Разновидности металла: Виды металла: классификация и сферы применения
Виды металла: классификация и сферы применения
Металлы – обобщенное название химических элементов, объеденных по ряду признаков. В периодической таблице они занимают большую часть, однако до сих пор не существует документа, позволяющего разделить их на классы.
Отличаются металлы в первую очередь своими качественными характеристиками. Какие-то имеют высокую теплопроводимость, другие выдерживают высокие нагрузки на разрыв и растяжение. В зависимости от этих качеств определяется и сфера применения, но металлы в природном виде, даже очищенные, не обладают необходимыми показателями в достаточном виде, поэтому применяется технология сплавов, то есть соединения нескольких элементов в одну молекулярную решетку. Это позволяет существенно улучшить характеристики, и придать сплаву необходимые качества.
Простой пример: возьмем распространенный в промышленности сплав бронзу. Это соединение, где основным элементом выступает медь. В качестве легирующего, то есть улучшающего качество, компонента используется олово.
Основные виды классификации металлов
Существует несколько видов классификации металлов. Начнем с основного типа – деления на две большие группы: черные и цветные. Черные металлы отличает высокая температура плавления, плотность и повышенная твердость. Цветные металлы, в большинстве случаев, плавятся при более низких температурах и обладают повышенной электро и теплопроводимостью.
Такое разделение обусловлено распространением элементов в природе. На добычу черных элементов приходится более 90 процентов от всей массы добываемых металлов, в то время как на цветную группу приходится не более 5-10 процентов. Необходимо отметить, что виды классификации являются условными, и используются в зависимости от назначения конечного продукта, который производят из этих металлов. Так, для изготовления крепежа используется классификация по техническим характеристикам, а для изготовления сложных сплавов химическая и кристаллическая.
Химическая классификация металлов
Все элементы в периодической таблице делятся на четыре основных группы, маркируемые латинскими буквами:
- S. Отмечены розовым цветом.
- P. Желтые элементы.
- D. Бирюзовый цвет.
- F. Зеленые элементы в таблице.
Каждая группа содержит в себе металлы. Элементы из первых двух категорий (S и P) называют простым видом, а элементы из групп D и F переходным. Также каждая группа делится еще на несколько категорий. В группу S входят щелочные и щелочеземеленые металлы, а в группы D и F платиновые, урановые и редкоземельные. При этом в каждой группе существуют исключения, из чего можно сделать вывод, что деление металлов по химическим группам является условностью, и редко применяется в практических сферах. Такое деление интересно только для научных изысканий, и практически не применимо в промышленности и производстве. Например, изготовление крепежа отталкивается от технических аспектов, и лишь в малой степени от химических.
Классификация металлов по кристаллической решетке
Все элементы имеют, так называемую, кристаллическую решетку. Абстрактная структура, определяющая расположение атомов и электронов, а также их привязку к ядру. В аморфных материалах, таких как стекло, атомы расположены хаотично, и не имеют строгой конструкции. В отличие от металлов, которые в твердом виде обладают строго структурированной решеткой, с четким построением молекулярных элементов. Всего разделяют 4 вида кристаллических решеток, которые проще представить в виде таблицы:
Это наиболее распространенные типы кристаллических решеток, часто встречающиеся у металлов. В общей сложности система классификации насчитывает 14 конфигураций, но у металлов они или встречаются крайне редко, или не встречаются вообще. Также следует отметить, что правильное построение решетки возможно только при естественном затвердевании металла, без искусственных ускорений. Если процесс остывания был ускорен, форма решетки изменится. В производстве это называют закаливанием, в результате которого меняется не только молекулярная структура, но и технические свойства.
Также, при нарушении норм производства металлического проката, может наблюдаться замена в кристаллической решетке. Это ведет к полному изменению качеств готового изделия. Чтобы условия производства соблюдались, были разработаны нормы стандартизации, гарантирующие четкое соответствие готового проката техническому описанию его свойств.
Техническая классификация металлов
Наиболее полную систему классификации предложил профессор Гуляев, хотя современные ученые и не согласны с некоторыми ее аспектами, ничего нового пока предложено не было. Итак, черные металлы делят на 5 основных подгрупп:
- Железные металлы. Сюда входят марганец, кобальт, никель, и конечно, железо. Наиболее распространенная в природе группа, используемая в сплавах как основной компонент.
- Тугоплавкие. Элементы, имеющие высокую температуру расплавления. В качестве эталона принята мера в 1539 градусов по Цельсию.
- Редкоземельные. Дорогостоящие в плане добычи и обработки элементы, к которым относят неодим, европий, самарий и другие металлы, используемые в качестве присадок к основному сплаву.
Способны даже при небольшом проценте вмешательства существенно повысить или полностью изменить характеристики сплава. - Щелочные. Особая группа, практически не применяемая в чистом виде. Чаще всего используются в атомной энергетике. Сюда относят: литий, барий, радий и другие.
- Урановые. Торий, уран, плутоний. Применяются исключительно в атомной энергетике.
Способны даже при небольшом проценте вмешательства существенно повысить или полностью изменить характеристики сплава.Цветные металлы также делят на несколько подгрупп. Их три:
- Легкие. Алюминий, магний, бериллий. Обладают низким удельным весом и часто применяются в авиастроении и прочих сферах, где необходим твердый, но в то же время легкий материал.
- Легкоплавкие. Металлы с наиболее низкой температурой плавления: цинк, олово, свинец. Используются как в чистом виде, в качестве припоя и соединительного элемента, и как легирующие добавки, повышающие или изменяющие характеристики сплава.
- Благородные или драгоценные металлы. Наиболее редкие элементы, к которым относят: золото, серебро, палладий, платину. Обладают максимальной устойчивостью к коррозии и окислению, благодаря чему получают широкое распространение в различных промышленных сферах.
Практически все металлы из двух групп поддаются смешению, то есть производству из них сплавов с необходимыми техническими характеристиками.
Классификатор металлов по ГОСТ
Если рассматривать метлы с точки зрения геологии и распространения в природе, их делят на две большие группы: черные и цветные. Об этом мы уже говорили выше. В химии деление происходит по 4 направлениям, но чтобы привести виды металлов к общему знаменателю, необходимо более точное разделение. Начнем с основного типа классификации: металлы и сплавы. Металлы – это материалы, используемые в чистом, или практически чистом виде. Здесь допускаются примеси, но в незначительной степени, то есть те, которые не способны оказать влияния и изменить технические характеристики. Сплавами называют соединения, с высоким содержанием двух и более элементов.
Для того чтобы сплав получил маркировку, в его составе должно быть не менее 50 процентов основного компонента.
Классификация металлов
Чтобы привести все виды металлов к единому стандарту качества, необходимо разделить их на группы. Таких групп 3:
- Стали,
- Чугуны,
- Сплавы на основе цветных металлов.
Каждая группа имеет деление на подгруппы. У стали это:
- углеродистая,
- легированная,
- специальная.
Углеродистая сталь не имеют легирующих, то есть изменяющих структуру элементов. Допускаются примеси, но в незначительном количестве. Углеродистая сталь в свою очередь делится на инструментальную и конструкционную. Кардинальные различия заключаются в процентах содержания в составе углерода.
Конструкционная сталь содержит не более 0,6%, а инструментальная от 0,7 до 1,5%. Далее конструкционная сталь делится на обычное качество и высокое. В обычном качестве допускаются примеси серы и фосфора, но в количестве, не превышающем 0,3 процента. Соответственно высококачественная сталь не предусматривает наличия этих элементов в составе, или их количество должно быть меньше установленной нормы.
Далее легированная сталь, то есть материал, имеющий в составе компонент, влияющий на качественные характеристики сплава. Список легирующих элементов довольно большой, и здесь его приводить не имеет смысла. Содержание легирующего элемента начинается от 2,5%. Такая сталь называется низколегированной. Если в составе от 2,5 до 10 процентов, это уже среднелегированная марка, а при содержании свыше 10 процентов, получается высоколегированная сталь.
Помимо этого легированные стали делятся по назначению. Здесь три группы:
- инструментальная,
- конструкционная,
- специальная
В стандартизации каждый элемент имеет буквенное обозначение, а для причисления легированной стали к тому или иному классу используется отдельный список.
Все легированные стали обозначаются сочетанием букв и цифр. Для примера рассмотрим такое соединение: 10Г2СД.
Первая цифра здесь – это количество углерода в сотых долях процента. Далее буква Г, в классификаторе означающая марганец. Следующая за буквой Г цифра 2 говорит нам о том, что марганец в этом составе присутствует в двухпроцентной доле. И последние две буквы – это дополнительные элементы, процентная доля которых менее 1,5%. В данном случае сюда добавлены медь и кремний.
Последний вид стали – специальный. Он делится на несколько групп:
- строительная,
- подшипниковая,
- арматурная,
- котельная,
- автоматная.
Соответственно для каждой группы имеются свои стандарты.
Далее идут чугуны, делящиеся на три группы:
- белый,
- отбеленный,
- и графитизированный.
У каждой группы также имеется свое разделения, но наибольший интерес представляет графитизированный чугун, который делится на:
- серый,
- вермикулярный,
- ковкий
- и высокопрочный.
Отношение к какой-либо группе определяется процентным соотношением углерода к металлу в составе, а также наличию примесей, допустимых стандартами, то есть ГОСТами.
И, наконец, последняя крупная группа – сплавы на основе цветных металлов. Здесь очень много разделений и видов классификации, поэтому остановимся на трех основных категориях, и представим их в виде таблиц:
Алюминиевые сплавы:
Медные сплавы:
Поиск сплава в классификаторе ГОСТ
Государственные стандарты четко определяют не только виды металлов и сплавов, но и качество производства заготовок для дальнейшей обработки и производства металлоизделий. Реестр очень большой, и первый пункт, который нам нужен – металлы и металлические изделия.
Далее переходим в необходимый раздел. Углеродистая и качественная сталь имеет маркировку В2 и В3 соответственно, а цветные металлы и их сплавы находятся в разделе В5. Также имеет смысл поискать в разделе В8, где перечислены стандарты литейных отливок.
Если мы говорим про изготовление крепежа, наибольший интерес представляет раздел В5, а внутри него подраздел В51.
Перед нами открывается список всех ГОСТов, связанных с этими определениями.
Он довольно большой, и не зная конкретного номера найти необходимую статью довольно сложно. Если же номер известен изначально, то на сайте ГосСтандарта есть готовый поиск, куда необходимо внести свой номер, чтобы сразу получить доступ к необходимому элементу.
Сферы применения основных металлов
Рассматривать радиоактивные и редкоземельные металлы не имеет смысла, так как в производстве крепежа они практически не принимают участия, как и в других сферах, не связанных с атомной энергетикой и некоторыми редкими видами промышленности. Нас интересуют основные металлы и сплавы рассмотренные выше.
Сферы их применения очень разнообразны:
- строительство,
- авиастроение,
- машиностроение,
- производство инструментов,
- металлоконструкции,
- станкостроение.
И так далее. Изготовление крепежа можно отнести нескольким категориям, но по сути, это металлоконструкции, называемые в народе Метизы. Для производства метизов используются десятки различных металлов и сплавов, от конструкционной стали и чугуна, до сложных сплавов на основе титана и меди.
Коротко по каждому виду, применяемому для изготовления крепежей
Перед тем как перейти к описанию конкретных видов металлов и сплавов, необходимо определиться, какие основные технические требования предъявляются к продуктам, попадающим под категорию «крепеж». Их несколько:
- прочность учитывается прочность на разрыв и излом.
- Пружинистость. Возможность металла возвращать изначальную форму после сжатия.
- Устойчивость к коррозии и окислению. Актуально для всех видов крепежа.
И многое друге. Теперь поговорим о конкретных металлах и сплавах. Их список выглядит следующим образом:
- Алюминий и сплавы на его основе,
- Медь,
- Латунь,
- Бронза,
- Инструментальная сталь,
- Легированная сталь,
- Ковкий чугун,
- Сталь нержавеющая.
Начнем по порядку: первый пункт – это алюминий и сплавы на его основе. Он применяется при изготовлении клепок и различных зажимов. Также в клепках может быть использована медь для повышения качества метиза. Помимо этого из меди изготавливают гайки специального назначения. Они используются, в частности, при судостроении, так как медь при контакте с другими металлами не создает искру.
Латунь и бронза отличаются повышенной, по сравнению с медью, прочностью, поэтому из них изготавливают различные шпонки, элементы анкеров, а также болты, шурупы и винты. Еще одна особенность этих сплавов заключается в отсутствии скипания. То есть при электрическом замыкании, сталь сплавляется, а медь остается цельной и не разрушается.
Из легированной и конструкционной стали изготавливаются барашковые гайки, струбцины и прочие удерживающие элементы. Это обусловлено высокой прочностью этих марок. Нержавеющая сталь, в свою очередь применяется там, где необходима максимальная устойчивость к коррозии.
Что касается чугуна, то он чаще всего применяется при производстве запорной арматуры, то есть вентилей и запоров.
Какие бывают виды металлов и сплавов?
Металлы окружают нас повсюду: их них сделаны автомобили, каркасы домов, бытовая техника, смартфоны и многие другие изобретения человечества. Но много ли мы о них знаем? Первое, что нужно знать о металлах — это то, что они делятся на черные и цветные. Из этих разновидностей металлы разделяются еще на несколько больших групп, в зависимости от их свойств. Давайте сразу же перейдем к конкретике. В этом материале мы вкратце разберемся, по каким признакам металлы разделяются по разным группам и в каких отраслях они применяются
На сегодняшний день науке известно более 90 видов металлов и все они используются в самых разных сферах
Характеристика металлов
Металлы — это группа из более 90 простых веществ из периодической таблицы Менделеева. В природе они редко обнаруживаются в чистом виде, поэтому их чаще всего добывают из руды.
