Kim loại đen – Tích chất cơ bản và ứng dụng trong thực tiễn

Tính chất vật lý

Kim loại màu có chung một số tính chất cơ bản, bao gồm dễ bị rỉ sét và có từ tính. Danh sách các thuộc tính kim loại đen phổ biến bao gồm:

• Bền chặt
• Độ bền kéo tốt
• dẫn điện tốt
• Chống ăn mòn thấp
• màu bạc
• có thể tái chế
• Thường có từ tính

Kim loại đen có thể bao gồm nhiều loại nguyên tố hợp kim khác nhau, bao gồm crom, niken, mangan, molypden và vanadi, mangan. Các nguyên tố hợp kim này mang lại cho vật liệu kim loại màu các đặc tính khác nhau cho phép chúng được sử dụng trong nhiều ngành kỹ thuật và các ứng dụng khác bao gồm công cụ, đường ống, thùng chứa, dao kéo và các chế tạo lớn hơn như tòa nhà chọc trời.

Ví dụ và Sử dụng

Do các tính chất khác nhau của vật liệu kim loại đen, chúng có nhiều ứng dụng khác nhau tùy thuộc vào kim loại được sử dụng:

thép không hợp kim

Còn được gọi là thép carbon, thép không hợp kim sử dụng carbon làm nguyên tố hợp kim. Những loại thép này bao gồm các nguyên tố khác, chẳng hạn như mangan, silic, lưu huỳnh và phốt pho, nhưng hàm lượng của các nguyên tố này thấp đến mức chúng không ảnh hưởng đến tính chất vật liệu. Thép không hợp kim được phân loại là có hàm lượng carbon thấp, trung bình hoặc cao và mỗi loại có các đặc điểm và phương pháp xử lý khác nhau:

1. Thép Carbon thấp

Thép carbon thấp, còn được gọi là thép nhẹ, chỉ chứa 0,05-0,25% carbon. Chi phí thấp và dễ uốn, những loại thép này được sử dụng rộng rãi cho các mặt hàng như đai ốc và bu lông hoặc vật rèn. Độ cứng bề mặt của các loại thép này có thể được tăng lên bằng cách thấm cacbon.

2. Thép Carbon trung bình

Thép carbon trung bình chứa 0,25-0,6% carbon. Hàm lượng carbon cao hơn này giúp tăng cường độ và độ cứng so với thép carbon thấp. Tuy nhiên, những loại thép này đã giảm độ dẻo so với thép carbon thấp. Mức độ carbon và mangan tăng lên trong thép carbon trung bình có nghĩa là chúng có thể được tôi luyện và tôi luyện. Những loại thép này được sử dụng rộng rãi để chế tạo các bộ phận cho ngành công nghiệp ô tô, chẳng hạn như bánh răng, trục và trục, nhưng cũng thích hợp để sử dụng trong các ứng dụng đường sắt.

3. Thép Carbon cao

Thép carbon cao chứa 0,6-1% carbon và là loại thép không hợp kim mạnh nhất. Sức mạnh này làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống mài mòn cơ học, đồng thời chúng cũng có khả năng duy trì hình dạng tốt. Về mặt tiêu cực, những loại thép này kém hơn thép carbon thấp hơn về khả năng hàn, độ dẻo và độ bền va đập. Thép carbon cao được sử dụng cho lò xo, lưỡi dao, thép đường ray, dây cáp, tấm chống mài mòn, dụng cụ, v.v.

Thép hợp kim và các yếu tố hợp kim

Thép hợp kim tạo thành một nhóm nhỏ khác của kim loại đen, với mỗi nguyên tố hợp kim có tác dụng riêng đối với các tính chất của vật liệu. Các nguyên tố hợp kim này bao gồm crôm, đồng, niken và silicon, nhưng có thể được kết hợp để tạo ra nhiều đặc tính. Dưới đây là các tính chất phổ biến nhất của các nguyên tố hợp kim này:

1. Crom

Crom được sử dụng để sản xuất thép không gỉ, với hàm lượng crom trên 11% giúp kim loại chống ăn mòn. Một lớp crom bị oxy hóa trên bề mặt kim loại sẽ ngăn không cho kim loại bên dưới tiếp xúc với oxy, do đó làm giảm đáng kể khả năng bị ăn mòn. Chromium cũng làm tăng độ cứng, độ bền kéo, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn của kim loại.

