Ocho materiales metálicos comunes
1 hierro fundido - fluidez
Las tapas de alcantarillado son una parte tan discreta de nuestro entorno cotidiano que pocas personas les prestan atención. La razón por la cual el hierro fundido tiene una gama tan grande y amplia de usos se debe principalmente a su excelente fluidez y su facilidad de fundición en varias formas complejas. El hierro fundido es en realidad el nombre que se le da a una mezcla de elementos que incluyen carbono, silicio y hierro. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, mejores serán las características de flujo durante la fundición. El carbono se presenta aquí en dos formas, grafito y carburo de hierro.
La presencia de grafito en el hierro fundido otorga a las tapas de alcantarillado una excelente resistencia al desgaste. El óxido generalmente solo aparece en la capa más externa, por lo que generalmente se pule. Aun así, todavía existen medidas especiales para evitar la oxidación durante el proceso de vertido, es decir, se agrega una capa de revestimiento de asfalto a la superficie de la fundición y el asfalto penetra en los poros de la superficie de hierro fundido para evitar la oxidación. Muchos diseñadores utilizan ahora el proceso tradicional de producción de materiales de fundición en arena en otros campos más nuevos e interesantes.
Propiedades del material: excelente fluidez, bajo costo, buena resistencia al desgaste, baja contracción por solidificación, muy frágil, alta resistencia a la compresión, buena maquinabilidad.
Usos típicos: el hierro fundido se ha utilizado durante cientos de años en campos como edificios, puentes, componentes de ingeniería, utensilios domésticos y de cocina.
2 acero inoxidable - amor inoxidable
El acero inoxidable es una aleación hecha mediante la incorporación de cromo, níquel y algunos otros elementos metálicos en el acero. Su característica de no oxidación se deriva del cromo en la aleación. El cromo forma una película firme de óxido de cromo autorreparable en la superficie de la aleación, que es invisible a simple vista. La proporción de acero inoxidable y níquel a la que solemos referirnos es generalmente 18:10. El término "acero inoxidable" no se refiere simplemente a un tipo de acero inoxidable, sino que se refiere a más de cien tipos de aceros inoxidables industriales, y cada acero inoxidable desarrollado tiene un buen rendimiento en su campo de aplicación específico.
A principios del siglo XX, el acero inoxidable se introdujo en el campo del diseño de productos y los diseñadores desarrollaron muchos productos nuevos en torno a sus propiedades de dureza y anticorrosión, lo que involucró muchos campos que nunca antes habían estado involucrados. Esta serie de intentos de diseño es muy revolucionaria. Por ejemplo, por primera vez en la industria médica han aparecido dispositivos que pueden reutilizarse después de la esterilización.
El acero inoxidable se divide en cuatro tipos principales: austenítico, ferrítico, ferrítico-austenítico (compuesto), martensítico. El acero inoxidable utilizado en artículos para el hogar es básicamente austenítico.
Propiedades del material: cuidado de la salud, anticorrosión, tratamiento superficial fino, alta rigidez, se puede formar mediante varias técnicas de procesamiento y es difícil de procesar en frío.
Uso típico: Entre los aceros inoxidables de colores primarios comúnmente utilizados, el acero inoxidable austenítico es el material colorante más adecuado, que puede obtener una apariencia y forma de color satisfactorias. El acero inoxidable austenítico se utiliza principalmente en materiales de construcción decorativos, productos para el hogar, tuberías industriales y estructuras de construcción; el acero inoxidable martensítico se utiliza principalmente para fabricar cuchillas y palas de turbinas; el acero inoxidable ferrítico es resistente a la corrosión y se utiliza principalmente en lavadoras duraderas y en piezas de calderas; El acero inoxidable compuesto tiene una mayor resistencia a la corrosión, por lo que a menudo se usa en entornos agresivos.
