Huit matériaux métalliques courants
1 fonte - fluidité
Les couvercles d'égouts font tellement partie de notre environnement quotidien que peu de gens y prêtent attention. La raison pour laquelle la fonte a une gamme d'utilisations aussi large et large est principalement due à son excellente fluidité et à sa facilité de moulage dans diverses formes complexes. La fonte est en fait le nom donné à un mélange d'éléments comprenant du carbone, du silicium et du fer. Plus la teneur en carbone est élevée, meilleures sont les caractéristiques d'écoulement lors de la coulée. Le carbone se présente ici sous deux formes, le graphite et le carbure de fer.
La présence de graphite dans la fonte confère aux couvertures d'égout une excellente résistance à l'usure. La rouille n'apparaît généralement que sur la couche la plus externe, elle est donc généralement polie. Même ainsi, il existe encore des mesures spéciales pour prévenir la rouille pendant le processus de coulée, c'est-à-dire qu'une couche de revêtement d'asphalte est ajoutée à la surface de la coulée et que l'asphalte pénètre dans les pores de la surface en fonte pour éviter la rouille. Le processus traditionnel de production de matériaux de moulage au sable est maintenant utilisé par de nombreux concepteurs dans d'autres domaines plus récents et plus intéressants.
Propriétés du matériau : excellente fluidité, faible coût, bonne résistance à l'usure, faible retrait de solidification, très cassant, haute résistance à la compression, bonne usinabilité.
Utilisations typiques : La fonte est utilisée depuis des centaines d'années dans des domaines tels que les bâtiments, les ponts, les composants d'ingénierie, les ustensiles ménagers et de cuisine.
2 acier inoxydable - amour inoxydable
L'acier inoxydable est un alliage fabriqué en incorporant du chrome, du nickel et d'autres éléments métalliques dans l'acier. Sa caractéristique antirouille est dérivée du chrome dans l'alliage. Le chrome forme un film d'oxyde de chrome ferme et auto-cicatrisant à la surface de l'alliage, qui est invisible à l'œil nu. Le rapport entre l'acier inoxydable et le nickel auquel nous nous référons habituellement est généralement de 18:10. Le terme "acier inoxydable" ne se réfère pas simplement à un type d'acier inoxydable, mais se réfère à plus d'une centaine de types d'aciers inoxydables industriels, et chaque acier inoxydable développé a de bonnes performances dans son domaine d'application spécifique.
Au début du XXe siècle, l'acier inoxydable a été introduit dans le domaine de la conception de produits et les concepteurs ont développé de nombreux nouveaux produits autour de sa ténacité et de ses propriétés anticorrosion, impliquant de nombreux domaines qui n'avaient jamais été impliqués auparavant. Cette série de tentatives de conception est très révolutionnaire. Par exemple, pour la première fois dans l'industrie médicale, des dispositifs réutilisables après stérilisation sont apparus.
L'acier inoxydable est divisé en quatre types principaux : austénitique, ferritique, ferritique-austénitique (composite), martensitique. L'acier inoxydable utilisé dans les articles ménagers est essentiellement austénitique.
Propriétés du matériau: soins de santé, anti-corrosion, traitement de surface fin, rigidité élevée, peuvent être formés par diverses techniques de traitement et il est difficile de traiter à froid.
Utilisation typique : parmi les aciers inoxydables de couleur primaire couramment utilisés, l'acier inoxydable austénitique est le matériau de coloration le plus approprié, qui peut obtenir une apparence de couleur et une forme satisfaisantes. L'acier inoxydable austénitique est principalement utilisé dans les matériaux de construction décoratifs, les produits ménagers, les tuyaux industriels et les structures de construction ; l'inox martensitique est principalement utilisé pour fabriquer des couteaux et des aubes de turbine ; l'acier inoxydable ferritique est résistant à la corrosion et est principalement utilisé dans les machines à laver durables et dans les pièces de chaudières ; L'acier inoxydable composite a une plus grande résistance à la corrosion, il est donc souvent utilisé dans des environnements agressifs.
