Metalle und Fortschritte in Herstellungsverfahren gab uns die industrielle Revolution. Dies führt zu einem exponentiellen Wachstum der menschlichen Zivilisation, das uns dorthin bringt, wo wir heute sind. Heute sind verschiedene Arten von Metallen um uns herum. Von dem Computer, den Sie verwenden, um diese Informationen zu den Klemmen in Ihren Rohrleitungen zu lesen. Mehr als achtzig verschiedene Arten von Metallen finden heute Verwendung.,
Metallarten und ihre Klassifizierung
Eine große Anzahl von Metallen ist in der Natur verfügbar. Sie können auf verschiedene Arten klassifiziert werden, je nachdem, welche Eigenschaft oder Eigenschaft Sie als Maßstab verwenden.
Klassifizierung nach Eisengehalt
Die häufigste Art, sie zu klassifizieren, ist ihr Eisengehalt.
Wenn ein Metall Eisen enthält, wird es als Eisenmetall bezeichnet. Das Eisen verleiht dem Material magnetische Eigenschaften und macht sie auch anfällig für Korrosion. Metalle, die keinen Eisengehalt haben, sind Nichteisenmetalle., Diese Metalle besitzen keine magnetischen Eigenschaften. Beispiele hierfür sind Aluminium, Blei, Messing, Kupfer und Zink.
Klassifizierung nach atomarer Struktur
Sie können auch nach ihrer atomaren Struktur gemäß dem Periodensystem klassifiziert werden. Wenn sie fertig sind, kann ein Metall als alkalisch, Erdalkali oder Übergangsmetall bezeichnet werden. Metalle derselben Gruppe verhalten sich ähnlich, wenn sie mit anderen Elementen reagieren., Somit haben sie ähnliche chemische Eigenschaften.
Magnetische und nichtmagnetische Metalle
Eine weitere Möglichkeit, Metalle zu unterscheiden, besteht darin, zu untersuchen, wie sie mit Magneten interagieren. Es ist möglich, Metalle auf dieser Basis als magnetisch und nicht magnetisch zu unterteilen.
Während ferromagnetische Metalle stark zu Magneten anziehen, zeigen paramagnetische nur schwache Wechselwirkungen. Schließlich gibt es eine Gruppe namens diamagnetische Metalle, die eher eine schwache Abstoßung gegen Magnete zeigen.
Eisen, seine Legierungen und ihre Eigenschaften
Alle Metalle haben ähnliche mechanische Eigenschaften von Materialien., Bei genauer Beurteilung hat ein Metall jedoch in bestimmten Eigenschaften eine leichte Kante gegenüber einem anderen. Es ist möglich, die Eigenschaften beim Erstellen von Legierungen durch Mischen reiner Elemente zu optimieren.
Bei der Auswahl eines Metalls für eine bestimmte Anwendung müssen einige Faktoren berücksichtigt werden, um die am besten geeignete Option zu finden. Zu diesen Faktoren gehören Schmelzpunkt, Kosten, einfache Bearbeitung, ausreichender Sicherheitsfaktor, verfügbarer Platz, Temperaturkoeffizient, thermische und elektrische Leitfähigkeit, Dichte usw. Werfen wir einen Blick auf einige der beliebtesten Metalle und warum sie für ihre Anwendungen ausgewählt werden.,
Eisen
Es wäre keine Übertreibung, Eisen als Lebenselixier unserer Zivilisation zu bezeichnen. Ungefähr 5 Prozent der Erdkruste sind Eisen. Somit ist es ein unglaublich leicht zu findendes Metall. Reines Eisen ist jedoch ein instabiles Element. Bei der ersten Gelegenheit reagiert es mit dem Sauerstoff in der Luft, um Eisenoxid zu bilden.
Die Gewinnung von Eisen aus seinen Erzen verwendet einen Hochofen., Roheisen wird von der ersten Stufe des Hochofens erreicht, die weiter verfeinert werden kann, um reines Eisen zu erhalten. Dieses Eisen landet oft in Stählen und anderen Legierungen. Fast 90 Prozent der hergestellten Metalle sind Eisenmetalle.
Stahl zum Beispiel ist ein Eisenmetall, das eine Vielzahl von Anwendungen findet. Wir können das wahre Potenzial von Eisen nicht verstehen, ohne etwas über Stahl zu lernen.
Stahl
Reines Eisen ist stärker als andere Metalle, lässt aber zu wünschen übrig. Zum einen ist reines Eisen nicht korrosionsbeständig., Um Eisen vor Korrosion zu schützen, muss viel Geld und Energie ausgegeben werden. Zweitens ist es aufgrund seiner hohen Dichte auch extrem schwer. Diese Nachteile können den Bau und die Wartung von Strukturen erschweren.
