No vasto campo da ciência dos materiais, os materiais metálicos ocupam uma posição fundamental devido a suas propriedades únicas e ampla gama de aplicações. De necessidades diárias, como utensílios de cozinha a grandes equipamentos industriais, desde suportes estruturais de construção até os principais componentes aeroespaciais, os materiais de metal são onipresentes, influenciando profundamente nossas vidas e desenvolvimento social. Você já se perguntou por que a maioria das capas de bueiros é feita de ferro fundido? Ou por que as ligas de titânio são usadas para fabricar lâminas de motor de aeronaves? Por trás desses fenômenos aparentemente comuns, estão numerosos mistérios de materiais metálicos. Como um profissional que há muito se envolveu no design da estrutura de produtos, durante anos de prática de trabalho, entrei em contato próximo com vários materiais de metal e apreciei profundamente seu charme único e características complexas. Em seguida, apresentarei 8 materiais de metal comuns e seus processos de tratamento de superfície em profundidade. Seja você um colega da indústria ou um entusiasta interessado em materiais de metal, acredito que você ganhará uma riqueza de conhecimento e inspiração.
O ferro fundido é composto principalmente de ferro, carbono e silício e é um tipo de liga de ferro-carbono com um teor de carbono relativamente alto. O ferro fundido industrial geralmente tem um teor de carbono na faixa de 2,5% - 3,5%. A maior parte do carbono nele existe na forma de grafite, e essa microestrutura doa ferro fundido com uma série de excelentes propriedades. Por exemplo, sua boa fluidez permite que ele preencha com precisão vários moldes complexos durante o processo de fundição, possibilitando a fabricação de peças de precisão. De acordo com estudos relevantes, sob processos específicos de fundição, o ferro fundido pode obter uma precisão de formação de peças de ± 0,1 mm devido à sua fluidez, atendendo a muitos cenários industriais com requisitos estritos de precisão. Ao mesmo tempo, a presença de grafite é como adicionar uma "barreira protetora" às peças, dotando ferro fundido com excelente resistência ao desgaste e absorção de choque. Em aplicações práticas, as peças mecânicas feitas de ferro fundido podem ter uma vida útil de desgaste 2 a 3 vezes mais que as feitas de aço comum, reduzindo efetivamente a frequência de manutenção e os custos operacionais do equipamento.
No campo de construção, um grande número de tampas de bueiros é feito de ferro fundido, que utiliza totalmente sua alta resistência e alta resistência ao desgaste. Os dados de pesquisa mostram que as tampas de bueiro de ferro fundido podem suportar uma pressão de até 50 toneladas sem danos óbvios, o que é suficiente para lidar com o rolamento frequente de veículos no tráfego diário. Em termos de utensílios de cozinha, as panelas de ferro fundido são muito populares. Devido à sua excelente capacidade de armazenamento de calor, as panelas de ferro fundido podem fazer com que os alimentos aquecam de maneira mais uniforme, resultando em pratos mais deliciosos. Experimentos relevantes mostram que, ao usar uma panela de ferro fundido para cozinhar, o desvio da uniformidade da temperatura na panela pode ser controlado dentro de ± 5 ℃, o que é muito melhor do que os utensílios de cozinha feitos de outros materiais, trazendo uma experiência melhor para a culinária doméstica.
O aço inoxidável é essencialmente um aço de liga, composto principalmente de ferro, cromo, níquel etc. Deve -se ressaltar que a idéia de que "aço inoxidável nunca enferruja" é um mal -entendido. A principal razão pela qual o aço inoxidável tem excelente resistência à corrosão é que ele contém pelo menos 10,5% de cromo. Quando o aço inoxidável é exposto ao ar, o cromo reagirá rapidamente com o oxigênio para formar um filme de óxido de cromo fino e denso na superfície do aço. Este filme de proteção é como um "escudo invisível" para o aço, que pode efetivamente impedir o oxigênio e a umidade no ar de entrar em contato com o interior do aço, impedindo assim a ferrugem. Mesmo que este filme seja um pouco arranhado, o metal exposto reagirá rapidamente com o oxigênio no ar para reformar um filme de proteção, continuando a desempenhar um papel à prova de ferrugem.
De acordo com a diferença no conteúdo de cromo e em outros elementos de liga, o aço inoxidável pode ser dividido em aço inoxidável austenítico, aço inoxidável martensítico, aço inoxidável ferrítico e outras categorias. O aço inoxidável austenítico, com boa resistência e resistência à corrosão, é amplamente utilizado em decoração, utensílios de cozinha e outros campos. Mais de 70% dos utensílios de aço inoxidável no mercado são feitos de aço inoxidável austenítico, fornecendo aos consumidores opções seguras e duráveis. O aço inoxidável martensítico tem alta dureza e é frequentemente usado na fabricação de facas, dispositivos médicos etc. Sua alta dureza torna as facas mais nítidas e mais duráveis durante o corte. Aço inoxidável ferrítico, com boa resistência à corrosão e resistência a oxidação, desempenha um papel importante na decoração da construção, tubos de exaustão de automóveis e outros aspectos. Por exemplo, os tubos de exaustão de automóveis feitos de aço inoxidável ferrítico podem efetivamente resistir à corrosão dos gases de exaustão de alta temperatura e do ambiente externo, prolongando a vida útil do serviço do tubo de escape.
O zinco é um metal branco prateado com boa ductilidade e resistência à corrosão. É como um guardião invisível em nossas vidas, desempenhando silenciosamente um papel importante. Em produtos eletrônicos, o zinco é amplamente utilizado na fabricação de baterias, componentes eletrônicos etc. Por exemplo, nas baterias secas que geralmente usamos, o zinco é o principal material de eletrodo negativo. Isso ocorre porque o zinco possui uma capacidade específica teórica relativamente alta, que pode armazenar mais energia elétrica por unidade de massa ou volume. Os dados mostram que a densidade de energia das baterias secas à base de zinco pode atingir 100 a 130wh/kg, fornecendo uma garantia confiável para a fonte de alimentação portátil de produtos eletrônicos. Ao mesmo tempo, os recursos de zinco são abundantes e o preço é relativamente baixo, o que reduz efetivamente o custo de produção das baterias, tornando as baterias secas uma das fontes de energia mais comuns e econômicas do mercado.
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