一般的な金属の種類、その特性と用途を理解する

金属は電気や熱をよく通す素材です。金属は、作りたて、磨いたり、砕いたりすると、輝きを放ちます。金属は引っ張ってワイヤーにしたり、ハンマーで叩いて薄いシート (可鍛性) (延性) にすることができます。金属は融点が高く、極端な熱にさらされても崩壊しにくいです。金属はまた、プラスチック製のものよりも堅牢で、強く、硬くなっています。何千ものさまざまな種類の金属が利用可能であり、それぞれが特定の目的のために製造されています。最も人気のある金属とその使用方法について学ぶのに役立つ有益なガイドをまとめました。

金属の種類

今日の業界で一般的なさまざまな種類の金属には、鋼、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、鉄、銑鉄、鋳鉄、錬鉄、アルミニウム、銅、真鍮、青銅、コバルト、マグネシウム、ニッケル、鉛が含まれます、スズ、亜鉛、チタン、タングステン、シリコン、銀、金。

スチール:

鋼は、材料の強度と耐破壊性を向上させる鉄と炭素からなる化学合金です。主に鉄と炭素でできており、最大 2% の炭素含有量が含まれています。鉄鋼は、インフラストラクチャーおよび産業用に世界で最も頻繁に使用される素材です。ミシン針からオイルタンカーまで、すべてがこの糸で作られています。鋼は、その高い引張強度と低コストにより、構造物、器具、自動車、機械、電気機器、兵器に利用されています。

炭素鋼:

炭素鋼は、主に炭素含有量に由来する品質を持ち、0.5 パーセント以下のシリコンと 1.5 パーセントのマンガンを含む鋼と定義されます。他の元素が微量添加されることもありますが、炭素と鉄からなる基本的な鋼です。炭素鋼は、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼の 3 つのカテゴリに分類されます。炭素が多いほど製品が硬くて強いことを意味し、炭素が少ないほど製品が安価で柔らかいことを意味します。刃の刃先を保持するのに役立つ炭素含有量が高いため、この鋼は一般的にナイフの製造に使用されます。

合金鋼:

合金鋼は、金属特有の品質を与えるのに十分な量で追加された炭素以外の元素を持つ鋼です。マンガン、バナジウム、クロム、ニッケル、およびタングステンは、合金元素の一部です。通常、材料の強度、硬度、靭性、耐摩耗性、耐摩耗性、および電気的および磁気的特性を改善するために行われます。製造コストが非常に低いため、非常に一般的な金属です。特にエネルギー関連用途のパイプは、この鋼で作られています。

ステンレス鋼:

このタイプの金属は、直接熱処理および研磨された場合に、腐食性媒体による酸化および腐食に耐える鋼として定義されます。少なくとも 11% のクロムが含まれているため、錆びない鋼としても知られています。これにより、鉄が錆びず、耐熱性も提供されます。炭素、窒素、ケイ素、硫黄、チタン、銅、およびその他の元素は、さまざまな種類のステンレス鋼に含まれています。キッチンツール、ナイフ、テーブル、調理器具など、食品に触れるものはすべてステンレス製です。また、バー、シート、ワイヤーなど、エンジンや機械に高応力フィッティングを採用しています。

鉄:

鉄は、その記号の記号 Fe を持つ化学元素です。周期表の最初の遷移系列とグループ 8 に属します。「鉄器時代」の間は非常に古い金属でしたが、現在でも多くの用途があります。鉄は、地球上で最も広く使用され、最も安価な金属です。銑鉄、鋳鉄、錬鉄の 3 種類の鉄があります。

銑鉄:

これは、鋳鉄、錬鉄、鋼などの他の鉄金属を作るための原料として利用される一種の鉄です.溶鉱炉で生の鉄鉱石を製錬すると、これらの鉄が生成されます。シリカやその他の骨材成分を含む銑鉄の炭素含有量は 3.8 ～ 4.7% と非常に高くなっています。そのため非常に壊れやすく、素材としての用途は限られています。この鉄は、鋼を作るために使用される電気アーク炉でよく見られます。

鋳鉄:

鋳鉄は、銑鉄、コークス、石灰岩をキューポラで溶かして作ります。それは鉄と炭素の主な供給源です。鋳鉄の炭素含有率は 1.7% から 4.5% です。少量のシリコン、マンガン、リン、硫黄も含まれています。もろい素材のため、衝撃に弱い部位には使用できません。鋳鉄は優れた鋳造品質に加えて、優れた強度、耐摩耗性、および妥当なコストを備えています。

錬鉄:

鋳鉄とは異なり、これらのタイプの金属は鉄合金であり、炭素の割合は約 0.08% と非常に低くなっています。錬鉄には、靭性、延性、耐食性など、さまざまな機械的性質があります。さらに、溶接は容易ですが、電気溶接はより困難です。高純度金属であるこれらの金属のフィラメントに、少量のケイ酸塩スラグが成形されます。鍛造などの鍛冶作業では、スラグの存在が有利な場合があります。ガードレール、庭の家具、門はそれらから作られたもののほんの一部です.