3 lbs de zinc - 730 dans une vie
Le zinc, argenté et gris bleuté, est le troisième métal non ferreux le plus utilisé après l'aluminium et le cuivre. Une statistique du US Bureau of Mines montre qu'une personne moyenne consomme un total de 331 kilogrammes de zinc au cours de sa vie. Le zinc a un point de fusion très bas, c'est donc aussi un matériau de coulée idéal.
Les pièces moulées en zinc sont très courantes dans notre vie quotidienne : matériaux sous la surface des poignées de porte, des robinets, des composants électroniques, etc. Le zinc a une résistance à la corrosion extrêmement élevée, ce qui lui confère une autre fonction fondamentale, à savoir en tant que matériau de revêtement de surface pour l'acier. En plus des fonctions ci-dessus, le zinc est également un matériau d'alliage qui se combine avec le cuivre pour former du laiton. Ses propriétés anti-corrosion ne s'appliquent pas seulement aux revêtements de surface en acier - elles aident également à renforcer notre système immunitaire humain.
Propriétés des matériaux: soins de santé, anti-corrosion, excellente coulabilité, excellente résistance à la corrosion, haute résistance, dureté élevée, matières premières bon marché, point de fusion bas, résistance au fluage, alliages faciles à former avec d'autres métaux, soins de santé, à température ambiante Fragile , ductile à environ 100 degrés Celsius.
Utilisation typique : composants de produits électroniques. Le zinc est l'un des matériaux d'alliage qui forment le bronze. Le zinc possède également des propriétés hygiéniques et anti-corrosion. En outre, le zinc est également utilisé dans les matériaux de toiture, les disques de gravure photo, les antennes de téléphones portables et les dispositifs d'obturation des appareils photo.
4 Aluminium (Al) - un matériau moderne
Comparé à l'or, utilisé depuis 9,000 ans, l'aluminium, ce métal blanc bleuté, ne peut être considéré que comme un bébé parmi les matériaux métalliques. L'aluminium est apparu et a été nommé au début du 18e siècle. Contrairement aux autres éléments métalliques, l'aluminium n'existe pas dans la nature sous forme d'éléments métalliques directs, mais est extrait de la bauxite contenant 50 % d'alumine (également appelée bauxite). L'aluminium sous cette forme minérale est également l'un des éléments métalliques les plus abondants sur notre planète.
Lorsque le métal aluminium est apparu pour la première fois, il n'a pas été immédiatement appliqué à la vie des gens. Plus tard, un lot de nouveaux produits destinés à ses fonctions et caractéristiques uniques est progressivement sorti, et ce matériau de haute technologie a progressivement gagné un marché de plus en plus large. Bien que l'historique des applications de l'aluminium soit relativement court, la production de produits en aluminium sur le marché a largement dépassé la somme des autres produits en métaux non ferreux.
Propriétés du matériau : flexible et plastique, alliages faciles à fabriquer, rapport résistance/poids élevé, excellente résistance à la corrosion, facile à conduire l'électricité et la chaleur, et recyclable.
Utilisations typiques : Squelettes de véhicules, pièces d'avions, ustensiles de cuisine, emballages et meubles. L'aluminium est également souvent utilisé pour renforcer certaines grandes structures de construction, telles que la statue de Cupidon sur Piccadilly Circus à Londres et le sommet du Chrysler Automobile Building à New York, qui ont tous été renforcés avec de l'aluminium.
