Pourquoi certains métaux sont-ils parfaits pour les gratte-ciel et d'autres pour l'électronique ? La réponse réside dans la compréhension des principales différences entre les métaux ferreux et non ferreux. Cet article se penche sur leurs propriétés uniques, leur composition et leurs diverses applications, vous guidant dans la compréhension de ce qui les différencie et de leur importance. À la fin de l'article, vous comprendrez comment ces métaux sont essentiels dans tous les domaines, de la construction aux gadgets de haute technologie.
Qu'est-ce qui vous vient à l'esprit lorsqu'il s'agit de métaux ?
Lorsqu'il est question de métaux, on pense souvent à des bijoux scintillants ou à des casseroles brillantes. En revanche, peu de gens associent les métaux à la couleur noire. Pourtant, le "métal noir" est en fait une vaste catégorie de métaux.
Le terme "noir" peut facilement amener les gens à penser que les métaux ferreux doivent être noirs et que les métaux non ferreux doivent être colorés. Cette croyance amène de nombreuses personnes à penser que le fer blanc argenté, le chrome et le manganèse gris argenté ne peuvent pas être considérés comme des métaux "noirs".
Cependant, le fer, le chrome, le manganèse et leurs alliages font partie de la catégorie des métaux ferreux. Dans l'industrie, ces métaux sont collectivement appelés métaux ferreux.
En réalité, le fer et le chrome purs sont blanc argenté, tandis que le manganèse est gris argenté. La surface de l'acier est généralement recouverte d'une couche noire de Fe3O4qui, avec le fait que le manganèse et le chrome sont principalement utilisés pour produire du noir, ont une incidence sur la qualité de l'eau. acier alliépeut donner l'impression que ces métaux sont "noirs".
Les métaux sont un groupe de substances qui se caractérisent par leur éclat, leur bonne conductivité, leur conductivité thermique, leurs fortes propriétés mécaniques et leur coefficient de résistance à la température positif. Il existe au total 86 types de métaux dans le monde.
Les métaux sont généralement classés en deux catégories : les métaux ferreux et les métaux non ferreux, en fonction de leur couleur, de leurs propriétés et d'autres caractéristiques distinctives.
Les métaux ferreux se composent principalement de fer, de chrome, de manganèse et de leurs alliages, tels que l'acier, la fonte, le ferro-alliage, la fonte, etc. L'acier et la fonte sont des alliages à base de fer dont le carbone est le principal élément d'addition, et ils sont collectivement désignés sous le nom d'alliages fer-carbone.
La fonte brute est produite par la fusion du minerai de fer dans un haut fourneau et est principalement utilisée pour fabriquer de l'acier et des pièces moulées.
Fonte, avec un teneur en carbone supérieure à 2,11%, peut être obtenue en faisant fondre de la fonte brute dans un four. La fonte liquide peut ensuite être coulée en pièces de fonderie, appelées fonte de fer.
Le ferro-alliage est un alliage composé de fer et d'éléments tels que le silicium, le manganèse et le chrome, titaneetc. Il est l'une des matières premières de l'élaboration de l'acier et sert de désoxydant et d'agent de conservation. élément d'alliage additif.
L'acier est un alliage fer-carbone dont la teneur en carbone est inférieure à 2,11%. Il est produit par la fusion de la fonte brute utilisée pour la fabrication de l'acier dans un four d'aciérie selon un certain processus. Les produits sidérurgiques comprennent les lingots, les billettes de coulée continue et la coulée directe en diverses pièces d'acier.
En général, le terme "acier" fait référence au fer qui a été laminé pour obtenir différentes formes d'acier. Bien qu'il n'y ait que quelques mines de métaux ferreux, chacune d'entre elles produit une grande quantité, ce qui fait que la production totale de métaux ferreux représente 95% de la production mondiale de métaux !
Le fer, le chrome et le manganèse sont les principales matières premières pour la fonte du fer et de l'acier, qui jouent un rôle crucial dans l'économie nationale et constituent un indicateur important de la puissance d'un pays.
