Invoering
Metalen zijn veelzijdige materialen die worden gebruikt om constructies te construeren, voertuigen, elektronica, en medische apparatuur. Op basis van hun eigenschappen, metalen kunnen in twee hoofdgroepen worden ingedeeld, namelijk ferro en non-ferro. Dit artikel heeft tot doel deze twee soorten metalen te vergelijken wat betreft hun karakters, functies, voordelen, en nadelen zijn het probleem.
Wat zijn ferrometalen?
Ferrometalen hebben ijzer als hoofdbestanddeel van het metaal.
Enkele veel voorkomende ferrometalen zijn onder meer:
– Staal: Steel is an alloy created by the combination of iron and carbon, voor het grootste deel. Andere ingrediënten zoals chroom, nikkel, en mangaan worden ook proportioneel toegevoegd om verschillende staalkwaliteiten te verkrijgen. Staal is een uitdaging en wordt meer gebruikt dan enig ander metaal ter wereld.
– Gietijzer: Cast iron is iron with more than 2% van koolstof. Het biedt een goede druksterkte, maar heeft een lage treksterkte.
– Smeedijzer: Dit komt heel dicht in de buurt van puur ijzer met zeer lage percentages koolstof erin. Smeedijzer is gemakkelijk te smeden en kan in verschillende vormen worden gerold of gehamerd. Bovendien is het bestand tegen roest.
– Gelegeerde staalsoorten: Toevoegingen van kleine hoeveelheden elementen zoals aluminium, vanadium, en kobalt worden tot ijzer gemaakt om gelegeerd staal te produceren dat qua specifieke kenmerken superieur is aan staal.
Eigenschappen van ferrometalen
– Kracht: Ferrous metals are often solid and slightly rigid in comparison to non-ferrous materials, die goede trek- en druksterktes bieden. Het hangt af van de specifieke legerings- en warmtebehandelingsprocessen die worden gebruikt om hun sterkte te vervaardigen.
– Duurzaamheid: Ferrometalen zijn over het algemeen sterk in hun weerstand tegen slijtage en druk. Maar ze kunnen roesten als ze enige tijd aan vocht worden blootgesteld. Er is enige zorg nodig om te voorkomen dat de materialen die bij de constructie van de apparaten zijn gebruikt, gaan roesten.
– Magnetisch: All ferrous metals show magnetic character highly. Dit maakt ze nuttig in motoren, generatoren, transformatoren, enzovoort.
Wat zijn non-ferrometalen?
Non-ferrometalen zijn metalen die geen of heel weinig ijzer bevatten. Ze worden zowel in de vorm van zuivere metalen als in de vorm van legeringen gebruikt.
Enkele veel voorkomende non-ferrometalen zijn onder meer:
– Aluminium: The material is characterized by a low density and high corrosion resistance. Er wordt gezegd dat het in vliegtuigen wordt gebruikt, keukengerei, enzovoort.
– Koper: Copper has good electrical and thermal conductivity, waardoor het geschikt is voor bedrading en warmtewisselaars.
– Zink: Show an excellent resistance to corrosion and mechanical characteristics. Wordt gebruikt bij de behandeling van ijzer en staal om ze minder gevoelig voor roest te maken.
– Andere non-ferrometalen zijn onder meer lood, tin, en nikkel.
Eigenschappen van non-ferrometalen
– Lichtgewicht: Non-ferrous are generally lighter than ferrous metals Due to their characteristics and uses, die verschillen van ferrometalen. Dit maakt ze geschikt voor toepassingen die gericht zijn op gewichtsverlies.
– Geleidbaarheid: Sommige non-ferrometalen zoals koper, aluminium en messing bezitten een relatief verbeterde elektrische en thermische geleidbaarheid.
– Corrosieweerstand: Aluminium and zinc, bijvoorbeeld, hebben een redelijke corrosieweerstand als gevolg van passivering. Hierdoor worden de onderhoudskosten verlaagd.
– Niet-magnetisch: Alle non-ferrometalen zijn niet-magneten en, daarom, kan worden gebruikt in contexten waar magnetische eigenschappen niet gewenst zijn.
