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      金屬材料在生活中的應用

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      人氣:-發表時間:2021-09-01 13:23【

      一、不銹的愛:不銹鋼

      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:在常用的原色不銹鋼中,奧氏體不銹鋼是合適的著色材料,可以得到令人滿意的彩色外觀及造型。奧氏體不銹鋼主要應用于裝飾建材、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。

      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。“不銹鋼”一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼,而是表示一百多種工業不銹鋼,所開發的每種不銹鋼都在其特定的應用領域具有良好的性能。

      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。

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      二、現代材料:鋁

      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,

      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豐富的金屬元素之一。

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      三、流動性:鑄鐵

      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。

      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。鐵銹一般只出現在表層,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。

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      四、生活伴侶:鋅

      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。

      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,鋅具有非常好的防腐蝕性,這一特性使它具備了另外基本的一項功能,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。

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      五、薄美學設計:鋁合金

      材料特性:輕量化的結構、剛性高且耐沖擊、優良的耐腐蝕性、良好的熱傳導性和電磁遮蔽、良好的不可燃性、耐熱性較差、易回收。

      典型用途:廣泛應用于航空航天、汽車、電子、移動通訊、冶金等領域。

      鎂是重要的有色金屬,它比鋁輕,能夠很好地與其他金屬構成高強度的合金,鎂合金具有比重輕、比強度和比剛度高、導熱導電性好、兼有良好的阻尼減震和電磁屏蔽性能、易于加工成型、容易回收等優點。但長期以來,由于受價格昂貴和技術方面的限制,鎂及鎂合金只少量應用于航空、航天及軍事工業,因而被稱為“貴族金屬”?,F今鎂是繼鋼鐵、鋁之后的第三大金屬工程材料,被廣泛地應用于航空航天、汽車、電子、移動通訊、冶金等領域??梢灶A計,由于其它結構金屬生產成本的增加,金屬鎂在未來的重要性變得更大。

      鎂合金比重為鋁合金的68%,鋅合金的27%,鋼鐵的23%,常用于汽車零件、3C產品外殼、建筑材料等。大多數超薄筆記本電腦和手機外殼采用鎂合金做外殼。塑料產品雖然可以形成類金屬的外觀,但其光澤感、硬度、溫度、質感仍與金屬有差距。鎂合金作為一種新型的金屬原料,給人一種高科技品的感受。

      鎂合金的耐腐蝕性是碳鋼的8倍,鋁合金的4倍,更是塑料的10倍以上,防腐能力是合金中的佳者。常用的鎂合金具有不可燃性,尤其是使用在汽機車零部件以及建筑材料上,可以避免瞬間的燃燒。鎂在地殼中的儲量居第8位,大部分的鎂原料自海水中提煉,所以它的資源是穩定充分的。


      六、人類伙伴:銅(Cu)

      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。

      銅在現代社會中扮演著十分重要的角色:它被大量應用于建筑結構當中。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。

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      七、高光潔度:鉻

      材料特性:光潔度非常高、優良的防腐蝕性能、堅硬耐用、易于清洗、摩擦系數低。

      典型用途:裝飾性鍍鉻是許多汽車元件的鍍層材料,包括車門把手以及緩沖器等,除此之外,鉻還應用于自行車零部件、浴室水龍頭以及家具、廚房用具、餐具等。硬質鍍鉻更多的用于工業領域,包括作業控制塊中的隨機存儲器、噴氣機發動機元件、塑料模具以及減震器等。黑色鍍鉻主要用于樂器裝飾以及太陽能利用方面。

      鉻常見的存在形式是作為合金元素用于不銹鋼中,來增強不銹鋼的硬度。鍍鉻工藝通常分為三種類型:裝飾性鍍層、硬質鉻鍍層以及黑色鉻鍍層。鉻鍍層在工程領域中應用相當廣泛,裝飾性鉻鍍層通常作為表層鍍于鎳層外面,鍍層具有精致細膩如鏡面一般的拋光效果。作為一道裝飾性后處理工序,鉻鍍層厚度僅為0.006毫米。在打算采用鉻鍍層工藝的時候,一定要充分考慮到這一工藝的危險性。近十年來,六價裝飾性鉻水被三價鉻水所取代的趨勢越來越明顯,因為前者具有非常強的致癌性,而后者則被認為毒性相對小一些。


      八、輕巧結實:鈦

      材料特性:非常高的強度、重量比優良的抗腐蝕性、難以進行冷加工、良好的可焊接性、大約比鋼輕40%,比鋁重60%、低導電性、低熱脹率、高熔點。

      典型用途: 高爾夫球桿、網球拍、便攜式電腦、照相機、行李箱、外科手術植入物、飛行器骨架、化學用具以及海事裝備等。另外,鈦也被用作紙張、繪畫以及塑料等所需的白色顏料。

      鈦具有密度小、耐高溫、耐腐蝕等優良的特性,鈦合金密度是鋼鐵的一半而強度和鋼鐵差不多;鈦既耐高溫,又耐低溫。在-253℃~500℃這樣寬的溫度范圍內都能保持高強度。這些優點正是太空金屬所必備的。鈦的合金是制做火箭發動機的殼體及人造衛星、宇宙飛船的好材料,有“太空金屬”之稱。由于鈦有這些優點,所以50年代以來,一躍成為突出的稀有金屬。鈦的缺點,是提煉比較困難。這主要是因為鈦在高溫下可以與氧、碳、氮以及其他許多元素化合。所以人們曾把鈦當作“稀有金屬”,其實,鈦的含量約占地殼重量的6‰,比銅、錫、錳、鋅的總和還要多10多倍。

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