Так называют вид полезных ископаемых, которые представляют собой соединение нескольких химических компонентов, вроде минералов и тех же самых металлов. Металлам характерны несколько свойств, по которым их разделяют по группам:
- твердость — сопротивление к проникновению в материал другого, более твердого тела;
- прочность — стойкость к разрушению под воздействием внешней нагрузки;
- упругость — изменение формы материала под воздействием внешних сил и восстановление ее после того, как эти силы перестают на нее воздействовать;
- пластичность — изменение формы материала под внешним воздействием и сохранение ее после устранения этого воздействия;
- износостойкость — сохранение хорошего внешнего вида и физических свойств материала после сильного трения;
- вязкость — способность материала вытягиваться под воздействием внешних сил;
- усталость — свойство материала выдерживать многократные нагрузки;
- жароустойчивость — сопротивление окислительным процессам при нагревании до высоких температур.
Недавно ученые создали улучшенный алюминиевый сплав 6063, который уничтожает бактерии. Считается, что из него можно будет изготавливать ручки дверей больниц и других общественных мест.
Черные металлы
Три главные особенности черных металлов: большая плотность, высокая температура плавления и темная окраска. Так как с черными металлами в чистом виде тяжело работать, в них добавляют легирующие компоненты — примеси для изменения физических и химических свойств основного материала.
Чтобы придать черным металлам форму, их сначала нагревают до высоких температур, а потом прессуют
Черные металлы делятся на 5 подгрупп:
Железные металлы
К ним относятся кобальт, никель и марганец. Они применяются как добавки к железу — чаще всего, из сплавов получают прочную сталь, которая используется в изготовлении различных деталей для крупной техники, ножей и других изделий.
Из стали изготавливаются прочные и красивые ножи причем не только кухонные
Тугоплавкие металлы
К этой подгруппе относятся ниобий, молибден, вольфрам и рений.
Их общей чертой является то, что ох температура плавления выше, чем у железа — то есть, составляет более 1539 градусов Цельсия. Из них, как правило, изготавливают детали для техники и нити накаливания для различных лампочек.
Нити накаливания в лампочках, как правило, сделаны из вольфрама
Урановые металлы
В эту группу входят уран, калифорний и другие радиоактивные металлы. Они используются исключительно в отрасли атомной энергетики.
В древние времена уран использовался для изготовления желтой посуды
Редкоземельные металлы
В эту классификацию входят лаптан, празеодим, неодим и другие металлы. Все они серебристо-белого цвета и имеют практически полностью одинаковые химические свойства. Свое название редкоземельные материалы получили потому, что их трудно найти в земной коре. Они используются в атомной энергетике и машиностроении. Например, из редкоземельных металлов можно создавать стекла, которые не пропускают через себя ультрафиолетовые лучи.
Редкоземельный элемент скандий используется в ртутно-газовых лампах
Щелочноземельные металлы
В эту подгруппу входят бериллий, магний, кальций, радий и другие металлы.
Все они окрашены природой в серый цвет и при комнатной температуре всегда остаются в твердом состоянии. В чистом виде они практически нигде не применяются, за исключением атомных реакторов.
Щелочноземельный элемент бериллий используют для изготовления рентгеновских трубок, через которые лучи выходят наружу
Это интересно: Роботы из жидкого металла могут появиться уже в ближайшем будущем
Цветные металлы
Цветные металлы стоят дороже черных, потому что более востребованы в мире. Они нужны при изготовлении автомобилей, строительстве домов и в области высоких технологий — именно они являются основными материалами при изготовлении смартфонов и другой электроники. В сфере строительства они нужны для изготовления всевозможных арматур, балок, уголков и так далее.
Железо и его сплавы относятся к черным металлам, а все остальное — это цветные металлы
Цветные металлы принято разделять на три группы:
Тяжелые металлы
Самыми яркими представителями этой категории цветных металлов считаются медь, латунь и бронза.
Наибольшим спросом среди них пользуется медь, потому что она — отличный проводник электрического тока и широко применяется в электронике. Из латуни изготавливают различные проволоки, подшипники и другие металлические элементы. Из бронзы нередко делают памятники, потому что она не боится дождя, снега и механических повреждений.
Несколько лет назад ученые выяснили, что медь способна предотвратить распространение вирусов
Легкие металлы
Самые популярные легкие металлы, это алюминий, магний и титан. Их довольно легко расплавить, а также они легче черных металлов. Благодаря устойчивости к коррозии, высокой пластичности и небольшой массе, алюминий активно используется в строительстве самолетов и автомобилей. Магний широко применяется в изготовлении корпусов для различной техники, начиная с фотоаппаратов и заканчивая двигателями. Титан отличается высокой прочностью и небольшой массой, поэтому применяется при изготовлении космических ракет.
В воздухе алюминий мгновенно покрывается пленкой, которая защищает ее от возникновения ржавчины
Благородные металлы
К благородным металлам относятся золото, серебро и платина.
Из-за сложности добычи и своей красоты, они считаются самыми дорогими разновидностями металлов. Их стоимость постоянно меняется и их можно купить в банках, тем самым вложив в них свои деньги. Также благородные металлы широко используются в ювелирном деле. Из них изготавливаются кольца, браслеты и прочие украшения.
Про алюминий можно почитать в материале про самые ценные металлы в мире
Виды сплавов
Сплавами называют материалы, которые состоят из двух и более металлических компонентов. Как правило, сплавы состоят из основы, в которую входят несколько металлов, и так называемых легирующих элементов — они необходимы, чтобы придать сплаву мягкость, эластичность и другие свойства. Чаще всего в промышленности применяются смеси с использованием железа и алюминия, но вообще существует более 5 тысяч разновидностей сплавов.
В большинстве своем металлы, с которыми мы взаимодействуем — это сплавы
Сплавы делятся на два вида: литые и порошковые. Литые сплавы получаются путем смешивания расплавленных компонентов.
А порошковый метод получения сплавов подразумевает прессование порошков нескольких металлов и их последующее спекания при высоких температурах.
Из металлических сплавов сегодня изготавливается практически все, вплоть до скамеек
По назначению сплавы делятся на конструкционные, инструментальные и специальные. Конструкционные сплавы предназначены для изготовления деталей автомобилей. Из инструментальных сплавов, как можно понять из названия, изготавливают инструменты — например, различные молотки и ножи. А специальные сплавы используются для изготовления деталей специального назначения — например, для предотвращения трения.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!
Как видно, металлов очень много и они сильно друг от друга отличаются. На тему металлов также рекомендую почитать материал, в котором я рассказал о самых интересных разновидностях этого материала.
Вот знаете ли вы, как называется самый редкий металл на нашей планете и как его добывают?
Типы и виды металлов / Полезная информация
Металлы — это один из самых широко используемых материалов на протяжении всей истории цивилизованного человечества. Металлы дали возможность приходу новой эры технологий и промышленности.
Металлы характеризуются высокой пластичностью, ковкостью и прочностью, обладают высокой теплопроводностью, электропроводностью, которая увеличивается с понижением температуры. Металлы — это типичные проводники электрического тока. Их свойства полностью диктует их кристаллическое строение и атомарный состав. Дело в том, что в атомах металлов, прочно связанных в кристаллическую решетку, электроны могут свободно двигаться по всему объему металла, а не только на внешних слоях атома.
Металлы активно могут сплавляться друг с другом. Сплавы — это вещества, состоящие из двух и более металлов, или металла и неметалла. Сплавы получают плавлением простых веществ.
Все металлы можно разделить на две большие группы, обуславливающие не только их схожесть по свойствам, но и по промышленному применению. Такими группами являются черные металлы и цветные металлы. Черные металлы получили свое название также из-за цвета, который меняется от темно-серого до белого. Им свойственна большая плотность, высокая температура плавления, твердость. Самым распространенным и часто применяемым в промышленности представителем черных металлов является железо. Цветные металлы также названы благодаря цвету простых веществ. Их цвет может быть красным, желтым, белым. Цветным металлам свойственны также уникальные физические и химические свойства. Они пластичны, мягки и легкоплавки по сравнению с черными металлами.
Применение металлов началось с изобретения способов добычи и выплавки меди, серебра и золота. Эти металлы часто находят в земле в чистом виде, поэтому для человека еще не знавшего металлургию, находка таких металлов в земле в самородном виде подстегнула интерес к их добыче и применению.
К 19 веку большинство металлов было уже открыто, как и способы их восстановления из руд.
Воспользуйтесь услугами резкии и гибки металлов различных видов Компании Новый Проект.
Популярные виды металлопроката — Металлопрокат и стройматериалы в ассортименте
В любом процессе строительства и машиностроения в Хабаровске металлопрокат играет одну из ключевых ролей. Изделия из металла – черного и цветного – очень популярны и незаменимы в различных отраслях деятельности. Они применяются каждый в своей сфере в зависимости от видов и назначений.
Каким бывает металлопрокат?
По материалу изготовления металлопрокат бывает из:
- цветных металлов
- черных металлов
Цветные металлы, в свою очередь, делятся на:
- легкие (алюминий и магний)
- тяжелые (цинк, медь, свинец)
- драгоценные (золото, серебро, платина)
- редкие (неодим, вольфрам)
- радиоактивные (сплавы со стронцием, ураном)
Производство и использование цветного металла в разы дороже, чем черного, и его применяют только тогда, когда невозможно воспользоваться более дешевой заменой из-за неподходящих химических, физических и технологических характеристик.
Черный металлопрокат изготавливают из железа, стали, чугуна и их сплавов. Наиболее востребованными изделиями из металла, отличающимися особой прочностью, ценовой доступностью и практичностью применения, являются:
- Листовой металлопрокат. Это стальные листы, которые могут быть оцинкованными, полимеризованными, гладкими, рифлеными. Большой популярностью пользуется лист профнастила – листовой металлопрокат с гофрированной поверхностью. Листы стали как строительные материалы в Хабаровске можно купить различных размеров и толщины, с любым покрытием и фактурой.
- Трубный прокат. Включает в себя трубы с различной геометрией и широким диапазоном сечения. Их длина колеблется от 4 до 12 м. Трубы используются везде – для подачи и стока воды в жилых домах и нежилых строениях, как составная часть нефте- и газопроводов, а также на любых объектах общественного пользования и промышленного назначения.
- Балки. Это крупногабаритный металлопрокат, очень востребованный в строительной сфере. С его помощью укрепляют и возводят перекрытия в зданиях, строят мосты и опоры, башни и колонны, обустраивают автомагистрали и железнодорожные сообщения.
- Арматура. Представляет собой прут, изготовленный горячим катаньем. Этот вид металлопроката используют для усиления бетонных конструкций, чтобы сделать длительным срок эксплуатации строений. Арматура может быть изготовлена из различных видов стали, иметь разнообразный диаметр, а также фактуру – гладкую или рифленую. Последняя отличается лучшим сцеплением с бетоном.
- Сортовой прокат. К нему относятся уголки, швеллеры, двутавры и другие изделия, каждое из которых имеет особый вид и сферу применения. Сортовой прокат используют для армирования, стяжек, создания надежных металлоконструкций в различных сферах строительства.
Это крупногабаритный металлопрокат, очень востребованный в строительной сфере. С его помощью укрепляют и возводят перекрытия в зданиях, строят мосты и опоры, башни и колонны, обустраивают автомагистрали и железнодорожные сообщения.При необходимости купить металлопрокат в Хабаровске, цены которого доступны и приемлемы, обращайтесь в компанию «Металлоптторг».
Большой ассортимент товаров, удобные условия поставки и оплаты, приятный сервис – для вас.
Коррозия металлов. Виды и особенности. Защита и принцип действия
Коррозия металлов – это процесс разрушения металлической поверхности в результате неблагоприятного воздействия окружающей среды. Ее причиной является термодинамическая неустойчивость материала к влиянию различных веществ, которые с ним контактируют.
Виды коррозии
Разрушение поверхностей наступает вследствие химического или электрохимического взаимодействия неблагоприятной среды. Обе разновидности являются одинаково пагубными для изделий из металла.
Химическая коррозияДанный процесс осуществляется в среде, которая не производит передачу электрического тока. Он наблюдается, например, при нагреве, в результате чего осуществляется образование химических соединений, таких как сульфиды, а также различные виды пленок. Нередко образованные сплошные пленки становятся непроницаемыми и консервируют поверхность, поэтому последующая коррозия металлов останавливается.
Такой защитный слой можно встретить на поверхности из алюминия, хрома, никеля и свинца. Пленка на стали или чугуне является непрочной, поэтому ее наличие не останавливает дальнейшее продвижение разрушения вглубь материала.
Химическая коррозия может быть двух видов:
- Газовой.
- Жидкостной.
Газовая возникает в результате действия агрессивной газовой среды или пара на поверхность металла, что сопровождается повышенными температурами. Благодаря горячей среде на поверхности отсутствует конденсат. В качестве газа может применяться кислород, диоксид серы, водяной пар, сероводород и так далее. Подобное коррозийное влияние может вызывать абсолютное разрушение активного металла, за исключением случаев, когда образуется защитная непроницаемая пленка.
Жидкостная коррозия металлов возникает в жидкостных средах, которые не способны передавать электричество. В первую очередь она наблюдается при контакте металлов с сырой нефтью, нефтепродуктами или смазочными маслами.
При наличии в таких веществах небольшой доли воды, коррозия переходит в электрохимическую.
В обоих вариантах химической коррозии скорость разрушения является пропорциональной химической реакции, с которой окислитель проникает сквозь созданную оксидную пленку на поверхности.
Электрохимическая коррозия металловЭта разновидность разрушения поверхности металла происходит в среде, которая может передавать электрический ток. В результате данного процесса наблюдается изменение состава металла. Атомы удаляются от кристаллической решетки в результате анодного или катодного воздействия. При анодном влиянии ионы металла переходят в раствор жидкости, которая его окружает. При катодном влиянии получаемые при анодном процессе электроны связываются с окислителем. Наиболее распространенной является электрохимическая коррозия под воздействием водорода или кислорода.