5 alliage de magnésium - design esthétique ultra fin
Le magnésium est un métal non ferreux extrêmement important. Il est plus léger que l'aluminium et peut former des alliages à haute résistance avec d'autres métaux. Les alliages de magnésium ont une densité légère, une résistance et une rigidité spécifiques élevées, une bonne conductivité thermique et une bonne réduction de l'amortissement. Performances de blindage contre les chocs et électromagnétiques, traitement et moulage faciles, recyclage facile et autres avantages. Mais pendant longtemps, en raison du prix élevé et des limitations techniques, le magnésium et les alliages de magnésium ne sont utilisés qu'en petite quantité dans les industries aéronautique, aérospatiale et militaire, ils sont donc appelés "métaux nobles". Le magnésium est maintenant le troisième plus grand matériau d'ingénierie métallique après l'acier et l'aluminium, et est largement utilisé dans l'aérospatiale, l'automobile, l'électronique, les communications mobiles, la métallurgie et d'autres domaines. On peut s'attendre à ce que l'importance du magnésium métallique devienne plus grande à l'avenir en raison de l'augmentation des coûts de production d'autres métaux de structure.
La proportion d'alliage de magnésium est de 68 % d'alliage d'aluminium, 27 % d'alliage de zinc et 23 % d'acier. Il est souvent utilisé dans les pièces automobiles, les coques de produits 3C, les matériaux de construction, etc. La plupart des boîtiers ultra-minces pour ordinateurs portables et téléphones portables sont en alliages de magnésium.
La résistance à la corrosion de l'alliage de magnésium est 8 fois celle de l'acier au carbone, 4 fois celle de l'alliage d'aluminium et plus de 10 fois celle du plastique. Sa résistance à la corrosion est la meilleure parmi les alliages. Les alliages de magnésium couramment utilisés sont ininflammables, en particulier lorsqu'ils sont utilisés dans des pièces d'automobiles et de motos et des matériaux de construction, ce qui peut éviter une combustion instantanée. La plupart des matières premières de magnésium sont extraites de l'eau de mer, ses ressources sont donc stables et suffisantes.
Propriétés du matériau : structure légère, rigidité élevée et résistance aux chocs, excellente résistance à la corrosion, bonne conductivité thermique et blindage électromagnétique, bonne ininflammabilité, faible résistance à la chaleur et recyclage facile.
Application typique : largement utilisé dans l'aérospatiale, l'automobile, l'électronique, la communication mobile, la métallurgie et d'autres domaines.
6 Bronze - Ami de l'homme
Le cuivre est un métal incroyablement polyvalent qui est si étroitement lié à nos vies. Bon nombre des premiers outils et armes de l'humanité étaient en cuivre. Son nom latin "cuprum" provient d'un endroit appelé Chypre, qui est une île riche en ressources de cuivre. Les gens utilisaient l'abréviation du nom de l'île Cu pour nommer ce matériau métallique, de sorte que le cuivre porte le nom de code actuel.
Le cuivre joue un rôle très important dans la société moderne : il est largement utilisé dans les structures architecturales, comme support pour la transmission de l'électricité, et est utilisé par des personnes de nombreuses cultures différentes depuis des milliers d'années comme matière première pour les décorations corporelles. Ce métal rouge orangé malléable a évolué avec nous, depuis ses débuts simples dans le décodage des transmissions jusqu'à son rôle central dans les applications de communication modernes complexes. Le cuivre est un excellent conducteur, juste derrière l'argent pour sa conductivité électrique. Du point de vue de l'histoire temporelle des personnes utilisant des matériaux métalliques, le cuivre est le métal qui a été utilisé le plus longtemps par l'homme après l'or. C'est en grande partie parce que le cuivre est facile à extraire et que l'industrie du cuivre est relativement facile à séparer du cuivre.
Propriétés du matériau : très bonne résistance à la corrosion, excellente conductivité thermique, conductivité électrique, dur, souple, ductile, effet unique après polissage.
Utilisations typiques : fils électriques, bobines de moteur, circuits imprimés, matériaux de toiture, matériaux de plomberie, matériaux de chauffage, bijoux, ustensiles de cuisine. C'est également l'un des principaux ingrédients d'alliage pour la fabrication du bronze.
