Co liczy się jako materiał metaliczny
Materiały metaliczne to elementy metaliczne lub materiały o właściwościach metalicznych, które składają się głównie z elementów metalicznych. Grupa obejmuje czyste metale, stopy, związki międzymetaliczne i specjalne materiały metaliczne. Tlenki metali, takie jak tlenek glinu, nie są materiałami metalicznymi, ponieważ ich zachowanie jest raczej ceramiczne niż metaliczne.
Metale żelazne: rodzina-oparta na żelazie
| Tworzywo | Kompozycja |
|---|---|
| Przemysłowe czyste żelazo | Fe około 99% lub więcej |
| Lane żelazo | Węgiel 2 do 4% |
| Stal węglowa | Węgiel poniżej 2% |
Metale żelazne, zwane także materiałami stalowymi, wykraczają daleko poza te trzy podstawowe grupy. Rodzina ta obejmuje również stal konstrukcyjną, stal nierdzewną,-stal żaroodporną, stopy wysokotemperaturowe-i stopy precyzyjne. W szerszej definicji chrom, mangan i ich stopy są również liczone jako metale żelazne, dlatego granica między żelaznymi i nieżelaznymi-wyznacza grupę żelaza, a nie samo żelazo.
Metale nieżelazne i ich-podgrupy
Metale nieżelazne to wszystkie metale i stopy inne niż żelazo, chrom i mangan. Dzieli się je na metale lekkie, metale ciężkie, metale szlachetne, pół-metale, metale rzadkie i metale-ziem rzadkich. Stopy nieżelazne-na ogół wykazują wyższą wytrzymałość i twardość niż czyste metale, z których są wykonane, a także wyższą rezystancję elektryczną i mniejszy współczynnik temperaturowy, co właśnie sprawia, że stopy miedzi, aluminium i niklu są przydatne w inżynierii elektrycznej i cieplnej.
Metale lekkie, cenione za niską gęstość w konstrukcjach transportowych i lotniczych
Metale ciężkie, w tym miedź, ołów i cynk
Metale szlachetne stosowane w stykach, katalizatorach i częściach-narażonych na korozję
Pół{0}}metale o właściwościach pomiędzy metalami i niemetalami-
Metale rzadkie i metale-ziem rzadkich stosowane w zastosowaniach funkcjonalnych i-wysokotemperaturowych
Specjalne materiały metalowe
Specjalne materiały metalowe podzielone na rodziny strukturalne i funkcjonalne. Strona strukturalna obejmuje materiały amorficzne lub szybko-kondensujące, materiały kwazikrystaliczne, materiały mikrokrystaliczne i materiały nanokrystaliczne. Strona funkcjonalna obejmuje stopy takie jak stopy niewidoczne,-odporne na wodór, nadprzewodzące,-z pamięcią kształtu,-odporne na zużycie i-tłumiące wibracje, a także kompozyty z osnową metalową-. Materiały te wybiera się ze względu na konkretną funkcję fizyczną lub chemiczną, a nie wyłącznie do przenoszenia obciążenia.
Wydajność procesów i wydajność usług
Wydajność dzieli się na wydajność procesu i wydajność usługi. Wydajność procesu opisuje zachowanie materiału w określonych warunkach pracy na zimno i na gorąco: wydajność odlewania, spawalność, podatność na kucie,-wydajność obróbki cieplnej i podatność na obróbkę skrawaniem. Wykonanie usługi obejmuje właściwości mechaniczne, fizyczne i chemiczne w warunkach użytkowania i stanowi podstawę akceptacji lub odrzucenia gotowej części.
Właściwości mechaniczne stosowane w projektowaniu
Wytrzymałość, zdolność do wytrzymywania obciążenia bez trwałego odkształcenia lub złamania
Plastyczność, zdolność do trwałego odkształcenia bez pękania
Twardość, odporność na miejscowe wgniecenia i zużycie
Udarność, energia pochłaniana pod nagłym obciążeniem
Odporność na wielokrotne-uderzenia, zachowanie przy powtarzających się uderzeniach
Limit zmęczenia, poziom naprężenia, jaki część może wytrzymać przez wiele cykli
Te sześć wartości stanowi główną podstawę przy projektowaniu części i wyborze materiałów. Zwykle ustala się je na podstawie testów rozciągania, twardości i udarności dla każdego ciepła materiału i zawsze należy je podawać łącznie z stanem odpuszczenia lub-obróbki cieplnej, ponieważ ten sam stop może znacznie różnić się w zależności od stanu.
Często zadawane pytania
P: Czy tlenki metali są materiałami metalicznymi?
Nie. Tlenki metali, takie jak tlenek glinu, nie są materiałami metalicznymi, ponieważ ich właściwości są raczej ceramiczne niż metaliczne.
P: Co oddziela żeliwo od stali węglowej?
Zawartość węgla. Żeliwo zawiera około 2–4% węgla, podczas gdy stal węglowa utrzymuje się na poziomie poniżej 2%, a czyste żelazo przemysłowe zawiera około 99% żelaza lub więcej.
P: Dlaczego chrom i mangan grupuje się z metalami żelaznymi?
W szerszej definicji metale żelazne obejmują chrom, mangan i ich stopy, a także gatunki na bazie żelaza.
P: Czy-stopy metali nieżelaznych zachowują się inaczej niż czyste metale?
Tak. Stopy metali nieżelaznych mają zazwyczaj wyższą wytrzymałość i twardość, wyższą rezystancję elektryczną i niższy współczynnik temperaturowy niż czyste metale, na których są oparte.
P: Jaka jest praktyczna różnica między wydajnością procesu i usługi?
Wydajność procesu opisuje zachowanie podczas odlewania, spawania, kucia, obróbki cieplnej i cięcia. Wydajność serwisowa opisuje właściwości mechaniczne, fizyczne i chemiczne, jakie wykazuje część podczas użytkowania.
P: Które właściwości mają największe znaczenie przy wyborze materiału?
Wytrzymałość, plastyczność, twardość, udarność, odporność na wielokrotne-udarności i wytrzymałość zmęczeniowa to główne mechaniczne podstawy projektowania, poparte właściwościami fizycznymi i chemicznymi wymaganymi w środowisku usług.