Процесс влияния электрохимической коррозии на металлы зависит от уровня их активности.
По данному критерию их разделяют на 4 группы:- Активные.
- Средней активности.
- Малоактивные.
- Благородные.
Активные имеют высокую нестабильность. Для них характерно возникновение коррозии даже в нейтральной водной среде, которая лишена растворенного кислорода или окислителей. Ярким представителем такого металла является кадмий.
Металлы средней активности располагаются на таблице химических элементов между кадмием и водородом. Они неподвержены началу разрушения в нейтральной жидкостной среде лишенной кислорода, но начинают интенсивно поддаваться коррозии при влиянии кислот.
Малоактивные металлы располагаются в таблице Менделеева между водородом и родием. Они не подвергаются влиянию коррозии при контакте с нейтральными жидкостями и кислой средой. Для активизации процесса их разрушения необходимо наличие кислорода или прочих окислителей.
Благородные металлы отличаются стабильностью, благодаря чему подвержены коррозии только при воздействии кислой среды при условии контакта с сильными окислителями.
К перечню благородных металлов относится платина, золото, палладий и иридий.
Электрохимическая коррозия металлов является самой распространенной, поскольку естественные условия, в которых хранятся и эксплуатируются металлические изделия, зачастую подвержены влиянию влажной среды.
Различают следующие виды электрохимической коррозии:
- Электролитная – наблюдается при контакте с растворами солей, кислотами, оснований, в том числе и обычной водой.
- Атмосферная – наблюдается в условиях атмосферы, где содержатся испарения воды. Данный вид является самым распространенным, именно он влияет на практически все металлические изделия.
- Почвенная – наблюдается в результате воздействия влажной почвы, в составе которой могут содержаться различные химические элементы ускоряющие процесс разрушения металла. При воздействии с кислыми почвами процесс коррозии наблюдается наиболее агрессивно. Грунты с песком воздействуют медленней всего.
- Аэрационная – является более редкой и наблюдается в тех случаях, если к разным поверхностям металла оказывается неравномерный доступ воздуха. В результате неоднородного воздействия линии переходов между такими участками начинают разрушаться.
- Морская коррозия металлов подразумевает разрушение от влияния морской воды. Она выделяется в отдельную группу, поскольку данная жидкость отличается высоким содержанием солей и растворенных органических веществ. Это делает ее более агрессивной.
- Биокоррозия – данный вид разрушения возникает при условии воздействия на поверхность металла бактериями, которые в результате жизнедеятельности вырабатывают углекислый газ и прочие вещества.
- Электрокоррозия – такой вид разрушения металла наблюдается при воздействии на него блуждающих токов, что характерно для подземных сооружений, в частности рельсов метрополитена, стержней заземления, трамвайных линий и т. д.
д.Голая поверхность подавляющего большинства металлов склонна к быстрой коррозии, поэтому для снижения разрушающего воздействия применяются различные способы защиты.
Покрытие изоляционными слоями:
- Другим металлом.
- Цементным раствором.
- Лаками.
- Красками.
- Битумом.
Одним из самых эффективных способов защиты от коррозии является покрытие поверхности одного металла другим, менее склонным к коррозии. Примером такого технического решения является оцинковка, когда сталь защищается слоем цинка. Внутренний металл полностью изолирован до тех пор, пока цинк в результате естественной коррозии, которая протекает очень медленно, полностью не разрушится, оголив сталь. Такой метод защиты является одним из самых эффективных, поскольку покрывной металл полотна удерживается на основании, поэтому его невозможно срывать слоями. Недостаток метода заключается в том, что при механическом воздействии можно сцарапывать тонкую защитную пленку.
Покрытие металла защитным цементным раствором, битумом, лаками и красками является также очень распространенным решением, которое все же уступает оцинковке. Это связано с неоднородностью составов основания и покрытия. В результате низкой адгезии краски готовое покрытие будет отслаиваться. Такая защита может покрываться трещинами, обеспечивая доступ влаги.
Коррозия металлов может быть приостановлена при наличии химического покрытия:
- Оксидирование.
- Фосфатирование.
- Азотирование.
- Воронение.
- Цементация.
Поверхность металла подвергается влиянию различных веществ, фосфатов, азота или оксидов, в результате чего создаются пленки, которые благодаря своей непроницаемости предотвращают разрушение. Такие методы применимы в первую очередь для сталей. Также распространенным решением является воронение стали, когда поверхность металла взаимодействует с органическими веществами. Обработанные таким способом поверхности приобретают темный цвет, напоминающий крыло ворона, за что данный метод и получил свое название.
Одним из наиболее эффективных вариантов химического покрытия является цементация, когда на поверхность воздействуют углеродом, в результате чего создается корка вступившего в реакцию металла.
Для защиты от коррозии черных металлов может применяться технология изменения их состава. Добавление различных соединений позволяет получить сплавы, отличающиеся большей устойчивостью к коррозии. Примером такого соединения является нержавеющая сталь.
Самым необычным является протекторная защита, которая подразумевает покрытие сооружений из одного металла пластинами из более активного металла, так называемого протектора. Поскольку он имеет более отрицательный потенциал, то выступает в роли анода. Защищаемая поверхность используется как катод. Они соединяются между собой проводником тока, благодаря чему создаются неблагоприятные условия для протектора. Как следствие разрушению поддается именно он, в то время как ценное сооружение остается целым.
Более редким решение является изменение состав окружающей среды.
В таких условиях коррозия металлов замедляется или не происходит. Данный метод подразумевает очистку состава жидкости или газа от кислот и солей, вызывающих разрушение. Такой метод применим далеко не во всех случаях, поскольку отличается техническими сложностями и определенной дороговизной. Его используют в разных механизмах. К примеру, могут применять в определенных средах только те металлы, для которых те не агрессивны.Похожие темы:
Разновидности металла — GoJobs.ruGoJobs.ru
Речь пойдет о том металле, который сдается в металлолом. Всем нам известны такие разновидности металла, как черный и цветной. Металлолом также делится в соответствии со своим химическим составом.
На сегодняшний день лом черных металлов представляет собой элементы, в состав которых входит железо, чугун, сталь и т.д. Это также относится к некоторым отходам литья, к стружке, переработке, к железным изделиям, а также тем металлическим изделиям, которые уже отслужили свой срок. В настоящее время прием металла осуществляется специализированными организациями.
Сдача металла является отличным способом заработка.
Стоит также упомянуть, что к лому цветных металлов относятся разнообразные предметы из меди, алюминия, свинца, титана, а также некоторых видов сплавов. Часто можно встретить варианты из латуни и бронзы. В настоящий момент авиационные заводы по праву могут быть названы основным источником лома из магния. Там же можно найти большой выбор титанового металлолома. Этот вариант часто встречается в различных судостроительных областях. Что касается свинцового лома, то он чаще всего выступает в качестве аккумуляторов от авто. Стоит также обратить внимание на лом сложных сплавов вместе с полупроводниковым ломом. Основным источником при этом является высокотехнологичное электронное производство.
На данный момент лом цветных металлов пользуется огромной популярностью. Почему? Потому что чаще всего он представляет собой разные виды сплавов, которые используются в промышленности достаточно широко. Потребитель получает уникальную возможность подобрать такой металл, который будет идеально подходить именно ему.
Современные цветные металлы часто используются в сфере высоких технологий, поэтому они и отличаются популярностью. Данная отрасль быстро развивается по всему миру. Цветные металлы также отличаются повышенной пластичностью и стойкостью по отношению к коррозии. Они могут отлично проводить тепло и электричество, в чем также их основное преимущество.
Разновидности красок для металла — статья от компании ЛКМ Торг
Краска для металлоконструкций представлена на рынке строительных материалов широким ассортиментом. Однако выбрать подходящий состав не так просто, как представляется на первый взгляд. Такие ЛКМ всегда подбираются по типу поверхности, подготовленной под покраску. При этом всегда учитываются условия эксплуатации и другие факторы, способные повлиять на качество покрытия.
Выбор краски по типу поверхности
Первое, что учитывается при выборе красящего состава – тип и характеристики основания. Здесь возможны такие варианты:
- Чёрный металл. Подвержен коррозийным изменениям, поэтому краска должна обеспечивать дополнительную защиту. С этой задачей справится краска антикоррозийная, предупреждающая окисление металла под воздействием окружающей среды.
- Оцинковка. Такие основания не нуждаются в дополнительной защите, поэтому для окрашивания подойдут составы, обладающие хорошей адгезией и привлекательным внешним видом.
- Цветной металл. Материал изначально обладает привлекательным внешним видом и устойчивостью к коррозийным изменениям. Поэтому такие конструкции окрашиваются крайне редко, обычно просто покрываются лаком.
- Ржавый металл. Такие поверхности тоже можно красить, причём без предварительной подготовки. С этой задачей справляются краски по металлу и ржавчине, которые сцепляются с основанием непосредственно через окисленное железо.
Подвержен коррозийным изменениям, поэтому краска должна обеспечивать дополнительную защиту. С этой задачей справится краска антикоррозийная, предупреждающая окисление металла под воздействием окружающей среды.По типу применения
Здесь учитываются следующие характеристики:
- Краска по металлу для наружных работ. Такие составы обладают повышенной устойчивостью к атмосферным явлениям и прямому воздействию ультрафиолета. Однако в краске присутствуют токсичные вещества, после нанесения длительное время сохраняется запах. Используются такие ЛКМ для окрашивания кровли, ограждений и других металлоконструкций, эксплуатирующихся в уличных условиях.
- Краска по металлу для внутренних работ. Это составы с минимальным уровнем токсичности, обычно быстросохнущие. Однако устойчивость к окружающей среде у ЛКМ крайне низкая.
Однако в краске присутствуют токсичные вещества, после нанесения длительное время сохраняется запах. Используются такие ЛКМ для окрашивания кровли, ограждений и других металлоконструкций, эксплуатирующихся в уличных условиях.Помимо этого всегда следует обращать внимание на температурную устойчивость. В частности, далеко не все краски подходят для радиаторов отопления. Для выполнения таких работ рекомендуется учитывать составы, выдерживающие температуру до +600 градусов. Кроме того, некоторые краски не рекомендованы для низкотемпературной среды, несмотря на то, что они подходят для наружного применения.
Разновидности красок по составу
Краска по ржавчине и металлическим поверхностям различаются по составу, физико-химическим свойствам и области применения. Например, в линейке производителей есть узкоспециализированные составы, которые подходят для выполнения конкретных видов работ.
При этом можно подобрать и универсальные ЛКМ, которые могут использоваться для окрашивания любых видов оснований.
По составу, краски для металлоконструкций делятся на следующие группы:
- Эпоксидные. Отличаются высокой токсичностью, зато хорошо выдерживают температурные перепады. Изготавливаются на основе силиконовых смол с добавлением отвердителя, используются для наружных работ.
- Масляные. Отлично подходят для внутренних работ, за исключением нанесения на радиаторы отопления. Не обеспечивают защиту от коррозии, наносятся на грунтовочный слой.
- Алкидные. Оптимальное решение для внутренней отделки. Такие краски могут наноситься без предварительного грунтования, однако, считаются пожароопасным покрытием.
- Акриловые. Выпускаются на водной основе, поэтому не имеют запаха. Привлекают внимание своей универсальностью, защищают поверхность от коррозии, устойчивы к сильному нагреву.
- Резиновые. Отличное решение для кровельных работ. Краска образует эластичное покрытие, которое защищает крышу от протечек и легко снимается в случае необходимости.
Краска образует эластичное покрытие, которое защищает крышу от протечек и легко снимается в случае необходимости.Составы для специального применения
В первую очередь, сюда откосится краска по металлу 3в1. Такие составы наносятся на поверхности, покрытые ржавчиной, без предварительной обработки. Состоит ЛКМ из трёх базовых компонентов:
- Антикоррозийная грунтовка;
- Преобразователь ржавчины;
- Защитная эмаль.
Такие составы не подходят для нанесения на поверхности, которые покрыты нитроэмалями. В таких ситуациях, перед окрашиванием необходимо удалить старое покрытие. Краска по ржавчине для наружных работ обладает едким запахом, поэтому не подходит для применения внутри помещений.
Отдельного внимания заслуживают и составы для окрашивания оцинковки. Такая сталь защищена цинковым покрытием, но это очень тонкий слой, толщина которого не превышает 2 микрон. Со временем, этот слой начинает разрушаться.
Предупредить проблему поможет краска для оцинкованного металла. Такие составы должны обладать хорошей адгезией и эластичностью, поэтому для окрашивания оцинковки используются краски на алкидной и акриловой основе, а также виниловые эмали.
18 различных типов металла (факты и применение) — изготовление из металла
Многое произошло со времен бронзового века. Существуют тысячи различных типов и марок металла, и каждый из них разработан для очень специфических применений.
Каждый день вы будете регулярно контактировать с десятками видов металлов. Вот интересное руководство, которое расскажет вам о некоторых из этих распространенных металлов и о том, где вы их найдете.
Сталь
Это самый распространенный металл в современном мире.
Сталь по определению — это просто железо (элемент), смешанное с углеродом. Это соотношение обычно составляет около 99% железа и 1% углерода, хотя это соотношение может немного отличаться.
Интересный факт: В 2017 году в мире было произведено более 1,8 миллиарда тонн стали (половина из которых была произведена в Китае).
Средний африканский слон весит около 5 тонн. Если бы вы сложили слонов друг на друга, чтобы образовать действительно своеобразный мост на Луну (что на самом деле невозможно), он все равно был бы не таким тяжелым, как вес стали, производимой каждый год.
На самом деле существует множество различных видов стали. Вот обзор основных типов:
Углеродистая сталь
Это основная сталь, хороший углерод и железо, хотя могут быть добавлены другие очень небольшие количества других элементов.