Vergelijk de eigenschappen
Sterkte en duurzaamheid
Laten we een voorbeeld nemen van ferro- en non-ferrometalen; ferrometalen zijn sterker en stijver dan non-ferrometalen. Gelegeerd staal bezit een zeer hoge sterkte, tot meer dan 2000 MPa. Echter, de meeste non-ferrolegeringen hebben een maximale sterkte van slechts enkele 1000 MPa. Ferrometalen hebben ook een goede sterkte bij hoge temperaturen en smelten niet snel.
Gewicht
Non-ferrometalen zijn vrijwel altijd lichter dan ferrometalen. Bijvoorbeeld, aluminium heeft een dichtheid van slechts een derde van die van staal. Een van de meest toegepaste methoden voor gewichtsvermindering is het vervangen van ferro-onderdelen door non-ferro-materialen.
Geleidbaarheid
Vergeleken met ijzerhoudende exemplaren, non-ferrometalen blinken uit in beide elektrisch en thermisch geleidbaarheid. Namelijk, metalen zoals koper en aluminium worden gebruikt waar geleidbaarheid bijzonder wenselijk is. Ferrometalen, gemiddeld, Het is bekend dat ze een geleidbaarheid hebben die dat wel is 100 naar 1000 maal minder.
Magnetische permeabiliteit
Alle ferrometalen zijn magnetisch en hebben een magnetische relatieve permeabiliteit die veel hoger is dan één. Non-ferrometalen vertonen een permeabiliteit van dichtbij 1, wat impliceert dat deze metalen niet worden aangetrokken door magneten.
Corrosiebestendigheid
Organische materialen zijn ook minder gevoelig voor corrosie, omdat non-ferrometalen edeler zijn dan ijzer of staal. Ferrometalen zijn kwetsbaar voor vocht en vereisen bescherming door een afdekking om niet te roesten. Aluminium, zink, en koper vormen een oxidehuid die geen verdere corrosie toelaat.
Gebruik van ferrometalen
– Bij het bouwen van gebouwen, schepen, voertuigen, machines, enzovoort., vanwege zijn kracht, wat buiten de concurrentie valt.
– Hardware en keukengerei zoals messen, vorken, lepels, en koelkasten, onder andere apparaten, vanwege hun weerstand tegen roesten.
– In versnellingen, schachten, vellen, hulpmiddelen, enzovoort., mechanische onderdelen zijn gemaakt van gietijzer en koolstofstaal.
– Het staal dat wordt gebruikt in cruciale onderdelen zoals de bladen van de turbines, vliegtuigconstructies, enzovoort.
– Koper in elektrische bedrading, sanitair, beelden, en andere items vanwege de natuurlijke koperlook.
Gebruik van non-ferrometalen
– Aluminium in vliegtuigonderdelen, folie gebruiksvoorwerpen, en vele andere toepassingen vanwege zijn lichtheid en corrosiebestendigheid
– Koperen bedrading in elektrische apparatuur vanwege de hoge geleidbaarheid. Het wordt ook toegepast in warmtewisselaars.
– Zink wordt gebruikt voor het coaten van ijzer om het te beschermen tegen roest en voor het combineren van koper om messing en tin te vormen om brons te creëren.
– Toonaangevend in toepassingen voor stralingsafscherming vanwege de hoge dichtheid.
– Andere metalen zoals goud, zilver en platina worden gebruikt in sieraden en elektronica.
Conclusie
Terwijl ferro- en non-ferrometalen in ons dagelijks leven worden gebruikt vanwege hun unieke eigenschappen. Enerzijds, ferrometalen presteren beter qua hardheid, stijfheid, en kosten, maar non-ferrometalen worden gebruikt in toepassingen waarbij factoren zoals lichtheid een rol spelen, elektrische geleidbaarheid, en weerstand tegen corrosie zijn kritischer. Het hangt af van de toepassing in kwestie en de vraag die daarmee gepaard gaat. Het feit dat deze twee groepen geen standaardset kenmerken delen, betekent ook dat ze qua functionaliteit volkomen harmonieus zijn.