Ontdek Veelvoorkomende Metaalsoorten: Eigenschappen, Toepassingen en Kenmerken

Een metaal is een materiaal dat goed elektriciteit en warmte geleidt. Metaal heeft een schitterende uiterlijk wanneer het vers geproduceerd, gepolijst, of gebroken is. Metalen kunnen in draden getrokken of in dunne platen gehammert worden (smeedbaar) (trekbaar). Metalen hebben een hoog smeltpunt en zijn minder geneigd te desintegreren wanneer ze aan extreme hitte blootgesteld worden. Metalen zijn ook robuuster, sterker en harder dan hun kunststof tegenhangers. Er zijn duizenden verschillende typen metalen beschikbaar, elk geproduceerd voor een specifiek doel. We hebben een informatieve gids samengesteld om u te helpen leren over enkele van de meest populaire metalen en hoe ze gebruikt worden.

Typen Metalen

De diverse typen metalen die vandaag de dag gangbaar zijn in de industrieën, omvatten Staal, Koolstofstaal, Legeringstaal, Roestvrij staal, IJzer, Ruw ijzer, Gietijzer, Smeedijzer, Aluminium, Koper, Messing, Brons, Kobalt, Magnesium, Nikkel, Lood, Tin, Zink, Titane, Wolfram, Zilver, en Goud.

Staal:

Staal is een chemische legering bestaande uit ijzer en koolstof die de sterkte en breukweerstand van het materiaal verbetert. Het wordt voornamelijk gemaakt van ijzer en koolstof, met een hogere koolstofgehalte van maximaal 2%. Staal is het meest frequente gebruikte materiaal ter wereld voor infrastructuur en industrie. Alles van naalden tot olietankers wordt ermee gemaakt. Staal wordt gebruikt in constructies, instrumenten, auto's, machines, elektrische apparatuur, en wapens vanwege de hoge treksterkte en lage kosten.

Koolstofstaal:

Koolstofstaal wordt gedefinieerd als staal met eigenschappen voornamelijk afgeleid van koolstofgehalte en bevattend niet meer dan 0,5 procent silicium en 1,5 procent mangaan. Hoewel enkele andere elementen in zeer kleine hoeveelheden kunnen worden toegevoegd, is het de basale staal die koolstof en ijzer omvat. Koolstofstaal is ingedeeld in drie categorieën: laag, medium, en hoog koolstofstaal. Meer koolstof suggereert dat een product harder en sterker is, terwijl minder koolstof betekent dat een product goedkoper en zachter is. Vanwege het hoge koolstofgehalte, wat helpt de snede te behouden, wordt deze staal veelvuldig gebruikt in mesproductie.

Legeringstaal:

Legeringstaal is staal dat elementen anders dan koolstof in voldoende hoeveelheden bevat om het metaal specifieke eigenschappen te geven. Mangaan, vanadium, chroom, nikkel, en wolfram zijn enkele van de legeringselementen. Het wordt meestal gedaan om de sterkte, hardheid, zwaarte, afschuif- en slijtvasteheid, alsook de elektrische en magnetische eigenschappen van het materiaal te verbeteren. Het is een zeer veelvoorkomend metaal omdat het nog steeds zeer goedkoop te produceren is. Pijpen, met name voor energiegerelateerde toepassingen, worden van deze staal gemaakt.

Roestvrij Staal:

Dit type metaal wordt gedefinieerd als staal dat oxidatie en corrosie door corrosieve media weerstaat wanneer het warmtebehandeld en direct gepolijst is. Het is ook bekend als roestvrij staal omdat het ten minste 11% chroom bevat, wat ijzer voorkomt te roesten en ook warmtebestendigheid biedt. Koolstof, stikstof, silicium, zwavel, titanium, koper, en andere elementen worden in diverse variëteiten van roestvrij staal gevonden. Keukengereedschappen, messen, tafels, bestek, en alles wat in contact komt met voedsel, zijn allemaal van roestvrij staal gemaakt. Ze worden ook gebruikt voor hoge-spanning aansluitingen in motoren en machines, zoals staven, platen, en draden.

IJzer:

IJzer is een chemisch element met het symbool Fe. Het behoort tot de eerste overgangsserie en groep 8 van het periodiek systeem. Hoewel het een heel oud metaal was tijdens de "IJzertijd", heeft het nog steeds veel moderne toepassingen. IJzer is het meest gebruikte en minst dure metaal op de planeet. Ruw ijzer, gietijzer, en smeedijzer zijn de drie typen ijzer die gevonden kunnen worden.

