合金とは? その種類, 構成とさまざまな分野への応用

合金は現代の商業世界のあらゆる面で不可欠です. さまざまな業界で幅広い用途に使用できます。. これらの特別な材料は、基本元素には見られない特性を持つ 2 つ以上の元素を複合して構成されています。. 君主制の形成に貢献した青銅器時代のアジアの兵器から始まり、現代技術に存在するナノマテリアルまで, 合金は多用途であり、歴史を通じて広く使用されてきました。. それで, 記事上で, 合金の興味深いトピックを調べ、合金の歴史についての情報を提供します。, 彼らの構成員, および合金の製造に使用される原理.

合金とは?

合金とは、簡単に言うと、2 つ以上の金属、または金属と 1 つ以上の非金属の混合物です。. 合金は強度などの特定の特徴を示します, 耐久性, 腐食に対する保護, 熱とそのため、多くの産業で利用される重要な要素です。. 合金は 2 つ以上の金属、場合によっては非金属との混合物であり、材料を生成するために成分を加熱および混合する必要があります。. 構成要素とは異なる特性を持っています.

合金の歴史とは?

合金はそれ以来使用されています 3000 紀元前. 真鍮 ( 銅 と亜鉛) とブロンズ ( 銅と錫) 古代の合金だった. 初期の冶金技術が製造プロセスに適用されました, この初期の冶金技術は精錬として知られていました. 製錬工程では, さまざまな組成の 2 つの鉱石が一緒に精錬されました.

著しく, 19世紀に, ニッケルの痕跡が存在することが調査されました。 銅 要素ですが分離されていませんでした. これら 2 つの金属の鉱石は製錬され、白銅ニッケルが形成されました。. 製錬後の製品は高い強度を与えます.

青銅と真鍮は両方とも銅の柔らかい挙動を変化させて硬さを示しました, 靭性, そして回復力.

合金の組成

元素の割合が異なると合金も異なります. これらの合金には独特の能力と用途があります. 合金の組成をもっと理解しましょう. 詳しい構成比表はこちら.

合金の種類

特定の種類の合金は次のとおりです;

1. 鉄合金

鉄合金は鉄を主成分の一つとして構成されています. これらはさまざまな分野で多くの用途があります. 一般的な鉄合金には次のものがあります。:

1. 鋼鉄

鋼鉄 鉄と他の元素を混ぜた結果として形成される合金です, つまり. 炭素. 炭素の量は、 0. 2% に 2. 1% 重量で. クロムなどのその他の元素, ニッケル, またはバナジウムは鋼の他の特性を変えるために使用されることもあります. さまざまな種類の鋼には次のものがあります。:

1. 炭素鋼: 鉄と炭素のみを含み、他のグレードの化学組成は含まれていません. 彼らは炭素の割合に基づいてそれを分類します。. 炭素鋼管, 中炭素鋼管, 高炭素鋼管. 炭素鋼は一般的に強くて硬いため、建設業界や製造業でよく使用されます。.
2. 合金鋼: 強度を高めるクロムなどの合金元素も少量含まれています。, 靭性を高めるニッケル, モリブデンは耐摩耗性と耐腐食性を高めます. 合金鋼の用途のうち, 自動車製品の製造に多くの用途があります, 機械, とツール.
3. ステンレス鋼: 含まれています 5% 鋼に優れた耐食性を与えるクロム. このタイプのカーボンは台所用品にも応用されています, 医療器具, および建設アクセサリ.
4. 工具鋼: などのコンポーネントで構成されます。: タングステン, モリブデンコバルト, バナジウムと. 耐久性、耐熱性に優れた特性を持っています。. これらの特徴により、切断に適しています。, 押す, 成形ツールの作成と.

2. 鋳鉄

鋳鉄は古いタイプの鉄と炭素の合金の 1 つです. 以上の炭素量が含まれています 2% とシリコン. 特徴としては硬さが挙げられます, 脆さ, 鋳造性の点で他のほとんどの合金よりも優れています。. 鋳鉄の種類には次のものがあります。:

1. ねずみ鋳鉄: 含まれています グラファイトフレーク. 灰色になり、一般的に簡単に回転できます. その応用例には次のものがあります。: エンジンブロック, パイプ, そして様々な機械.
2. 延性のある (結節性) 鋳鉄: 延性と衝撃強度を高める球状黒鉛塊が含まれています。. 自動車部品に多くの用途があります, 歯車, そしてクランクシャフト.
3. 白鋳鉄: 主に炭化鉄で構成されており、非常に硬いです。, しかし脆い. 耐摩耗性コーティングや耐摩耗性が重要なさまざまな産業分野に適用されます。.

