Verständnis der gängigen Metallarten, ihrer Eigenschaften und Verwendungen

Ein Metall ist ein Material, das Strom und Wärme gut leitet. Metall hat ein brillantes Aussehen, wenn es frisch hergestellt, poliert oder zerbrochen ist. Metalle können zu Drähten gezogen oder zu dünnen Blechen gehämmert (verformbar) (duktil) werden. Metalle haben einen hohen Schmelzpunkt und zerfallen weniger, wenn sie extremer Hitze ausgesetzt werden. Metalle sind auch robuster, stärker und härter als ihre Gegenstücke aus Kunststoff. Es gibt Tausende verschiedener Arten von Metallen, von denen jede für einen bestimmten Zweck hergestellt wurde. Wir haben einen informativen Leitfaden zusammengestellt, der Ihnen hilft, einige der beliebtesten Metalle und ihre Verwendung kennenzulernen.

Arten von Metallen

Zu den verschiedenen Arten von Metallen, die heute in der Industrie üblich sind, gehören Stahl, Kohlenstoffstahl, legierter Stahl, Edelstahl, Eisen, Roheisen, Gusseisen, Schmiedeeisen, Aluminium, Kupfer, Messing, Bronze, Kobalt, Magnesium, Nickel, Blei , Zinn, Zink, Titan, Wolfram, Silizium, Silber und Gold.

Stahl:

Stahl ist eine chemische Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, die die Festigkeit und Bruchfestigkeit des Materials verbessert. Es besteht hauptsächlich aus Eisen und Kohlenstoff, mit einem höheren Kohlenstoffgehalt von bis zu 2%. Stahl ist das weltweit am häufigsten verwendete Material für Infrastruktur und Industrie. Alles von der Nähnadel bis zum Öltanker wird damit hergestellt. Stahl wird aufgrund seiner hohen Zugfestigkeit und geringen Kosten in Strukturen, Instrumenten, Autos, Maschinen, elektrischen Geräten und Waffen verwendet.

Kohlenstoffstahl:

Kohlenstoffstahl ist definiert als Stahl mit Qualitäten, die hauptsächlich vom Kohlenstoffgehalt stammen und nicht mehr als 0,5 Prozent Silizium und 1,5 Prozent Mangan enthalten. Obwohl einige andere Elemente in sehr geringen Mengen hinzugefügt werden können, ist es der Grundstahl, der aus Kohlenstoff und Eisen besteht. Kohlenstoffstahl wird in drei Kategorien eingeteilt:Stahl mit niedrigem, mittlerem und hohem Kohlenstoffgehalt. Mehr Kohlenstoff bedeutet, dass ein Produkt härter und stärker ist, während weniger Kohlenstoff bedeutet, dass ein Produkt weniger teuer und weicher ist. Aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts, der dazu beiträgt, dass die Klinge ihre Schärfe behält, wird dieser Stahl häufig in der Messerherstellung verwendet.

Legierter Stahl:

Legierter Stahl ist Stahl, dem andere Elemente als Kohlenstoff in ausreichenden Mengen zugesetzt wurden, um die metallspezifischen Eigenschaften zu erzielen. Mangan, Vanadium, Chrom, Nickel und Wolfram sind einige der Legierungselemente. Dies geschieht normalerweise, um die Festigkeit, Härte, Zähigkeit, Abrieb- und Verschleißfestigkeit des Materials sowie seine elektrischen und magnetischen Eigenschaften zu verbessern. Es ist ein weit verbreitetes Metall, da es immer noch sehr kostengünstig in der Herstellung ist. Aus diesem Stahl werden Rohre, insbesondere für energietechnische Anwendungen, hergestellt.

Edelstahl:

Diese Art von Metall ist definiert als Stahl, der Oxidation und Korrosion durch korrosive Medien widersteht, wenn er direkt wärmebehandelt und poliert wird. Er wird auch als rostfreier Stahl bezeichnet, da er mindestens 11 % Chrom enthält, das das Rosten von Eisen verhindert und gleichzeitig Hitzebeständigkeit verleiht. Kohlenstoff, Stickstoff, Silizium, Schwefel, Titan, Kupfer und andere Elemente sind in verschiedenen Edelstahlsorten enthalten. Küchengeräte, Messer, Tische, Utensilien und alles andere, was mit Lebensmitteln in Berührung kommt, sind alle aus Edelstahl. Sie haben auch hochbeanspruchte Armaturen in Motoren und Maschinen wie Stangen, Bleche und Drähte eingesetzt.