Ruw IJzer:

Het is een soort ijzer dat als grondstof gebruikt wordt om andere ferro-metaal te produceren, waaronder gietijzer, smeedijzer, en staal. Smelten van rauwe ijzerertsen in een hoogoven produceren deze ijzers. Met silicium en andere aggregaatcomponenten, heeft ruw ijzer een zeer hoog koolstofgehalte van 3,8–4,7 procent. Als gevolg is het extreem broos en heeft het slechts een paar toepassingen als materiaal. Dit ijzer wordt veelvuldig gevonden in een elektrisch boogoven, wat gebruikt wordt om staal te maken.

Gietijzer:

Gietijzer wordt gemaakt door ruw ijzer, cokes, en kalksteen samen te smelten in een cupolaoven. Het is de hoofdbron van ijzer en koolstof. Gietijzer heeft een koolstofpercentage variërend van 1,7 procent tot 4,5 procent. Een kleine hoeveelheid silicium, mangaan, fosfor, en zwavel zijn ook aanwezig. Het kan niet gebruikt worden in delen die gevoelig zijn voor schok, omdat het een broos materiaal is. Gietijzer heeft uitstekende gieteienschappen, alsook grote sterkte, slijtvasteheid, en redelijke kosten.

Smeedijzer:

In tegenstelling tot gietijzer, zijn deze typen metalen ijzerlegeringen met een zeer laag koolstofpercentage van ongeveer 0,08 procent. Smeedijzer heeft diverse mechanische eigenschappen, waaronder zwaarte, trekbaarheid, en corrosieweerstand. Bovendien zijn ze gemakkelijk te lassen, maar moeilijker om elektrisch te lassen. Kleine hoeveelheden siliciumslijk zijn in de draden van deze metalen gevormd, die zeer zuivere metalen zijn. Voor smederijactiviteiten zoals smeden, kan de aanwezigheid van slijk voordelig zijn. Beschermingsheiningen, tuinmeubelen, en poorten zijn slechts enkele van de dingen die ervan gemaakt zijn.

Aluminium:

Aluminium is een type metaal met atoomnummer 13 en het symbool Al. Het is een licht, blauw-wit metaal met een specifiek gewicht van 2,7 en een smeltpunt van 658 graden Celsius. De dichtheid van het metaal is ongeveer een derde van die van staal, wat het minder dicht maakt dan andere populaire metalen. Het metaal zou in zijn zuivere toestand zwak en zacht zijn voor de meeste toepassingen, maar wanneer gemengd met minute hoeveelheden andere legeringen, wordt het sterk en stijf. Als resultaat kan het uitgezaagd, gevormd, getrokken, gedraaid, gegoten, gesmeed, en ten slotte onder druk gegoten worden. Het heeft een hoge elektrische geleiding, wat een cruciale kwaliteit is voor bovengrondse kabels. Onderdelen voor vliegtuigen en auto's worden ook van dit materiaal gemaakt.

Koper:

Koper is een chemisch element met atoomnummer 29 en het symbool Cu. Het is een roodbruin metaal dat zacht, smeedbaar, en trekbaar is. Het heeft een specifiek gewicht van 8,9 en een smeltpunt van 1083°C. Koper wordt niet in zijn zuiverste vorm ondergronds gevonden. Het heeft een uitstekende elektrische geleiding. Giet, smeden, walzen, en in draden getrokken zijn alle opties voor het metaal. Het wordt wijd gebruikt in de productie van elektriciteitsdraad en draad, alsook elektrische apparatuur en toestellen, galvaniseren en galvanoplastie, muntstempeling, en huishoudelijke artikelen.

Messing:

Messing is de meest wijd gebruikte koper- en zinklegering in de huidige wereld. Diverse variëteiten van messing zijn beschikbaar, afhankelijk van de koper-tot-zink verhouding. De eigenschappen van messing kunnen drastisch gewijzigd worden door het toevoegen van kleine hoeveelheden andere elementen, wat mechanisch, elektrisch, of chemisch kan zijn. Messing is duurzamer dan koper, hoewel het minder thermische en elektrische geleiding heeft. Deze zijn extreem weerstandig tegen luchtcorrosie en eenvoudig te solderen. Sloten, tandwielen, armen, kleppen, en andere veelvoorkomende toepassingen kunnen ontdekt worden.