Три основные категории — это сталь с низким, средним и высоким содержанием углерода. Чем больше углерода, тем тверже и сильнее. Меньше углерода — дешевле, мягче и проще в производстве.
Углеродистая сталь чаще всего используется в качестве конструкционного строительного материала, в простых механических компонентах и в различных инструментах.
Легированная сталь
Считайте это генетически модифицированной сталью. Легированная сталь производится путем добавления в смесь других элементов.
Это изменяет свойства и, по сути, делает металл настраиваемым. Это чрезвычайно распространенный вид металла, потому что его производство, как правило, очень дешево.
Обычные легирующие элементы для стали включают марганец, ванадий, хром, никель и вольфрам. Каждый из этих элементов изменяет свойства металла по-разному.
Например, легированная сталь может придать дополнительную прочность высокопроизводительным зубчатым колесам, повысить коррозионную стойкость и износостойкость медицинских имплантатов, а также увеличить давление, с которым могут справиться трубопроводы. Обычно его считают рабочей лошадкой в мире металла.
Нержавеющая сталь
Технически это разновидность легированной стали, но в таких массовых количествах существует так много видов, что обычно ей присваивается отдельная категория. Эта сталь специально ориентирована на устойчивость к коррозии.
Это в основном просто сталь с заметным содержанием хрома. При коррозии хром создает сверхтонкий барьер, замедляющий ржавление.
Если соскрести преграду, сразу образуется новая.
Вы увидите это много на кухнях; ножи, столы, посуда, все, что соприкасается с пищей.
Не очень забавный факт: Если что-то сделано из нержавеющей стали, это не значит, что не может ржаветь. Различные составы в разной степени предотвращают ржавление.Нержавеющая сталь, используемая в соленой воде, должна быть особенно устойчивой к коррозии, чтобы не гнить. Но все виды нержавеющей стали ржавеют, если за ними не ухаживать должным образом.
Если вы хотите узнать больше о нержавеющих сталях (и о том, как их идентифицировать), щелкните здесь, чтобы получить мое руководство.
Железо (кованое или литое)
Несмотря на то, что это супер-старомодный металл (особенно распространенный в «железный век»), он все еще имеет множество современных применений.
Во-первых, это основной ингредиент стали.Но помимо этого, вот еще несколько приложений и объяснение того, почему используется железо:
- Кухонная посуда (например, сковородки) — пористая поверхность позволяет кулинарным маслам пригорать и создавать естественную антипригарную поверхность
- Дровяные печи — Чугун имеет чрезвычайно высокую температуру плавления, поэтому печь может выдерживать высокие температуры
- Тяжелая техника основания и рамы — этот тяжелый металл снижает вибрацию и обеспечивает жесткость.
Интересный факт: Железо — шестой по распространенности элемент во Вселенной.
Алюминий
Что касается металлов, то это действительно современный металл. Впервые алюминий был произведен в 1825 году, и с тех пор он стал основой для некоторых крупных достижений.
Например, из-за своего удивительного отношения прочности к весу это металл, который в значительной степени отвечает за полет и доставку человека на Луну. Он легко формируется (податлив) и не ржавеет, поэтому отлично подходит для банок с газировкой. И, что (возможно) самое главное, из него можно сделать очень тонкий лист, который можно использовать для приготовления барбекю из свежей пойманной рыбы до идеального слюноотделения.
Хотя процесс производства алюминия немного сложнее, чем некоторых других металлов, на самом деле это чрезвычайно распространенный металл. Это самый распространенный цветной металл (не содержащий железа) на планете.
Пока он не ржавеет, он окисляется.
На самом деле железо — единственный металл, который по определению «ржавеет». Алюминий подвержен коррозии при контакте с солью. Однако , а не , подвергнется коррозии при контакте с водой. Это делает алюминий действительно полезным для изготовления таких вещей, как пресноводные лодки.
Магний
Магний — действительно крутой металл. Это примерно 2/3 веса алюминия и сопоставимая прочность. Из-за этого он становится все более и более распространенным.
Чаще всего это сплав. Это означает, что он смешивается с другими металлами и элементами, чтобы получить гибридный материал с определенными свойствами. Это также может упростить использование в производственных процессах.
Одно из самых популярных применений магния — автомобильная промышленность.Магний считается шагом вперед по сравнению с алюминием, когда речь идет о высокопрочном снижении веса, и он не является астрономически более дорогим.
Некоторые места, где вы можете увидеть магний на мощных автомобилях, находятся в колесных дисках, блоках двигателя и картерах трансмиссии.
Однако у магния есть недостатки. По сравнению с алюминием он легче подвержен коррозии. Например, он подвергнется коррозии при контакте с водой, а алюминий — нет.
В целом это примерно вдвое дороже алюминия, но на производстве с ним справиться быстрее.
Интересный факт: Магний действительно воспламеняется и горит очень горячо. Металлическую стружку, опилки и порошок необходимо аккуратно утилизировать во избежание взрывов.
Медь
Медь — еще один старомодный металл. Сегодня вы часто будете видеть его в виде сплава (подробнее об этом позже) или в достаточно чистом состоянии.
Общие приложения включают электронику, водопроводные трубы и гигантские статуи, олицетворяющие свободу. Медь образует патину или окисленный слой, который фактически предотвращает дальнейшую коррозию.По сути, он станет зеленым и перестанет разъедать. Это может продержаться веками.
Статуя Свободы сделана из меди и покрыта слоем патины , или оксидным слоем, что придает ей зеленовато-голубой оттенок.
Если вам нужна дополнительная информация о том, почему этот металл становится зеленым, то эта статья может показаться вам интересной.
Латунь
Латунь — это сплав меди и цинка. Полученный желтый металл действительно полезен по ряду причин.
Его золотистый цвет делает его очень популярным для украшения. Этот металл часто используется в антикварной мебели в качестве ручек и ручек.
Кроме того, он чрезвычайно пластичен, что означает, что его можно выковывать и формовать. Вот почему он используется для духовых инструментов и таких инструментов, как тубы, трубы и тромбоны. Им легко придать форму (условно говоря), и они прочные.
Латунь также является отличным материалом для подшипников, поскольку она хорошо скользит по другим металлам. Еще одно отличное свойство латуни — она никогда не искрит. Например, стальной молоток может вызвать искру, если по нему ударить определенным образом. Латунный молоток этого не делает.
Это означает, что латунные инструменты отлично подходят для областей, где могут быть горючие газы, жидкости или порошки.
бронза
Это сделано в основном из меди, но также содержит около 12% олова. В результате получается металл, который тверже и жестче, чем обычная медь.
Бронза также может быть сплавом с другими элементами.Например, распространенными легирующими элементами являются алюминий, никель, цинк и марганец. Каждый из них может очень заметно изменить металл.
Бронза имеет огромное историческое значение (как в эпоху бронзы) и ее легко найти. Обычно это можно увидеть в массивных церковных колоколах. Бронза твердая и прочная, поэтому во время удара она не трескается и не сгибается, как другие металлы. Также звучит лучше.
Современное использование включает скульптуры и искусство, пружины и подшипники, а также гитарные струны.
Интересный факт: Бронза была первым искусственным сплавом.
Цинк
Это интересный металл своей полезностью.
Сам по себе он имеет довольно низкую температуру плавления, поэтому его очень легко отлить. Материал легко течет при плавлении, и получаемые куски получаются относительно прочными. Его также очень легко расплавить, чтобы переработать.
Цинк — действительно распространенный металл, который используется в покрытиях для защиты других металлов.Например, часто можно увидеть оцинкованную сталь, которая в основном представляет собой сталь, погруженную в цинк. Это поможет предотвратить ржавление.
Интересный факт: Ежегодно производится около 12 миллионов тонн цинка, половина из которых идет на цинкование.
Титан
Это действительно потрясающий современный металл. Впервые он был обнаружен в 1791 году, впервые создан в чистом виде в 1910 году и впервые изготовлен вне лаборатории в 1932 году.
Титан на самом деле очень распространен (седьмой по содержанию металл на Земле), но его действительно сложно очистить. Вот почему этот металл такой дорогой. Это также действительно стоит:
- Титан биосовместим, а это значит, что ваше тело не будет сопротивляться и отвергать его. Медицинские имплантаты обычно изготавливают из титана.
- Его соотношение прочности к весу выше, чем у любого другого металла. Это делает его чрезвычайно ценным для всего, что летает.
- Он действительно устойчив к коррозии.
- Нитрид титана (титан, который вступает в реакцию с азотом в вакууме высокой энергии) — это безумно твердое покрытие с низким коэффициентом трения, которое наносится на металлические режущие инструменты.
Интересный факт: Титан сопротивляется коррозии потому, что он мгновенно вступает в реакцию с кислородом, создавая очень тонкий и прочный барьер, защищающий металл. Если соскрести барьер, сразу образуется новый. Это вроде как самоисцеление.
Еще один забавный факт: Титан не встречается в природе сам по себе.
Он всегда связан с другим элементом.
Вольфрам
Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления и самый высокий предел прочности среди всех чистых металлов.Это делает его чрезвычайно полезным.
Около половины всего вольфрама используется для производства карбида вольфрама. Это безумно твердый материал, который используется для изготовления режущих инструментов (для горнодобывающей и металлообрабатывающей промышленности), абразивов и тяжелого оборудования. Он легко режет титан и жаропрочные сплавы.
Он получил свое название от шведских слов « tung sten », что означает «тяжелый камень». Это примерно в 1,7 раза больше плотности свинца.
Вольфрам также является популярным легирующим элементом.Поскольку его температура плавления настолько высока, он часто сплавляется с другими элементами, чтобы сделать такие вещи, как сопла ракет, которые должны выдерживать экстремальные температуры.
Адамантий
Это неправда.
К сожалению.
Никель
Никель — действительно распространенный элемент, который используется повсюду. Чаще всего он применяется в производстве нержавеющей стали, где повышает прочность и коррозионную стойкость металла. На самом деле почти 70% никеля в мире используется для производства нержавеющей стали.
Интересно, что никель составляет только 25% в составе пятицентовой американской монеты.
Никель также является обычным металлом, используемым для нанесения покрытия и легирования. Его можно использовать для покрытия лабораторного и химического оборудования, а также всего, что должно иметь действительно гладкую полированную поверхность.
Интересный факт: Никель получил свое название из средневекового немецкого фольклора. Никелевая руда очень похожа на медную руду, но когда старые горняки не могли добыть из нее медь, они обвинили озорного духа по имени Никель.
Кобальт
Это металл, который долгое время использовался для изготовления синего пигмента в красках и красителях.
Сегодня он в основном используется для изготовления износостойких высокопрочных стальных сплавов.
Кобальт очень редко добывается сам по себе, это побочный продукт производства меди и никеля.
Олово
Олово действительно мягкое и податливое. Он используется в качестве легирующего элемента для изготовления таких вещей, как бронза (1/8 олова и 7/8 меди). Он также является основным ингредиентом олова (85–99%).
Интересный факт: Когда вы сгибаете кусок жести, вы можете услышать нечто, называемое «жестяной крик». Это резкий звук реорганизации кристаллической структуры (называемый двойникованием ).
Свинец
Свинец действительно мягкий и податливый, а также очень плотный и тяжелый. У него очень низкая температура плавления.
В 1800-х годах было обнаружено, что свинец на самом деле является довольно токсичным веществом. Вот почему в наше время он не так распространен, хотя не так давно его еще находили в красках и пулях.
Свинец — это нейротоксин, который, среди прочего, может вызывать повреждение мозга и проблемы с поведением.
Тем не менее, он все еще используется в современном мире. Например, он отлично подходит для защиты от излучения. Его также иногда добавляют в медные сплавы, чтобы облегчить их резку. Смесь свинца и меди часто используется для улучшения характеристик подшипников.
Кремний
С технической точки зрения кремний — это металлоид. Это означает, что он имеет как металлические, так и неметаллические качества.
Например, он похож на металл. Он прочный, блестящий, гибкий и имеет высокую температуру плавления. Однако он ужасно проводит электричество. Отчасти поэтому он не считается полноценным металлом.
Тем не менее, это обычный элемент, который можно найти в металлах. Использование его для легирования может немного изменить свойства металла. Например, добавление кремния к алюминию облегчает сварку.
Типы металлов и их применение
Металлы и достижения в производственных процессах привели к промышленной революции.
Это привело к экспоненциальному росту человеческой цивилизации, приведя нас туда, где мы находимся сегодня. Сегодня нас окружают разные металлы. С компьютера, который вы используете для чтения этой информации, на зажимы в сантехнике. Сегодня находят применение более восьмидесяти различных типов металлов.
Виды металлов и их классификация
В природе доступно большое количество металлов. Их можно классифицировать по-разному, в зависимости от того, какое свойство или характеристику вы используете в качестве критерия.
Классификация по содержанию железа
Самый распространенный способ их классификации — по содержанию железа.
Когда металл содержит железо, он известен как черный металл. Железо придает материалу магнитные свойства, а также делает его подверженным коррозии. Металлы, не содержащие железа, относятся к цветным металлам. Эти металлы не обладают магнитными свойствами. Примеры включают, но не ограничиваются ими, алюминий, свинец, латунь, медь и цинк.
Их также можно классифицировать на основе их атомной структуры в соответствии с периодической таблицей.Когда это сделано, металл может быть известен как щелочной, щелочноземельный или переходный металл. Металлы, принадлежащие к одной группе, ведут себя аналогичным образом при взаимодействии с другими элементами. Таким образом, они имеют схожие химические свойства.
Магнитные и немагнитные металлы
Другой способ отличить металлы — это посмотреть, как они взаимодействуют с магнитами. На этом основании можно разделить металлы на магнитные и немагнитные.