7 Chrome - Finition haute finition
La forme la plus courante de chrome est utilisée dans l'acier inoxydable comme élément d'alliage pour augmenter la dureté de l'acier inoxydable. Les processus de chromage sont généralement divisés en trois types : le placage décoratif, le chromage dur et le chromage noir. Le chromage est largement utilisé dans le domaine de l'ingénierie. Le chromage décoratif est généralement utilisé comme couche la plus externe à l'extérieur de la couche de nickel. Le placage a un effet de polissage délicat et délicat comme un miroir. En tant que processus de post-traitement décoratif, l'épaisseur du chromage n'est que de 0,006 mm. Lors de la planification de l'utilisation du processus de chromage, les dangers de ce processus doivent être pleinement pris en compte. La tendance au remplacement de l'eau de chrome décoratif hexavalent par de l'eau de chrome trivalent devient de plus en plus évidente, car la première est très cancérigène, tandis que la seconde est considérée comme relativement moins toxique.
Propriétés du matériau : très haute finition, excellente résistance à la corrosion, dur et durable, facile à nettoyer, faible coefficient de frottement.
Utilisations typiques : Le chromage décoratif est le matériau de revêtement de nombreux composants automobiles, y compris les poignées de porte et les pare-chocs. De plus, le chrome est également utilisé dans les pièces de vélo, les robinets de salle de bain et les meubles, les ustensiles de cuisine, la vaisselle, etc. et amortisseurs. Le chromage noir est principalement utilisé pour la décoration d'instruments de musique et l'utilisation de l'énergie solaire.
8 titane - léger et solide
Le titane est un métal très spécial, de texture très légère, mais très résistant et résistant à la corrosion, et qui conserve sa propre couleur à vie à température ambiante. Le point de fusion du titane est similaire à celui du platine, il est donc souvent utilisé dans les composants de précision aérospatiaux et militaires. Après avoir ajouté du courant électrique et un traitement chimique, différentes couleurs seront produites. Le titane a une excellente résistance à la corrosion acide et alcaline. Le titane trempé dans "l'eau régale" pendant plusieurs années est toujours brillant et éclatant. Si du titane est ajouté à l'acier inoxydable, seulement environ un pour cent est ajouté, ce qui améliore considérablement la résistance à la rouille.
Le titane présente d'excellentes caractéristiques telles qu'une faible densité, une résistance aux hautes températures et une résistance à la corrosion. La densité de l'alliage de titane est la moitié de celle de l'acier et la résistance est presque la même que celle de l'acier ; le titane est résistant aux températures élevées et basses. Il peut maintenir une résistance élevée dans une large plage de températures de -253 degrés ~ 500 degrés. Ces avantages sont exactement ce que le métal spatial doit avoir. Les alliages de titane sont de bons matériaux pour la fabrication de carters de moteurs de fusée, de satellites artificiels et d'engins spatiaux, et sont connus sous le nom de "métaux spatiaux".
Le titane est un métal pur. En raison de la "pureté" du titane métallique, aucune réaction chimique ne se produit lorsque des substances entrent en contact avec lui. C'est-à-dire que le titane a une résistance élevée à la corrosion et une grande stabilité, il n'affectera pas son essence après un contact à long terme avec des personnes, il ne provoquera donc pas d'allergies humaines. C'est le seul qui n'a aucun effet sur les nerfs et le goût autonomes humains. Les métaux sont appelés "métaux biophiles".
Le plus gros inconvénient du titane est qu'il est difficile à raffiner. C'est principalement parce que le titane peut se combiner avec l'oxygène, le carbone, l'azote et de nombreux autres éléments à des températures élevées.
Propriétés du matériau : très haute résistance, excellent rapport résistance à la corrosion/poids, travail difficile à froid, bonne soudabilité, environ 40 % plus léger que l'acier, 60 % plus lourd que l'aluminium, faible conductivité électrique, faible taux de dilatation thermique, point de fusion élevé.
