Các loại kim loại – Kim loại nguyên chất, hợp kim và ứng dụng của chúng

Kim loại và những tiến bộ trong quy trình sản xuất đã mang đến cho chúng ta cuộc cách mạng công nghiệp. Điều này dẫn đến sự phát triển theo cấp số nhân của nền văn minh nhân loại đưa chúng ta đến vị trí ngày nay. Ngày nay, các loại kim loại khác nhau ở xung quanh chúng ta. Từ máy tính bạn đang sử dụng để đọc thông tin này lên các kẹp trong hệ thống ống nước của bạn. Hơn tám mươi loại kim loại khác nhau được sử dụng ngày nay.

Các loại kim loại và phân loại của chúng

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

Phân loại theo hàm lượng sắt

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

Khi một kim loại chứa sắt, nó được gọi là kim loại màu . Sắt truyền các đặc tính từ tính cho vật liệu và cũng làm cho chúng dễ bị ăn mòn. Kim loại không chứa sắt là kim loại màu. Những kim loại này không có bất kỳ tính chất từ ​​tính nào. Các ví dụ bao gồm nhưng không giới hạn ở nhôm, chì, đồng thau, đồng và kẽm.

Phân loại theo cấu trúc nguyên tử

Chúng cũng có thể được phân loại dựa trên cấu trúc nguyên tử của chúng theo bảng tuần hoàn. Khi thực hiện, một kim loại có thể được gọi là kiềm, kiềm thổ hoặc kim loại chuyển tiếp. Các kim loại thuộc cùng một nhóm phản ứng tương tự nhau khi phản ứng với các nguyên tố khác. Vì vậy, chúng có tính chất hóa học tương tự nhau.

Kim loại từ tính và phi từ tính

Một cách khác để phân biệt kim loại là xem cách chúng tương tác với nam châm. Có thể phân chia kim loại là từ tính và không từ tính trên cơ sở đó .

Trong khi các kim loại sắt từ hút mạnh với nam châm, thì các kim loại thuận từ chỉ thể hiện tương tác yếu. Cuối cùng, có một nhóm gọi là kim loại nghịch từ thể hiện lực đẩy yếu đối với nam châm.

Sắt, hợp kim của nó và tính chất của chúng

Tất cả các kim loại chia sẻ một số tính chất cơ học tương tự của vật liệu . Nhưng khi được đánh giá chặt chẽ, một kim loại sẽ có lợi thế hơn một chút so với kim loại khác ở một số tính chất nhất định. Có thể điều chỉnh các thuộc tính khi tạo hợp kim bằng cách trộn các nguyên tố tinh khiết.

Khi chọn kim loại cho một ứng dụng cụ thể, có khá nhiều yếu tố cần xem xét để tìm ra lựa chọn phù hợp nhất. Những yếu tố này bao gồm điểm nóng chảy, chi phí, dễ gia công, đủ hệ số an toàn, không gian có sẵn, hệ số nhiệt độ, độ dẫn nhiệt và điện, mật độ, v.v. Chúng ta hãy xem xét một số kim loại phổ biến và lý do tại sao chúng được chọn cho các ứng dụng của mình .

Sắt

Sẽ không quá lời khi coi sắt là huyết mạch của nền văn minh của chúng ta. Khoảng 5 phần trăm vỏ trái đất là sắt . Vì vậy, nó là một kim loại cực kỳ dễ tìm. Sắt nguyên chất là một yếu tố không ổn định mặc dù. Ở cơ hội đầu tiên, nó phản ứng với oxy trong không khí để tạo thành oxit sắt.

Khai thác sắt từ quặng của nó sử dụng lò cao. Gang lợn đạt được từ giai đoạn đầu tiên của lò cao, có thể được tinh chế thêm để thu được sắt nguyên chất. Loại sắt này thường kết thúc bằng thép và các hợp kim khác. Gần 90 phần trăm kim loại được sản xuất là kim loại màu.

