dalam bentuk mineral ini juga merupakan salah satu unsur logam yang paling banyak di planet kita.
Apabila aluminium logam pertama kali muncul, ia tidak segera digunakan untuk kehidupan orang ramai. Kemudian, sekumpulan produk baharu yang bertujuan untuk fungsi dan ciri uniknya secara beransur-ansur keluar, dan bahan berteknologi tinggi ini secara beransur-ansur memperoleh pasaran yang lebih luas dan lebih luas. Walaupun sejarah penggunaan aluminium agak pendek, keluaran produk aluminium di pasaran jauh melebihi jumlah produk logam bukan ferus yang lain.
Sifat bahan: fleksibel dan plastik, mudah dibuat aloi, nisbah kekuatan-kepada-berat yang tinggi, rintangan kakisan yang sangat baik, mudah untuk mengalirkan elektrik dan haba, dan boleh dikitar semula.
Kegunaan biasa: Rangka kenderaan, bahagian pesawat, peralatan dapur, pembungkusan dan perabot. Aluminium juga sering digunakan untuk mengukuhkan beberapa struktur bangunan besar, seperti patung Cupid di Piccadilly Circus di London dan bahagian atas Bangunan Chrysler Automobile di New York, yang semuanya telah diperkuat dengan aluminium.
5 aloi magnesium - reka bentuk estetik ultra nipis
Magnesium adalah logam bukan ferus yang sangat penting. Ia lebih ringan daripada aluminium dan boleh membentuk aloi berkekuatan tinggi dengan logam lain. Aloi magnesium mempunyai graviti tentu ringan, kekuatan spesifik tinggi dan kekakuan spesifik, kekonduksian terma yang baik, dan pengurangan redaman yang baik. Prestasi pelindung kejutan dan elektromagnet, pemprosesan dan pengacuan yang mudah, kitar semula yang mudah dan kelebihan lain. Tetapi untuk masa yang lama, disebabkan oleh harga yang tinggi dan batasan teknikal, aloi magnesium dan magnesium hanya digunakan dalam jumlah yang kecil dalam industri penerbangan, aeroangkasa dan ketenteraan, jadi ia dipanggil "logam mulia". Magnesium kini merupakan bahan kejuruteraan logam ketiga terbesar selepas keluli dan aluminium, dan digunakan secara meluas dalam aeroangkasa, kereta, elektronik, komunikasi mudah alih, metalurgi dan bidang lain. Ia boleh dijangka bahawa kepentingan logam magnesium akan menjadi lebih besar pada masa hadapan disebabkan oleh peningkatan kos pengeluaran logam struktur lain.
Perkadaran aloi magnesium ialah 68 peratus aloi aluminium, 27 peratus aloi zink, dan 23 peratus keluli. Ia sering digunakan dalam bahagian kereta, cengkerang produk 3C, bahan binaan, dll. Kebanyakan sarung komputer riba dan telefon bimbit ultra nipis diperbuat daripada aloi magnesium.
Rintangan kakisan aloi magnesium adalah 8 kali ganda daripada keluli karbon, 4 kali ganda daripada aloi aluminium, dan lebih daripada 10 kali ganda daripada plastik. Rintangan kakisannya adalah yang terbaik antara aloi. Aloi magnesium yang biasa digunakan adalah tidak mudah terbakar, terutamanya apabila digunakan dalam bahagian kereta dan motosikal serta bahan binaan, yang boleh mengelakkan pembakaran segera. Kebanyakan bahan mentah magnesium diekstrak daripada air laut, jadi sumbernya adalah stabil dan mencukupi.
Ciri-ciri bahan: struktur ringan, ketegaran tinggi dan rintangan hentaman, rintangan kakisan yang sangat baik, kekonduksian haba yang baik dan pelindung elektromagnet, tidak mudah terbakar yang baik, rintangan haba yang lemah, dan kitar semula yang mudah.
Aplikasi biasa: Digunakan secara meluas dalam aeroangkasa, kereta, elektronik, komunikasi mudah alih, metalurgi dan bidang lain.
6 Gangsa - Kawan Lelaki
Tembaga adalah logam yang sangat serba boleh yang sangat berkait rapat dengan kehidupan kita. Banyak alat dan senjata awal manusia diperbuat daripada tembaga. Nama Latinnya "cuprum" berasal dari tempat bernama Cyprus, iaitu sebuah pulau yang kaya dengan sumber tembaga. Orang ramai menggunakan singkatan nama pulau Cu untuk menamakan bahan logam ini, jadi tembaga mempunyai nama kod semasa.
Tembaga memainkan peranan yang sangat penting dalam masyarakat moden: ia digunakan secara meluas dalam struktur seni bina, sebagai pembawa untuk penghantaran elektrik, dan telah digunakan oleh orang-orang dari pelbagai budaya selama beribu-ribu tahun sebagai bahan mentah untuk hiasan badan . Logam jingga-merah yang mudah ditempa ini telah berkembang bersama kami, daripada permulaannya yang mudah dalam penghantaran penyahkodan kepada peranan pentingnya dalam aplikasi komunikasi moden yang kompleks. Kuprum adalah konduktor yang sangat baik, kedua selepas perak dalam kekonduksian elektriknya. Dari perspektif sejarah masa manusia menggunakan bahan logam, tembaga adalah logam yang paling lama digunakan oleh manusia selepas emas. Ini adalah sebahagian besarnya kerana tembaga mudah dilombong dan industri tembaga agak mudah diasingkan daripada tembaga.
