Alaşımlı metaller: açıklama, liste ve uygulama özellikleri

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Geliştirme, iyileştirme ile tanımlanır. Endüstriyel ve yerli yeteneklerin geliştirilmesi, ilerici özelliklere sahip malzemelerin kullanılmasıyla gerçekleştirilir. Bunlar özellikle alaşımlı metallerdir. Çeşitlilikleri, alaşım elementlerinin nicel ve nitel bileşimini düzeltme olasılığı ile belirlenir.

Doğal Alaşımlı Çelik

Özellikleri bakımından akrabalarından farklı olan ilk ergitilmiş demir, doğal olarak alaşımlıydı. Eritilmiş tarih öncesi meteorik demir, artan miktarda nikel içeriyordu. 4-5 bin yıllık eski Mısır mezarlarında bulunmuştur. e., Delhi'deki Qutab Minar'ın mimari anıtı (5. yüzyıl) aynı şekilde inşa edilmiştir. Japon şam kılıçları, molibden ile doyurulmuş demirden yapılmıştır ve Şam çeliği, modern yüksek hızlı kesimin özelliği olan tungsten içeriyordu. Bunlar, cevheri belirli yerlerden çıkarılan metallerdi.

Modern üretim alaşımları, doğal olarak oluşan metalik veözelliklerine ve özelliklerine yansıyan metalik olmayan köken.

Tarihi yol

Alaşım geliştirmenin temeli, 18. yüzyılda Avrupa'da çeliği eritmek için pota yönteminin gerekçelendirilmesiyle atıldı. Daha ilkel bir versiyonda, eski zamanlarda şam ve Şam çeliğini eritmek de dahil olmak üzere potalar kullanıldı. 18. yüzyılın başında, bu teknoloji endüstriyel ölçekte geliştirildi ve kaynak malzemenin bileşimini ve kalitesini ayarlamayı mümkün kıldı.

• Giderek daha fazla yeni kimyasal elementin eşzamanlı keşfi, araştırmacıları deneysel eritme deneylerine itti.
• Bakırın çeliğin kalitesine olumsuz etkisi tespit edilmiştir.
• %6 demir içeren pirinç keşfedildi.

Tungsten, manganez, titanyum, molibden, kob alt, krom, platin, nikel, alüminyum ve diğerlerinin çelik alaşımı üzerinde kalitatif ve kantitatif etkiler açısından deneyler yapıldı.

Manganez ile alaşımlı çeliğin ilk endüstriyel üretimi 19. yüzyılın başında kuruldu. 1856'dan beri Bessemer eritme sürecinin bir parçası olarak geliştirilmiştir.

Dopingin özellikleri

Modern olanaklar, herhangi bir bileşimdeki alaşımlı metalleri eritmeyi mümkün kılar. Söz konusu teknolojinin temel ilkeleri:

1. Bileşenler, yalnızca bilinçli olarak sunuldukları ve her birinin içeriği %1'i aştığı takdirde alaşım olarak kabul edilir.
2. Kükürt, hidrojen, fosfor safsızlık olarak kabul edilir. metalik olmayankapanımlar, bor, nitrojen, silikon, nadiren kullanılır - fosfor.
3. Dökme alaşımlama, metalurjik üretim çerçevesinde bileşenlerin erimiş bir maddeye sokulmasıdır. Yüzey, yüksek sıcaklıkların etkisi altında gerekli kimyasal elementlerle yüzey tabakasının difüzyon doygunluğu yöntemidir.
4. İşlem sırasında katkı maddeleri "dört" malzemenin kristal yapısını değiştirir. Mekanik bir tanecik karışımı oluşturarak metalik ve metalik olmayan yapıların sınırlarına yerleştirilmelerinin yanı sıra penetrasyon veya dışlama çözümleri oluşturabilirler. Burada elementlerin birbiri içindeki çözünürlük derecesi büyük rol oynar.

Alaşım bileşenleri

Genel sınıflandırmaya göre, tüm metaller demirli ve demirsiz olarak ayrılır. Siyahlar arasında demir, krom ve manganez bulunur. Demir içermeyenler hafif (alüminyum, magnezyum, potasyum), ağır (nikel, çinko, bakır), asil (platin, gümüş, altın), ateşe dayanıklı (tungsten, molibden, vanadyum, titanyum), hafif, nadir toprak ve radyoaktif olarak ayrılır.. Alaşımlı metaller, tüm demirli metallerin yanı sıra çok çeşitli hafif, ağır, asil ve ateşe dayanıklı demir dışı metalleri içerir.

