铁锈是一种腐蚀,当铁或其合金之一与氧气接触时形成,形成红棕色的氧化铁涂层。除了使金属看起来令人不快之外,它还会削弱它们,使其不适合其预期用途。
尝试去除金属上的锈迹非常耗时,而且通常不会成功,因此通常最好不要使用含铁的易生锈金属,以完全避免这种形式的腐蚀。
因此,为您的项目选择具有防锈性能的金属将有助于在生锈之前减少甚至消除生锈。
在以下各节中,我们将介绍六种不会生锈的金属,并解释它们的其他一些特性和常见应用。
有了这些知识,您将能够节省原本用于尝试解决此问题的时间和金钱。
普通钢由铁和碳组成,这意味着它通常会因氧化而生锈。
然而,不锈钢不会生锈,因为它的铬含量很高(10%至30%)。铬的氧化速度比铁快,在表面形成氧化铬层,防止生锈。
除铬外,不锈钢还含有大量的镍(6%至26%),这还可以防止在大多数大气条件下生锈和腐蚀。
不锈钢表现出的其他一些有益特性包括:
其强大的防锈性能以及上面列出的其他特性使不锈钢成为一种常见的制造材料。它被用来生产我们每天接触的无数物品。
例如,它用于生产汽车和航空航天工业中的金属部件。
您还可以在医疗设备(例如,临时牙冠、外科植入物和止血器)和厨房用品(从餐具和炊具到水槽)中找到它。
最后,它在建筑(建筑物、桥梁、纪念碑、机场屋顶)中找到了各种应用。
如您所见,耐用性、使用寿命和防腐性能对于我们描述的所有应用都至关重要。
无论是在厨房、建筑物还是医生办公室,几乎可以保证不锈钢制成的物品会存在。
镀锌钢的防锈性能是镀锌工艺的直接结果。
镀锌是钢上涂一层薄薄的锌以形成防止生锈的屏障的过程。
锌涂层通过防止水和氧气到达其中的铁和碳元素来阻止钢表面发生腐蚀。
保护性锌涂层在高腐蚀性环境中可持续使用长达 35 至 50 年,在腐蚀性较小的环境中可持续使用 75 年或更长时间。
镀锌钢的其他特性包括:
使用镀锌钢的最常见应用包括建筑部件(例如梯子、楼梯、阳台、室外管道)和设备(包括螺母、螺栓和钉子)以及汽车零件。
它还用于许多其他需要高耐腐蚀性的常见应用。
更重要的是,镀锌钢的成本几乎与没有防锈保护的普通结构钢的成本相等。换句话说,它的成本比不锈钢低四到五倍。
它也只需要很少的钱来维护,因为它在很长一段时间内和不同的大气条件下都能保持耐用和防腐。
耐候钢通常以其商标名称 COR-TEN 而闻名,它参考了其主要特性:COR(耐腐蚀性)和 TEN(抗拉强度)。
它通过独特的生锈过程来保护自己免受腐蚀,尽管看起来有悖常理,但这种生锈过程非常有效。
耐候钢在暴露于氧气和水时会产生一层称为铜绿的天然保护层。
铜绿是通过风化过程形成的,可以持续 10 到 15 分钟、一周、一个月甚至一年。持续时间取决于大气中存在多少水。
当暴露在各种环境循环(热、湿和风)中时,铜绿形成得更快。
耐候钢的生锈过程可形成一层稳定的保护膜,减少多孔间隙,而不是产生孔隙,从而防止空气和湿气到达表面。这样,它就可以防止进一步生锈。
更重要的是,在耐候钢上形成的铜绿颜色非常吸引人,使其具有质朴的外观,在建筑师和艺术家中备受推崇。
耐候钢的其他一些好处包括:
Corten由于其低碳含量而保持柔韧,并且易于使用。它可以是冷成型的,也可以是热成型的。
此外,它的耐腐蚀性是碳钢的 2 到 8 倍,并且具有非常高的抗拉强度,同时需要更少的维护。由于其基面锈蚀率较低,因此可以减少重新喷漆。
这些特性使耐候钢非常适合建筑行业。
它用于创建栅栏、大门、水装置、烟囱、户外照明甚至桥梁等元素。
它也是制作用于园林绿化和园艺的结构以及雕塑和壁画的常用材料。
这种材料在船舶或铁路车辆的生产中也有其用途。
简而言之,耐候钢是需要强大防腐性能、高抗拉强度和美观外观的大中型户外项目的绝佳材料选择。
由于铝不含铁,因此不易生锈。然而,当氧气到达其表面时,会形成称为氧化铝的氧化层。