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Les métaux non ferreux, également appelés métaux non ferreux au sens strict, comprennent tous les métaux à l'exception du fer, du manganèse et du chrome. Dans un sens plus large, les métaux non ferreux englobent également les alliages non ferreux, tels que le cuivre, l'étain, le plomb, le zinc, l'aluminium, le laiton et le bronze, alliages d'aluminiumet les alliages pour roulements.
Un alliage non ferreux est un alliage constitué d'un métal non ferreux en tant que composant principal (représentant généralement plus de 50%) et d'un ou plusieurs autres éléments. Dans l'industrie, des métaux tels que le chrome, le nickel, le manganèse, le molybdène, le cobalt, le vanadium, le tungstène et le titane sont également utilisés.
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Ces métaux sont principalement utilisés comme additifs d'alliage pour améliorer les performances d'autres métaux. Le tungstène, le titane, le molybdène et d'autres métaux sont principalement utilisés dans la fabrication d'alliages durs pour outils de coupe. Ces métaux non ferreux sont appelés métaux industriels.
Les métaux non ferreux peuvent être divisés en métaux lourds (tels que le cuivre, le plomb et le zinc), en métaux légers (tels que l'aluminium et le magnésium), en métaux précieux (tels que l'or, l'argent et le platine) et en métaux rares (tels que le tungstène, le molybdène, le germanium, le lithium, le lanthane et l'uranium).
En 1958, la Chine a classé le fer, le chrome et le manganèse parmi les métaux ferreux et les 64 autres métaux parmi les métaux non ferreux. Ces 64 métaux non ferreux comprennent l'aluminium, le magnésium, le potassium, le sodium, le calcium, le strontium, le baryum, le cuivre, le plomb, le zinc, l'étain, le cobalt, le nickel, l'antimoine, le mercure, le cadmium, le bismuth, l'or, l'argent, le platine, le ruthénium, le rhodium, le palladium, l'osmium, l'iridium, le béryllium, le lithium, le rubidium, le césium, le titane, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantale, tungstène, molybdène, gallium, indium, thallium, germanium, rhénium, lanthane, cérium, praséodyme, néodyme, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutécium, scandium, yttrium et thorium.
Par rapport aux métaux purs, les alliages non ferreux ont généralement des caractéristiques plus élevées. la résistance et la duretéLes alliages non ferreux ont une plus grande résistance, un coefficient de résistance à la température plus faible et de bonnes propriétés mécaniques globales. Les alliages non ferreux les plus courants sont l'alliage d'aluminium et l'alliage de cuivre, alliage de magnésiumalliage de nickel, alliage d'étain, alliage de tantale, alliage de titane, alliage de zinc, alliage de molybdène, alliage de zirconium, etc.
En raison du rôle crucial qu'ils jouent dans l'industrie moderne, les métaux rares sont parfois séparés des métaux non ferreux et classés dans une catégorie distincte, ce qui donne trois grandes catégories de métaux : les métaux ferreux, les métaux non ferreux et les métaux rares.
Par rapport aux métaux ferreux, les métaux non ferreux sont beaucoup plus variés et les zones d'extraction des métaux non ferreux sont beaucoup plus nombreuses.
Aujourd'hui, les métaux non ferreux et leurs alliages sont devenus des matériaux structurels et fonctionnels essentiels dans diverses industries, notamment la fabrication de machines, la construction, l'électronique, l'aérospatiale et l'utilisation de l'énergie nucléaire.
Dans les applications pratiques, les métaux non ferreux sont généralement divisés en 5 catégories :
À première vue, la distinction entre les métaux ferreux et non ferreux est simple. Les métaux ferreux contiennent du fer, alors que les métaux non ferreux n'en contiennent pas.
Toutefois, au-delà de cette simple définition en noir et blanc, il existe d'autres différences. La composition et les applications des métaux ferreux et non ferreux varient considérablement.
Le métal ferreux promet la durabilité :
Les métaux ferreux comprennent le fer et de nombreuses formes d'acier, qui sont des matériaux largement utilisés. En raison de leur durabilité, les métaux ferreux sont couramment utilisés dans la construction, la tuyauterie et la production d'outils.