Brons:

Brons is een term die gebruikt wordt om koper- en tinlegeringen te beschrijven. 75 tot 95 procent koper en 5 tot 25 procent tin zijn de meest nuttige verhoudingen. Deze metalen zijn tamelijk hard, hebben een hoge weerstand tegen oppervlakte-slijtage, en kunnen gemakkelijk gevormd of in draden, staven, en platen gerold worden. Bronsen zijn superieur aan messingen omdat ze betere corrosieweerstand hebben. Brons is ook meer vloeibaar, wat betekent dat het gemakkelijker gesmolten kan worden en dus eenvoudiger gegoten. Pijpaansluitingen, pompen, tandwielen, schepen, en turbinebladen zijn allemaal van aluminiumbronzen gemaakt, die gegoten of gesmeed zijn.

Kobalt:

Het chemische element kobalt heeft het symbool Co en atoomnummer 27. De fysieke eigenschappen zijn identiek aan die van ijzer, met de toevoeging van nikkel. Kobalt is een sterk, schitterend, zilvergrijs metaal dat gecreëerd wordt via reductieve smelting. Kobalt kan in planten en dieren gevonden worden, alsook in de lucht, water, grond, en rotsen. Windgeblazen stof of regenwater kan ook kobaltrijke grond en rots afspoelen, waardoor ze andere habitats binnendringen. Veel legeringen, inclusief die gebruikt om onderdelen voor vliegtuigmotoren, gasturbines, en hoog-snelheidsstaal te maken, bevatten het.

Periodiek Systeem van Metalen:

Magnesium:

Magnesium, meestal bekend als Mg, is een chemisch element met atoomnummer 12 en het symbool Mg. Het is een glanzende grijze vaste stof met veel fysieke en chemische eigenschappen gemeen. Dit is het lichtste metaal, met een treksterkte van gegoten metaal van 910 kg/cm2. Deze typen metalen zijn harder dan aluminium en gemakkelijk te bewerken. Ze accepteren ook een hoge glans onder het buffelwiel. Vanwege de lage dichtheid van 1,74, wordt het bevorzugd wanneer gewichtsverlies een prioriteit is. Platen, draden, staven, buizen, en andere producten worden van deze metalen gemaakt.

Silicium:

Silicium heeft het symbool Si en atoomnummer 14 en is een chemisch element. Het is een blauwgrijs metaal dat hard, broos, en vast is. Alleen zuurstof overtreft silicium als het op een na meest voorkomende element in de aardkorst. Het heeft een smeltpunt van 1414 graden Celsius en een kookpunt van 3265 graden Celsius. Vanwege het gebruik van welgevestigde verwerkingsprocedures, is het goedkoop. Het kan gevonden worden in dynamo- en transformatorplaten, motorblokken, cilinderkoppen, en de fabricage van machinegereedschappen, onder andere.

Zilver:

Zilver heeft atoomnummer 47 en wordt gesymboliseerd door het symbool Ag. Het is een zacht, wit, glanzend overgangsmetaal met de hoogste elektrische en thermische geleiding van elk overgangsmetaal. Het is de vrije native vorm van native zilver en wordt in zuivere vorm in de aardkorst gevonden. Dit is een goudlegering met een paar andere metalen erbij voor goede maat. Zilver is traditioneel beschouwd als een edelmetaal, en veel bullionmunten zijn ervan gemaakt. Zilver wordt gebruikt in zonnepanelen, waterzuivering, sieraden, hoogwaardig servies, en bestek, naast geld. Fotografische en Röntgenfilm wordt ook met de mengsels gemaakt.

Goud:

Goud is een overgangsmetaal, wat betekent dat het in dezelfde kolom als zilver en koper in het periodiek systeem thuishoort. Het atoomnummer is 79 en het wordt vertegenwoordigd door het symbool Au. In zijn zuiverste vorm is goud een schitterende, licht oranje-gele tint, dicht, zacht, smeedbaar, en trekbaar metaal. Goud is een van de oudste metalen bekend bij de mensheid, ontdekt door de Egyptenaren. Het heeft ook historisch gediend als symbool van rijkdom en schoonheid. Goud is een zeldzaam materiaal dat door de geschiedenis heen gebruikt is om munten, sieraden, en andere kunstwerken te produceren.

