我们日常生活中来自金属制造的电器数量巨大,包括工具、电子设备、汽车、电话等。金属制造是一个非常复杂的过程,有许多不同的变化,每个变化都适合特定的目标。
我们会逐一介绍,但首先,我们必须解释整个金属制造的基础知识 - 以及关于制造中使用的不同金属的几句话。
硬金属和软金属
金属本身可以分为两大类——硬金属和软金属。每个类别都有各自的优势和一些问题。
硬质金属
硬质金属是不锈钢、铬、钢、铬镍铁合金和钛。这些中的每一个都可以通过在合金中添加一小部分其他元素在冶炼过程中产生。添加钼和铬会产生 4140 钢合金,非常适合飞机制造和类似用例,而碳和锰会产生坚韧的 1018 钢。这两种金属类型都易于焊接,但如果金属件上没有额外的精加工,则容易生锈。
镍和铬的组合创造了 300 系列不锈钢,它在加工方面相当坚韧,但也为食品设备、医疗器械、压力容器等提供了很好的资源。它也不能像碳钢那样硬化。另一种金属变体是 17-4 PH,这是一种相当坚韧的材料,可在合金中添加铜、铬和镍,从而形成一种技术上为不锈钢但具有高温合金可加工性的材料,能够在热处理时在拉伸强度和硬度方面取得出色的效果。它是核工业和航空航天工业以及任何其他需要高耐腐蚀性和令人难以置信的高材料强度的行业的理想选择。
还有一些材料只适用于极端情况,例如铬镍铁合金——一种在其合金中使用超过 50% 镍的材料,通常用于喷气发动机燃烧室、燃气轮机叶片和核反应堆,因为它具有出色的性能和高可操作温度范围。另一种类似的合金是钴铬 - 在合金中使用钴的合金,创造了一种具有巨大耐磨性的材料,并且令人惊讶的是,它与人类具有生物相容性。最后一个原因是钴铬通常用于膝关节/髋关节置换、牙科植入物、动脉支架等的原因。
这份清单上的最后但并非最不重要的材料是钛,它的强度是低碳钢的两倍,而重量却是其一半。它通过铝和钒制成,产生耐腐蚀和串起的材料,也具有生物相容性——使其适用于骨螺钉、板、销等。这种强度重量比是钛对高性能汽车制造商和整个航空航天工业如此有吸引力的原因之一。