さまざまな種類の金属とその分類

さまざまな種類の金属があり、特定の用途に適しています。金属は地中から鉱石を採掘して作られますが。それらは、大規模な工業プロセスで岩石から抽出されます。それはさておき、ここでの目的は、さまざまな種類の金属とその機能について説明することです。

しかし、それ以前に、さまざまな金属には、硬度、疲労強度、延性、可鍛性として知られる繰り返し応力に耐える能力など、1 つまたは複数の機械的特性があります。これらの特性は、多くの場合、結晶構造の欠陥または欠陥に起因します。

金属の種類とその分類

金属は次のように分類できます:

• 鉄分
• 原子構造
• 磁性および非磁性金属

鉄分による分類:

鉄含有量は、さまざまな種類の金属を分類する一般的な方法です。鉄を含む金属は鉄金属として知られています。鉄系は材料に磁気特性を付与し、湿気にさらされると腐食しやすくなります.

一方、鉄を含まない金属を非鉄金属といいます。磁気特性はありません。非鉄金属の例には、アルミニウム、鉛、真鍮、銅、亜鉛が含まれます。

原子構造による金属の分類:

金属は、周期表に記載されている原子構造に基づいて分類することもできます。それらは、他の元素と反応するときに同様に動作する同じグループに属するアルカリ、アルカリ土類、または遷移金属として知られている場合があります。つまり、類似した化学的性質を持っています。

磁性金属と非磁性金属による分類:

金属を区別するもう 1 つの最良の方法は、金属が磁石にどのように反応するかを確認することです。実際、強磁性金属は磁石によく引き付けられ、強力であるため、磁性および非磁性などのさまざまな金属タイプに可能性が高くなります。一方、常磁性体は磁石との弱い相互作用を示します。最後に、磁石との反発力が弱い金属群があります。

それでは、一般的な種類の金属とその特性について詳しく見ていきましょう.

世の中に出回っている金属にはいくつかの類似した機械的特性がありますが、よく見ると、それぞれわずかに異なる特性を持っているはずです。目的の特性を得るために金属の特性を微調整する方法があります。

特定の用途に金属を選択する際には、考慮すべき事項があります。これらの要因には以下が含まれます:

• 融点
• コスト、加工のしやすさ
• 利用可能なスペース
• 十分な安全係数
• 温度係数
• 密度、および
• 熱伝導率と電気伝導率

金属の種類

鉄

今日の私たちの生活では、地球の地殻の 5% が鉄であるため、鉄の実装は文明の一部となっています。つまり、金属は非常に見つけやすいということです。純鉄は不安定な元素と言われ、空気中の酸素と反応して酸化物を形成します。これが鉄の最初の機会です。

鉄は高炉を使用して鉱石から抽出され、銑鉄生産の最初の段階で達成されます。それは純鉄にさらに精錬することができますが.多くの場合、鉄は鋼やその他の合金になります。製造される金属のほぼ 90% が鉄系金属です。

純鉄は他の金属よりも強度がありますが、しばしば必要とされる特性を備えていません。純鉄は、必要な基本特性の 1 つである腐食に対する耐性がありません。鉄が腐食するのを防ぐには、より多くのお金とエネルギーを必要とする微調整を行う必要があります。

第二に、純鉄は密度が高いため非常に重い。それらを構造物に適用すると、構築と保守が難しくなります。純鉄を有益なものにするには、鉄に炭素を添加する必要があります。鉄と炭素を特定の限界まで混合したものは炭素鋼として知られており、これは多くのメリットがあります。鉄に炭素を加えると、鉄はさらに強くなり、その他の優れた特性も得られます。鋼について学ぶ必要があるのはこのときです。

スチール

鋼は引張強度が高く、強度対重量比が高い金属です。つまり、鋼の単位質量あたりの強度が高くなります。これが、建築材料として優れた機能を発揮する理由です。鋼を使用すると、より小さくて強い部品を得ることができます。スチールは非常に耐久性があります。つまり、他の代替品よりも長持ちし、外的要因に耐えることができます。

さらに、鋼は延性があり、その特性を失うことなく、さまざまな必要な形状に成形できます。鉄の含有量に基づいて、鋼は 3 つのカテゴリに分類されます。

炭素鋼の分類

以下は鉄の含有量による鋼の分類です。

· 低炭素鋼:

軟鋼としても知られる低炭素鋼には、鉄に最大 0.25% の炭素が含まれています。チューブの中圧用途によく使用されます。また、低炭素鋼で作られた鉄筋や I ビームなどの建設工事でも一般的です。一般に、低炭素鋼は、成形や曲げなしで大量の鋼を必要とする用途に使用されます。船のホールが良い例です。

· 中炭素鋼:

中炭素鋼には、約 0.25% の炭素が含まれています。また、高い引張強度と延性を提供します。これが、歯車やシャフト、鉄道の車輪やレール、建物や橋の鉄骨などに主に使用される理由です。

