Những loại kim loại – Kim loại tinh khiết, hợp kim và ứng dụng của chúng

Kim loại và những tiến bộ trong quá trình gia công đã mang lại cho chúng ta cuộc cách mệnh công nghiệp. Điều này dẫn tới sự phát triển theo cấp số nhân của nền văn minh nhân loại đưa chúng ta tới vị trí như ngày nay. Ngày nay, những loại kim loại khác nhau đều ở xung quanh chúng ta. Từ máy tính bạn đang sử dụng để đọc thông tin này tới những kẹp trong hệ thống ống nước của bạn. Ngày nay, hơn 80 loại kim loại khác nhau được sử dụng.

Những loại kim loại và phân loại của chúng

Xem thêm: Thép uốn & ống nhôm

Một số lượng to những kim loại mang sẵn trong tự nhiên. Chúng mang thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào tính chất hoặc đặc điểm mà bạn sử dụng làm thước đo.

Phân loại theo hàm lượng sắt

Cách phổ quát nhất để phân loại chúng là theo hàm lượng sắt của chúng.

Lúc một kim loại chứa sắt, nó được gọi là kim loại đen . Sắt truyền những đặc tính từ tính cho vật liệu và cũng làm chúng dễ bị ăn mòn. Những kim loại ko mang hàm lượng sắt là kim loại màu. Những kim loại này ko mang bất kỳ tính chất từ ​​tính nào. Ví dụ bao gồm nhưng ko giới hạn ở nhôm, chì, đồng thau, đồng và kẽm.

Phân loại theo cấu trúc nguyên tử

Chúng cũng mang thể được phân loại dựa trên cấu trúc nguyên tử của chúng theo bảng tuần hoàn. Lúc thực hiện xong, một kim loại mang thể được gọi là kim loại kiềm, kiềm thổ hoặc kim loại chuyển tiếp. Những kim loại thuộc cùng một nhóm hoạt động tương tự lúc phản ứng với những nhân tố khác. Vì vậy, chúng mang tính chất hóa học tương tự nhau.

Kim loại từ tính và phi từ tính

Một cách khác để phân biệt những kim loại là xem cách chúng tương tác với nam châm. Trên cơ sở đó mang thể chia kim loại là kim loại mang từ tính và ko mang từ tính .

Trong lúc kim loại sắt từ hút nam châm mạnh, thì kim loại thuận từ chỉ thể hiện tương tác yếu. Cuối cùng, mang một nhóm gọi là kim loại nghịch từ thể hiện lực đẩy nam châm yếu hơn.

Sắt, hợp kim của nó và tính chất của chúng

Tất cả những kim loại đều mang chung một số tính chất cơ học giống nhau của vật liệu . Nhưng lúc kiểm tra kỹ lưỡng, một kim loại sẽ mang một tí lợi thế hơn một kim loại khác về một số tính chất nhất định. Sở hữu thể điều chỉnh những đặc tính lúc tạo hợp kim bằng cách trộn những nhân tố tinh khiết.

Lúc tậu kim loại cho một ứng dụng cụ thể, mang khá nhiều yếu tố cần xem xét để tìm ra lựa tậu ưng ý nhất. Những yếu tố này bao gồm điểm nóng chảy, mức giá, tính dễ gia công, hệ số an toàn đủ, ko gian mang sẵn, hệ số nhiệt độ, độ dẫn nhiệt và điện, mật độ, v.v. Chúng ta hãy xem xét một số kim loại phổ quát và lý do vì sao chúng được tậu cho những ứng dụng của chúng .

Bàn là

Sẽ ko quá lời lúc coi sắt là huyết quản của nền văn minh của chúng ta. Khoảng 5% vỏ Trái đất là sắt . Vì vậy, nó là một kim loại rất dễ tìm. Sắt thuần chất là một nhân tố ko ổn định. Ở thời cơ trước nhất, nó phản ứng với oxy trong ko khí để tạo thành oxit sắt.

Khai thác sắt từ quặng của nó sử dụng lò cao. Gang lợn đạt được từ thời đoạn trước nhất của lò cao mang thể được tinh luyện thêm để thu được sắt thuần chất. Sắt này thường kết thúc bằng thép và những hợp kim khác. Sắp 90% kim loại được gia công là kim loại đen.

Ví dụ, thép là một kim loại đen mang nhiều ứng dụng. Chúng ta ko thể hiểu hết tiềm năng thực sự của sắt nếu ko học về thép.

Thép

Sắt thuần chất mạnh hơn những kim loại khác nhưng nó để lại nhiều điều mong muốn. Thứ nhất, sắt thuần chất ko mang khả năng chống ăn mòn. Để giữ cho sắt ko bị ăn mòn, phải tiêu tốn rất nhiều tiền nong và sức lực. Thứ hai, nó cũng rất nặng do mật độ dày. Những nhược điểm này mang thể làm cho cấu trúc khó xây dựng và bảo trì hơn.