Eisen:

Eisen ist ein chemisches Element mit dem Symbol Fe als Symbol. Es gehört zur ersten Übergangsreihe des Periodensystems und zur Gruppe 8. Obwohl es in der „Eisenzeit“ ein sehr altes Metall war, hat es noch viele moderne Anwendungen. Eisen ist das am weitesten verbreitete und billigste Metall der Welt. Roheisen, Gusseisen und Schmiedeeisen sind die drei Arten von Eisen, die gefunden werden können.

Roheisen:

Es ist eine Art Eisen, das als Rohmaterial zur Herstellung anderer Eisenmetalle wie Gusseisen, Schmiedeeisen und Stahl verwendet wird. Durch das Schmelzen von rohen Eisenerzen in einem Hochofen entstehen diese Eisen. Roheisen hat mit Kieselsäure und anderen Zuschlagsbestandteilen einen sehr hohen Kohlenstoffgehalt von 3,8–4,7 Prozent. Dadurch ist es extrem zerbrechlich und hat nur wenige Anwendungen als Material. Dieses Eisen wird üblicherweise in einem Elektrolichtbogenofen gefunden, der zur Herstellung von Stahl verwendet wird.

Gusseisen:

Gusseisen wird durch Zusammenschmelzen von Roheisen, Koks und Kalkstein in einem Kupolofen hergestellt. Es ist die Hauptquelle für Eisen und Kohlenstoff. Gusseisen hat einen Kohlenstoffanteil von 1,7 bis 4,5 Prozent. Eine kleine Menge Silizium, Mangan, Phosphor und Schwefel sind ebenfalls vorhanden. Es kann nicht in Abschnitten verwendet werden, die stoßempfindlich sind, da es ein zerbrechliches Material ist. Gusseisen hat hervorragende Gussqualitäten sowie eine große Festigkeit, Verschleißfestigkeit und einen angemessenen Preis.

Schmiedeeisen:

Im Gegensatz zu Gusseisen handelt es sich bei diesen Metallen um Eisenlegierungen mit einem sehr geringen Kohlenstoffanteil von etwa 0,08 Prozent. Schmiedeeisen hat eine Vielzahl von mechanischen Eigenschaften, einschließlich Zähigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit. Außerdem sind sie leicht zu schweißen, aber schwieriger elektrisch zu schweißen. In die Filamente dieser hochreinen Metalle werden geringe Mengen silikatischer Schlacke eingegossen. Für Schmiedetätigkeiten wie Schmieden kann das Vorhandensein von Schlacke vorteilhaft sein. Geländer, Gartenmöbel und Tore sind nur einige der Dinge, die daraus hergestellt werden.

Aluminium:

Aluminium ist eine Metallart mit der Ordnungszahl 13 und dem Symbol Al. Es ist ein helles, bläulich-weißes Metall mit einem spezifischen Gewicht von 2,7 und einem Schmelzpunkt von 658 Grad Celsius. Die Dichte des Metalls beträgt etwa ein Drittel der von Stahl und ist damit weniger dicht als andere beliebte Metalle. Das Metall wäre in seinem reinen Zustand für die meisten Anwendungen schwach und matschig, aber wenn es mit winzigen Mengen anderer Legierungen gemischt wird, wird es stark und steif. Dadurch konnte es gestanzt, geformt, gezogen, gedreht, gegossen, geschmiedet und schließlich druckgegossen werden. Es hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit, was für Freileitungen eine entscheidende Eigenschaft ist. Auch Teile für Flugzeuge und Autos werden aus diesem Material hergestellt.

Kupfer:

Kupfer ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 29 und dem Symbol Cu. Es ist ein rotbraunes Metall, das weich, formbar und dehnbar ist. Es hat ein spezifisches Gewicht von 8,9 und einen Schmelzpunkt von 1083 °C. Kupfer kommt nicht in seiner reinsten Form im Untergrund vor. Es hat eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit. Gegossen, geschmiedet, gewalzt und zu Drähten gezogen sind alles Optionen für das Metall. Es wird häufig bei der Herstellung von Elektrodrähten und -drähten sowie von elektrischen Geräten und Ausrüstungen, beim Galvanisieren und Galvanisieren, bei Münzen und Haushaltsgeräten verwendet.

Messing:

Messing ist die weltweit am häufigsten verwendete Kupfer- und Zinklegierung. Je nach Kupfer-Zink-Verhältnis stehen verschiedene Messingsorten zur Verfügung. Die Eigenschaften von Messing können drastisch verändert werden, indem kleine Mengen anderer Elemente eingebracht werden, die mechanischer, elektrischer oder chemischer Natur sein können. Messing ist haltbarer als Kupfer, obwohl es eine geringere thermische und elektrische Leitfähigkeit hat. Diese sind extrem widerstandsfähig gegen Luftkorrosion und einfach zu löten. Schlösser, Zahnräder, Brings, Ventile und andere häufige Verwendungen können entdeckt werden.