· 高炭素鋼:

高炭素鋼には 0.6% 以上の炭素が含まれています。前にリストしたものとは異なり、この鋼はよりもろく、より硬くなっています。硬度や材料の摩耗に対する優れた耐性などの優れた品質を提供するため、ノミやその他の切削工具などの用途に使用されます。また、プレスにも適し、ドリル ビットの製造にも使用されます。

上記の種類の鋼は、その特性を高めるためにいくつかの元素を含むため、一般に炭素鋼と呼ばれます。たとえば、耐食性のためにクロムが追加されたり、焼入れ性と引張強度を向上させるためにマンガンが含まれたりします。

合金鋼:

これらのタイプの金属には、さまざまな特性を改善するために複数の元素が追加されています。マンガン、銅、シリコン、チタン、ニッケル、アルミニウムなどの他の金属をさまざまな割合で追加できます。

合金鋼は、焼入れ性、耐食性、溶接性、延性、成形性に優れています。ベアリング、発熱体、電気モーター、スプリング、パイプライン、ギアなどで広く使用されています。以下は合金鋼の種類です。

· ステンレス鋼:

ステンレス鋼には大量のクロムが含まれているため、軟鋼の 200 倍の耐食性があります。これにより、キッチン用品、配管、歯科および外科用機器などに最適です。表面仕上げが魅力的であるため、コーティングは必要ありません。

· 工具鋼:

工具鋼は、硬度が高いため、切削工具や穴あけ工具の製造に使用されます。これらのタイプの鋼には、モリブデン、バナジウム、コバルト、およびタングステンが含まれており、構成金属として機能します。

非鉄金属の種類

以下は、産業で使用されるさまざまな種類の非金属です。

アルミニウム:

アルミニウムはボーキサイト鉱石から得られ、軽くて強く、優れた特性を持っています。耐久性、軽量、耐腐食性、良好な電気伝導性、金属との合金形成能力、非磁性、機械加工の容易さなどの優れた特性により、地球上で最も広く普及している金属です。

銅:

銅は決して取り残せない非鉄金属の一種です。形成が容易で、今日の産業でまだ使用されているため、長い間存在しています。銅は純粋な形では自然界には存在しません。鉱石から抽出され、製錬されます。

銅タイプの金属は、銀を除く他の金属と比較すると、最良の良導体です。これが、電気回路の導体として使用される理由です。また、キッチン用品は、熱伝導率に優れているため、銅で作られることがよくあります.

リード:

鉛は耐腐食性の非鉄金属であり、機械加工性に優れています。ガソリンのロック防止剤として使用されており、場合によっては配管や塗装に使用できます。鉛は、弾薬、自動車のバッテリー、放射線防護、ケーブル被覆、重量物を持ち上げるなどで今でも一般的に使用されています.

真鍮:

真鍮は、金属が必要とする電気的および機械的特性に応じてかなりの量の銅と亜鉛の合金です。また、アルミニウム、鉛、マンガンなどの他の金属元素もいくらか含まれています。

これらのタイプの金属は、配管、ミュージカル、ベアリング、ロック、器具、工具、付属品などの低摩擦用途に使用されます。真ちゅうは火花を防止する用途で安全性に優れており、可燃性の環境で使用できます。

チタン:

チタンは、軽量で強度が高いため、優れたエンジニアリング メタルです。また、摂氏480度の高温でも高い熱安定性を備えています。これらの特性により、その耐食性により、航空宇宙産業、軍事機器、および医療用途で使用されています。最後に、チタンは化学およびスポーツ用品業界で使用されています。

ブロンズ:

ブロンズは銅の合金ですが、亜鉛ではなくスズが含まれています。マンガン、リン、シリコン、アルミニウムなどの他の元素を添加して、特定の用途に合わせて特性を改善することができます。ブロンズは硬くてもろく、疲労に強い。また、電気伝導性、熱伝導性、耐食性にも優れています。

これらのタイプの非鉄金属は、鏡や反射板の製造に使用されます。導電性があるため、電気コネクタとしても使用されます。また、耐腐食性があるため、水中部品や船舶の付属品にも使用されています。

亜鉛:

亜鉛は、医療および産業分野で使用される一般的な種類の金属です。その主な用途は、鋼を腐食から保護して亜鉛メッキすることです。また、電気、ハードウェア、自動車産業向けのダイカストの作成にも使用されます。亜鉛は電気化学ポテンシャルが低いため、海洋用途では陰極防食によって他の金属の腐食を防ぐために使用されます。犠牲亜鉛陽極は、バルブ、タンク、およびパイプラインを保護する場合があります。

結論

今日の金属は、私たちがなくてはならないものです。実際、金属は発見されているため、人類の文明の一部です。この記事では、さまざまな種類の鉄および非鉄金属について説明し、それらの分類についても言及しました。

読んで楽しんでいただければ幸いです。もしそうなら、親切にコメントして、他の技術学生と共有してください。ありがとう！