Sifat bahan: rintangan kakisan yang sangat baik, kekonduksian terma yang sangat baik, kekonduksian elektrik, keras, fleksibel, mulur, kesan unik selepas menggilap.
Kegunaan biasa: wayar elektrik, gegelung enjin, litar bercetak, bahan bumbung, bahan paip, bahan pemanas, barang kemas, peralatan memasak. Ia juga merupakan salah satu bahan pengaloian utama untuk membuat gangsa.
7 Chrome - Kemasan Kemasan Tinggi
Bentuk kromium yang paling biasa digunakan dalam keluli tahan karat sebagai unsur pengaloian untuk meningkatkan kekerasan keluli tahan karat. Proses penyaduran krom secara amnya dibahagikan kepada tiga jenis: penyaduran hiasan, penyaduran krom keras dan penyaduran krom hitam. Penyaduran kromium digunakan secara meluas dalam bidang kejuruteraan. Penyaduran kromium hiasan biasanya digunakan sebagai lapisan paling luar pada bahagian luar lapisan nikel. Penyaduran mempunyai kesan penggilap seperti cermin yang halus dan halus. Sebagai proses selepas rawatan hiasan, ketebalan penyaduran krom hanya 0.006 mm. Apabila merancang untuk menggunakan proses penyaduran kromium, bahaya proses ini mesti dipertimbangkan sepenuhnya. Trend air kromium hiasan heksavalen digantikan dengan air kromium trivalen menjadi semakin jelas, kerana yang pertama adalah sangat karsinogenik, manakala yang kedua dianggap agak kurang toksik.
Sifat bahan: kemasan yang sangat tinggi, rintangan kakisan yang sangat baik, keras dan tahan lama, mudah dibersihkan, pekali geseran yang rendah.
Kegunaan biasa: Penyaduran krom hiasan ialah bahan salutan untuk banyak komponen automotif, termasuk pemegang pintu dan bampar. Selain itu, krom juga digunakan dalam bahagian basikal, keran bilik mandi, dan perabot, peralatan dapur, pinggan mangkuk, dll. Penyaduran krom keras lebih banyak digunakan dalam bidang perindustrian, termasuk memori akses rawak dalam blok kawalan kerja, komponen enjin jet, acuan plastik, dan penyerap hentak. Penyaduran krom hitam digunakan terutamanya untuk hiasan alat muzik dan penggunaan tenaga suria.
8 titanium - ringan dan kuat
Titanium adalah logam yang sangat istimewa, yang sangat ringan dalam tekstur, namun sangat keras dan tahan kakisan, dan mengekalkan warnanya sendiri untuk hayat pada suhu bilik. Takat lebur titanium adalah serupa dengan platinum, jadi ia sering digunakan dalam komponen ketepatan aeroangkasa dan ketenteraan. Selepas menambah arus elektrik dan rawatan kimia, warna yang berbeza akan dihasilkan. Titanium mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap kakisan asid dan alkali. Titanium yang direndam dalam "aqua regia" selama beberapa tahun masih berkilat dan berseri. Jika titanium ditambah kepada keluli tahan karat, hanya kira-kira satu peratus ditambah, yang sangat meningkatkan rintangan karat.
Titanium mempunyai ciri-ciri yang sangat baik seperti ketumpatan rendah, rintangan suhu tinggi, dan rintangan kakisan. Ketumpatan aloi titanium adalah separuh daripada keluli dan kekuatannya hampir sama dengan keluli; titanium tahan terhadap suhu tinggi dan suhu rendah. Ia boleh mengekalkan kekuatan tinggi dalam julat suhu yang luas iaitu -253 darjah ~500 darjah . Kelebihan ini adalah apa yang mesti ada pada logam angkasa. Aloi titanium adalah bahan yang baik untuk membuat sarung enjin roket, satelit buatan, dan kapal angkasa, dan dikenali sebagai "logam angkasa".
Titanium adalah logam tulen. Kerana "tulen" logam titanium, tiada tindak balas kimia akan berlaku apabila bahan bersentuhan dengannya. Maksudnya, kerana titanium mempunyai rintangan kakisan yang tinggi dan kestabilan yang tinggi, ia tidak akan menjejaskan intipatinya selepas hubungan jangka panjang dengan orang, jadi ia tidak akan menyebabkan alahan manusia. Ia adalah satu-satunya yang tidak mempunyai kesan pada saraf dan rasa autonomi manusia. Logam dikenali sebagai "logam biofilik".
Kelemahan terbesar titanium ialah ia sukar untuk diperhalusi. Ini terutamanya kerana titanium boleh bergabung dengan oksigen, karbon, nitrogen, dan banyak unsur lain pada suhu tinggi.