Toutefois, ce n'est pas parce qu'ils sont solides qu'ils manquent de polyvalence. L'acier, par exemple, est une combinaison de fer et de carbone, mais en ajustant le ratio de ces composants ou en ajoutant d'autres matériaux, l'acier peut être transformé en n'importe quoi, des poutrelles d'acier robustes utilisées dans les immeubles de grande hauteur à l'acier brillant. pièces moulées en acier inoxydable.
Voici quelques exemples de métaux ferreux :
Les métaux non ferreux garantissent la flexibilité :
Les métaux non ferreux ont une multitude d'utilisations, leur polyvalence et leurs propriétés uniques les rendant idéaux pour un large éventail d'applications dans diverses industries.
Par exemple, cuivre et aluminium ont la capacité de conduire la chaleur et l'électricité, tandis que de nombreux métaux non ferreux constituent le cœur de la plupart des smartphones.
En outre, les métaux tels que l'or et l'argent sont utilisés à des fins ornementales depuis des milliers d'années.
L'un des principaux avantages des métaux non ferreux est qu'ils sont intrinsèquement résistants à la corrosion et au magnétisme, ce qui en fait un choix populaire pour de nombreuses applications.
Voici quelques exemples de métaux non ferreux :
Principales différences :
Les principales différences entre les métaux ferreux et non ferreux sont leur coût et leur accessibilité. Les métaux ferreux, tels que le carbone et le fer, sont abondants dans leurs éléments de base, ce qui les rend faciles à obtenir et relativement peu coûteux.
En revanche, les métaux non ferreux comme l'or et l'argent sont rares et, en raison de leur utilisation répandue, tendent à être plus chers. C'est pourquoi ils sont souvent appelés "métaux précieux".
Les métaux ont joué un rôle crucial dans le développement de la société humaine, car ils ont été à l'origine de nombreuses transitions clés dans l'histoire de l'humanité. L'âge du bronze et l'âge du fer, qui ont suivi l'âge de pierre, sont des exemples de la manière dont les matériaux métalliques ont façonné la société humaine.
Après la Seconde Guerre mondiale, les progrès de la science et de la technologie ont conduit au développement de nouveaux matériaux métalliques, tels que la fonte ductile, la fonte alliée, l'acier allié, l'acier résistant à la chaleur, l'acier inoxydable, l'alliage de nickel, l'alliage de titane et l'acier inoxydable. carbure cémentéqui ont depuis été appliquées dans la production pratique.
Dans les temps modernes, la recherche et le développement de matériaux métalliques a dépassé le domaine traditionnel des métaux purs et des alliages purs. Avec les progrès de la théorie et de la technologie de base, de nouveaux matériaux métalliques sont apparus, notamment des matériaux structurels à haute température tels que les nanométaux, les alliages à entropie élevée/moyenne, les cristaux colonnaires solidifiés de manière directionnelle, les alliages monocristallins, les composites à matrice métallique et les alliages à mémoire de forme.
Les matériaux métalliques sont devenus une base essentielle pour le développement de la société humaine. La modernisation de l'agriculture et de l'industrie, la défense nationale et le progrès scientifique et technologique s'appuient tous sur les matériaux métalliques, qu'il s'agisse d'outils agricoles et de pièces mécaniques, d'armes sophistiquées comme les avions, les missiles, les flèches incendiaires, les satellites, les sous-marins nucléaires, ainsi que de composants ou de pièces nécessaires aux technologies de pointe comme l'énergie atomique, la télévision, les communications, les radars et les ordinateurs électroniques.
Actuellement, de nombreux pays dans le monde, en particulier ceux qui ont des industries développées, se font concurrence pour développer leurs industries des métaux et des métaux non ferreux et augmenter leurs réserves stratégiques de métaux.
En conclusion, les matériaux métalliques sont des matériaux de base essentiels et des ressources stratégiques importantes pour l'économie nationale, la vie quotidienne, l'industrie de la défense et le progrès scientifique et technologique.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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