Bu elementlerin oranına ve alaşımın ana kütlesine bağlı olarak, ikincisi düşük alaşımlı (%3), orta alaşımlı (%3-10) ve yüksek alaşımlı (10'dan fazla) olarak ayrılır. %).

Alaşımlı çelikler

Teknolojik olarak süreç zorluklara neden olmaz. Aralık çok geniştir. için ana hedeflerçelikler aşağıdaki gibidir:

• Gücü artırın.
• Isı işlem sonuçlarını iyileştirin.
• Korozyon direnci, ısı direnci, ısı direnci, ısı direnci, agresif çalışma koşullarına direnç, servis ömrü.

Ana bileşenler, Cr, Mn, W, V, Ti, Mo ve ayrıca demir dışı Al, Ni, Cu içeren demirli alaşımlar ve refrakter metallerdir.

Krom ve nikel, paslanmaz çeliği (X18H9T) ve ayrıca çalışma koşulları yüksek sıcaklıklar ve şok yükleri (15X5) ile karakterize edilen ısıya dayanıklı çeliği tanımlayan ana bileşenlerdir. Rulmanlar ve sürtünme parçaları için %1,5'e kadar kullanılır (15HF, SHKH15SG)

Manganez, aşınmaya dayanıklı çeliklerin (110G13L) temel bir bileşenidir. Küçük miktarlarda fosfor ve kükürt konsantrasyonunu az altarak deoksidasyona katkıda bulunur.

Silisyum ve vanadyum, esnekliği belli bir oranda artıran ve yay ve yay (55C2, 50HFA) yapımında kullanılan elementlerdir.

Alüminyum, yüksek elektrik direncine sahip (X13Y4) demir için geçerlidir.

Önemli miktarda tungsten içeriği, yüksek hıza dayanıklı takım çelikleri (R9, R18K5F2) için tipiktir. Bu malzemeden yapılmış alaşımlı bir metal matkap, karbon çeliğinden yapılmış aynı alete göre çok daha üretken ve tetiklemeye karşı dirençlidir.

Alaşımlı çelikler günlük kullanıma girmiştir. Aynı zamanda, alaşımlama yöntemleriyle de elde edilen şaşırtıcı özelliklere sahip sözde alaşımlar bilinmektedir. Yani "ahşap çelik" %1 krom içerirve ahşabın özelliği olan yüksek ısı iletkenliğini belirleyen %35 nikel. Elmas ayrıca %1.5 karbon, %0.5 krom ve %5 tungsten içerir, bu da onu elmasa benzer özellikle sert olarak karakterize eder.

Alaşımlı dökme demir

Dökme demirler, önemli bir karbon içeriği (2,14 ila %6,67), yüksek sertlik ve korozyon direnci, ancak düşük mukavemet ile çeliklerden farklıdır. Önemli özellik ve uygulama yelpazesini genişletmek için krom, manganez, alüminyum, silikon, nikel, bakır, tungsten, vanadyum ile alaşımlanmıştır.

Bu demir-karbon malzemesinin özel özelliklerinden dolayı alaşımlanması çeliğe göre daha karmaşık bir işlemdir. Bileşenlerin her biri, içindeki karbon formlarının dönüşümünü etkiler. Böylece manganez, gücü artıran "doğru" grafitin oluşumuna katkıda bulunur. Diğerlerinin katılması, karbonun serbest bir duruma geçişi, dökme demirin ağartılması ve mekanik özelliklerinde azalma ile sonuçlanır.

Teknoloji, düşük erime sıcaklığı (ortalama olarak 1000 ˚C'ye kadar) nedeniyle karmaşıktır, ancak çoğu alaşım elementi için bu seviyeyi önemli ölçüde aşmaktadır.

Karmaşık alaşımlama, dökme demirler için en etkili olanıdır. Aynı zamanda, bu tür dökümlerin ayrılma olasılığının artması, çatlama riski ve döküm kusurları da hesaba katılmalıdır. Teknolojik işlemin elektromanyetik ve indüksiyon ocaklarında yapılması daha akılcıdır. Zorunlu bir ardışık adım, yüksek kaliteli ısıl işlemdir.

