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材料篇:金属材料之钢

钢可以说是构成我们人类文明基石之一,其优良的的物理特性及化学属性人人皆知。一提到钢,人们马上会联想到重工业以及建筑。这种黑色金属中含有至少 50% 的铁。除铁之外,组成钢的另外一种元素是碳,碳含量的多少直接影响到钢的属性:碳含量越多,钢的硬度和强度就越大,但其延展性会随着碳含量的增加而降低。

钢3

钢系列中包括碳钢、各种合金钢、不锈钢以及工具钢。碳钢的应用最为广泛。

低碳钢有着良好的延展性,可以比较容易地被制成各种复杂形态,较多运用在建筑以及汽车仪表盘等部位还会用以制作家居用品、家具、车身面板以及包装材料等。中碳钢一般也被应用在建筑以及工程领域。高碳钢因为具有很高的硬度而主要用于制作刀具。

冷加工工艺可以增强钢的强度,而降低其延展性。跟铝类似,钢也可以通过与其他金属制成合金以增强其物理性能,这些金属包括:铅,可以增强钢的可加工性;钴,在高温条件下可增强钢的硬度;镍,它与钢制成的合金具有更好地韧性。

钢4

任何材料都可以被重新诠释,任何材料都有可供发掘的无限潜力,都可能被赋予全新用途。而这些新用途、新特点的发现并不仅仅是通过创造性思考来实现的,很多时候只不过是我们偶然发现了它们的其他应用价值。

一种材料加工过程中的副产品或者边脚料很可能就刚好符合另外一种新产品的功能要求。要是没有重工业生产加工工艺,钢显然不是一种易于处理成型的材料,不过,它确实是我们所用材料中最便宜的原材料之一。因此,我们便看到钢被大批量低成本加工成擦洗清洁用的百洁丝。

钢1

金属材料最有趣的特质之一就是其自然生动的表面效果。像木头一样,金属也会因为来自大自然的力量而改变并且留下痕迹,这些痕迹很容易让我们联想起最初形成金属的地方–地球。

锈蚀效果是金属独具的魅力之一,锈蚀过程将金属原本闪亮的表面转变成独特的具有装饰效果的图案和肌理。在条件因素可调节控制的环境里,这样的锈蚀过程甚至可以用来创作风格独特的装饰品。

法国建筑师让·诺维的设计作品都非常注重建筑本身与周围环境的和谐共处,比如说在一栋被水环绕的钢结构建筑中,他一定会考虑运用一些锈蚀效果的元素,因为当水和钢这两种天然元素相遇的时候必定会发生锈蚀反应。

钢2

在靠近法国边境的瑞士姆尔登湖上漂浮着一个重约 4000 吨的、满是锈迹的钢方立体,这其实是由让·诺维为 2002 年瑞士世博会所设计的一件作品。这个生锈的立方体置于一个加固过的水泥平台上,露出水面的部分约为 30 米,整个作品充分展示了钢在大自然的力量下缓慢地转变过程。

上面说的内容很多,现在来总结一下:钢的关键特性有四点,坚硬柔软、易成型、价格相对低廉、回收基本不需要消耗能量。它的典型用途很多,如建筑、造船、生产工具、桥梁、汽车、铁路、家具、家居用品等。

下期「材料篇」我们继续介绍金属家族,敬请期待!

若想了解「材料篇」往期内容,请戳这里

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