Osnovno znanje o metalnim materijalima: željezni, ne{0}}željezni i posebni metali

Što se računa kao metalni materijal

Metalni materijali su metalni elementi ili materijali s metalnim svojstvima koji se uglavnom sastoje od metalnih elemenata. Grupa pokriva čiste metale, legure, intermetalne spojeve i posebne metalne materijale. Metalni oksidi kao što je aluminijev oksid nisu metalni materijali jer se ponašaju keramički, a ne metalni.

Željezni metali: obitelj-zasnovana na željezu

Željezni metali, koji se nazivaju i čelični materijali, protežu se daleko izvan ove tri osnovne skupine. Obitelj također uključuje konstrukcijski čelik, nehrđajući čelik, čelik-otporan na toplinu, visoko{2}}temperaturne legure i precizne legure. U široj definiciji, krom, mangan i njihove legure također se ubrajaju u željezne metale, zbog čega granica između željeznih i ne-željeznih metala slijedi skupinu željeza, a ne samo željezo.

Ne{0}}obojeni metali i njihove pod-skupine

Ne{0}}obojeni metali su svi metali i legure osim željeza, kroma i mangana. Dijele se na lake metale, teške metale, plemenite metale, polu-metale, rijetke metale i metale-rijetke zemlje. Legure obojenih metala općenito pokazuju veću čvrstoću i tvrdoću od čistih metala na kojima se temelje, zajedno s većim električnim otporom i nižim temperaturnim koeficijentom, što je upravo ono što čini legure bakra, aluminija i nikla korisnima u elektrotehnici i toplinskoj tehnici.

Laki metali, cijenjeni zbog male gustoće u transportnim i zrakoplovnim strukturama

Teški metali, uključujući bakar, olovo i cink

Plemeniti metali, koji se koriste za kontakte, katalizatore i dijelove-kritične za koroziju

Polu-metali, sa svojstvima između metala i ne-metala

Rijetki metali i rijetki-zemni metali, koji se koriste u funkcionalnim i-primjenama pri visokim temperaturama

Specijalni metalni materijali

Specijalni metalni materijali podijeljeni su u strukturne i funkcionalne obitelji. Strukturna strana pokriva amorfne materijale ili materijale s brzom{1}}kondenzacijom, kvazikristalne materijale, mikrokristalne materijale i nanokristalne materijale. Funkcionalna strana pokriva legure kao što su nevidljive legure, legure otporne-na vodik, supravodljivost, legure-memorije oblika,-otporne-i legure-za prigušivanje vibracija, zajedno s metalnim-matričnim kompozitima. Ovi materijali su odabrani za određenu fizičku ili kemijsku funkciju, a ne samo za nošenje tereta.

Izvedba procesa i izvedba usluge

Izvedba se dijeli na izvedbu procesa i izvedbu usluge. Izvedba procesa opisuje kako se materijal ponaša u određenim hladnim i vrućim radnim uvjetima: izvedba lijevanja, zavarljivost, kovanje, izvedba toplinske -obrade i obradivost rezanja. Učinak usluge obuhvaća mehanička, fizikalna i kemijska svojstva u uvjetima uporabe i temelj je na kojem se gotovi dio prihvaća ili odbija.

Mehanička svojstva koja se koriste u dizajnu

Čvrstoća, sposobnost podnošenja opterećenja bez trajne deformacije ili loma

Plastičnost, sposobnost trajnog deformiranja bez pucanja

Tvrdoća, otpornost na lokalna udubljenja i habanje

Udarna žilavost, apsorbirana energija pod naglim opterećenjem

Otpornost na-višestruke udarce, ponašanje pri ponovljenim udarcima

Granica umora, razina stresa koju dio može izdržati tijekom mnogih ciklusa

Ovih šest vrijednosti glavna su osnova za dizajn dijelova i odabir materijala. Obično se utvrđuju ispitivanjem rastezanja, tvrdoće i udarca pri svakoj toplini materijala i uvijek ih treba navoditi zajedno s stanjem toplinske -obrade, jer se ista legura može jako razlikovati od jednog stanja do drugog.

Često postavljana pitanja

P: Jesu li metalni oksidi metalni materijali?
Ne. Metalni oksidi kao što je aluminijev oksid nisu metalni materijali, jer su njihova svojstva keramička, a ne metalna.

P: Što razlikuje lijevano željezo od ugljičnog čelika?
Sadržaj ugljika. Lijevano željezo sadrži oko 2 do 4 % ugljika, dok ugljični čelik ostaje ispod 2 %, a industrijsko čisto željezo sadrži oko 99 % željeza ili više.

P: Zašto su krom i mangan grupirani sa željeznim metalima?
U široj definiciji, željezni metali uključuju krom, mangan i njihove legure uz vrste-na bazi željeza.

P: Ponašaju li se legure ne{0}}željeza drugačije od čistih metala?
Da. Legure obojenih metala općenito imaju veću čvrstoću i tvrdoću, veći električni otpor i manji temperaturni koeficijent od čistih metala na kojima se temelje.

P: Koja je praktična razlika između izvedbe procesa i usluge?
Izvedba procesa opisuje ponašanje tijekom lijevanja, zavarivanja, kovanja, toplinske obrade i rezanja. Učinak usluge opisuje mehanička, fizikalna i kemijska svojstva koja dio pokazuje tijekom uporabe.

P: Koja su svojstva najvažnija pri odabiru materijala?
Čvrstoća, plastičnost, tvrdoća, udarna žilavost, otpornost na-višestruke udarce i granica zamora glavna su mehanička osnova za dizajn, podržana fizičkim i kemijskim svojstvima koja zahtijeva radno okruženje.