3 - 730 libras de zinc en una vida
El zinc, plateado y gris azulado, es el tercer metal no ferroso más utilizado después del aluminio y el cobre. Una estadística de la Oficina de Minas de EE. UU. muestra que una persona promedio consume un total de 331 kilogramos de zinc en su vida. El zinc tiene un punto de fusión muy bajo, por lo que también es un material de fundición ideal.
Las fundiciones de zinc son muy comunes en nuestra vida diaria: materiales debajo de la superficie de las manijas de las puertas, grifos, componentes electrónicos, etc. El zinc tiene una resistencia a la corrosión extremadamente alta, lo que hace que tenga otra función más básica, a saber, como material de revestimiento superficial para el acero. Además de las funciones anteriores, el zinc también es un material de aleación que se combina con el cobre para formar latón. Sus propiedades anticorrosivas no solo se aplican a los revestimientos de superficies de acero, sino que también ayudan a fortalecer nuestro sistema inmunológico humano.
Propiedades del material: cuidado de la salud, anticorrosión, excelente colabilidad, excelente anticorrosión, alta resistencia, alta dureza, materias primas baratas, bajo punto de fusión, resistencia a la fluencia, aleaciones fáciles de formar con otros metales, cuidado de la salud, a temperatura ambiente Frágil , dúctil a unos 100 grados centígrados.
Uso típico: componentes de productos electrónicos. El zinc es uno de los materiales de aleación que forman el bronce. El zinc también tiene propiedades higiénicas y anticorrosivas. Además, el zinc también se usa en materiales para techos, discos de grabado fotográfico, antenas de teléfonos móviles y dispositivos de obturación en cámaras.
4 Aluminio (Al) - un material moderno
Comparado con el oro, que se ha utilizado durante 9,000 años, el aluminio, este metal blanco azulado, solo puede considerarse como un bebé entre los materiales metálicos. El aluminio salió y recibió su nombre a principios del siglo XVIII. A diferencia de otros elementos metálicos, el aluminio no existe en la naturaleza en forma de elementos metálicos directos, sino que se extrae de la bauxita que contiene un 50 por ciento de alúmina (también conocida como bauxita). El aluminio en esta forma mineral es también uno de los elementos metálicos más abundantes en nuestro planeta.
Cuando apareció por primera vez el metal aluminio, no se aplicó inmediatamente a la vida de las personas. Más tarde, salió gradualmente un lote de nuevos productos dirigidos a sus funciones y características únicas, y este material de alta tecnología gradualmente ganó un mercado cada vez más amplio. Aunque el historial de aplicaciones del aluminio es relativamente corto, la producción de productos de aluminio en el mercado ha superado con creces la suma de otros productos de metales no ferrosos.
Propiedades del material: flexible y plástico, aleaciones fáciles de fabricar, alta relación resistencia-peso, excelente resistencia a la corrosión, fácil conducción de electricidad y calor, y reciclable.
Usos típicos: Esqueletos de vehículos, partes de aeronaves, utensilios de cocina, empaques y muebles. El aluminio también se usa a menudo para fortalecer algunas estructuras de edificios grandes, como la estatua de Cupido en Piccadilly Circus en Londres y la parte superior del edificio de automóviles Chrysler en Nueva York, todos los cuales han sido reforzados con aluminio.
5 aleación de magnesio - diseño estético ultrafino
El magnesio es un metal no ferroso extremadamente importante. Es más liviano que el aluminio y puede formar aleaciones de alta resistencia con otros metales. Las aleaciones de magnesio tienen una gravedad específica ligera, alta resistencia específica y rigidez específica, buena conductividad térmica y buena reducción de la amortiguación. Rendimiento de protección contra golpes y electromagnéticos, fácil procesamiento y moldeado, fácil reciclaje y otras ventajas. Pero durante mucho tiempo, debido al alto precio y las limitaciones técnicas, el magnesio y las aleaciones de magnesio solo se utilizan en una pequeña cantidad en las industrias aeronáutica, aeroespacial y militar, por lo que se denominan "metales nobles". El magnesio es ahora el tercer material de ingeniería de metales más grande después del acero y el aluminio, y se usa ampliamente en la industria aeroespacial, automóviles, electrónica, comunicaciones móviles, metalurgia y otros campos. Se puede esperar que la importancia del metal magnesio sea mayor en el futuro debido al aumento en los costos de producción de otros metales estructurales.