Sifat bahan: kekuatan yang sangat tinggi, rintangan kakisan yang sangat baik terhadap nisbah berat, sukar untuk kerja sejuk, kebolehkimpalan yang baik, kira-kira 40 peratus lebih ringan daripada keluli, 60 peratus lebih berat daripada aluminium, kekonduksian elektrik yang rendah, kadar pengembangan haba yang rendah, takat lebur yang tinggi.
Kegunaan biasa: kayu golf, raket tenis, komputer riba, kamera, bagasi, implan pembedahan, rangka pesawat, peralatan kimia dan peralatan maritim. Selain itu, titanium juga digunakan sebagai pigmen putih untuk kertas, lukisan dan plastik.
Proses Rawatan Permukaan Logam
1. Pengenalan kepada proses rawatan permukaan
Proses menggunakan fizik moden, kimia, metalurgi dan rawatan haba untuk mengubah keadaan dan sifat permukaan bahagian, supaya ia boleh digabungkan secara optimum dengan bahan teras untuk mencapai keperluan prestasi yang telah ditetapkan, dipanggil proses rawatan permukaan. .
Peranan rawatan permukaan:
(1) Meningkatkan rintangan kakisan permukaan dan rintangan haus, melambatkan, menghapuskan dan membaiki perubahan dan kerosakan permukaan bahan;
(2) Buat bahan biasa mendapatkan permukaan dengan fungsi khas;
(3) Menjimatkan tenaga, mengurangkan kos, dan memperbaiki alam sekitar.
2. Klasifikasi proses rawatan permukaan logam
gambar
Ia boleh dibahagikan kepada 4 kategori secara keseluruhan: teknologi pengubahsuaian permukaan, teknologi pengaloian permukaan, teknologi salutan penukaran permukaan dan teknologi salutan permukaan.
1. Teknologi pengubahsuaian permukaan
1. Pelindapkejutan permukaan
Pelindapkejutan permukaan merujuk kepada kaedah rawatan haba yang menggunakan pemanasan pantas untuk mengautkan lapisan permukaan dan kemudian memadamkannya untuk menguatkan permukaan bahagian tanpa mengubah komposisi kimia dan struktur teras keluli.
Kaedah utama pelindapkejutan permukaan ialah pelindapkejutan nyalaan dan pemanasan aruhan. Sumber haba yang biasa digunakan ialah nyalaan seperti oksiasetilena atau oksipropana.
2. Pengukuhan permukaan laser
Pengukuhan permukaan laser adalah dengan menggunakan pancaran laser terfokus untuk menembak permukaan bahan kerja, memanaskan bahan yang sangat nipis pada permukaan bahan kerja ke suhu di atas suhu peralihan fasa atau takat lebur dalam masa yang sangat singkat, dan menyejukkannya dalam masa yang sangat singkat untuk mengeras permukaan bahan kerja menguatkan.
gambar
Pengukuhan permukaan laser boleh dibahagikan kepada rawatan pengukuhan transformasi fasa laser, rawatan pengaloian permukaan laser dan rawatan pelapisan laser.
gambar
Zon yang terjejas oleh haba pengukuhan permukaan laser adalah kecil, ubah bentuknya kecil, dan operasinya mudah. Ia digunakan terutamanya untuk bahagian yang diperkukuhkan secara tempatan, seperti mati kosong, aci engkol, sesondol, aci sesondol, aci spline, rel panduan instrumen ketepatan, alatan keluli berkelajuan tinggi, gear dan enjin pembakaran dalaman. Pelapik silinder, dsb.
3. Peening tembakan
Shot peening ialah teknologi yang menyembur sejumlah besar peluru berkelajuan tinggi ke permukaan bahagian, sama seperti tukul kecil yang tidak terkira banyaknya yang menukul permukaan logam, supaya permukaan dan bawah permukaan bahagian mengalami ubah bentuk plastik tertentu untuk mencapai pengukuhan.
gambar
kesan:
(1) Meningkatkan kekuatan mekanikal dan rintangan haus, rintangan keletihan dan rintangan kakisan bahagian;
(2) Digunakan untuk tikar permukaan dan penyahkerak;
(3) Hilangkan tekanan baki bahagian tuangan, penempaan dan kimpalan, dsb.
4. Bergolek
Menggolek ialah penggunaan penggelek atau penggelek keras untuk menekan permukaan bahan kerja yang berputar pada suhu bilik dan bergerak mengikut arah generatrix untuk mengubah bentuk dan mengeraskan permukaan bahan kerja secara plastis untuk mendapatkan permukaan atau permukaan yang tepat, licin dan diperkukuh. rawatan dengan corak tertentu. kerajinan.
gambar
Aplikasi: bahagian dengan bentuk yang agak ringkas seperti permukaan silinder, permukaan kon dan satah.
5. Melukis
Lukisan wayar bermakna bahawa logam dipaksa untuk melalui acuan di bawah tindakan daya luaran, kawasan keratan rentas logam dimampatkan, dan luas keratan rentas yang diperlukan diperolehi
