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最常用的五種金屬材料加工特性及用途

發布時間:2021年6月16日上午9:08
最常用的五種金屬材料加工特性及用途

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銅在現代社會中扮演著十分重要的角色,它與我們的生活如此密切相關。:它被大量應用于建筑結構當中,作為傳輸電力的載體,另外,幾千年來它還一直被許多不同文化背景的人們作為制作身體裝飾品的原材料。從最初簡單的譯碼傳輸,到后來在復雜的現代通訊應用中扮演的關鍵角色,這種具有延展性、橘紅色的金屬一路伴隨著我們發展進步。銅是一種優良的導電體,其導電性能僅次于銀。從人們利用金屬材料的時間歷史這一點來說,銅則是僅次于金的為人類利用最悠久的金屬。這一點在很大程度上是因為銅礦很容易開采,而且銅業比較容易從銅礦中分離出來。

材料特性:很好的防腐蝕性、極好的導熱、導電性能、堅硬、柔韌、具延展性、拋光后、效果獨特。

典型用途:電線、發動機線圈、印刷電路、屋面材料、管道材料、加熱材料、首飾、炊具。它也是制作青銅的主要合金成分之一。

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相對于已經有9000年使用歷史的黃金而言,鋁,這種略帶藍光的白色金屬,實在只能算是金屬材料中的嬰兒。鋁于18世紀初問世并被命名。與其他金屬元素不同,鋁并不是以直接的金屬元素的形式存在于自然界中,而是從含50%氧化鋁(亦稱礬土)的鋁土礦中提煉出來的。以這種形態存在于礦物中的鋁也是我們地球上出量最豐富的金屬元素之一。

當鋁這種金屬最早出現的時候,它并沒有被立刻應用到人們的生活當中。后來,針對其獨特功能和特性的一批新產品逐漸問世,這種高科技材料也逐漸擁有越來越寬闊的市場。雖然鋁的應用歷史相對較短,但現在市面上鋁產品的產量已經遠遠超過了其他有色金屬產品的總和。

材料特性:柔韌可塑、易于制成合金、高強度-重量比、出色的防腐蝕性、易導電導熱、可回收。

典型用途:交通工具骨架、飛行器零部件、廚房用具、包裝以及家具。鋁也經常被用以加固一些大型建筑結構,比如倫敦皮卡迪利廣場上的愛神雕像,以及紐約克萊斯勒汽車大廈的頂部等,都曾用鋁質加固材料。

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鋅,閃著銀光又略帶藍灰色,它是繼鋁和銅之后第三種應用最廣泛的有色金屬。美國礦產局的一項統計顯示――一個普通人在其一生要消耗總共要消耗掉331千克的鋅。鋅的熔點很低,所以它也是一種非常理想的澆注材料。

鋅質鑄件在我們日常生活中十分常見:門把手表層表層下面的材料、水龍頭、電子元件等,鋅具有極高的防腐蝕性,這一特性使它具備了另外最基本的一項功能,即作為鋼的表面鍍層材料。除去以上這些功能之外,鋅還是與銅一起合成黃銅的合金材料。其抗腐蝕性并不僅僅應用于鋼表面鍍層――它也有助于增強我們人類的免疫系統。

材料特性:衛生保健、防腐蝕、優良的可鑄性、出色的防腐蝕性、高強度、高硬度、原材料廉價、低熔點、抗蠕變、易與其他金屬形成合金、具有保健性、常溫下易碎、100攝氏度左右具有延展性。

典型用途:電子產品元件。鋅是形成青銅的合金材料之一。鋅也有著清潔衛生以及抗腐蝕的特性。另外,鋅也被應用在屋頂材料,照片雕刻盤、移動電話天線以及照相機中的快門裝置。

4鑄鐵

鑄鐵之所以會有如此大量而廣泛的用途,主要是因為其出色的流動性,以及它易于澆注成各種復雜形態的特點。鑄鐵實際上是由多種元素組合的混合物的名稱,它們包括碳、硅和鐵。其中碳的含量越高,在澆注過程中其流動特性就越好。碳在這里以石墨和碳化鐵兩種形式出現。

鑄鐵中石墨的存在使得下水道蓋子具有了優良的耐磨性能。鐵銹一般只出現在最表層,所以通常都會被磨光。雖然如此,在澆注過程中也還是有專門防止生銹的措施,即在鑄件表面加覆一層瀝青涂層,瀝青滲入鑄鐵表面的細孔中,從而起到防銹作用。生產砂模澆注材料的傳統工藝如今被很多設計師運用到了其他更新更有趣的領域。

材料特性:優秀的流動性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收縮率、很脆、高壓縮強度、良好的機械加工性。

典型用途:鑄鐵已經具有幾百年的應用歷史,涉及建筑、橋梁、工程部件、家居、以及廚房用具等領域。

5不銹鋼

不銹鋼是在鋼里融入鉻、鎳以及其他一些金屬元素而制成的合金。其不生銹的特性就是來源于合金中鉻的成分,鉻在合金的表面形成了一層堅牢的、具有自我修復能力的氧化鉻薄膜,這層薄膜是我們肉眼所看不見的。我們通常所提及的不銹鋼和鎳的比例一般是18:10。

20世紀初,不銹鋼開始作為原材料被引入到產品設計領域中,設計師們圍繞著它的堅韌和抗腐蝕特性開發出許多新產品,涉及到了很多以前從未涉足過的領域。這一系列設計嘗試都是非常具有革命性的:比如,消毒后可再次使用的設備首次出現在醫學產業中。

不銹鋼分為四大主要類型:奧氏體、鐵素體、鐵素體-奧氏體(復合式)、馬氏體。家居用品中使用的不銹鋼基本上都是奧氏體。

材料特性:衛生保健、防腐蝕、可進行精細表面處理、剛性高、可通過各種加工工藝成型、較難進行冷加工。

典型用途:奧氏體不銹鋼主要應用于家居用品、工業管道以及建筑結構中;馬氏體不銹鋼主要用于制作刀具和渦輪刀片;鐵素體不銹鋼具有防腐蝕性,主要應用在耐久使用的洗衣機以及鍋爐零部件中;復合式不銹鋼具有更強的防腐蝕性能,所以經常應用于侵蝕性環境。



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