Thêm cacbon vào sắt làm giảm bớt những điểm yếu này ở một mức độ nhất định. Hỗn hợp sắt và cacbon đạt tới giới hạn quy định này được gọi là thép cacbon. Thêm cacbon vào sắt làm cho sắt cứng hơn nhiều cùng với việc truyền đạt những đặc tính tuyệt vời khác.

Những nhân tố khác mang thể được thêm vào với lượng nhỏ để phối hợp những đặc tính của chúng. Chúng ta hãy xem cách phân loại thép và khả năng của nó.

Những loại thép và công dụng của chúng là gì?

Thép là vật liệu xây dựng phổ quát nhờ những đặc tính tuyệt vời của nó. Hơn 3500 loại thép mang sẵn ngày nay. Nó mang độ bền kéo cao và tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao. Điều này mang tức là cường độ nhiều hơn trên một đơn vị khối lượng thép. Điều này cho phép sử dụng những phòng ban và thành phần thép mang kích thước nhỏ nhưng vẫn cứng cáp.

Thép cũng rất bền. Điều này mang tức là kết cấu thép mang thể tồn tại lâu hơn và chịu được những tác nhân bên ngoài tốt hơn so với những giải pháp thay thế khác. Nó cũng dễ uốn và mang thể được tạo hình thành những dạng cấp thiết mà ko liên quan tới những đặc tính của nó. Tùy thuộc vào hàm lượng sắt, thép được phân thành ba loại.

Phân loại thép cacbon AISI

• Thép carbon thấp. Sở hữu tới 0,25% cacbon trong sắt cung cấp cho chúng ta thép cacbon thấp, còn được gọi là thép nhẹ . Nó được sử dụng cho đường ống trong những ứng dụng áp suất vừa phải. Những thanh cốt thép và trong dầm chữ I trong xây dựng thường từ thép cacbon thấp. Bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu lượng thép cao mà ko cần tạo hình hoặc uốn cong nhiều cũng ưng ý với nó. Một ví dụ là thân tàu.
• Thép cacbon trung bình. Chứa 0,25… 0,6% cacbon. Những ứng dụng của thép cacbon trung bình bao gồm những ứng dụng

  Xem thêm: Sự khác biệt giữa thép cán nóng và thép cán nguội là gì?

  cần độ bền kéo và độ dẻo cao. Họ tìm thấy những ứng dụng trong bánh răng và trục, bánh xe và đường ray, dầm thép trong những tòa nhà và cầu, v.v … Một ứng dụng khác là bình chịu sức ép, ngoại trừ trường hợp nó chứa khí lạnh hoặc chất lỏng vì nó mang xu thế nứt lạnh.

• Thép với hàm lượng những bon cao. Thép mang chứa hơn 0,6% cacbon là thép cacbon cao. Loại thép này cứng hơn và giòn hơn hai loại trước. Nó tìm thấy những ứng dụng trong việc cung cấp đục và dụng cụ cắt. Những phẩm chất tuyệt vời bao gồm độ cứng và khả năng chống mài mòn vật liệu tốt . Nó cũng mang thể được sử dụng trong máy ép và gia công mũi khoan.

Mặc dù tất cả những loại thép nêu trên thường được gọi là thép cacbon, chúng mang chứa những nhân tố khác để cải thiện một số tính chất nhất định. Như crom để chống ăn mòn hoặc mangan để cải thiện độ cứng và độ bền kéo.

Thép hợp kim

Loại kim loại này chứa nhiều nhân tố để tăng cường những đặc tính khác nhau. Những kim loại như mangan, titan, đồng, niken, silicon và nhôm mang thể được thêm vào theo những tỷ lệ khác nhau.

Điều này cải thiện độ cứng, khả năng hàn, chống ăn mòn, độ dẻo và khả năng định hình của thép. Những ứng dụng cho thép hợp kim là động cơ điện, ổ trục, phòng ban gia nhiệt, lò xo, bánh răng và đường ống.

• Thép ko gỉ : Thép ko gỉ chứa lượng crôm cao. Đây là lý do vì sao nó mang khả năng chống ăn mòn cao hơn 200 lần so với thép nhẹ. Nó làm cho nó trở thành ứng cử viên lý tưởng để gia công đồ tiêu dùng nhà bếp, đường ống, thiết bị phẫu thuật và nha khoa. Ngoài ra, vì ko cần sơn phủ, bạn mang thể mang một bề mặt kim loại như ý muốn với lớp hoàn thiện bề mặt ưng ý .
• Thép dụng cụ: Thép dụng cụ được sử dụng để cung cấp những dụng cụ cắt và khoan . Độ cứng cao của chúng làm cho chúng trở thành một lựa tậu lý tưởng cho những ứng dụng này. Chúng chứa molypden, vanadi, coban và vonfram là những kim loại cấu thành.

Thép dụng cụ là một loại kim loại cũng được ứng dụng trong gia công đường ray, dây điện, đường ống, trục và van. Thép dụng cụ chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực ô tô, đóng tàu, xây dựng và đóng gói.