Krom dökme demirler, yüksek aşınma direnci, mukavemet, ısı direnci, yaşlanma ve korozyona karşı direnç (CH3, CH16) ile karakterize edilir. Kimya mühendisliğinde ve metalurji ekipmanlarının üretiminde kullanılırlar.

Silikon alaşımlı dökme demirler, tatmin edici mekanik özelliklere sahip olmalarına rağmen yüksek korozyon direnci ve agresif kimyasal bileşiklere karşı direnç ile ayırt edilirler (ChS13, ChS17). Kimyasal ekipmanın, boru hatlarının ve pompaların parçalarını oluştururlar.

Isıya dayanıklı dökme demirler, son derece verimli kompleks alaşımlamanın bir örneğidir. Krom, manganez, nikel gibi demirli ve alaşımlı metaller içerirler. Korozyona karşı yüksek direnç, aşınma direnci ve yüksek sıcaklık koşullarında - türbinlerin, pompaların, motorların, kimya endüstrisi ekipmanlarının parçaları (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh) altında yüksek yüklere karşı direnç ile karakterize edilirler.

Önemli bir bileşen, alaşımın döküm özelliklerini arttırırken diğer metallerle birlikte kullanılan bakırdır.

Alaşım bakır

Saf halde ve temel ve alaşım elementlerinin oranına bağlı olarak çok çeşitli olan bakır alaşımlarının bir parçası olarak kullanılır: pirinç, bronz, cupronickel, nikel gümüş ve diğerleri.

Saf pirinç - çinko içeren bir alaşım - alaşımlı değildir. Belirli bir miktarda demir dışı metal alaşımları içeriyorsa, çok bileşenli olarak kabul edilir. Bronzlar, diğer metalik bileşenlere sahip alaşımlardır.kalay olabilir ve kalay içermez, her durumda alaşımlıdır. Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si yardımıyla kaliteleri artırılır.

Bakır bileşiklerindeki silikon içeriği, korozyon direncini, mukavemetini ve elastikiyetini artırır; kalay ve kurşun - işlenebilirliğe ilişkin sürtünme önleyici nitelikleri ve olumlu özellikleri belirleyin; nikel ve manganez - korozyon direnci üzerinde de olumlu bir etkiye sahip olan dövme alaşımların bileşenleri; demir mekanik özellikleri geliştirirken çinko teknolojik özellikleri geliştirir.

Elektrik mühendisliğinde çeşitli tellerin imalatında ana hammadde olarak, kimyasal ekipman için kritik parçaların imalatında malzeme olarak, makine mühendisliği ve enstrümantasyonda, boru hatlarında ve ısı eşanjörlerinde kullanılır.

Alüminyum alaşımı

Dövme veya döküm alaşımları olarak kullanılır. Buna dayanan alaşımlı metaller, bakır, manganez veya magnezyum (duraluminler ve diğerleri) içeren bileşiklerdir, ikincisi, silumin adı verilen silikonlu bileşiklerdir, tüm olası varyantları ise Cr, Mg, Zn, Co, Cu ile alaşımlıdır.

Bakır sünekliğini artırır; silikon - akışkanlık ve yüksek kaliteli döküm özellikleri; krom, manganez, magnezyum - basınç ve korozyon direnci ile mukavemeti, işlenebilirliğin teknolojik özelliklerini iyileştirir. Ayrıca, B, Pb, Zr,Ti, Bi.

Demir istenmeyen bir bileşendir, ancak alüminyum folyo üretiminde küçük miktarlarda kullanılır. Siluminler, makine mühendisliğinde kritik parçaların ve muhafazaların dökümü için kullanılır. Duraluminler ve alüminyum bazlı damgalama alaşımları, uçak endüstrisi, gemi yapımı ve makine mühendisliğinde yük taşıyıcı yapılar da dahil olmak üzere gövde elemanlarının üretimi için önemli bir hammaddedir.

Alaşımlı metaller orijinal malzemeye göre mekanik ve teknolojik özellikleri gelişmiş olarak endüstrinin her alanında kullanılmaktadır. Alaşım elementlerinin çeşitliliği ve modern teknolojilerin yetenekleri, bilim ve teknolojideki olanakları genişleten çeşitli modifikasyonlara izin verir.