氧化铝不像铁锈,因为它可以保护底层表面免受腐蚀,而不是促进它。
它使表面上的原子(移动原子)变得惰性,从而阻止底层元素像往常一样迅速地与水分或氧气发生反应。
铝的保护层很难去除,因此可以使用很长时间。它也非常薄且透明,这意味着表面上不会出现变色。
铝的一些主要特性如下:
由于铝重量轻、柔韧且不生锈,因此它是一种用途广泛的制造材料,这就是为什么它今天被用于如此多的应用。
这些范围从飞机和汽车零件,到望远镜镜子和输电线路,再到包装(罐头、铝箔、装饰纸),甚至玩具和厨房用具。
铝由于其抗拉强度低,经常与其他元素混合。通常,它与铜、镁、硅和锰结合以在不降低其成形性的情况下增加其强度。
这种元素可以在自然界中以纯金属形式存在,这意味着它不需要改变其成分即可发展其防锈和耐腐蚀性能。
它还具有以下有用的特性:
由于其非常高的导电性,铜主要用于电线,如电极、电源转换线和电缆。它也存在于火花塞和母线中。
其他应用包括热交换器和其他建筑应用,以及炊具。
铜的两个额外好处是它便宜且丰富,因此预计短期内不会出现短缺。
黄铜由铜和锌组成,使其比纯铜更具延展性。
事实上,锌具有很强的延展性,可以在高温(100°C或212°F)下卷成片状。
它也往往比纯铜更坚固,纯铜及其其他特性也使其非常适合许多船舶应用。
黄铜的其他一些主要特性包括:
黄铜通常用于制作装饰零件和零件,尤其是在钟表、乐器甚至步枪等物品中。在不同的轴承和齿轮,甚至建筑工具中,它也很常见。
最后,由于其易于制造和耐腐蚀,黄铜在整个人类历史上在计时仪器和导航工具的制造中发挥了重要作用。
这种合金是铜和锡的组合,这使得它比纯铜更柔软、更柔韧。
锡不会生锈或氧化,也不会在海洋和淡水环境中腐蚀。
然而,尽管青铜是一种高度耐腐蚀的合金,但由于一种称为青铜病的化学过程,它在极少数情况下会失去其性能。
然而,青铜的有益特性包括:
由于它与其他金属的摩擦力低,它在过去是建造大炮(例如大炮)的非常重要的材料。
它目前用于生产装饰元素,如雕塑或奖牌、乐器、建筑构件和轴承,以及各种航海应用。
由于青铜可以比铜和黄铜进行更大程度的研磨和抛光,因此它是需要精确几何形状和边缘的应用的首选材料。
与本指南中提到的其他金属一样,钛还具有高度的防锈和耐腐蚀性。
钛与钢一样坚固,重量减轻近 50%。尽管如此,尽管它很轻,但它具有非常高的抗拉强度。
当钛与非常热的温度以及其他腐蚀性化合物(如酸、氯和盐水)相互作用时,它会形成一层称为氧化钛的硬层。该层可保护其表面免于生锈。
虽然氧化钛会在大多数腐蚀性环境中形成,但如果周围大气中的氧气量有限,它就不会形成。氧气是形成保护层所必需的。
因此,在低氧环境中使用钛可能无法有效防止腐蚀。
尽管如此,钛仍具有许多有益的特性:
简而言之,钛在极端温度和高腐蚀性环境中非常耐用。
由于它坚固、轻便、防腐,广泛应用于飞机、化工、工程、体育和军事应用。
它也可以被广泛抛光以产生光泽。
与钛相关的最常见应用包括航空航天工业(飞机机身、喷气发动机零件)以及工业场所(海水蒸馏厂、液化天然气厂和炼油厂)。
钛还用于生产高尔夫球杆、网球拍甚至步枪、气枪和消声器等运动器材。它甚至存在于摩托车零件和自行车中。
钛被认为是地球上最坚固、最耐用的金属之一,抗拉强度为 63,000 psi。
因此,对于需要在极热温度下保持结构完整性和功能性的应用来说,它是一个很好的选择。
对于含铁的金属和合金来说,生锈总是一个令人担忧的问题。
我们在本指南中描述的金属不含任何铁,因此具有防腐性能。因此,它们有助于防止生锈,以免造成损坏。
防锈和其他有益品质使这些材料在建筑、海洋、化学和装饰行业中具有不可估量的价值。
如果您的项目和应用需要不生锈的金属,请务必咨询像 Bunty LLC 这样的金属制造专家,以帮助您选择适合您特定要求的材料。