В то время как ферромагнитные металлы сильно притягиваются к магнитам, парамагнитные металлы демонстрируют лишь слабое взаимодействие.Наконец, есть группа диамагнитных металлов, которые обладают слабым отталкиванием к магнитам.
Железо, его сплавы и их свойства
Все металлы обладают схожими механическими свойствами материалов.
Но при тщательном рассмотрении один металл будет иметь небольшое преимущество над другим в определенных свойствах. При создании сплавов можно изменять свойства путем смешивания чистых элементов.
При выборе металла для конкретного применения необходимо учитывать множество факторов, чтобы найти наиболее подходящий вариант.Эти факторы включают температуру плавления, стоимость, простоту обработки, достаточный запас прочности, доступное пространство, температурный коэффициент, тепловую и электрическую проводимость, плотность и т. Д. Давайте взглянем на некоторые из популярных металлов и почему они выбраны для их применения. .
Утюг
Эйфелева башня сделана из кованого железа Не будет преувеличением назвать железо источником жизненной силы нашей цивилизации. Примерно 5 процентов земной коры состоит из железа. Таким образом, это невероятно простой металл.Однако чистое железо — нестабильный элемент. При первой возможности он реагирует с кислородом воздуха с образованием оксида железа.
Для извлечения железа из руды используется доменная печь. Чугун получают из первой ступени доменной печи, которую можно дополнительно очистить для получения чистого чугуна. Это железо часто попадает в стали и другие сплавы. Почти 90 процентов производимых металлов составляют черные металлы.
Например, сталь— это черный металл, который находит множество применений.Мы не можем понять истинный потенциал железа, не узнав о стали.
Сталь
Чистое железо прочнее других металлов, но оставляет желать лучшего. Во-первых, чистое железо не устойчиво к коррозии. Чтобы железо не подвергалось коррозии, нужно потратить много денег и энергии. Во-вторых, он также чрезвычайно тяжелый из-за высокой плотности. Эти недостатки могут затруднить строительство и обслуживание конструкций.
Добавление углерода в железо до некоторой степени смягчает эти недостатки.Эта смесь железа и углерода до определенных пределов известна как углеродистая сталь. Добавление углерода к железу делает его намного прочнее, а также придает другие замечательные характеристики.
Другие элементы могут быть добавлены в следовых количествах для отражения их свойств. Давайте посмотрим, как классифицировать сталь и на что она способна.
Какие типы стали и их применение?
Сталь — популярный строительный материал благодаря своим превосходным свойствам. Сегодня в наличии более 3500 марок стали.Он имеет высокую прочность на разрыв и высокое отношение прочности к массе. Это означает большую прочность на единицу массы стали. Это позволяет использовать стальные детали и компоненты небольшого размера, но при этом прочные.
Стальтакже чрезвычайно прочна. Это означает, что стальная конструкция может служить дольше и противостоять внешним факторам лучше, чем другие альтернативы. Он также пластичен и ему можно придать необходимую форму без ущерба для его свойств. В зависимости от содержания железа сталь подразделяется на три категории.
Углеродистая стальпо классификации AISI
Арматура из низкоуглеродистой стали- Сталь низкоуглеродистая. До 0,25% углерода в чугуне дает нам низкоуглеродистую сталь, также известную как мягкая сталь. Он используется для труб с умеренным давлением. Арматурные стержни и двутавровые балки в строительстве обычно изготавливаются из низкоуглеродистой стали. Для него также подходят любые области применения, требующие большого количества стали без особого формования или гибки. Примером может служить корпус корабля.
- Сталь среднеуглеродистая. Содержит 0,25… 0,6% углерода. Области применения среднеуглеродистой стали включают те, для которых требуются высокие прочность на разрыв и пластичность. Они находят применение в зубчатых передачах и валах, железнодорожных колесах и рельсах, стальных балках в зданиях и мостах и т. Д. Другое применение — сосуды под давлением, за исключением случаев, когда они содержат холодные газы или жидкости из-за их склонности к холодному растрескиванию.
- Высокоуглеродистая сталь. Сталь с содержанием углерода более 0,6% является высокоуглеродистой. Эта сталь тверже и хрупче, чем две предыдущие.Он находит применение при изготовлении долот и режущих инструментов. Отличные качества включают твердость и хорошую устойчивость материала к износу. Его также можно использовать в прессах и для изготовления сверл.
До 0,25% углерода в чугуне дает нам низкоуглеродистую сталь, также известную как мягкая сталь. Он используется для труб с умеренным давлением. Арматурные стержни и двутавровые балки в строительстве обычно изготавливаются из низкоуглеродистой стали. Для него также подходят любые области применения, требующие большого количества стали без особого формования или гибки. Примером может служить корпус корабля.
Эта сталь тверже и хрупче, чем две предыдущие.Он находит применение при изготовлении долот и режущих инструментов. Отличные качества включают твердость и хорошую устойчивость материала к износу. Его также можно использовать в прессах и для изготовления сверл.Хотя все вышеупомянутые стали обычно называют углеродистыми сталями, они содержат другие элементы для улучшения определенных свойств. Как хром для коррозионной стойкости или марганец для улучшения прокаливаемости и прочности на разрыв.
Легированные стали
Этот тип металла содержит множество элементов для улучшения различных свойств.Металлы, такие как марганец, титан, медь, никель, кремний и алюминий, могут быть добавлены в разных пропорциях.
Это улучшает закаливаемость, свариваемость, коррозионную стойкость, пластичность и формуемость стали. Легированные стали применяются в электродвигателях, подшипниках, нагревательных элементах, пружинах, шестернях и трубопроводах.
Используемая ударопрочная инструментальная сталь Инструментальная сталь — это металл, который также находит применение при производстве рельсов, проволоки, труб, валов и клапанов.
Инструментальная сталь в основном используется в автомобильной, судостроительной, строительной и упаковочной отраслях.
различных типов металлов
Помимо черных металлов, у нас большой выбор цветных металлов. Каждый из них обладает определенными качествами, которые делают их полезными в разных отраслях.
Алюминий
Алюминий получают в основном из бокситов. Он легкий, прочный и функциональный. Это самый распространенный металл на Земле, и его применение повсюду.
Это связано с его свойствами, такими как долговечность, малый вес, коррозионная стойкость (подробнее о типах коррозии алюминия можно узнать здесь), электропроводностью и способностью образовывать сплавы с большинством металлов.Он также не намагничивается и его легко обрабатывать.
Медь
Говоря о различных типах металлов, нельзя не упомянуть медь и ее сплавы. Он имеет долгую историю, потому что его легко сформировать. Даже сегодня это важный металл в отрасли. В чистом виде в природе не встречается.
Таким образом, плавка и извлечение из руды необходимы.
Металлы — хорошие проводники, и медь выделяется больше, чем другие. Благодаря отличной электропроводности он находит применение в электрических цепях в качестве проводника.По проводимости уступает только серебру. Он также обладает отличной теплопроводностью. Вот почему многие кухонные принадлежности сделаны из меди.
Латунь
Латунь — это сплав меди и цинка. Количество каждого из металлов может варьироваться в зависимости от требуемых электрических и механических свойств металла. Он также содержит следовые количества других металлических элементов, таких как алюминий, свинец и марганец. Латунь — отличный кандидат для применения в приложениях с низким коэффициентом трения, таких как замки, подшипники, сантехника, музыкальные инструменты, инструменты и фитинги.Он незаменим в искробезопасных приложениях для предотвращения искр и позволяет использовать его в легковоспламеняющихся средах.
бронза
Бронза — это тоже сплав меди.
Но вместо цинка в бронзе есть олово. Добавление других элементов, таких как фосфор, марганец, кремний и алюминий, может улучшить его свойства и пригодность для конкретного применения. Бронза хрупкая, твердая, хорошо сопротивляется усталости. Он также имеет хорошую электрическую и теплопроводность и коррозионную стойкость.Бронза находит применение в производстве зеркал и отражателей. Используется для электрических разъемов. Благодаря своей коррозионной стойкости он находит применение в подводных частях и судовых деталях.
Титан
Титан — важный конструкционный металл, поскольку он прочен и легок. Он также обладает высокой термостойкостью даже при температурах до 480 градусов по Цельсию. Благодаря этим свойствам он находит применение в авиакосмической промышленности. Военная техника — один из вариантов использования этого металла.Поскольку титан также устойчив к коррозии, его также используют в медицинских целях. Титан также используется в химической и спортивной промышленности.
Цинк
Оцинкованная стальЦинк — широко распространенный металл, находящий широкое применение в медицинском и промышленном секторах. Его основное применение — гальванизация стали. Это защищает сталь от коррозии. Цинк также используется для производства отливок для электротехнической, аппаратной и автомобильной промышленности. Поскольку цинк имеет низкий электрохимический потенциал, его применение включает в себя морское применение для предотвращения коррозии других металлов за счет катодной защиты.Жертвенные цинковые аноды могут защитить клапаны, трубопроводы и резервуары.
Свинец
Свинец — это хорошо поддающийся механической обработке, коррозионно-стойкий металл. Трубопровод и краска представляют собой некоторые варианты использования. Свинец использовался в качестве антидетонационного агента в бензине. Позже было обнаружено, что побочный продукт этого свинца вызывает серьезные осложнения для здоровья. Свинец по-прежнему используется в боеприпасах, автомобильных аккумуляторах, радиационной защите, подъемных грузах, оболочке кабелей и т.
Д.
5 самых популярных типов металлов и их применения
Еще с бронзового века люди искали новые способы разработки, улучшения и использования металла.Тысячи типов металлов и столько же марок допускают применение и использование, ограниченное только пределами нашего творчества.
Являясь основой многих отраслей промышленности и лежащими в основе самой промышленной революции, металлы поддерживали развитие и рост не только нашего общества, но и цивилизации в целом. От зданий и инфраструктуры до бытовой техники — каждый день нас окружает не менее восьмидесяти различных типов металла.
Следующие пять типов металла являются одними из наиболее широко используемых во всем мире.Мы изучили некоторые из их бесконечных применений и предоставили несколько идей о каждом конкретном типе металла.
Сталь
Сталь — это железный сплав, обогащенный примерно 1% углерода, и он обычно не содержит примесей и остатков, которые в противном случае могут быть обнаружены в железе.
Хотя само железо прочнее других металлов, оно очень тяжелое, плотное и подвержено коррозии. По этим причинам строительство и обслуживание чисто железных конструкций может быть затруднено.Добавление углерода в железо не только уменьшает эти уязвимости, но и делает материал более прочным. Кроме того, сталь имеет довольно высокое отношение прочности к весу по сравнению с другими типами металлов, что позволяет изготавливать небольшие, но прочные стальные детали.
Сталь, ежегодно производимая во всем мире более 3500 различных марок и почти 2 миллиарда тонн стали, является наиболее широко используемым металлом в мире.
С учетом количества различных элементов и различного качества этих элементов, добавляемых для создания стальных сплавов, существует множество различных типов стали.
Без лишних слов, давайте углубимся в мир стали!
Легированная сталь
Легированная сталь производится путем соединения таких элементов, как хром, марганец, никель, вольфрам или ванадий, с железом.
Каждый из легирующих элементов придает смеси различные свойства, что делает легированную сталь очень гибкой.
В зависимости от потребностей проекта, конкретный сплав может быть модифицирован для получения множества желаемых качеств, пара из которых может заключаться в более высокой прочности материала или продукте, более устойчивом к износу и коррозии.Легированная сталь может быть относительно недорогой в производстве, что делает ее очень широко используемой.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь — это легированная сталь с высокой коррозионной стойкостью, состоящая из железа, углерода, значительного количества хрома и остатков других металлов. Это универсальный материал, который широко применяется во многих домашних хозяйствах.
От кухонной утвари до столов, раковин и другой мебели — нержавеющая сталь идеально подходит для изготовления всего, что соприкасается с продуктами питания, потому что она не ржавеет.
Углеродистая сталь
Углеродистая сталь — это сплав железа и углерода, иногда с остатками других элементов.
Обычно его разделяют на три группы (низкоуглеродистая, средне- и высокоуглеродистая сталь) в зависимости от количества углерода, содержащегося в сплаве. Чем больше углерода используется для производства стали, тем тверже будет сплав. С другой стороны, небольшое количество углерода делает сплав более простым и дешевым в производстве.
Углеродистая сталь часто используется для производства инструментов и механических элементов, но наиболее известна как конструкционный строительный материал.
Инструментальная сталь
Из-за своей твердости инструментальная сталь используется для изготовления режущего, сверлильного и другого ударопрочного инструмента. Твердость достигается за счет легирования железа такими элементами, как кобальт, молибден, вольфрам или ванадий.
Инструментальная сталь находит широкое применение в строительстве, судостроении и автомобилестроении. Он в основном используется для обработки и изменения различных видов стали.
Утюг
Составляя около 5% земной коры и являясь шестым по распространенности элементом во Вселенной, железо является очень распространенным и чрезвычайно популярным металлом.
Нелегированное железо — нестабильный элемент, который легко вступает в реакцию с кислородом воздуха и образует оксид железа. Чтобы сделать его более стабильным, его обычно легируют другими элементами для получения стали.
Утюг находит свое применение в кухонной посуде, поскольку его пористая поверхность в сочетании с горячим маслом предотвращает прилипание. Из-за чрезвычайно высокой температуры плавления чугун используется для производства дровяных печей. Будучи тяжелым металлом, железо обеспечивает жесткость и снижает вибрации, поэтому его часто используют для изготовления рам и оснований тяжелой техники.
Алюминий
Алюминий — это очень прочный, легкий и устойчивый к коррозии металл, получаемый из руды боксита. Впервые изготовленный в 19 веке, алюминий нашел широкое распространение благодаря своей обрабатываемости, электропроводности и неспособности намагничиваться.
Это самый распространенный цветной металл на Земле, известный своей ковкостью и способностью образовывать сплавы почти со всеми другими металлами.
