En el vasto campo de la ciencia de los materiales, los materiales metálicos ocupan una posición fundamental debido a sus propiedades únicas y una amplia gama de aplicaciones. Desde necesidades diarias como utensilios de cocina hasta grandes equipos industriales, desde el edificio de soportes estructurales hasta componentes aeroespaciales clave, los materiales metálicos son omnipresentes, influyen profundamente en nuestras vidas y el desarrollo social. ¿Alguna vez te has preguntado por qué la mayoría de las cubiertas de manejo están hechas de hierro fundido? ¿O por qué las aleaciones de titanio se utilizan para fabricar cuchillas del motor de aeronaves? Detrás de estos fenómenos aparentemente ordinarios se encuentran numerosos misterios de materiales metálicos. Como un profesional que ha participado durante mucho tiempo en el diseño de la estructura de productos, a través de años de práctica laboral, he entrado en contacto cercano con varios materiales metálicos y aprecié profundamente su encanto único y características complejas. A continuación, presentaré 8 materiales metálicos comunes y sus procesos de tratamiento de superficie en profundidad. Ya sea que sea un colega en la industria o un entusiasta interesado en los materiales de metales, creo que obtendrá una gran cantidad de conocimiento e inspiración de ella.
El hierro fundido se compone principalmente de hierro, carbono y silicio, y es un tipo de aleación de hierro carbono con un contenido de carbono relativamente alto. El hierro fundido industrial generalmente tiene un contenido de carbono en el rango de 2.5% - 3.5%. La mayor parte del carbono existe en forma de grafito, y esta microestructura dotan de hierro fundido con una serie de excelentes propiedades. Por ejemplo, su buena fluidez le permite llenar con precisión varios moldes complejos durante el proceso de fundición, lo que permite fabricar piezas de precisión. Según los estudios relevantes, bajo procesos de fundición específicos, el hierro fundido puede lograr una parte de una precisión de formación de ± 0.1 mm debido a su fluidez, cumpliendo muchos escenarios industriales con requisitos de precisión estrictos. Al mismo tiempo, la presencia de grafito es como agregar una "barrera protectora" a las piezas, dotando de hierro fundido con excelente resistencia al desgaste y absorción de choque. En aplicaciones prácticas, las piezas mecánicas hechas de hierro fundido pueden tener una vida útil de desgaste 2 - 3 veces más que las hechas de acero ordinario, reduciendo efectivamente la frecuencia de mantenimiento y los costos operativos del equipo.
En el campo de la construcción, una gran cantidad de cubiertas de manejo están hechas de hierro fundido, que utiliza completamente su alta resistencia y alta resistencia al desgaste. Los datos de la investigación muestran que las cubiertas de manejo de hierro fundido pueden soportar una presión de hasta 50 toneladas sin daños obvios, lo cual es suficiente para hacer frente al rodaje frecuente de vehículos en el tráfico diario. En términos de utensilios de cocina, las sartenes de hierro fundido son muy populares. Debido a su excelente capacidad de almacenamiento de calor, las sartenes de hierro fundido pueden hacer que la comida se calienta de manera más uniforme, lo que resulta en platos más deliciosos. Los experimentos relevantes muestran que al usar una sartén de hierro fundido para cocinar, la desviación de la uniformidad de temperatura en la sartén se puede controlar dentro de ± 5 ℃, que es mucho mejor que los utensilios de cocina hechos de otros materiales, lo que brinda una mejor experiencia a la cocina doméstica.
El acero inoxidable es esencialmente un acero de aleación, compuesto principalmente de hierro, cromo, níquel, etc. Cabe señalar que la idea de que el "acero inoxidable nunca se oxide" es un malentendido. La razón clave por la cual el acero inoxidable tiene una excelente resistencia a la corrosión es que contiene al menos 10.5% de cromo. Cuando el acero inoxidable se expone al aire, el cromo reaccionará rápidamente con oxígeno para formar una película de óxido de cromo delgada y densa en la superficie del acero. Esta película protectora es como un "escudo invisible" para el acero, que puede evitar que el oxígeno y la humedad en el aire se pongan en contacto con el interior del acero, evitando así la óxido. Incluso si esta película está ligeramente rayada, el metal expuesto reaccionará rápidamente con oxígeno en el aire para volver a formar una película protectora, continuando desempeñando un papel a prueba de óxido.
Según la diferencia en el contenido de cromo y otros elementos de aleación, el acero inoxidable se puede dividir en acero inoxidable austenítico, acero inoxidable martensítico, acero inoxidable ferrítico y otras categorías. El acero inoxidable austenítico, con buena resistencia y resistencia a la corrosión, se usa ampliamente en decoración, utensilios de cocina y otros campos. Más del 70% de la vajilla de acero inoxidable en el mercado está hecha de acero inoxidable austenítico, que proporciona a los consumidores opciones seguras y duraderas. El acero inoxidable martensítico tiene alta dureza y a menudo se usa en la fabricación de cuchillos, dispositivos médicos, etc. Su alta dureza hace que los cuchillos sean más nítidos y más duraderos durante el corte. El acero inoxidable ferrítico, con buena resistencia a la corrosión y resistencia a la oxidación, juega un papel importante en la decoración de la construcción, tuberías de escape de automóviles y otros aspectos. Por ejemplo, las tuberías de escape del automóvil hechas de acero inoxidable ferrítico pueden resistir efectivamente la corrosión de los gases de escape de alta temperatura y el entorno externo, prolongando la vida útil del tubo de escape.
El zinc es un metal blanco plateado con buena ductilidad y resistencia a la corrosión. Es como un tutor invisible en nuestras vidas, jugando en silencio un papel importante. En productos electrónicos, el zinc se usa ampliamente en la fabricación de baterías, componentes electrónicos, etc. Por ejemplo, en las baterías secas que usamos comúnmente, el zinc es el principal material de electrodo negativo. Esto se debe a que el zinc tiene una capacidad específica teórica relativamente alta, que puede almacenar más energía eléctrica por unidad de masa o volumen. Los datos muestran que la densidad de energía de las baterías secas a base de zinc puede alcanzar los 100 - 130 °/kg, lo que proporciona una garantía confiable para la fuente de alimentación portátil de productos electrónicos. Al mismo tiempo, los recursos de zinc son abundantes y el precio es relativamente bajo, lo que reduce efectivamente el costo de producción de las baterías, lo que hace que las baterías secas sean una de las fuentes de energía más comunes y económicas del mercado.
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