Металлы определяются как коллективная группа материала, которые имеют свою температуру плавления и являются относительно распространенными. Эти металлы также известны своей прочностью и долговечностью, что делает их идеальными для широкого спектра применений. Существует множество типов металлов, включая черные и цветные металлы, каждый из которых обладает своими уникальными свойствами и применением.
Металлы история и происхождение
Металлы использовались с доисторических времен многими цивилизациями по всему миру. К ним относятся древние египтяне, которые использовали медь для изготовления инструментов, китайцы, которые использовали железо для изготовления оружия, и римляне, которые использовали цинк для изготовления монет. В более позднее время металлы стали важной частью современной промышленности благодаря своей универсальности и разнообразному применению.
Металлы классификация и свойства
Металлы можно разделить на две основные категории: черные металлы, которые содержат железо в качестве основного элемента и цветные металлы, которые не содержат железо.
Черные металлы включают железоуглеродистые сплавы (сталь), которые славятся своей прочностью, пластичностью, ковкостью, вязкостью и устойчивостью к коррозии:
- чугун, который обладает отличной износостойкостью;
- нержавеющую сталь, которая имеет высокий уровень прочности;
- инструментальную сталь, которая очень износостойкая;
- кованый чугун, который прочный, но достаточно гибкий для придания формы;
- серый чугун, который содержит хлопья графита в своей микроструктуре, что делает его пригодным для литья сложных форм;
- белые чугуны, содержащие частицы цементита вместо графитовых хлопьев, что делает их износостойкими, но хрупкими при ударах или вибрации;
- ковкие чугуны, обладающие прочностью и умеренной износостойкостью благодаря шарообразной форме графита в микроструктуре;
- легированные стали, содержащие другие элементы, такие как хром или молибден, придающие дополнительные свойства, такие как улучшенная коррозионная стойкость или повышенная прочность соответственно.
Цветные металлы включают:
- алюминиевые сплавы, которые имеют небольшой вес, но при этом прочны и обладают хорошей электропроводностью;
- медные сплавы обладают отличной коррозионной стойкостью, но требуют специальных методов обработки при формировании из-за своей мягкой природы;
- латунные сплавы обладают хорошей обрабатываемостью наряду с хорошей коррозионной стойкостью;
- цинковые сплавы обеспечивают защиту от ржавчины наряду с превосходными отделочными характеристиками;
- магниевые сплавы обеспечивают превосходное снижение веса по сравнению с другими материалами без ущерба для прочности;
- титановые сплавы обеспечивают высокий уровень прочности в сочетании с низкой плотностью, что делает их идеальными компонентами для аэрокосмической промышленности;
- суперсплавы на основе никеля обеспечивают превосходные характеристики при высоких температурах и обладают высокой устойчивостью к деформации ползучести при длительном напряжении, что делает их идеальными лопатками турбин или компонентами камер сгорания в реактивных двигателях.
Применение и преимущества
Универсальность металла делает его пригодным для бесчисленных применений, начиная от:
- автомобильных компонентов, таких как блоки двигателей или детали выхлопных систем;
- строительных работ, таких как мосты или здания;
- сложных компонентов в самолетах, таких как стойки шасси или секции планера.
Металл обладает такими преимуществами, как экономичность, высокая прочность, долговечность, легкий вес, простота изготовления, а также антикоррозийные свойства в зависимости от конкретного элемента в сплаве.
Заключение
Металл продолжает играть важную роль во многих отраслях промышленности сегодня. В основном благодаря сочетанию доступности, прочности, легкого веса, простоты обработки и изготовления. С появлением новых технологий, позволяющих продолжить разработку этих материалов, несомненно, будет расти спрос со стороны различных отраслей, требующих превосходных характеристик в сочетании с доступной ценой.