Nikkel:

Deze typen metalen hebben hun chemisch element met atoomnummer 28 en het symbool Ni. Het is een zilverwit metaal dat gepolijst kan worden tot een hoge glans. Het heeft een specifiek gewicht van 8,85 en een smeltpunt van 1452°C. Verder is het bijna zo hard als zacht staal. Het heeft tamelijk flexibele eigenschappen wanneer er niet veel koolstof in zit. Het is minder trekbaar dan zacht staal, echter, wanneer de magnesiuminhoud laag is, verbetert de trekbaarheid dramatisch. Het wordt meestal gebruikt als een decoratieve en corrosieweerstandende coating voor andere metalen zoals staal, koper, messing, enz.

Lood:

Lood is een chemisch element met atoomnummer 82 en het symbool Pb. Het is zwaarder dan de meeste conventionele materialen en heeft een hogere dichtheid. Deze metalen zijn zachter en buigzamer, alsook een lager smeltpunt bezittend. Het heeft een specifiek gewicht van 1,36 en een smeltpunt van 326°C. Het is een blauwgrijs metaal met een specifiek gewicht van 1,36. Omdat het een zacht metaal is, is het gemakkelijk met een mes te snijden. Het heeft ook geen volharding. Lood wordt veelvuldig gebruikt om soldeer te maken, alsook om zuurbakken, cisternen, en waterleidingen te voeren, alsook om elektrische kabels te bekleden.

Tin:

Tins chemisch symbool is Sn, en het atoomnummer is 50. Tin is een zilvery metaal met een lichte gele tint. Tin is zacht genoeg om met weinig kracht te snijden, en een strook tin kan gemakkelijk met de hand gevouwen worden. Het is een glanzend wit metaal dat ook zacht, smeedbaar, en trekbaar is. Het metaal kan zeer gemakkelijk in een heel dunne plaat gerold worden. Tin wordt veelvuldig gebruikt om fijn soldeer voor sleutellegeringen te maken, als beschermende bekleding voor ijzer- en staalplaten, en om tinfolie voor vochtvrije verpakking te produceren.

Zink:

Zink is een chemisch element met het symbool Zn en atoomnummer 30. Wanneer geen oxidatie optreedt, is zink een broos metaal met een zilverbruine kleur. Zink heeft een specifiek gewicht van 7,1 en een smeltpunt van 420°C. Deze typen metalen worden gebruikt om staalplaten te bekleden om gegalvaniseerd ijzer te maken vanwege hun sterke weerstand tegen luchtcorrosie. Zink wordt in platen gerold en gebruikt als dakbedekking en een vochtvrije, non-corrosieve bekleding voor containers, onder andere. Andere opvallende toepassingen van zink zijn de fabricage van messingen en zink basis drukgieterij.

Titane:

Dit type metaal heeft ook het symbool Ti en atoomnummer 22. Titane is een prachtig overgangsmetaal met een zilverkleur, lage dichtheid, grote sterkte, en corrosieweerstand die in de natuur gevonden kan worden. Het is een lichtgewicht, hoge sterkte, lage corrosie metaal dat gebruikt wordt in hoge-snelheid vliegtuigonderdelen als legering. Titane kan gecombineerd worden met andere elementen zoals ijzer, aluminium, en andere metalen om sterke, lichte legeringen te creëren voor gebruik in luchtvaart, autoindustrie, mobiele telefoons, en andere toepassingen.

Wolfram:

Het chemische element wolfram heeft het symbool W en atoomnummer 74. Het is een zeldzaam metaal dat in de natuur voorkomt als verbindingen met andere elementen op aarde. Wolfram heeft het hoogste smeltpunt van 3.422 graden Celsius en het hoogste kookpunt van 5.930 graden Celsius. De dichtheid van deze metalen is 19,25 gram per kubieke centimeter, wat hetzelfde is als uranium en goud. Wolfram wordt in diverse legeringen gebruikt en heeft een wijd bereik aan toepassingen. Glowlampen, Röntgenbuizen, gaslasselektroden, superlegeringen, en stralingsscherming zijn allemaal voorbeelden van typische toepassingen.

De bovenstaande uitleg gaat over de veelvoorkomende typen metalen die vandaag in de industrieën gebruikt worden. Ik hoop dat u dit artikel interessant vindt. Deel het graag met andere studenten. Bedankt voor het lezen, tot de volgende keer!