La proporción de aleación de magnesio es 68 por ciento de aleación de aluminio, 27 por ciento de aleación de zinc y 23 por ciento de acero. A menudo se usa en autopartes, carcasas de productos 3C, materiales de construcción, etc. La mayoría de las carcasas ultradelgadas de computadoras portátiles y teléfonos móviles están hechas de aleaciones de magnesio.
La resistencia a la corrosión de la aleación de magnesio es 8 veces la del acero al carbono, 4 veces la de la aleación de aluminio y más de 10 veces la del plástico. Su resistencia a la corrosión es la mejor entre las aleaciones. Las aleaciones de magnesio de uso común no son inflamables, especialmente cuando se usan en piezas de automóviles y motocicletas y materiales de construcción, lo que puede evitar la combustión instantánea. La mayor parte de las materias primas de magnesio se extraen del agua de mar, por lo que sus recursos son estables y suficientes.
Propiedades del material: estructura liviana, alta rigidez y resistencia al impacto, excelente resistencia a la corrosión, buena conductividad térmica y protección electromagnética, buena no inflamabilidad, poca resistencia al calor y fácil reciclaje.
Aplicación típica: Ampliamente utilizado en aeroespacial, automóvil, electrónica, comunicación móvil, metalurgia y otros campos.
6 Bronce - Amigo del hombre
El cobre es un metal increíblemente versátil que está muy relacionado con nuestras vidas. Muchas de las primeras herramientas y armas de la humanidad estaban hechas de cobre. Su nombre en latín "cuprum" se originó en un lugar llamado Chipre, que es una isla rica en recursos de cobre. La gente usó la abreviatura del nombre de la isla Cu para nombrar este material metálico, por lo que el cobre tiene el nombre en clave actual.
El cobre juega un papel muy importante en la sociedad moderna: se usa ampliamente en estructuras arquitectónicas, como portador para la transmisión de electricidad, y ha sido utilizado por personas de muchas culturas diferentes durante miles de años como materia prima para decoraciones corporales. Este metal maleable de color rojo anaranjado ha evolucionado con nosotros, desde sus comienzos simples en la decodificación de transmisiones hasta su papel fundamental en las complejas aplicaciones de comunicaciones modernas. El cobre es un excelente conductor, solo superado por la plata en su conductividad eléctrica. Desde la perspectiva de la historia temporal de las personas que utilizan materiales metálicos, el cobre es el metal que los humanos han utilizado durante más tiempo después del oro. Esto se debe en gran parte a que el cobre es fácil de extraer y la industria del cobre es relativamente fácil de separar del cobre.
Propiedades del material: muy buena resistencia a la corrosión, excelente conductividad térmica, conductividad eléctrica, duro, flexible, dúctil, efecto único después del pulido.
Usos típicos: cables eléctricos, bobinas de motores, circuitos impresos, materiales para techos, materiales de plomería, materiales para calefacción, joyería, utensilios de cocina. También es uno de los principales ingredientes de aleación para fabricar bronce.
