Metaller, yönetilebilir bir grup kümesine ayrılabilir ve bu grupları anlamak, metal kaliteleriyle çalışmanın temelini oluşturur. Fiziksel olarak metal, parlak bir parlaklığa sahip, ısıyı ve elektriği iyi ileten bir maddedir; metaller sertlik, yoğunluk, dövülebilirlik ve esneklik bakımından farklılık gösterir. Metaller, büyük bir hassasiyetle bükülebilir, gerilebilir, delinebilir, dökülebilir, perçinlenebilir, kaynaklanabilir, kesilebilir, bükülebilir ve katlanabilir. Genel olarak, metal kaliteleri üç gruba ayrılır: demirli metaller, demirsiz metaller ve alaşımlar.
Demir grubu esas olarak demirden oluşur. İstenen özellikleri elde etmek için karbon, manganez, nikel, krom ve tungsten gibi diğer metaller veya elementler az miktarda eklenebilir. Her ne kadar hepsi olmasa da demir alaşımlarının çoğu hafif manyetiktir ve korozyona karşı çok az direnç gösterir. Örneğin, demir içeren alaşımlar, belirgin kırmızımsı bir renge sahip olan ve pas olarak bilinen bir dereceye kadar oksidasyon gösterme eğilimindedir. Çoğu demir içeren metal sadece hafif derecede manyetiktir; ancak demir, nikel, kobalt ve bunların alaşımları dahil olmak üzere birkaçı, ferromanyetizma olarak bilinen belirgin manyetik özellikler sergiler.
Demir içermeyen metaller, demir içermeyen metallerdir. Manyetik özellik göstermezler ve genellikle demir içeren metallerden daha korozyona dayanıklıdırlar. Yaygın örnekleri arasında alüminyum, bakır, kurşun, çinko ve kalay sayılabilir.
Bazı demir dışı metaller saf metaller olup, tek bir elementten oluştukları ve dolayısıyla yalnızca bir tür atom içerdikleri anlamına gelir. Yaygın olarak bilinen saf metaller arasında alüminyum, bakır, demir, kurşun, çinko, kalay, gümüş ve altın bulunur.
Alaşım, iki veya daha fazla metalin ve bazen diğer elementlerin birbiriyle karıştırılmasıyla oluşan yeni bir metaldir. Oluşabilecek alaşımların çeşitliliği fiilen sonsuzdur ve her bir kombinasyon kendine özgü özellikler sunar. Özellikleri isteğe göre ayarlama imkânı, metal kalitelerinin bu kadar çok yönlü olmasının başlıca nedenlerinden biridir.
Metaller, seri üretim için özellikle uygun bir malzemedir; binalarda, köprülerde, arabalarda, gemilerde, alüminyum tavalarda, madeni paralarda ve sayısız başka üründe karşımıza çıkarlar. Buna karşılık, altın ve gümüş gibi değerli metaller genellikle yetenekli ustalar tarafından yüzükler, kadehler ve diğer son derece güzel nesneler haline getirilir.
Bazı metallerin son derece özel kullanım alanları vardır. Uranyum ve plütonyum gibi radyoaktif metaller, nükleer santrallerde nükleer fisyon yoluyla enerji üretmek için kullanılır. Oda sıcaklığında sıvı haldeki cıva, anahtarlarda kullanılır; burada anahtar kontakları üzerinden akarken devreyi tamamlar. Şekil hafızalı alaşımlar ise borular, bağlantı elemanları ve damar stentleri gibi uygulamalarda kullanılır.
En yaygın olarak kullanılan metaller arasında demir, alüminyum, bakır, titanyum, çinko ve magnezyum yer alır.
Şekil 1: Metal Kalitelerinin Yaygın Kullanım Alanları ve Uygulamaları
Metalleri demirli, demirsiz ve alaşım grupları olarak sınıflandırmak yararlı bir başlangıç noktasıdır, ancak bu, malzemelerin nasıl tanımlandığı ve seçildiğine dair bakış açılarının sadece bir tanesidir. “Metal” serimizin geri kalanında diğer bakış açıları ele alınmaktadır. Metal Bileşimi, sınıfların ötesine geçerek elementlerin karışımının bir malzemenin özelliklerini nasıl şekillendirdiğini gösterirken, Metal Özellikleri ise her bir sınıfın hangi uygulamalarda kullanılabileceğini belirleyen mekanik ve fiziksel davranışları açıklar. Gerçek belgelerle çalışmaya başladığınızda, Metal Spesifikasyonları bir malzemeyi kesin olarak tanımlayan evrakları ele alır ve Metal Standartları ise bu belgelerin yer aldığı daha geniş çerçeveleri açıklar. Bir kalite sınıfının başka bir sistemdeki karşılığıyla eşleştirilmesi gerektiğinde ise, Metal Eşdeğerleri ve Çapraz Referanslar bunun nasıl yapıldığını gösterir.
Metal türleri genellikle üç gruba ayrılır: esas olarak demirden oluşan demirli metaller; demir içermeyen demirsiz metaller; ve iki veya daha fazla metal ya da elementin birleştirilmesiyle oluşan alaşımlar.
Demirli metaller esas olarak demirden oluşur, genellikle hafif manyetiktir ve korozyona uğramaya veya paslanmaya meyillidir. Demirsiz metaller demir içermez, genellikle manyetik değildir ve korozyona karşı daha dayanıklıdır. Alüminyum, bakır, kurşun, çinko ve kalay yaygın olarak görülen demirsiz metal örnekleridir.
Saf bir metal, tek bir elementten oluşur ve bu nedenle yalnızca tek bir tür atom içerir. Yaygın olarak bilinen saf metaller arasında alüminyum, bakır, demir, kurşun, çinko, kalay, gümüş ve altın sayılabilir.
Alaşım, iki veya daha fazla metalin, bazen de diğer elementlerin birbiriyle karıştırılmasıyla elde edilen yeni bir metaldir. Alaşımlama, her biri kendine özgü özelliklere sahip, neredeyse sonsuz çeşitlilikte malzeme üretilmesini mümkün kılar.
En yaygın olarak kullanılan metaller arasında demir, alüminyum, bakır, titanyum, çinko ve magnezyum yer alır; her biri kendine özgü özellik ve uygulama kombinasyonları nedeniyle değerlidir.