2. Mangan

Mangan có thể được sử dụng như một nguyên tố hợp kim để ngăn chặn sự hình thành sunfua sắt, cũng như tăng cường độ ở nhiệt độ cao, cải thiện độ dẻo và khả năng chống mài mòn. Mangan cũng có thể cải thiện độ cứng thông qua quá trình tôi, giảm nguy cơ hình thành khuyết tật và làm cho kim loại ổn định hơn.

3. Niken

Niken khi được sử dụng với các nguyên tố khác có thể làm tăng độ dẻo và khả năng chống ăn mòn. Ví dụ, hỗn hợp 18% crom và 8% niken tạo ra thép không gỉ cực kỳ bền.

4. Silicon

Silicon có thể được sử dụng để tăng tính chất từ ​​tính của kim loại cũng như cải thiện độ bền và cung cấp độ đàn hồi cho các ứng dụng như lò xo.

5. Vanadi

Cacbua vanadi cũng hạn chế kích thước hạt của kim loại, làm tăng độ dẻo của vật liệu hợp kim. Vanadi cũng cải thiện độ bền, độ cứng, khả năng chống mài mòn và va đập. Tuy nhiên, nếu được sử dụng với số lượng quá cao, nó có thể có tác động tiêu cực đến tính chất vật liệu.

6. molypden

Molypden mang lại hiệu quả tốt cho các hợp kim thép hoạt động ở nhiệt độ cao. Nó không chỉ cải thiện các tính chất cơ học mà còn mang lại khả năng chống gỉ và ăn mòn cao hơn, đồng thời khuếch đại tác dụng của các nguyên tố hợp kim khác.

7. Gang

Gang được sản xuất khi hàm lượng carbon 1,5-4% được hợp kim với sắt. Các nguyên tố khác bao gồm silic, mangan, lưu huỳnh và phốt pho sẽ có mặt nhưng chỉ với số lượng nhỏ. Gang giòn, nhưng có khả năng chống mài mòn tốt do độ cứng của nó. Nó cũng dễ đúc, tương đối rẻ, cường độ nén cao và nhiệt độ nóng chảy thấp.

Phần kết luận

Các kim loại màu như gang và sắt rèn hoặc thép carbon được biết đến với độ bền kéo và độ bền của chúng. Do đó, các vật liệu như thép carbon được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng để xây dựng các cấu trúc cầu và tòa nhà chọc trời.

Kim loại màu cũng được tìm thấy trong các công-te-nơ vận chuyển, hệ thống đường ống, ô tô, đường sắt và một loạt các công cụ thương mại và gia dụng.

Hàm lượng carbon cao của kim loại đen có nghĩa là chúng dễ bị gỉ khi tiếp xúc với hơi ẩm và do đó thường không phù hợp với các ứng dụng như ống dẫn nước. Sắt rèn là một ngoại lệ đối với điều này vì độ tinh khiết của nó có nghĩa là nó chống gỉ, trong khi các nguyên tố hợp kim cũng có thể được sử dụng, chẳng hạn như crom trong thép không gỉ, để chống gỉ.

Vì hầu hết các kim loại màu đều có từ tính nên chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng điện và động cơ, cũng như ở những nơi ít rõ ràng hơn, chẳng hạn như cửa tủ lạnh, vì vậy bạn có thể sử dụng nam châm để gắn danh sách mua sắm của mình vào đó!

Kim loại đen đã được sử dụng hàng ngàn năm và có rất nhiều ứng dụng khác nhau, từ các cấu trúc lớn nhất đến đai ốc và bu lông nhỏ nhất.

Công ty Cổ phần Thiết bị và Giải pháp Cơ khí Automech
Trụ sở chính: số 285 đường Phúc Lợi, quận Long Biên, Hà Nội
Chi nhánh Đà Nẵng: lô 11, khu A4 – Nguyễn Sinh Sắc, quận Liên Chiểu, Đà Nẵng
Chi nhánh TP HCM: số 84, đường 10, khu đô thị Vạn Phúc, Hiệp Bình Phước, Thủ Đức
Hotline: 0987 899 347
Website: automech.vn
Fanpage: Automech Life