обладает впечатляющим соотношением прочности и веса, и хотя он не ржавеет, он окисляется и разъедает под воздействием соли.Область применения широка: от банок и бытовой техники до самолетов.
Цинк
Цинк — это обычный металл с низкой температурой плавления. Поскольку он плавно течет в расплавленном виде, его легко отлить и переработать. Конечный продукт достаточно прочен и имеет низкий электрохимический потенциал.
Цинк используется для покрытия и защиты других металлов, а также для предотвращения ржавления оцинкованной стали. Его приложения включают в себя промышленный, морской и медицинский секторы, а также аппаратную, электрическую и автомобильную промышленность.
бронза
Бронза изготавливается путем легирования меди и олова и часто небольших количеств таких элементов, как алюминий, марганец, кремний или фосфор.
Как первый сплав, созданный человеком, бронза имеет невероятное историческое значение — отсюда и «бронзовый век».
Несмотря на свою хрупкость, бронза — твердый элемент, известный своей устойчивостью к усталости, который не сгибается и не трескается. Благодаря высокой коррозионной стойкости, а также хорошей теплопроводности и электропроводности, он используется для изготовления электрических соединителей, церковных колоколов, деталей кораблей и отражателей.
В дополнение к пяти наиболее популярным металлам, перечисленным выше, Texas Iron & Metal предлагает большой перечень материалов, которые могут подойти для вашего следующего проекта. Позвоните нам по телефону 800.839.4766 или запросите расценки здесь, и один из наших знающих представителей с радостью поможет вам найти идеальный тип металла.
Какие четыре типа стали?
Сталь — такой мощный элемент, который бывает нескольких различных сортов и обладает уникальным химическим составом.Теперь, когда свойства стали и различные стальные сплавы настолько обширны, было бы шокирующим осознавать, что все виды стали, даже обрабатываемые с ЧПУ, состоят всего из двух частей: железа и углерода.
Однако настоящая разница начинается тогда, когда появляются дополнительные углеродные и легирующие элементы. Видите ли, долговечность и прочность стали определяются теми дополнительными аспектами (такими как марганец и фосфор), которые вводятся при ее формулировании, и это то, что определяет ее категорию для конкретных применений.Итак, если вам интересно, какой тип стали покупать для ваших конкретных нужд, вы должны понимать химическую структуру физических свойств стали, которые подразделяются на четыре основных типа.
Четыре основных типа стали
1. Углеродистая сталь
Углеродистая сталь выглядит тусклой, матовой и, как известно, подвержена коррозии. В целом, есть три подтипа этой стали: низкоуглеродистая, средне- и высокоуглеродистая сталь, низкоуглеродистая сталь, содержащая около 30% углерода, средняя.60% и высокий 1,5%. Само название на самом деле происходит от того факта, что они содержат очень небольшое количество других легирующих элементов.
Они исключительно прочные, поэтому их часто используют для изготовления таких вещей, как ножи, высоковольтные провода, автомобильные детали и другие подобные предметы.
Факт: Углеродистые стали составляют около 90% всего производства стали.
СтальC45 / AISI 1045 — это среднеуглеродистая сталь, подходящая для таких деталей, как шестерни, болты, оси и валы общего назначения, шпонки и шпильки.Немедленно укажите цену на деталь из углеродистой стали
2. Легированная сталь
Далее идет легированная сталь, которая представляет собой смесь нескольких различных металлов, таких как никель, медь и алюминий. Они, как правило, более дешевы, более устойчивы к коррозии и используются для некоторых автомобильных запчастей, трубопроводов, корпусов судов и механических проектов. Для этого сила зависит от концентрации элементов, которые он содержит.
Легированная сталь AISI 4317 / 18NiCrMo5: высокая прочность и ударная вязкость сердечника, сверхмощные подшипники, кулачковые толкатели, кулачки сцепления, компрессорные кольца, валы вентиляторов, сверхмощные шестерни, валы насосов.
Мгновенно укажите цену на деталь из легированной стали
3. Инструментальная сталь
Инструментальная стальизвестна своей твердостью, устойчивостью к нагреванию и царапинам. Название происходит от того факта, что они очень часто используются для изготовления металлических инструментов, таких как молотки. Для них они состоят из таких вещей, как кобальт, молибден и вольфрам, и это основная причина того, почему инструментальная сталь обладает такими высокими характеристиками прочности и термостойкости.
4. Нержавеющая сталь
И последнее, но не менее важное: нержавеющая сталь, вероятно, является самым известным типом на рынке.Этот сорт блестящий и обычно содержит от 10 до 20% хрома, который является их основным легирующим элементом. Такая комбинация делает сталь устойчивой к коррозии и очень легко формуется в различные формы. Из-за простоты использования, гибкости и качества нержавеющая сталь может использоваться в хирургическом оборудовании, бытовом оборудовании, изделиях из серебра и даже использоваться в качестве наружной облицовки коммерческих / промышленных зданий.
Факт: существует более 100 марок нержавеющей стали, что делает ее невероятно универсальным материалом, который можно изменять.
Нержавеющая сталь 316L: подходит для теплообменников, трубопроводов, материалов для наружных конструкций в прибрежных районах, браслетов для часов, корпусов и т. Д. Для современных часов, оборудования для использования в морской, химической, красочной, пищевой промышленности. Мгновенно укажите цену на деталь из нержавеющей стали
Марки стали для учета Классстали очень часто используется инженерами, учеными, архитекторами и даже государственными учреждениями, чтобы укрепить свою уверенность в стабильности и качестве материалов.
- Система классификации ASTM: Эта система присваивает каждому металлу буквенный префикс в зависимости от его категории. Например, буква «А» обозначает сталь и железо. Затем ему присваивается порядковый номер, который отражает особые свойства этого металла.
- Система оценок SAE: В этой системе оценок для классификации используется четырехзначный номер. Первые два указывают тип стали вместе с концентрацией легирующего элемента, а последние два отражают концентрацию углерода в этом конкретном металле.
Заключение
В 1967 году в мире было произведено всего 500 миллионов тонн стали. Однако в 2016 году это число выросло до более 1600 миллионов. Кроме того, по данным Всемирной ассоциации производителей стали, 55% веса обычного автомобиля приходится на сталь. В этой реальности трудно представить мир без стали. Имея более 3500 различных марок стали, возможности ее использования кажутся безграничными. От производства, изготовления до обработки стали с ЧПУ — каждый тип имеет свое идеальное место и характеристики, чтобы удовлетворить практически любые потребности.
В конце концов, разные свойства стали происходят из-за использования разных стальных сплавов и делятся на четыре типа, которые мы видим сегодня.
Итак, если вы думаете о покупке стали, найдите время, чтобы определить идеальные свойства стали, которые вам нужны, и правильный сорт для выполнения той работы, которую вы стремитесь выполнить. Вы будете благодарить себя, сделав это сейчас, вместо того, чтобы позже обнаружить, что выбрали не тот.
Источники и дополнительная литература
https: // www.meadmetals.com/blog/steel-grades#:~:text=The%20Four%20Types%20of%20Steel,elements%20b except%20carbon%20and%20iron.
https://www.metalsupermarkets.com/types-of-steel/
https://www.oughttco.com/steel-grades-2340174
https://en.wikipedia.org/wiki/Tool_steel#~: : text = 10% 20Bibliography-, Water% 2Dharpting% 20group, имеющий% 20to% 20be% 20water% 20. & text = The% 20toughness% 20of% 20W% 2Dgroup, зерно% 20размер% 20 во время обработки% 20heat% 20.
https://www.worldsteel.org/media-centre/press-releases/2017/world-steel-in-figures-2017.HTML
https://www.etf.
com/sections/features-and-news/1289-cars-and-metal-metal-and-cars?nopaging=1&__cf_chl_jschl_tk__=3a8ca3d47
c87c877dcfb2e55cd6233860cb-1600380671-0-AasJiDTBvhrkbY9YZHsDpzuaM-dpqbZOVjFpgmW-THnSW1enoB8aJgcv3id1B0g8hsOA_W0Cc5nUrnMnODkbsm64bthN- EhygbGpib0cUoZBi-O_iSX3sjZYrmoQEqq0KDXlKO2iscWjgPnCnFLvhiRpIs2RRmmSExzW3VEz51em5wiYtKsVO2ZWvx7Px8hkvbhBU-IJtpkrPSQy_qK_hZcjiu14ZPKEukYBqWLBpy_b6jJyx3ToAjECPcBiKrUDUte13WCLcBqdj4u_-9HBsQSNNC_uJo7qsMCmazJ0ATdkhJDAM2zMBsqhxeqxr8cFo-TsOAFrjrya4VJ4_rGhqgiGlrdSbSshIyyZ-WxEqIq45nob3TtucY8kQnhmLjSEfLGXwnVHfMytHPSXgsdk-XCDhHqPuvJMfa6GTvDlDUAvvaj1xFZBYWF42R_0aBCKlw
https: // эн.wikipedia.org/wiki/Steel#:~:text=Carbon%20steels,-Modern%20steels%20are&text=Carbon%20steel%2C%20composed%20simply%20of,the%20hardenability%20of%20thick%20sections.
http://www.osstronic.com/resources/articles/strome-steel-grades.php#:~:text=There%20are%20over%20100%20grades,chromium%2C%208%25%20nickel
металл | Определение, характеристики, типы и факты
Металл , любой из класса веществ, характеризующихся высокой электрической и теплопроводностью, а также пластичностью, пластичностью и высокой отражательной способностью света.
Британская викторина
Металлы: факт или вымысел?
Железо — самый распространенный металл в земной коре? Калий — твердый металл? Откройте эту сокровищницу викторины, наполненной серебром, платиной и другими металлами.
Примерно три четверти всех известных химических элементов — металлы.Наиболее распространенными разновидностями в земной коре являются алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний. Подавляющее большинство металлов находится в рудах (минеральных веществах), но некоторые из них, такие как медь, золото, платина и серебро, часто встречаются в свободном состоянии, потому что они не вступают в реакцию с другими элементами.
Металлы обычно представляют собой твердые кристаллические вещества. В большинстве случаев они имеют относительно простую кристаллическую структуру, отличающуюся плотной упаковкой атомов и высокой степенью симметрии.
Обычно атомы металлов содержат менее половины полного набора электронов в своей внешней оболочке. Из-за этой характеристики металлы не склонны образовывать соединения друг с другом. Однако они легче соединяются с неметаллами (например, кислородом и серой), которые обычно имеют более половины максимального количества валентных электронов. Металлы сильно различаются по своей химической активности. Наиболее реактивными являются литий, калий и радий, тогда как низкоактивными являются золото, серебро, палладий и платина.
Высокая электрическая и теплопроводность простых металлов (т.е. непереходных металлов периодической таблицы) лучше всего объясняется с помощью теории свободных электронов. Согласно этой концепции, отдельные атомы в таких металлах потеряли свои валентные электроны в твердом теле, и эти свободные электроны, которые вызывают проводимость, перемещаются как группа по всему твердому телу. В случае более сложных металлов (то есть переходных элементов) проводимость лучше объясняется зонной теорией, которая учитывает не только наличие свободных электронов, но и их взаимодействие с так называемыми электронами d .
Механические свойства металлов, такие как твердость, способность противостоять повторяющимся нагрузкам (усталостная прочность), пластичность и пластичность, часто приписывают дефектам или несовершенствам их кристаллической структуры. Например, отсутствие слоя атомов в его плотно упакованной структуре позволяет металлу пластически деформироваться и предотвращает его хрупкость.
26 различных типов стали
Сталь стала основным товаром с тысячами различных вариаций в зависимости от ее предполагаемого использования, поэтому давайте рассмотрим наиболее часто используемые различные типы стали, их отличительные свойства, а также способы их использования. .
Железо — наиболее доступный минерал, распространенный по ядру и мантии Земли, хотя в чистом виде он чрезвычайно мягкий и требует окисления до оксида железа. Плохая прочность и долговечность этой формы сильно затрудняют использование железа.
Чтобы улучшить эти свойства, в чистое железо добавляют до 2% углерода, в результате чего получается очень прочное и твердое вещество, называемое сталью.
Благодаря своей высокой прочности на разрыв и прочности, сталь используется для производства всего, от швейных игл до нефтяных танкеров, а также инструментов, необходимых для их производства.Тем не менее, в сталь часто добавляют другие типы металлов, чтобы добиться различных качеств в зависимости от предполагаемого использования.
С помощью этих металлических добавок к настоящему времени было произведено 3500 различных вариантов стали, каждая из которых обладает различными структурными, химическими и физическими характеристиками и свойствами. Еще более поразительным является тот факт, что более 75% этих вариантов были введены в последние два десятилетия для удовлетворения быстро развивающихся промышленных потребностей.
Давайте рассмотрим наиболее часто используемые типы стали, их отличительные свойства и области применения:
Углеродистая сталь
Большая часть стали во всем мире в той или иной форме представляет собой углеродистую сталь.
Он содержит железо, углерод и различные количества других легирующих элементов. В качестве основного легирующего элемента углеродистой стали углерод составляет около 90% всего производства стали.
Он помогает создавать более прочный и более жесткий металл. Это связано с тем, что атомы, присутствующие в углероде, позволяют ему проходить через кристаллическую решетку железа, слегка искажая решетку и заполняя промежутки между атомами металла.
Учитывая эту характеристику, получаемые изделия из углеродистой стали чрезвычайно твердые.Эту прочность определяет количество присутствующего углерода, далее классифицируя его по трем категориям:
Узнайте все о лезвии из углеродистой стали здесь.
Высокоуглеродистая сталь
Высокоуглеродистая сталь обычно содержит от 0,61% до 1,5% углерода, что приводит к получению прочной, хрупкой и твердой стали. Чтобы улучшить его износостойкость, его подвергают соответствующей термообработке. Помимо того, что он используется для изготовления высокопрочных проволок и пружин, он является полезным материалом для производства амортизирующего оборудования.