Ví dụ, thép là kim loại đen có nhiều ứng dụng. Chúng ta không thể hiểu được tiềm năng thực sự của sắt nếu không tìm hiểu về thép.

Thép

Sắt nguyên chất mạnh hơn các kim loại khác nhưng nó để lại nhiều điều mong muốn. Thứ nhất, sắt nguyên chất không có khả năng chống ăn mòn. Để giữ cho sắt không bị ăn mòn, phải tiêu tốn rất nhiều tiền và năng lượng. Thứ hai, nó cũng cực kỳ nặng do mật độ cao. Những nhược điểm này có thể làm cho các cấu trúc khó xây dựng và bảo trì hơn.

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

Các yếu tố khác có thể được thêm vào với lượng nhỏ để kết hợp các thuộc tính của chúng. Chúng ta hãy xem làm thế nào để phân loại thép và những gì nó có khả năng.

Các loại thép và công dụng của chúng là gì?

Thép là vật liệu xây dựng phổ biến nhờ những đặc tính tuyệt vời của nó. Hơn 3500 loại thép có sẵn ngày hôm nay. Nó có độ bền kéo cao và tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao. Điều này có nghĩa là cường độ cao hơn trên mỗi đơn vị khối lượng thép. Điều này cho phép sử dụng các bộ phận và bộ phận bằng thép có kích thước nhỏ nhưng vẫn chắc chắn.

Thép cũng cực kỳ bền. Điều này có nghĩa là kết cấu thép có thể tồn tại lâu hơn và chịu được các yếu tố bên ngoài tốt hơn so với các giải pháp thay thế khác. Nó cũng dễ uốn và có thể được định hình thành các dạng cần thiết mà không ảnh hưởng đến các đặc tính của nó. Tùy thuộc vào hàm lượng sắt, thép được phân thành ba loại.

Phân loại thép carbon AISI

• Thép carbon thấp. Lên đến 0,25% carbon trong sắt cho chúng ta thép carbon thấp, còn được gọi là thép nhẹ . Nó được sử dụng cho ống trong các ứng dụng áp suất vừa phải. Các thanh cốt thép và trong dầm chữ I trong xây dựng thường được làm từ thép các bon thấp. Bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu lượng thép cao mà không cần tạo hình hoặc uốn cong nhiều cũng phù hợp với nó. Một ví dụ là thân tàu.
• Thép cacbon trung bình. Chứa 0,25…0,6% carbon. Các ứng dụng của thép carbon trung bình bao gồm những ứng dụng cần độ bền kéo và độ dẻo cao. Họ tìm thấy các ứng dụng trong bánh răng và trục, bánh xe lửa và đường ray, dầm thép trong các tòa nhà và cầu, v.v. Một ứng dụng khác là bình chịu áp lực, trừ khi nó chứa khí lạnh hoặc chất lỏng vì nó có xu hướng nứt lạnh.
• Thép với hàm lượng các bon cao. Thép chứa hơn 0,6% carbon là thép carbon cao. Loại thép này cứng hơn và giòn hơn hai loại trước. Nó được ứng dụng trong việc chế tạo 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 có thể được sử dụng trong máy ép và sản xuất mũi khoan.

Mặc dù tất cả các loại thép nói trên thường được gọi là thép carbon, nhưng chúng có chứa các nguyên 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 nguyên tố để tăng cường các đặc tính khác nhau. Các kim loại như mangan, titan, đồng, niken, silicon và nhôm có thể được thêm vào theo các tỷ lệ khác nhau.

Điều này cải thiện độ cứng, khả năng hàn, khả năng chống ăn mòn, độ dẻo và khả năng định dạng của thép. Các ứng dụng cho thép hợp kim là động cơ điện, vòng bi, bộ phận làm nóng, lò xo, bánh răng và đường ống.