アルミニウム:

アルミニウムは、原子番号 13、記号 Al の金属の一種です。比重 2.7、融点 658 度の軽くて青みがかった白い金属です。金属の密度は鋼の約 3 分の 1 であり、他の一般的な金属よりも密度が低くなります。純粋な状態ではほとんどの場合、金属は弱くてどろどろですが、少量の他の合金と混合すると、強くて硬くなります。その結果、ブランク、成形、引き抜き、鋳造、鍛造、そして最終的にダイキャストが可能になりました。導電率が高く、架空ケーブルにとって重要な品質です。航空機や自動車の部品もこの素材で作られています。

銅:

銅は、原子番号 29 と記号 Cu を持つ化学元素です。柔らかく、可鍛性があり、延性がある赤褐色の金属です。比重は 8.9、融点は 1083°C です。銅は地下で最も純粋な形では見つかりません。電気伝導性に優れています。鋳造、鍛造、圧延、ワイヤーへの引き込みはすべて、金属のオプションです。電線とワイヤーの製造、電気ギアと機器、電鋳と電気メッキ、硬貨、家庭用品に広く利用されています。

真鍮:

真鍮は、今日の世界で最も広く使用されている銅と亜鉛の合金です。銅と亜鉛の比率に応じて、さまざまな種類の真鍮が利用可能です。真鍮の品質は、機械的、電気的、または化学的な要素を少量導入することで大幅に変更できます。真鍮は銅よりも耐久性がありますが、熱伝導率と電気伝導率は低くなります。これらは空気腐食に対して非常に耐性があり、はんだ付けが簡単です。ロック、ギア、ブリング、バルブ、およびその他の頻繁な使用法を発見できます。

ブロンズ:

ブロンズは、銅とスズの合金を表すために使用される用語です。 75 ～ 95 パーセントの銅と 5 ～ 25 パーセントのスズが最も有用な比率です。これらの金属はかなり硬く、表面の摩耗に対する耐性が高く、ワイヤ、ロッド、シートに容易に成形または圧延できます。青銅は耐食性が優れているため、黄銅よりも優れています。ブロンズはより溶けやすく、より簡単に溶けてキャストしやすくなります。パイプ継手、ポンプ、ギア、船舶、およびタービン ブレードはすべて、鋳造または鍛造されたアルミニウム青銅でできています。

コバルト:

化学元素コバルトの記号は Co で、原子番号は 27 です。その物理的性質は鉄にニッケルが加えられたものと同じです。コバルトは、還元製錬によって生成される、強くて光沢のある銀灰色の金属です。コバルトは、植物や動物だけでなく、空気、水、土壌、岩石にも含まれています。風に吹かれた粉塵や雨水もまた、コバルトが豊富な土壌や岩石を洗い流し、他の生息地に侵入できるようにします。航空エンジン、ガスタービン、高速度鋼の部品を作成するために使用されるものを含む多くの合金が、それを含んでいます.

金属の周期表:

マグネシウム:

通常Mgとして知られるマグネシウムは、原子番号12と記号Mgを持つ化学元素です。多くの物理的および化学的特徴を共有する光沢のある灰色の固体です。鋳物引張強度910kg/cm2で最軽量の金属です。これらの種類の金属は、アルミニウムよりも頑丈で、機械加工が容易です。彼らはまた、緩衝ホイールの下で高度な研磨を受け入れます.密度が 1.74 と低いため、減量を優先する場合に適しています。シート、ワイヤ、ロッド、チューブ、およびその他の製品は、これらの金属から作られています。

シリコン:

シリコンは、記号 Si と原子番号 14 を持ち、化学元素です。青みがかった灰色の金属で、硬くてもろく、しっかりしています。地球の地殻で 2 番目に豊富な元素として、酸素だけがケイ素を上回っています。融点は摂氏1414度、沸点は摂氏3265度です。確立された処理手順を使用するため、安価です。ダイナモや変圧器のプレート、エンジン ブロック、シリンダー ヘッド、工作機械の製造などで見られます。

シルバー:

銀の原子番号は 47 で、Ag という記号で表されます。遷移金属の中で最高の電気伝導率と熱伝導率を備えた、柔らかく、白く、光沢のある遷移金属です。それは天然銀の自由な天然形態であり、地球の地殻に純粋な形で見られます。これは、適切な測定のためにいくつかの他の金属が投入された金合金です。銀は伝統的に貴重な金属と見なされており、多くの地金コインが銀で作られています。銀は、現金に加えて、ソーラー パネル、浄水、宝飾品、高価な食器、調理器具に使用されます。写真と X 線フィルムもその混合物で作られます。

ゴールド:

金は遷移金属です。つまり、周期表の銀や銅と同じ列に属します。その原子番号は 79 で、記号 Au で表されます。最も純粋な形の金は、まばゆいばかりの、明るいオレンジがかった黄色の色合いで、密度が高く、柔らかく、可鍛性があり、延性のある金属です。金は、エジプト人によって発見された、人類に知られている最も古い金属の 1 つです。また、歴史的に繁栄と美の象徴としての役割も果たしてきました。ゴールドは、歴史を通じてコイン、ジュエリー、その他の芸術作品の製造に使用されてきた希少な素材です。

ニッケル:

これらの種類の金属は、原子番号 28 と記号 Ni の化学元素を持っています。銀白色の金属で、光沢が出るまで磨くことができます。比重は 8.85、融点は 1452°C です。さらに、軟鋼に近い硬さです。炭素があまり含まれていない場合、非常に柔軟な性質があります。延性は軟鋼より劣りますが、マグネシウム含有量が少ないと延性が飛躍的に向上します。通常、鋼、銅、真鍮などの他の金属の装飾および耐食コーティングとして使用されます。

リード:

鉛は、原子番号82と記号Pbを持つ化学元素です。これは、ほとんどの従来の材料よりも重く、密度が高くなっています。これらの金属は、融点が低いだけでなく、より柔らかく、より柔軟です。比重は 1.36、融点は 326°C です。比重1.36の青みがかった灰色の金属です。柔らかい金属なので刃物で簡単に切れます。また、粘り強さに欠けます。鉛は、はんだの製造、酸性タンク、水槽、配水管の内張り、電気ケーブルのコーティングに一般的に使用されます。

スズ:

錫の化学記号は Sn で、原子番号は 50 です。錫はわずかに黄色がかった銀色の金属です。ブリキは柔らかいので力を入れずに切ることができ、一片のブリキは手で簡単に折りたたむことができます。柔らかく、可鍛性があり、延性がある、輝く白い金属です。金属は非常に簡単に非常に薄いシートに丸めることができます。スズは、主な合金の微細はんだの製造、鉄および鋼板の保護被覆、防湿包装用のスズ箔の製造に一般的に使用されます。

亜鉛:

亜鉛は、記号 Zn と原子番号 30 の化学元素です。酸化が起こらない場合、亜鉛は銀褐色の脆い金属です。亜鉛の比重は 7.1 で、融点は 420°C です。これらの金属は、空気腐食に強いため、トタンを作るための鋼板の被覆に使用されます。亜鉛はシート状に丸められ、屋根材やコンテナの防湿・非腐食性ライニングなどに使用されます。亜鉛のその他の注目すべき用途には、真鍮の製造と亜鉛ベースのダイカストが含まれます.

チタン:

このタイプの金属には、記号 Ti と原子番号 22 もあります。チタンは、自然界に見られる銀色の色合い、低密度、優れた強度、および耐食性を備えた美しい遷移金属です。軽量で高強度、低腐食性の金属で、合金として高速航空機部品に使用されています。チタンは、鉄、アルミニウム、その他の金属などの他の元素と組み合わせて、航空宇宙、自動車、携帯電話、およびその他の用途で使用するための強力で軽量な合金を作成できます。

タングステン:

化学元素タングステンは、記号 W と原子番号 74 を持っています。これは、地球上の他の元素との化合物として自然界に存在する珍しい金属です。タングステンの最高融点は摂氏 3,422 度、最高沸点は摂氏 5,930 度です。これらの金属の密度は 19.25 グラム/立方センチメートルで、これはウランや金と同じです。タングステンはさまざまな合金に利用されており、幅広い用途があります。電球、X 線管、ガス溶接電極、超合金、および放射線遮蔽はすべて、典型的な用途の例です。

上記の説明は、今日の産業で使用されている一般的な種類の金属に関するものです。この記事が興味深いと思っていただければ幸いです。興味があれば、他の学生と共有してください。読んでくれてありがとう。また会いましょう!