Среднеуглеродистая сталь
Этот вариант включает содержание углерода от 0,31% до 0,6%, что приводит к получению умеренно пластичной стали с большей прочностью на разрыв, чем у низкоуглеродистой стали. Чтобы затвердеть, его часто обрабатывают закалкой — одной из форм термической обработки. Поскольку он очень пластичен и может принимать различные формы и размеры, этот тип является наиболее часто используемым из трех. От небоскребов до заборов, мостов и домов — вы увидите, что он используется повсюду.
Низкоуглеродистая сталь
Низкоуглеродистая сталь содержит до 0.3% углерода. Несмотря на то, что низкоуглеродистая сталь обладает высокой ковкостью и пластичностью, она отличается низким пределом прочности на разрыв, который, безусловно, можно улучшить с помощью процесса холодной прокатки. Это включает прокатку стали между двумя полированными роликами в условиях высокого давления. Среди его наиболее распространенных применений — производство металлических листов, коробок, труб, цепей, проводов, ящиков, заклепок, рам автомобилей и т.
Д.
Источник: Techpedia
Легированная сталь
Легированная сталь состоит из различного количества различных металлов. кроме железа.Эти дополнения помогают управлять свойствами стали для конкретных целей. В определенной степени используются такие металлы, как алюминий, никель, кремний, хром, марганец, титан и медь. Использование этих металлов приводит к характеристикам, не присущим углеродистой стали. Желаемые изменения происходят в прочности, деформируемости, коррозионной стойкости, пластичности и прокаливаемости стали.
Обычно легированная сталь более чувствительна к различным видам обработки и используется в более специализированных отраслях, таких как бытовая техника, судостроение и автомобильная промышленность.Он может быть более прочного или более осязательного, с высокой устойчивостью к ржавчине или более подходящим для сварки.
Легированная сталь часто используется для производства трубопроводов, автозапчастей, генераторов энергии, трансформаторов и электродвигателей.
В зависимости от комбинации легирующих элементов легированные стали могут иметь множество различных вариаций. Мы собрали наиболее широко используемые типы:
Вольфрам Сталь
Вольфрам, также известный как вольфрам, в основном представляет собой тусклый серебряный металл, который имеет самую высокую температуру плавления среди всех типов металлов в чистом виде.Что отличает его от других типов металлов, так это его прочность и способность выдерживать высокие температуры. Благодаря этим характеристикам этот металл используется в различных стальных сплавах для повышения устойчивости к коррозии и износу.
Кроме того, в соплах ракетных двигателей используется вольфрамовая сталь для достижения высокой термостойкости. В сочетании с кобальтом, никелем и железом вольфрамовая сталь может использоваться для производства лопаток турбин для многих типов самолетов. Кроме того, многие другие машины и инструменты требуют высокой термостойкости, поэтому в них используется вольфрамовая сталь.
Источник: Весы
Узнайте больше о вольфрамовой стали здесь.
Никелевая сталь
Никелевый стальной сплав — один из наиболее часто используемых стальных сплавов во всем мире. Помимо высокого содержания никеля, составляющего около 3,5%, он содержит около 0,35% углерода. Его особенность в том, что добавление никеля усиливает конструкционную сталь без пропорционального снижения пластичности. Такое повышение вязкости помогает противостоять трещинам, которые могут быть вызваны сильными ударами, ударами и нагрузками.
Кроме того, во время закалки никель снижает деформацию стали. Никелевая сталь обеспечивает невероятную чувствительность к термообработке, поскольку добавление никеля снижает температуру стали, что делает ее идеальной для термообработки.
Источник: Bright hub engineering
Марганцевая сталь
Марганцовистая сталь — это деформируемая сталь с содержанием марганца от 11 до 14%. Благодаря отличным характеристикам наклепа и износостойкости марганцовистая сталь используется в производстве сложных железнодорожных путей.
Другие современные области применения включают ковши, шкафы для дробеструйной обработки, скребки, защитные пластины от просверливания и т. Д.
Источник: West Yorkshire Steel
Узнайте больше о марганцевой стали здесь.
Ванадиевая сталь
Ванадиевая сталь известна своими антикоррозийными свойствами, а также способностью поглощать удары. Ванадиевая сталь используется не только для труб и трубок, несущих химикаты, но и в виде тонкого слоя для связи титана со сталью в аэрокосмической сфере.Достаточно всего лишь 1% ванадия и хрома для достижения устойчивости к ударам и вибрации, что делает его идеальным для применения в автомобилях.
Источник: mining.com
Хромистая сталь
Добавление хрома снижает критическую скорость охлаждения и увеличивает стойкость стали к окалине, износостойкость и жаропрочность. Он в основном используется для повышения коррозионной стойкости. Обладая высокой эластичностью и прочностью на разрыв, хромистая сталь часто используется для производства деталей машин и автомобилей, камнедробилок и сейфов.
Источник: Borinox
Хромованадиевая сталь
В хромованадиевой стали используются как хром, так и ванадий, сочетающие в себе свойства каждого из них. Обладая чрезвычайно высокой прочностью на разрыв, сталь легко режется, но не является хрупкой. Обычно используются шестерни, оси, шатуны, рамы автомобилей и так далее.
Кремниевая сталь
Когда дело доходит до магнитной силы, кремнистая сталь является наиболее важным материалом, используемым сегодня. В то время как небольшие количества кремнистой стали используются в импульсных трансформаторах и небольших реле, в таких приложениях, как большие двигатели и генераторы, используются тонны кремнистой стали.Среди его свойств очень востребованы снижение насыщения, удельное сопротивление, магнитострикция и магнитокристаллическая анизотропия. С добавлением всего 1-2% кремния сталь наиболее широко используется для производства постоянных магнитов.
Узнайте все о Silicon Steel здесь.
Молибден Сталь
Молибден, как ценный легирующий агент для сталей, помогает улучшить ударную вязкость, свариваемость, а также ее коррозионную стойкость.
Это делает его идеальным для использования в конструкционных сталях, поэтому они широко используются в морской среде.Нефте- и газопроводы и шарикоподшипники также используют молибденовую сталь.
Источник: Metalpedia
Кобальт Сталь
Кобальтовые сплавы обладают огромной коррозионной стойкостью, износостойкостью, жаропрочностью и магнитными свойствами. Некоторые более жесткие области применения кобальта включают лопатки и лопатки газовых турбин. Тем не менее, этот тип стали чаще используется для изготовления режущих инструментов.
Источник: Science direct
Алюминий Сталь
Добавление алюминия помогает реализовать способность отражать тепло.Обладая плотностью около одной трети плотности стали, он используется там, где важны малый вес и высокая прочность. Таким образом, алюминиевые стали широко используются для производства выхлопных систем мотоциклов и автомобилей. Помимо автомобильной промышленности, алюминиевая сталь широко используется в производстве энергии, архитектуре, приготовлении пищи, упаковке, передаче электроэнергии и т.
Д.
Источник: Aalco
Инструментальная сталь
Инструментальная сталь — это тип стали, используемый для производства различных марок стали. инструментов, используемых для самых разных целей, включая ударные инструменты, режущие инструменты, такие как инструменты для изготовления ножей, и другие.Они состоят из металлических сплавов, таких как вольфрам, кобальт, молибден и ванадий в различных количествах. Они не только прочные и долговечные, но и очень устойчивы к нагреванию.
В зависимости от типа производимого инструмента качество инструментальной стали различается, в результате чего существует множество вариантов в категории инструментальной стали:
Ударопрочная инструментальная сталь
Как следует из названия, этот вариант инструментальной стали предназначен для предложения высокая устойчивость к ударам при различных температурах.С низким содержанием углерода, кремния и молибдена, он абразивный и умеренно вязкий. Эта сталь в основном используется для изготовления таких инструментов, как отвертки, пробойники, долота и инструменты для клепки.
Специальная инструментальная сталь
Эта инструментальная сталь специально разработана для достижения средней вязкости и пластичности с использованием низколегированной стали. Их часто используют для изготовления гаечных ключей, оправок и метчиков.
Инструментальная сталь для горячей обработки
Инструментальная сталь для горячей обработки используется для производства инструментов, требующих высокой термостойкости в течение продолжительных периодов времени, например, тех, которые используются при ковке, экструзии, штамповке, литье и лезвиях для горячей резки.
Инструментальная сталь для закалки в воде
Инструментальная сталь, упрочняющаяся в воде, является самой дешевой и наиболее широко используемой при производстве инструментов. Чтобы придать твердость предметам или инструментам, эту сталь закаливают в воде. Обладая высокой устойчивостью к поверхностному износу, эта сталь часто используется для изготовления напильников, фрез, молотков, лезвий и подобных изделий.
Быстрорежущая инструментальная сталь
Быстрорежущая инструментальная сталь состоит из сплавов стали вольфрама, молибдена и ванадия.Эти компоненты твердые и сохраняют свою твердость при воздействии высоких температур, помогая производить сталь, которая идеально подходит для высокоскоростного оборудования, такого как сверла, развертки, пилы, пуансоны, метчики и т. Д.
Инструментальная сталь для холодной обработки
Эта инструментальная сталь Вариант включает высокое содержание хрома для достижения низкой деформации при закалке, которая может осуществляться воздухом или маслом. Эта особенность означает, что производимые инструменты не трескаются легко. Как высокопрочная сталь, инструментальная сталь для холодной обработки идеально подходит для изготовления лезвий ножей, штампов, инструментов для чеканки и т. Д.
Формовочная сталь
Формовочная сталь использует углеродистые стали для изготовления пресс-форм и пресс-форм для пластмасс. Кроме того, еще одним распространенным применением является литье под давлением из цинка.
Источник: Science strike
Нержавеющая сталь
Хотя нержавеющая сталь состоит из нескольких металлических сплавов, основным элементом является хром, составляющий от 10 до 20% от общего состава стали. Нержавеющая сталь, ранее известная как «нержавеющая» сталь, очень популярна благодаря своему внешнему виду и высокой устойчивости к ржавчине.Точнее, она примерно в 200 раз более устойчива к коррозии, чем другие типы стали, особенно когда количество хрома превышает 11%.
Благодаря своей высокой коррозионной стойкости нержавеющая сталь является самым дорогим типом стали. Как высокопрочный тип, нержавеющая сталь способна противостоять износу, который неизбежен в результате повседневного использования. Невидимый слой хрома предотвращает окисление, чтобы еще больше повысить устойчивость к царапинам и коррозии.Другие металлические компоненты, из которых состоит нержавеющая сталь, включают молибден и никель.
В зависимости от области применения размеры и сорта нержавеющей стали могут быть разными, и они могут иметь форму листов, стержней, труб, пластин и проволоки.
Основываясь на кристаллической структуре и механических свойствах нержавеющей стали, ее можно разделить на различные типы:
Ферритная нержавеющая сталь
Ферритная нержавеющая сталь содержит около 12-17% хрома, вплоть до 0.1% углерода, следовые количества никеля и других легированных металлов в небольших количествах, таких как алюминий, молибден и титан. Хотя ферритные стали являются вязкими, прочными и магнитными, их можно дополнительно упрочнить путем холодной обработки. Однако они не поддаются термообработке, а это значит, что их нельзя закалить с помощью этой техники.
Аустенитная нержавеющая сталь
Аустенитная сталь имеет гораздо более высокое содержание хрома, чем ее аналоги из нержавеющей стали. Содержание хрома в этом типе стали может достигать 18%, в то время как другие элементы включают никель, составляющий 8%, и углерод при 0.8%. Несмотря на то, что аустенитная сталь не поддается термообработке, она популярна благодаря своим немагнитным свойствам, что делает ее одной из самых широко используемых сталей во всем мире.
Некоторые распространенные применения включают производство труб, пищевого оборудования и кухонной утвари.
Мартенситная нержавеющая сталь
Состоящая из 11-17% хрома, мартенситная сталь содержит приблизительно 1,2% углерода и менее 0,4% никеля. Мартенситные стали не только чувствительны к термообработке, но также обладают магнитными свойствами.Стоматологические и хирургические инструменты, ножи, лезвия и другие режущие инструменты изготовлены из мартенситной нержавеющей стали.
Дуплексная нержавеющая сталь
Дуплексная сталь — это просто комбинация ферритных и аустенитных сталей, в результате чего сталь намного прочнее, чем обе по отдельности. Он не только сваривается, но и устойчив к коррозии. Тем не менее, он не обладает магнитной силой.
Нержавеющая сталь с дисперсионным упрочнением
Эта сталь состоит из 17% хрома и 4% никеля, что приводит к разновидности закаленной стали.Кроме того, в различных количествах также добавляются некоторые другие металлы, включая алюминий, медь и ниобий.
Этому типу можно придать различную форму, что делает их идеальными для использования в компонентах двигателей и контейнерах для ядерных отходов. Он также обеспечивает умеренную коррозионную стойкость.
Источник: Техпедия
Типы материалов | Давайте поговорим о науке
Все, что мы делаем, состоит из одного или нескольких материалов. Разные материалы имеют разные свойства . Благодаря этим различным свойствам их можно использовать для создания самых разных объектов.Материалы могут быть мягкими или твердыми. Они могут быть гибкими или жесткими. Они могут быть нежными или очень прочными. Давайте посмотрим на несколько примеров из разных материалов.
Дерево
Древесина может быть классифицирована как лиственная древесина или мягкая древесина .
Лиственных пород получают из лиственных деревьев . Это деревья, которые осенью теряют листву. Древесина твердых пород обычно используется для изготовления мебели и в строительных проектах, которые должны служить долго.
Примеры твердых пород древесины — дуб, клен и орех.
Хвойная древесина производится из хвойных деревьев. Хвойные или вечнозеленые деревья держат хвою круглый год. Большая часть древесины или древесины , подготовленной для строительства, производится из хвойных пород. Хвойная древесина обычно используется в таких частях зданий, как окна и двери. Он также используется в некоторых видах мебели. Примеры хвойных пород: сосна, пихта и ель.