Die Zugabe von Kohlenstoff zu Eisen lindert diese Schwächen in gewissem Maße. Diese Mischung aus Eisen und Kohlenstoff bis zu bestimmten Grenzen wird als Kohlenstoffstahl bezeichnet. Das Hinzufügen von Kohlenstoff zu Eisen macht das Eisen viel stärker und verleiht andere großartige Eigenschaften.
Andere Elemente können in Spuren hinzugefügt werden, um ihre Eigenschaften zu integrieren., Schauen wir uns an, wie man Stahl kategorisiert und wozu er fähig ist.
Was sind die Stahlarten und ihre Verwendung?
Stahl ist dank seiner hervorragenden Eigenschaften ein beliebter Baustoff. Über 3500 Stahlsorten sind heute verfügbar. Es hat eine hohe Zugfestigkeit und ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Dies bedeutet mehr Festigkeit pro Masseneinheit Stahl. Dies ermöglicht die Verwendung von Stahlteilen und Komponenten, die klein, aber dennoch stark sind.
Stahl ist auch extrem langlebig., Dies bedeutet, dass eine Stahlkonstruktion länger hält und äußeren Einflüssen besser standhält als andere Alternativen. Es ist auch duktil und kann in erforderliche Formen geformt werden, ohne seine Eigenschaften zu beeinträchtigen. Je nach Eisengehalt wird Stahl in drei Kategorien eingeteilt.
Kohlenstoffstahl AISI Klassifizierung
- Kohlenstoffarmer Stahl. Bis zu 0,25% Kohlenstoff in Eisen geben uns kohlenstoffarmen Stahl, auch als Baustahl bekannt., Es wird für Schläuche in Anwendungen mit mittlerem Druck verwendet. Bewehrungsstäbe und in I-Träger im Bau sind in der Regel aus kohlenstoffarmem Stahl. Alle Anwendungen, die eine hohe Menge an Stahl ohne viel Umformen oder Biegen erfordern, sind auch dafür geeignet. Ein Beispiel ist ein Schiffsrumpf.
- Mittlerer Kohlenstoffstahl. Enthält 0,25 … 0,6% Kohlenstoff. Die Anwendungen von Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt umfassen solche, die eine hohe Zugfestigkeit und Duktilität benötigen. Sie finden Anwendungen in Verzahnungen und Wellen, Eisenbahnrädern und Schienen,Stahlträgern in Gebäuden und Brücken usw., Eine andere Verwendung sind Druckbehälter, außer wenn sie aufgrund ihrer Neigung zu Kaltrissen kalte Gase oder Flüssigkeiten enthalten.
- Stahl mit Hohem Kohlenstoffgehalt. Stahl, der mehr als 0,6% Kohlenstoff enthält, ist kohlenstoffreicher Stahl. Dieser Stahl ist härter und spröder als die beiden vorherigen. Es findet Anwendungen bei der Herstellung von Meißeln und Schneidwerkzeugen. Große Qualitäten sind Härte und gute Beständigkeit gegen Materialverschleiß. Es kann auch in Pressen und zur Herstellung von Bohrern verwendet werden.,
Obwohl alle oben genannten Stähle allgemein als Kohlenstoffstähle bezeichnet werden, enthalten sie andere Elemente, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern. Wie Chrom für Korrosionsbeständigkeit oder Mangan zur Verbesserung der Härtbarkeit und Zugfestigkeit.
Legierte Stähle
Diese Art von Metall enthält mehrere Elemente, um verschiedene Eigenschaften zu verbessern. Metalle wie Mangan, Titan, Kupfer, Nickel, Silizium und Aluminium können in unterschiedlichen Anteilen zugesetzt werden.
Dies verbessert die Härtbarkeit, Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Duktilität und Formbarkeit des Stahls., Anwendungen für legierte Stähle sind Elektromotoren, Lager, Heizelemente, Federn, Zahnräder und Rohrleitungen.
- Edelstahl: Edelstahl enthält viel Chrom. Aus diesem Grund hat es eine 200-mal höhere Korrosionsbeständigkeit als Baustahl. Es macht es zum idealen Kandidaten für die Herstellung von Küchenutensilien, Rohrleitungen, chirurgischen und zahnärztlichen Geräten. Da keine Beschichtung erforderlich ist, können Sie auch mit der richtigen Oberflächenbeschaffenheit metallisch aussehen.
- Werkzeugstahl: Werkzeugstähle werden zur Herstellung von Schneid-und Bohrwerkzeugen verwendet., Ihre hohe Härte macht sie zu einer idealen Wahl für diese Anwendungen. Sie enthalten Molybdän, Vanadium, Kobalt und Wolfram als Bestandteile von Metallen.