7 Cromo - Acabado Alto Acabado
La forma más común de cromo se utiliza en el acero inoxidable como elemento de aleación para aumentar la dureza del acero inoxidable. Los procesos de cromado se dividen generalmente en tres tipos: cromado decorativo, cromado duro y cromado negro. El cromado es ampliamente utilizado en el campo de la ingeniería. El cromado decorativo se usa generalmente como la capa más externa en el exterior de la capa de níquel. El revestimiento tiene un delicado y delicado efecto de pulido tipo espejo. Como proceso de postratamiento decorativo, el espesor del cromado es de solo 0,006 mm. Cuando planee usar el proceso de cromado, los peligros de este proceso deben ser considerados completamente. La tendencia a sustituir el agua de cromo hexavalente decorativa por agua de cromo trivalente es cada vez más evidente, ya que la primera es muy cancerígena, mientras que la segunda se considera relativamente menos tóxica.
Propiedades del material: muy alto acabado, excelente resistencia a la corrosión, dureza y durabilidad, fácil limpieza, bajo coeficiente de fricción.
Usos típicos: el cromado decorativo es el material de revestimiento de muchos componentes de automóviles, incluidos los tiradores de las puertas y los parachoques. Además, el cromo también se usa en piezas de bicicletas, grifos de baño y muebles, utensilios de cocina, vajillas, etc. El cromado duro se usa más en campos industriales, incluida la memoria de acceso aleatorio en bloques de control de trabajo, componentes de motores a reacción, moldes de plástico, y amortiguadores. El cromado negro se utiliza principalmente para la decoración de instrumentos musicales y la utilización de energía solar.
8 titanio - ligero y fuerte
El titanio es un metal muy especial, de textura muy ligera, pero muy duro y resistente a la corrosión, y mantiene su propio color de por vida a temperatura ambiente. El punto de fusión del titanio es similar al del platino, por lo que a menudo se usa en componentes de precisión aeroespaciales y militares. Después de agregar corriente eléctrica y tratamiento químico, se producirán diferentes colores. El titanio tiene una excelente resistencia a la corrosión ácida y alcalina. El titanio empapado en "aqua regia" durante varios años sigue siendo brillante y radiante. Si se agrega titanio al acero inoxidable, solo se agrega alrededor del uno por ciento, lo que mejora en gran medida la resistencia a la oxidación.
El titanio tiene excelentes características como baja densidad, resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión. La densidad de la aleación de titanio es la mitad que la del acero y la resistencia es casi la misma que la del acero; El titanio es resistente a altas y bajas temperaturas. Puede mantener una alta resistencia en un amplio rango de temperatura de -253 grados ~ 500 grados. Estas ventajas son exactamente lo que debe tener el metal espacial. Las aleaciones de titanio son buenos materiales para fabricar carcasas de motores de cohetes, satélites artificiales y naves espaciales, y se conocen como "metales espaciales".
El titanio es un metal puro. Debido a la "pureza" del metal titanio, no se producirá ninguna reacción química cuando las sustancias entren en contacto con él. Es decir, debido a que el titanio tiene una alta resistencia a la corrosión y una alta estabilidad, no afectará su esencia después del contacto prolongado con las personas, por lo que no causará alergias humanas. Es el único que no tiene ningún efecto sobre los nervios autónomos humanos y el gusto. Los metales se conocen como "metales biofílicos".
La mayor desventaja del titanio es que es difícil de refinar. Esto se debe principalmente a que el titanio puede combinarse con oxígeno, carbono, nitrógeno y muchos otros elementos a altas temperaturas.
Propiedades del material: muy alta resistencia, excelente relación entre resistencia a la corrosión y peso, difícil de trabajar en frío, buena soldabilidad, alrededor de un 40 % más ligero que el acero, un 60 % más pesado que el aluminio, baja conductividad eléctrica, baja tasa de expansión térmica, alto punto de fusión.
Usos típicos: palos de golf, raquetas de tenis, computadoras portátiles, cámaras, equipaje, implantes quirúrgicos, esqueletos de aeronaves, implementos químicos y equipos marítimos. Además, el titanio también se utiliza como pigmento blanco para papel, pintura y plásticos.