Những loại kim loại khác nhau

Ngoài kim loại đen, chúng tôi mang nhiều lựa tậu về kim loại màu. Mỗi loại đều mang những phẩm chất nhất định làm cho chúng hữu ích trong những ngành công nghiệp khác nhau.

Nhôm

Nhôm mang nguồn gốc chủ yếu từ quặng bôxít. Nó nhẹ, mạnh và nhiều chức năng. Nó là kim loại phổ quát nhất trên Trái đất và việc sử dụng nó đã tràn ngập những ứng dụng ở khắp mọi nơi.

Điều này là do những đặc tính của nó như độ bền, trọng lượng nhẹ, chống ăn mòn ( tìm hiểu thêm về những loại nhôm ăn mòn tại đây ), tính dẫn điện và khả năng tạo hợp kim với hồ hết những kim loại. Nó cũng ko mang từ tính và dễ gia công.

Đồng

Lúc nói về những loại kim loại khác nhau, ko thể bỏ qua đồng và những hợp kim của nó . Nó mang lịch sử lâu đời vì nó rất dễ hình thành. Thậm chí ngày nay, nó là một kim loại quan yếu trong ngành công nghiệp. Nó ko xảy ra trong tự nhiên ở dạng thuần chất. Vì vậy, nấu chảy và chiết xuất từ ​​quặng là cấp thiết.

Kim loại là chất dẫn điện tốt và đồng vượt trội hơn những loại khác. Do tính dẫn điện tuyệt vời, nó được ứng dụng trong những mạch điện như một chất dẫn điện. Độ dẫn điện của nó chỉ đứng sau bạc. Nó cũng mang khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời. Đây là lý do vì sao nhiều dụng cụ nấu nướng được làm từ đồng.

Thau

Đồng thau là hợp kim của đồng và kẽm. Số lượng của mỗi kim loại mang thể khác nhau tùy thuộc vào những tính chất điện và cơ học của kim loại đó. Nó cũng chứa một lượng nhỏ những nhân tố kim loại khác như nhôm, chì và mangan. Đồng thau là một ứng cử viên tuyệt vời cho những ứng dụng ma sát thấp như khóa, vòng bi , hệ thống ống nước, nhạc cụ, dụng cụ và phụ kiện. Nó ko thể thiếu trong những ứng dụng an toàn về bản tính để ngăn chặn tia lửa và cho phép sử dụng trong môi trường dễ cháy.

Đồng

Đồng cũng là một hợp kim của đồng. Nhưng thay vì kẽm, đồng chứa thiếc. Thêm những nhân tố khác như phốt pho, mangan, silic và nhôm mang thể cải thiện tính chất và tính ưng ý của nó đối với một ứng dụng cụ thể. Đồ đồng giòn, cứng và chống mỏi tốt. Nó cũng mang khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt và chống ăn mòn. Đồng được tìm thấy ứng dụng trong gia công gương và phản xạ. Nó được sử dụng cho những đầu nối điện. Do khả năng chống ăn mòn của nó, nó được sử dụng trong những phòng ban chìm và phụ tùng tàu.

Titan

Titan là một kim loại kỹ thuật quan yếu do bền và nhẹ. Nó cũng mang độ ổn định nhiệt cao ngay cả ở nhiệt độ cao tới 480 độ C. Do những đặc tính này, nó được ứng dụng trong ngành hàng ko vũ trụ. Thiết bị quân sự là một trong những trường hợp sử dụng cho kim loại này. Vì titan cũng chống ăn mòn nên những ứng dụng y tế cũng sử dụng nó. Titan cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất và đồ thể thao.

Kẽm

Kẽm là một kim loại phổ quát và được sử dụng nhiều trong lĩnh vực y tế và công nghiệp. Công dụng chính của nó là mạ thép. Điều này bảo vệ thép khỏi bị ăn mòn. Kẽm cũng được sử dụng để gia công khuôn đúc cho ngành công nghiệp điện, phần cứng và ô tô. Vì kẽm mang tiềm năng điện hóa thấp, những ứng dụng của nó bao gồm những ứng dụng hàng hải để ngăn chặn sự ăn mòn của những kim loại khác thông qua bảo vệ catốt . Cực dương kẽm hy sinh mang thể bảo vệ van, đường ống và bể chứa.

Chì

Chì là một kim loại mang khả năng gia công cao, chống ăn mòn. Đường ống và sơn đại diện cho một số trường hợp sử dụng. Chì được sử dụng như một chất chống kích nổ trong xăng. Sau đó, người ta phát hiện ra rằng sản phẩm phụ của loại chì này là nguyên nhân gây ra những biến chứng sức khỏe nghiêm trọng . Chì vẫn phổ quát trong đạn dược, ắc quy ô tô, bảo vệ bức xạ, nâng tạ, bọc cáp, v.v.