• Thép không gỉ : Thép không gỉ chứa lượng crom cao. Đây là lý do tại sao nó có khả năng chống ăn mòn cao gấp 200 lần so với thép nhẹ. Nó làm cho nó trở thành ứng cử viên lý tưởng để sản xuất dụng cụ nhà bếp, đường ống, thiết bị phẫu thuật và nha khoa. Ngoài ra, vì không cần sơn phủ, bạn có thể có vẻ ngoài kim loại như ý muốn với lớp hoàn thiện bề mặt phù hợp .

• Thép công cụ: Thép công cụ được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt và khoan . Độ cứng cao khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng này. Chúng chứa molypden, vanadi, coban và vonfram là kim loại cấu thành.

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

Các loại kim loại khác nhau

Ngoài kim loại màu, chúng tôi có nhiều lựa chọn kim loại màu. Mỗi người có những phẩm chất nhất định làm cho chúng hữu ích trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Nhôm

Nhôm có nguồn gốc chủ yếu từ quặng bauxite của nó. Đó là ánh sáng, mạnh mẽ và chức năng. Nó là kim loại phổ biến nhất trên Trái đất và việc sử dụng nó đã lan rộng khắp các ứng dụng.

Điều này là nhờ các đặc tính như độ bền, trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn ( tìm hiểu thêm về các loại ăn mòn nhôm tại đây ), tính dẫn điện và khả năng tạo hợp kim với hầu hết các kim loại. Nó cũng không nhiễm từ và dễ gia công.

Đồng

Khi nói về các loại kim loại khác nhau, không thể bỏ qua đồng và các hợp kim của nó . Nó có một lịch sử lâu dài vì nó dễ hình thành. Thậm chí ngày nay, nó là một kim loại quan trọng trong ngành công nghiệp. Nó không xảy ra trong tự nhiên ở dạng nguyên chất. Do đó, việc nấu chảy và tách quặng là cần thiết.

Kim loại là chất dẫn điện tốt và đồng nổi bật hơn các kim loại khác. Do tính dẫn điện tuyệt vời của nó, nó được ứng dụng trong các mạch điện như một chất dẫn điện. Độ dẫn điện của nó chỉ đứng sau bạc. Nó cũng có tính dẫn nhiệt tuyệt vời. Đây là lý do tại sao nhiều dụng cụ nấu ăn được làm từ đồng.

Thau

Đồng thau là hợp kim của đồng và kẽm. Lượng của mỗi kim loại có thể khác nhau tùy thuộc vào tính chất điện và cơ học của kim loại. Nó cũng chứa một lượng nhỏ các nguyên tố kim loại khác như nhôm, chì và mangan. Đồng thau là một ứng cử viên tuyệt vời cho các ứng dụng ma sát thấp như khóa, ổ trục , hệ thống ống nước, nhạc cụ, dụng cụ và phụ kiện. Nó không thể thiếu trong các ứng dụng an toàn nội tại để ngăn 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. Việc thêm các nguyên tố khác như phốt pho, mangan, silic và nhôm có thể cải thiện tính chất và sự phù hợp của nó đối với một ứng dụng cụ thể. Đồng giòn, cứng và chống mỏi tốt. Nó cũng có tính dẫn điện và nhiệt tốt và chống ăn mòn. Đồng tìm thấy ứng dụng trong sản xuất gương và gương phản xạ. Nó được sử dụng cho các đầu nối điện. Do khả năng chống ăn mòn của nó, nó được sử dụng trong các bộ phận chìm dưới nước và phụ kiện tàu.

titan

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

kẽm

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

Lãnh đạo

Chì là kim loại có 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 làm chất chống kích nổ trong xăng. Sau đó, người ta phát hiện ra rằng sản phẩm phụ của chì này là nguyên nhân gây ra các biến chứng sức khỏe nghiêm trọng . Chì vẫn còn phổ biến trong đạn dược, pin xe hơi, bảo vệ bức xạ, nâng tạ, vỏ cáp, …

CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC

Hotline: 0966.92.0404

Email: info@dimec.vn

Website: dimec.vn

Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q. Long Biên, TP. Hà Nội

CN Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hòa