2. 非鉄合金

非鉄合金は主成分の元素として鉄を含まない. これらは密度が低いため好ましい, 優れた防食機能. このほかにも, 高い電気伝導率と熱伝導率を持っています. 一般的な非鉄合金には次のものがあります。:

1. アルミニウム合金

アルミニウム 合金は非常に優れた耐食性を持っています. これらは通常、銅などの他の元素と結合します。, マグネシウム, シリコン, と亜鉛. 一般的な用途には以下が含まれます:

• 航空宇宙産業: アルミニウム合金は構造物に幅広く応用されています, 胴体, 軽量でありながら強度の高い翼を備えています。.
• 自動車産業: 車体への応用性が高い, エンジン部分, 車輪, 燃料の有効性と体重のかかりやすさによるなど.
• 包装産業: 食品や飲料の包装にアルミ缶やアルミホイルが使われています。. 無毒でリサイクル可能なため.

2. 銅合金

銅合金は主に、電気の良導体であることと耐腐食性であるという特徴で有名です。. 一般的な銅合金には次のものがあります。:

1. 真鍮: 金色の外観と良好な被削性を備えた銅と亜鉛の合金. ギターの製造に応用されています, ドラム, 装飾品, および配管器具.
2. ブロンズ: 特殊な金属組成; 硬さと耐摩耗性、耐腐食性を特徴とする銅と錫. ベアリングの製造に適用されます, ブッシング, そして彫刻.

3. チタン合金

チタン合金を好ましいものにするいくつかの重要な特性は、高い強度対重量比です。, 良好な耐食性, および生体適合性. 多くの用途があります

• 航空宇宙産業: 比較的軽量であると同時に耐久性があります。. それで, 航空機のフレームの製造に応用されています, エンジン, フィルター, とファスナー.
• 医療用インプラント: これらは非分解性で人体に適合します。. それで, 彼らは作る上で多くの応用を持っています 関節置換術における関節支持面, 歯科補綴物, そして手術器具.
• 海洋用途: シャフトは確実に水中で走行する必要があり、最高の耐食性を備えているため、プロペラ シャフトの製造に使用されます。.

金属の違いは何ですか, 非金属, および合金?

合金の違いを説明する詳細な表は次のとおりです。, 金属, および非金属.

合金の用途とは何ですか?

それで, 合金のいくつかの顕著な用途について議論しましょう.

• 工事: 建築構造物の主な材質は鋼材です, つまり. 鉄と炭素の合金.
• 航空宇宙: 航空機には高強度などの特性を備えた材料が必要です, 低密度, および高温耐性. それで, チタン合金には、高い強度重量比と熱安定性という利点があります。.
• 自動車: アルミニウム合金は軽量で耐腐食性があるため、燃費と性能を向上させるための最良の選択肢となります。.
• エレクトロニクス: 青銅ベースの合金は、その導電性と強度により、電気接続やコンポーネントに幅広い用途があります。.
• 医療機器: ステンレス鋼とコバルトクロム合金は、インプラントや手術のツールや機器に応用されています。. これは主に、これらの金属が身体組織からの有害反応を引き起こさず、十分な強度があるためです。.

合金の利点は何ですか?

• 強度の増加: 合金添加物を含まない母材の強度と硬度が高い.
• 耐食性の向上: 錆びやその他の劣化に対する耐性の向上.
• 耐久性の向上: 過酷な条件下でもより高い本来の値を発揮.
• カスタマイズされたプロパティ: フィット感とカスタマイズ性の関係を追求する場合, 特性は特定のアプリケーションに関連している必要があることに注意することが重要です.
• コスト効率: 材料の使用によりコストを削減できる可能性がある.

合金の限界とは何ですか?

• 複雑なプロパティ: 一次金属よりも予測と制御がさらに困難.
• コストの上昇: 実現された合金の中には、製造にコストがかかるものもあります.
• 製造上の困難: 粉砕可能です, 改革された, そして絆された. このほかにも, 複雑な加工や機械加工が必要になる場合があります.
• 環境への影響: 多額の環境費とエネルギー費が発生する可能性が高くなります.

結論

合金は金属よりもはるかに優れた機能を備えている傾向があるため、常に重要な部品であり続けています。. 金属や元素の変化を通じて, 多くの研究者や技術者が、望ましいニーズを満たすことができる物質を生み出すことができます。. それで, これにより、建設に使用される材料の効率と品質が向上します。, 交通機関, エレクトロニクス, およびヘルスケア産業. さらに, さまざまな合金の特性は、特定の用途に適した材料の選択に役立ちます. 安全性の向上にも役立ちます, 効能, そして耐久性. お問い合わせ より専門的なアイデアを求めて.