Предупреждение о заблуждении
Термины «твердая древесина» и «древесина мягких пород» не относятся к тому, насколько твердой является древесина дерева.Эти термины относятся к тому, как дерево воспроизводится. Хвойные (хвойные) деревья размножаются семенами в шишках. Листопадные (лиственные) деревья размножаются за счет семян плодов или цветов.
Из разных пород деревьев получается древесина с разными свойствами. Но все породы дерева имеют общие физические характеристики.
Во-первых, дерево крепкое. Его прочность зависит от его зерна . Зерно — это естественное направление роста волокон в древесине. Древесина очень устойчива к сжатию при приложении силы в направлении волокон.Но он может легко сломаться, если приложить силу к волокну.
Древесина также имеет интересную связь с водой. Это очень плавучий материал класса . Это значит, что он может плавать. Вот почему из дерева часто делают корабли и лодки. Но древесина гигроскопична и . Это означает, что он может впитывать воду. Некоторые породы дерева могут впитывать и удерживать много воды. При выборе древесины для проекта важно учитывать эту характеристику. Если древесина содержит слишком много воды, она может со временем сгнить .Когда дерево гниет, оно разрушается.
Зерна из разных пород древесины (Источник: Anonimski через Wikimedia Commons).Знаете ли вы?
Древесина бальзы — одна из самых легких и наименее плотных пород древесины, но технически она считается твердой древесиной, потому что деревья, которые ее производят, дают семена!
Металлы
Металлы — одни из самых важных материалов, используемых в производстве и строительстве. Некоторые примеры металлов: железо, алюминий, медь, цинк, олово и свинец.Многие металлы, которые мы используем сегодня, — это сплавы и . Сплавы производятся путем объединения двух или более металлов. Они также могут сочетать металл с неметаллическим материалом. Сплавы созданы, чтобы придать металлу новые характеристики. Такие вещи, как повышенная твердость или прочность. Например, сталь — это сплав железа, содержащий небольшое количество углерода.
Все металлы имеют три основных характеристики:
- Блеск : они блестят при разрезании или царапинах
- Ковкость : несмотря на то, что они прочные, их можно согнуть или придать им нужную форму с помощью нужного количества тепла и силы
- Электропроводность : проводят тепло и электричество
Но отдельные металлы обладают разными свойствами.
Металлы и металлические сплавы обычно выбирают для предметов в зависимости от их свойств. В предметах домашнего обихода используются многие типы металлов, от меди до стали и даже золота!
(Давайте поговорим о науке с использованием изображений Джоханны Паккала через Pixabay, Pashminu Mansukhani через Pixabay, Momentmal через Pixabay и через Pixabay, Lebazele через iStockphoto, danielsbfoto через iStockphoto, Stable007 через iStockphoto и GaryTalton через iStockphoto).
Многие металлы подвержены коррозии. Коррозия — это химическая реакция, при которой металл вступает в реакцию с кислородом. Иногда это хорошо, потому что укрепляет металл. Но когда железо или сталь вступают в реакцию с кислородом, образуется ржавчина . Коррозия может в конечном итоге привести к тому, что металл полностью превратится в ржавчину.
Керамика
Керамика часто определяется тем, чем она не является. Это неметаллические и неорганические твердые вещества. Это означает, что они не сделаны из металла, дерева, пластика или резины.Их делают путем обжига глины, песка и других природных материалов при очень высоких температурах.
Несколько примеров керамики: кирпич, плитка и бетон. Керамические материалы используются для изготовления всего: от домов, в которых мы живем, до горшков, в которых мы готовим пищу, до зубных имплантатов для наших зубов. Его даже используют для изготовления изоляционной плитки на космических кораблях! Стекло (см. Ниже) тоже керамическое. Итак, вы окружены керамикой и можете этого не знать!
Основные свойства керамики:
- Они обычно твердые
- Термостойкость: имеют высокую температуру плавления
- Устойчив к химической коррозии
- Они не проводят тепло или электричество: это значит, что они делают хорошие изоляторы
Некоторые виды керамики, такие как стекло и фарфор, также могут быть хрупкими (их легко сломать).
Тем не менее они могут длиться очень долго.
Стекло
Стекло — один из самых универсальных материалов, созданных людьми. Стекло состоит в основном из песка, который состоит из диоксида кремния . Когда песок нагревается до очень высокой температуры (около 1700 ° C), он становится жидкостью.Когда он снова остывает, он полностью трансформируется и становится прозрачным твердым веществом.
Стекло, с которым мы сегодня больше всего знакомы, называется натриево-кальциево-силикатным стеклом . Он сделан в основном из песка, но есть и другие ингредиенты. Кальцинированная сода, состоящая из карбоната натрия, снижает температуру плавления песка. Это означает, что его не нужно нагревать до такой высокой температуры, прежде чем он превратится в жидкость. Но кальцинированная сода также делает стекло водорастворимым . Это означает, что он может растворяться в воде! Чтобы этого не произошло, добавляют известняк или карбонат кальция.
Когда смесь жидкого стекла немного охладится, ее можно использовать по-разному. Его можно вылить в форму для создания таких вещей, как бутылки или лампочки. Его также можно «плавать» для создания идеально плоских листов, которые станут окнами или зеркалами. Затем смеси дают остыть и затвердеть.
Основные свойства стекла:
- прозрачность: видно сквозь нее
- жаростойкость: не плавится легко
- твердость: отсутствие разрушения
Вам может показаться, что стекло не особенно прочное.Но знакомые вам предметы, такие как лампочки и водяные стаканы, сделаны из очень тонких кусочков стекла. Если бы у вас был очень толстый кусок стекла (представьте себе стеклянный кирпич), он был бы очень прочным!
Когда люди делают стеклянные предметы, они могут добавлять различные ингредиенты, чтобы придать стеклу новые свойства.
Например, жаропрочное стекло, такое как Pyrex, содержит оксид бора. Стекло, используемое для изготовления декоративных хрустальных предметов, таких как вазы и статуэтки, содержит оксид свинца. Это упрощает резку.Витражное или цветное стекло имеет разные цвета, потому что в жидком виде добавляются металлы!
(Давайте поговорим о науке с использованием изображений: NoDerog через iStockphoto, Ekely через iStockphoto, ThomasVogel через iStockphoto, Laurenty через iStockphoto, AnthiaCumming через iStockphoto, Olga_sweet через iStockphoto, KenDrysdale через iStockphoto и Eugenesergeev через iStockphoto).
Пластмассы
Пластмассы бывают разных форм. Из них делают самые разные продукты. Молекулы пластика состоят из длинных цепочек. Эти молекулы называются полимерами .
Знаете ли вы?
Слово «пластик» происходит от греческого «plastikos», что означает «способность придавать форму».
Большинство пластмасс являются термопластами или термореактивными пластиками. Термопласты нагревают, а затем формуют.Позже их можно подогреть и изменить форму. Большинство пластиковых бутылок термопластичны. Термореактивные пластмассы можно нагревать и формировать только один раз. Термореактивные пластмассы используются для изготовления таких вещей, как электроизоляция, обеденные тарелки и автомобильные детали.
Пластмассы обладают множеством полезных свойств. Их:
- Обычно легко и недорого производить
- Прочный и долговечный
- Устойчив к электричеству и воде
- Устойчив ко многим видам химической коррозии
Но эта долговечность и устойчивость к повреждениям тоже могут быть проблемой.Пластик может разрушиться очень долго. Пластиковые бутылки ломаются около 450 лет. Пластиковые пакеты для покупок могут длиться до 10 000 лет! Вот почему важно утилизировать пластмассы.
Термопласты пригодны для вторичной переработки, а термореактивные пластмассы — нет. По возможности лучше отдавать предпочтение термопластам, а не термореактивным пластмассам, чтобы пластику можно было дать новую жизнь после использования.
Текстиль
Слово «текстиль» первоначально относилось к тканым материалам. Сейчас это обычно относится ко всем волокнам, пряже и тканям. Текстиль может быть изготовлен из натуральных материалов, таких как шерсть и хлопок, или из синтетических материалов, таких как полиэстер. Из текстиля делают одежду, ковры и многие другие товары.
Знаете ли вы?
Самый ранний текстиль был произведен примерно в 5000 году до нашей эры. Некоторые из старейших форм текстильного производства включают плетение сеток и плетение корзин.
Текстиль состоит из множества крошечных частей, называемых волокнами . Текстильные волокна должны обладать особыми свойствами, чтобы их можно было прядить в пряжу или прямо в ткани. Они должны быть прочными, гибкими, эластичными и прочными. Волокна с этими свойствами могут быть превращены в пряжу и ткани с аналогичными свойствами.
Но не все волокна обладают одинаковыми свойствами. Некоторые из них теплее, некоторые прочнее, некоторые мягче или удобнее. Иногда для достижения желаемых свойств готового текстильного продукта требуется смесь волокон!
Разнообразие тканей, включая хлопок слева и шелк и вискозу справа (Источник: oonal через iStockphoto).Кожа
Традиционная кожа изготавливается из шкур животных. Синтетика , или искусственная кожа. Из кожи делают все, от автомобильных сидений и мебели до футбольных мячей и сумок. Он прочный и имеет натуральную отделку. Эти свойства трудно воссоздать с помощью синтетических материалов.
Знаете ли вы?
Около 65% кожи производится коровами. Остальные 35% в основном составляют овцы, свиньи и козы.
Бычья кожа часто используется для изготовления традиционной кожи.Он толстый и прочный, из него часто делают куртки, пальто и мебель. Овчина обычно дубленая с ее мягким флисом, все еще прикрепленным к коже. Из него делают пиджаки, коврики и тапочки. Из свиной кожи получается удобная и водостойкая кожа. Из него делают обувь, перчатки и спортивный инвентарь. Кожа козла очень мягкая и податливая . Его часто используют для изготовления сумок, перчаток и ковров. Для изготовления кожи также можно использовать шкуры других животных, таких как змеи, аллигаторы, крокодилы, страусы и даже рыбы.
Искусственная кожа обычно изготавливается из смеси натуральных и синтетических волокон, покрытых пластиковым полимером. Этот материал имитирует свойства натуральной кожи. Как и натуральная кожа, искусственная кожа мягкая на ощупь и водостойкая.
Хотя искусственная кожа не такая прочная, как традиционная кожа, ее сложно разрезать или порвать. В результате его часто используют для изготовления мебели.
Традиционная кожа вызывает этические опасения, потому что это продукт животного происхождения.Но поскольку традиционные кожи сделаны из натурального материала, они могут подвергаться биологическому разложению , или естественному разрушению. Искусственная кожа больше похожа на пластик и очень долго ломается.
По часовой стрелке сверху слева: книги в кожаном переплете, кожаные и овечьи пальто, сумки и ремни из кожи аллигатора, а также ботинки из кожи и змеиной кожи (давайте поговорим о науке, используя изображения Ника Макфи [CC BY-SA 2.0] через Wikimedia Commons, Sekmous [CC BY -SA 3.0] через Wikimedia Commons, Сергеярыжова через iStockphoto и Photovideostock через iStockphoto).Бумага и картон
Бумага — важный материал, которым многие люди пользуются каждый день. От чтения газет до рисования картинок и упаковки подарков — вы, вероятно, не представляете, как часто вы используете бумагу.
Бумага также может использоваться для изготовления других материалов, например, картона .
Бумага изготавливается из материала под названием целлюлоза . Мякоть состоит из древесных волокон, смешанных с водой. Эти волокна обычно поступают из хвойных пород деревьев, таких как ель и сосна. Чтобы сделать бумагу, деревья вырезают и удаляют кору.Затем древесину измельчают на мелкие кусочки и смешивают с водой, чтобы получить целлюлозу. Пульпа химически обрабатывается, затем прессуется и сушится.
Эта фабрика производит бумагу и картон из переработанной бумаги с помощью этой машины Fourdrinier (Источник: orenosoppelsa через iStockphoto).] Картон состоит из нескольких слоев бумаги. Гофрированный картон состоит из двух листов плоской бумаги, у которых третий лист бумаги гофрирован или согнут, образуя волнообразную форму между ними.Конечный продукт получается жестким, прочным и очень легким. Этот картон можно сложить и склеить для создания коробок или других упаковочных материалов.
Резина
Существует два основных типа каучука: натуральный каучук и синтетический каучук. Натуральный каучук изготавливается из латекса , который производится на заводах. Синтетический каучук изготавливается из смеси химикатов. Синтетический каучук имеет многие характеристики натурального каучука. Его можно использовать в шинах, шлангах, ремнях, напольных покрытиях и многом другом.
По часовой стрелке сверху слева: автомобильные шины, надувные шарики, ластик, шарик из резинок, хирургические перчатки, воздушные шары, ботинки.(Источники: urfinguss через iStockphoto, wolv через iStockphoto, Floortje через iStockphoto, subjug через iStockphoto, kgfoto через iStockphoto, Liliboas через iStockphoto и APCortizasJr через iStockphoto).
Знаете ли вы?
Если вы когда-нибудь собирали одуванчик, возможно, вы видели молочно-белую жидкость на внутренней стороне стебля. Это латекс!
Почти 99% натурального каучука в мире производится из латекса растения под названием Hevea brasiliensis .
Это растение широко известно как каучуковое дерево. Латекс претерпевает ряд различных процессов, чтобы превратить его в универсальный упругий материал, который мы называем «резиной». Сначала его «пережевывают», затем добавляют химические вещества. Затем его сжимают и растягивают, а затем готовят при температуре около 140 ° C, чтобы он сохранил свою форму. Конечный продукт получается прочным, эластичным, эластичным, прочным и водонепроницаемым. Из него можно делать разные товары: от ластиков для карандашей до кроссовок и гидрокостюмов!