Bronze:

Bronze ist ein Begriff, der verwendet wird, um Kupfer- und Zinnlegierungen zu beschreiben. 75 bis 95 Prozent Kupfer und 5 bis 25 Prozent Zinn sind die nützlichsten Anteile. Diese Metalle sind ziemlich hart, haben eine hohe Beständigkeit gegen Oberflächenverschleiß und können leicht zu Drähten, Stäben und Blechen geformt oder gewalzt werden. Bronzen sind Messingen überlegen, da sie eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Bronze ist auch geschmolzener, was bedeutet, dass sie leichter geschmolzen und somit leichter gegossen werden kann. Rohrfittings, Pumpen, Getriebe, Schiffe und Turbinenschaufeln sind alle aus Aluminiumbronzen, die gegossen oder geschmiedet werden.

Kobalt:

Das chemische Element Kobalt hat das Symbol Co und die Ordnungszahl 27. Seine physikalischen Eigenschaften sind mit dem Zusatz von Nickel identisch mit denen von Eisen. Kobalt ist ein starkes, glänzendes, silbrig-graues Metall, das durch reduktives Schmelzen entsteht. Kobalt kommt in Pflanzen und Tieren sowie in der Luft, im Wasser, im Boden und in Gestein vor. Vom Wind verwehter Staub oder Regenwasser können auch kobaltreiche Böden und Gesteine ​​wegspülen, sodass sie in andere Lebensräume gelangen können. Viele Legierungen, einschließlich derjenigen, die zur Herstellung von Teilen für Flugmotoren, Gasturbinen und Schnellarbeitsstahl verwendet werden, enthalten es.

Periodensystem der Metalle:

Magnesium:

Magnesium, allgemein bekannt als Mg, ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 12 und dem Symbol Mg. Es ist ein glänzend grauer Feststoff mit vielen physikalischen und chemischen Gemeinsamkeiten. Dies ist das leichteste Metall mit einer Zugfestigkeit von gegossenem Metall von 910 kg/cm2. Diese Arten von Metallen sind zäher als Aluminium und können leicht bearbeitet werden. Sie akzeptieren auch einen Hochglanz unter dem Pufferrad. Aufgrund seiner geringen Dichte von 1,74 wird es bevorzugt, wenn Gewichtsverlust im Vordergrund steht. Aus diesen Metallen werden Bleche, Drähte, Stangen, Rohre und andere Produkte hergestellt.

Silizium:

Silizium hat das Symbol Si und die Ordnungszahl 14 und ist ein chemisches Element. Es ist ein bläulich-graues Metall, das hart, spröde und fest ist. Nur Sauerstoff übertrifft Silizium als zweithäufigstes Element in der Erdkruste. Es hat einen Schmelzpunkt von 1414 Grad Celsius und einen Siedepunkt von 3265 Grad Celsius. Durch den Einsatz etablierter Verarbeitungsverfahren ist es kostengünstig. Es findet sich unter anderem in Dynamo- und Transformatorplatten, Motorblöcken, Zylinderköpfen und der Herstellung von Werkzeugmaschinen.

Silber:

Silber hat die Ordnungszahl 47 und wird durch das Symbol Ag symbolisiert. Es ist ein weiches, weißes, glänzendes Übergangsmetall mit der höchsten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit aller Übergangsmetalle. Es ist die freie native Form des nativen Silbers und kommt in reiner Form in der Erdkruste vor. Dies ist eine Goldlegierung mit ein paar anderen Metallen, die für ein gutes Maß eingeworfen werden. Silber gilt traditionell als wertvolles Metall und viele Anlagemünzen werden daraus hergestellt. Silber wird neben Bargeld in Solarmodulen, Wasserreinigung, Schmuck, hochwertigem Geschirr und Utensilien verwendet. Aus seinen Mischungen werden auch Foto- und Röntgenfilme hergestellt.

Gold:

Gold ist ein Übergangsmetall, was bedeutet, dass es im Periodensystem in die gleiche Spalte wie Silber und Kupfer gehört. Seine Ordnungszahl ist 79 und es wird durch das Symbol Au dargestellt. In seiner reinsten Form ist Gold ein schillerndes, leicht orange-gelbes, dichtes, weiches, formbares und duktiles Metall. Gold ist eines der ältesten Metalle der Menschheit und wurde von den Ägyptern entdeckt. Es diente auch historisch als Symbol für Wohlstand und Schönheit. Gold ist ein seltenes Material, das im Laufe der Geschichte zur Herstellung von Münzen, Schmuck und anderen Kunstwerken verwendet wurde.