Proceso de tratamiento de superficies metálicas
1. Introducción al proceso de tratamiento de superficies
El proceso de utilizar la física, la química, la metalurgia y el tratamiento térmico modernos para cambiar la condición y las propiedades de la superficie de la pieza, de modo que pueda combinarse de manera óptima con el material del núcleo para lograr los requisitos de rendimiento predeterminados, se denomina proceso de tratamiento de la superficie. .
El papel del tratamiento de la superficie:
(1) Mejorar la resistencia a la corrosión de la superficie y la resistencia al desgaste, reducir la velocidad, eliminar y reparar los cambios y daños en la superficie del material;
(2) Hacer que los materiales ordinarios obtengan superficies con funciones especiales;
(3) Ahorre energía, reduzca costos y mejore el medio ambiente.
2. Clasificación de los procesos de tratamiento de superficies metálicas
imagen
Se puede dividir en 4 categorías en total: tecnología de modificación de superficie, tecnología de aleación de superficie, tecnología de recubrimiento de conversión de superficie y tecnología de recubrimiento de superficie.
1. Tecnología de modificación de superficies.
1. Enfriamiento superficial
El enfriamiento superficial se refiere a un método de tratamiento térmico que utiliza un calentamiento rápido para austenizar la capa superficial y luego la apaga para fortalecer la superficie de la pieza sin cambiar la composición química y la estructura del núcleo del acero.
Los principales métodos de enfriamiento superficial son el enfriamiento por llama y el calentamiento por inducción. Las fuentes de calor comúnmente utilizadas son las llamas, como el oxiacetileno o el oxipropano.
2. Fortalecimiento de superficies con láser
El fortalecimiento de la superficie con láser consiste en usar un rayo láser enfocado para disparar la superficie de la pieza de trabajo, calentar el material extremadamente delgado en la superficie de la pieza de trabajo a una temperatura por encima de la temperatura de transición de fase o punto de fusión en un tiempo muy corto y enfriarlo en un tiempo muy corto para endurecer la superficie de la pieza de trabajo fortalecer.
imagen
El fortalecimiento de la superficie por láser se puede dividir en tratamiento de fortalecimiento por transformación de fase por láser, tratamiento de aleación de superficie por láser y tratamiento de revestimiento por láser.
imagen
La zona afectada por el calor del fortalecimiento de la superficie del láser es pequeña, la deformación es pequeña y la operación es conveniente. Se utiliza principalmente para piezas reforzadas localmente, como troqueles, cigüeñales, levas, árboles de levas, ejes estriados, rieles de guía de instrumentos de precisión, herramientas de acero de alta velocidad, engranajes y motores de combustión interna. Camisas de cilindros, etc.
3. Granallado
El granallado es una tecnología que rocía una gran cantidad de proyectiles de alta velocidad sobre la superficie de la pieza, al igual que innumerables martillos pequeños que golpean la superficie metálica, de modo que la superficie y la subsuperficie de la pieza experimentan cierta deformación plástica para lograr el fortalecimiento.
imagen
efecto:
(1) Mejorar la resistencia mecánica y la resistencia al desgaste, la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión de las piezas;
(2) Utilizado para matear y desincrustar superficies;
(3) Eliminar la tensión residual de piezas fundidas, forjadas y soldadas, etc.
4. Rodando
El laminado es el uso de rodillos duros o rodillos para presionar sobre la superficie de la pieza de trabajo giratoria a temperatura ambiente y moverse a lo largo de la dirección de la generatriz para deformar plásticamente y endurecer la superficie de la pieza de trabajo para obtener una superficie o superficie precisa, lisa y reforzada. tratamiento con patrones específicos. artesanía.
imagen
Aplicación: piezas con formas relativamente simples, como superficies cilíndricas, superficies cónicas y planos.
5. Dibujo
El trefilado significa que el metal se fuerza a pasar a través del molde bajo la acción de una fuerza externa, el área de la sección transversal del metal se comprime y se obtiene el área de la sección transversal requerida.