Werkzeugstahl ist ein Metalltyp, der auch in der Herstellung von Schienen, Drähten, Rohren, Wellen und Ventilen Anwendung findet. Werkzeugstahl wird vor allem im Automobil -, Schiffbau -, Bau-und Verpackungsbereich eingesetzt.,
Verschiedene Arten von Metallen
Neben Eisenmetallen haben wir eine große Auswahl an Nichteisenmetallen. Jeder hat bestimmte Eigenschaften, die sie in verschiedenen Branchen nützlich machen.
Aluminium
Aluminium stammt in Erster Linie aus seinen Erz Bauxit. Es ist leicht, stark und funktional. Es ist das am weitesten verbreitete Metall der Erde und seine Verwendung hat überall Anwendungen durchdrungen.,
Dies liegt an seinen Eigenschaften wie Haltbarkeit, geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit (erfahren Sie hier mehr über die Arten von Aluminiumkorrosion), elektrischer Leitfähigkeit und der Fähigkeit, Legierungen mit den meisten Metallen zu bilden. Es magnetisiert auch nicht und ist leicht zu bearbeiten.
Kupfer
Wenn es um verschiedene Arten von Metallen geht, können Kupfer und seine Legierungen nicht übersehen werden. Es hat eine lange Geschichte, weil es leicht zu formen ist. Noch heute ist es ein wichtiges Metall in der Branche. Es kommt in der Natur nicht in seiner reinen Form vor. Daher ist das Schmelzen und Extrahieren aus Erz notwendig.,
Metalle sind gute Leiter und Kupfer zeichnet sich mehr als die anderen. Aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit findet es Anwendung in elektrischen Schaltungen als Leiter. Seine Leitfähigkeit ist nach Silber an zweiter Stelle. Es hat auch eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit. Deshalb sind viele Kochutensilien aus Kupfer.
Messing
Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Die Menge jedes Metalls kann abhängig von den elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Metalls variieren., Es enthält auch Spuren anderer metallischer Elemente wie Aluminium, Blei und Mangan. Messing ist ein großartiger Kandidat für reibungsarme Anwendungen wie Schlösser, Lager, Sanitär, Musikinstrumente, Werkzeuge und Armaturen. Es ist unentbehrlich in eigensicheren Anwendungen, um Funken zu verhindern und den Einsatz in brennbaren Umgebungen zu ermöglichen.
Bronze
Bronze ist auch eine Legierung aus Kupfer. Aber anstelle von Zink enthält Bronze Zinn. Das Hinzufügen anderer Elemente wie Phosphor, Mangan, Silizium und Aluminium kann seine Eigenschaften und Eignung für eine bestimmte Anwendung verbessern., Bronze ist spröde, hart und widersteht Müdigkeit gut. Es hat auch eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Bronze findet Anwendung bei der Herstellung von Spiegeln und Reflektoren. Es wird für elektrische Anschlüsse verwendet. Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit findet es Verwendung in untergetauchten Teilen und Schiffsbeschlägen.
Titan
Titan ist ein wichtiges technisches Metall, da es stark und leicht ist. Es hat auch eine hohe thermische Stabilität auch bei Temperaturen bis zu 480 Grad Celsius. Aufgrund dieser Eigenschaften findet es Anwendung in der Luft-und Raumfahrtindustrie., Militärische Ausrüstung ist ein Anwendungsfall für dieses Metall. Da Titan auch korrosionsbeständig ist, verwenden es auch medizinische Anwendungen. Titan wird auch in der Chemie-und Sportartikelindustrie eingesetzt.
Zink
Zink ist ein weit verbreitetes Metall und findet im medizinischen und industriellen Bereich viel Verwendung. Seine primäre Verwendung ist Stahl zu verzinken. Dies schützt den Stahl vor Korrosion., Zink wird auch zur Herstellung von Druckgussteilen für die Elektro -, Hardware-und Automobilindustrie verwendet. Da Zink ein geringes elektrochemisches Potenzial aufweist, umfasst es marine Anwendungen, um Korrosion anderer Metalle durch kathodischen Schutz zu verhindern. Opferzinkanoden können Ventile, Rohrleitungen und Tanks schützen.
Blei
Blei ist ein hochbearbeitetes, korrosionsbeständiges Metall. Rohrleitungen und Farbe stellen einige Anwendungsfälle dar. Blei wurde als Klopfmittel in Benzin verwendet. Später wurde entdeckt, dass das Nebenprodukt dieses Bleis für schwerwiegende gesundheitliche Komplikationen verantwortlich war., Blei ist immer noch üblich in Munition, Autobatterien, Strahlenschutz, Gewichtheben, Kabelummantelung usw.