Nickel:

Diese Metallarten haben ihr chemisches Element mit der Ordnungszahl 28 und dem Symbol Ni. Es ist ein silbrig-weißes Metall, das auf Hochglanz poliert werden kann. Es hat ein spezifisches Gewicht von 8,85 und einen Schmelzpunkt von 1452°C. Außerdem ist es fast so hart wie Baustahl. Es hat ziemlich flexible Eigenschaften, wenn es nicht viel Kohlenstoff enthält. Es ist weniger duktil als weicher Stahl, aber wenn der Magnesiumgehalt niedrig ist, verbessert sich die Duktilität dramatisch. Es wird normalerweise als dekorative und korrosionsbeständige Beschichtung für andere Metalle wie Stahl, Kupfer, Messing usw. verwendet.

Leitung:

Blei ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 82 und dem Symbol Pb. Es ist schwerer als die meisten herkömmlichen Materialien und hat eine höhere Dichte. Diese Metalle sind weicher und biegsamer und haben einen niedrigeren Schmelzpunkt. Es hat ein spezifisches Gewicht von 1,36 und einen Schmelzpunkt von 326°C. Es ist ein bläulich-graues Metall mit einem spezifischen Gewicht von 1,36. Da es sich um ein weiches Metall handelt, lässt es sich leicht mit einer Klinge schneiden. Es fehlt auch an Durchhaltevermögen. Blei wird häufig zur Herstellung von Loten sowie zur Auskleidung von Säuretanks, Zisternen und Wasserleitungen sowie zur Beschichtung von Elektrokabeln verwendet.

Zinn:

Das chemische Symbol von Zinn ist Sn und seine Ordnungszahl ist 50. Zinn ist ein silbriges Metall mit einem leichten Gelbstich. Blech ist weich genug, um es mit wenig Kraft zu schneiden, und ein Blechstreifen kann leicht von Hand gefaltet werden. Es ist ein glänzendes weißes Metall, das auch weich, formbar und duktil ist. Das Metall kann sehr einfach zu einem sehr dünnen Blech gewalzt werden. Zinn wird üblicherweise zur Herstellung von Feinlot für Schlüssellegierungen, als Schutzabdeckung für Eisen- und Stahlbleche und zur Herstellung von Zinnfolien für feuchtigkeitsbeständige Verpackungen verwendet.

Zink:

Zink ist ein chemisches Element mit dem Symbol Zn und der Ordnungszahl 30. Wenn keine Oxidation stattfindet, ist Zink ein sprödes Metall mit einer silberbraunen Farbe. Zink hat ein spezifisches Gewicht von 7,1 und einen Schmelzpunkt von 420°C. Diese Arten von Metallen werden aufgrund ihrer starken Beständigkeit gegen Luftkorrosion zum Abdecken von Stahlblechen zur Herstellung von verzinktem Eisen verwendet. Zink wird zu Platten gewalzt und unter anderem als Dacheindeckung und feuchtigkeitsbeständige, korrosionsbeständige Auskleidung für Container verwendet. Andere bemerkenswerte Verwendungen von Zink umfassen die Herstellung von Messing und Druckguss auf Zinkbasis.

Titan:

Diese Art von Metall hat auch das Symbol Ti und die Ordnungszahl 22. Titan ist ein schönes Übergangsmetall mit einem silbernen Farbton, geringer Dichte, großer Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, das in der Natur zu finden ist. Es ist ein leichtes, hochfestes, korrosionsarmes Metall, das als Legierung in Hochgeschwindigkeits-Luftfahrtteilen verwendet wird. Titan kann mit anderen Elementen wie Eisen, Aluminium und anderen Metallen kombiniert werden, um starke, leichte Legierungen für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie, in Mobiltelefonen und anderen Anwendungen herzustellen.

Wolfram:

Das chemische Element Wolfram hat das Symbol W und die Ordnungszahl 74. Es ist ein ungewöhnliches Metall, das in der Natur als Verbindungen mit anderen Elementen auf der Erde vorkommt. Wolfram hat den höchsten Schmelzpunkt von 3.422 Grad Celsius und den höchsten Siedepunkt von 5.930 Grad Celsius. Die Dichte dieser Metalle beträgt 19,25 Gramm pro Kubikzentimeter, was der von Uran und Gold entspricht. Wolfram wird in einer Vielzahl von Legierungen verwendet und hat ein breites Anwendungsspektrum. Glühbirnen, Röntgenröhren, Gasschweißelektroden, Superlegierungen und Strahlenschutz sind Beispiele für typische Anwendungen.

Die obige Erklärung bezieht sich auf die gängigen Metallarten, die heute in der Industrie verwendet werden. Ich hoffe, Sie finden diesen Artikel interessant, wenn ja, teilen Sie ihn bitte mit anderen Studenten. Danke fürs Lesen, bis bald!