Utilisations typiques : clubs de golf, raquettes de tennis, ordinateurs portables, appareils photo, bagages, implants chirurgicaux, squelettes d'avions, instruments chimiques et équipements maritimes. De plus, le titane est également utilisé comme pigment blanc pour le papier, la peinture et les plastiques.
Processus de traitement de surface métallique
1. Introduction au processus de traitement de surface
Le processus d'utilisation de la physique, de la chimie, de la métallurgie et du traitement thermique modernes pour modifier l'état et les propriétés de la surface de la pièce, afin qu'elle puisse être combinée de manière optimale avec le matériau de base pour atteindre les exigences de performance prédéterminées, est appelé processus de traitement de surface. .
Le rôle du traitement de surface :
(1) Améliorer la résistance à la corrosion de surface et la résistance à l'usure, ralentir, éliminer et réparer les changements et les dommages de surface du matériau;
(2) Faire en sorte que les matériaux ordinaires obtiennent des surfaces avec des fonctions spéciales ;
(3) Économisez de l'énergie, réduisez les coûts et améliorez l'environnement.
2. Classification des procédés de traitement de surface métallique
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Il peut être divisé en 4 catégories au total : technologie de modification de surface, technologie d'alliage de surface, technologie de revêtement de conversion de surface et technologie de revêtement de surface.
1. Technologie de modification de surface
1. Trempe superficielle
La trempe de surface fait référence à une méthode de traitement thermique qui utilise un chauffage rapide pour austénaliser la couche de surface, puis la trempe pour renforcer la surface de la pièce sans modifier la composition chimique et la structure centrale de l'acier.
Les principales méthodes de trempe superficielle sont la trempe à la flamme et le chauffage par induction. Les sources de chaleur couramment utilisées sont des flammes telles que l'oxyacétylène ou l'oxypropane.
2. Renforcement de la surface au laser
Le renforcement de surface au laser consiste à utiliser un faisceau laser focalisé pour tirer sur la surface de la pièce, chauffer le matériau extrêmement fin à la surface de la pièce à une température supérieure à la température de transition de phase ou au point de fusion en très peu de temps, et le refroidir dans un temps très court pour durcir la surface de la pièce à renforcer.
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Le renforcement de surface au laser peut être divisé en traitement de renforcement par transformation de phase laser, traitement d'alliage de surface au laser et traitement de revêtement au laser.
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La zone affectée par la chaleur du renforcement de la surface du laser est petite, la déformation est petite et l'opération est pratique. Il est principalement utilisé pour les pièces localement renforcées, telles que les matrices d'obturation, les vilebrequins, les cames, les arbres à cames, les arbres cannelés, les rails de guidage d'instruments de précision, les outils en acier rapide, les engrenages et les moteurs à combustion interne. Chemises de cylindre, etc.
3. Grenaillage
Le grenaillage est une technologie qui pulvérise un grand nombre de projectiles à grande vitesse sur la surface de la pièce, tout comme d'innombrables petits marteaux martelant la surface métallique, de sorte que la surface et la sous-surface de la pièce subissent une certaine déformation plastique pour obtenir un renforcement.
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effet:
(1) Améliorer la résistance mécanique et la résistance à l'usure, la résistance à la fatigue et la résistance à la corrosion des pièces ;
(2) Utilisé pour le matage et le détartrage des surfaces ;
(3) éliminer les contraintes résiduelles des pièces coulées, forgées et soudées, etc.
4. Rouler
Le laminage est l'utilisation de rouleaux durs ou de rouleaux pour appuyer sur la surface de la pièce en rotation à température ambiante et se déplacer dans la direction de la génératrice pour déformer plastiquement et durcir la surface de la pièce afin d'obtenir une surface ou une surface précise, lisse et renforcée traitement avec des modèles spécifiques. artisanat.
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Application : pièces aux formes relativement simples telles que surfaces cylindriques, surfaces coniques et plans.
5. Dessin
Le tréfilage signifie que le métal est forcé de traverser le moule sous l'action d'une force externe, la section transversale du métal est comprimée et la section transversale requise est obtenue
