مفهوم آلیاژ، طبقه بندی و خواص آنها. برای از بین بردن چنین تلفات بزرگ در مهندسی مکانیک، قطعات با لاک، رنگ، فلزات مقاوم در برابر مواد شیمیایی و فیلم‌های اکسید پوشش داده می‌شوند.

حالت فلزی با ساختار الکترونیکی توضیح داده می شود. عناصر فلزی با وارد شدن به یک واکنش شیمیایی با عناصری که غیرفلز هستند، به آنها الکترون های بیرونی، به اصطلاح ظرفیت، می دهند. این نتیجه از این واقعیت است که در فلزات، الکترون های بیرونی به طور سست به هسته متصل هستند. علاوه بر این، تعداد کمی الکترون در لایه بیرونی وجود دارد (فقط 1-2)، در حالی که غیر فلزات دارای تعداد زیادی الکترون هستند (5-8).

تمام عناصری که در سمت چپ گالیندیم و تالیم قرار دارند فلز هستند و در سمت راست آرسنیک، آنتیموان و بیسموت غیرفلز هستند.

در فن آوری، غیر فلزی به عنوان موادی شناخته می شود که دارای "درخشش فلزی" و خاصیت خاصیت انعطاف پذیری هستند.

علاوه بر این، تمام فلزات دارای رسانایی الکتریکی و حرارتی بالایی هستند.

ویژگی ساختار مواد فلزی این است که همه آنها عمدتاً از اتم های سبک ساخته شده اند که در آن الکترون های بیرونی ضعیف به هسته متصل می شوند. این امر ماهیت خاصی از برهمکنش اتم های فلزی و خواص فلزی را ایجاد می کند. فلزات رسانای خوبی برای الکتریسیته هستند.

از 106 عنصر شیمیایی شناخته شده (تا سال 1985)، 83 عنصر فلزی هستند.

طبقه بندی فلزات

هر یک از فلزات از نظر ساختار و خواص با دیگری متفاوت است، اما با توجه به برخی ویژگی ها، می توان آنها را در گروه ها ترکیب کرد.

این طبقه بندی توسط دانشمند روسی Gulyaev A.P. و ممکن است با موارد پذیرفته شده همخوانی نداشته باشد.

تمام فلزات را می توان به دو گروه بزرگ تقسیم کرد - فلزات آهنی و غیر آهنی.

فلزات آهنی اغلب دارای رنگ خاکستری تیره، چگالی بالا (به جز خاک قلیایی)، نقطه ذوب بالا، سختی نسبتاً بالا هستند. معمولی ترین فلز این گروه آهن است.

فلزات غیر آهنی اغلب دارای رنگ مشخصی هستند: قرمز، زرد و سفید. آنها دارای انعطاف پذیری بالا، سختی کم، نقطه ذوب نسبتا پایین هستند. معمولی ترین عنصر این گروه مس است.

فلزات آهنی نیز به نوبه خود به صورت زیر تقسیم می شوند:

1. فلزات آهن- آهن، کبالت، نیکل (به اصطلاح فرومغناطیس) و منگنز از نظر خواص نزدیک به آنها. Co، Ni، Mu اغلب به عنوان افزودنی به آلیاژهای آهن و همچنین به عنوان پایه ای برای آلیاژهای مربوطه استفاده می شود که از نظر خواص مشابه با فولادهای پر آلیاژ است.

2. فلزات نسوزکه نقطه ذوب آن بالاتر از آهن است (یعنی بالای 1539 درجه سانتیگراد). به عنوان یک افزودنی برای فولادهای آلیاژی و همچنین به عنوان پایه ای برای آلیاژهای مربوطه استفاده می شود. اینها عبارتند از: Ti، V، Cr، Zr، Nb، Mo، Tc (تکنسیوم)، Hf (هافیوم)، Ta (تانتالوم)، W، Re (رنیم).

3. فلزات اورانیوم- اکتینیدها که عمدتاً در آلیاژهای مهندسی انرژی هسته ای استفاده می شوند. اینها عبارتند از: Ac (اکتینیم)، Th (توریم)، ​​U (اورانیوم)، Np (نپتونیم)، Pu (پلوتونیوم)، Bk (برکلیوم)، Cf (کالیفرنیوم)، Md (ماندلویوم)، No (نوبلیم)، و غیره. .

4. فلزات خاکی کمیاب(REM) - La (لانتانیم)، Ce (سریم)، ​​Nd (نئودیمیم)، Sm (ساناریوم)، Eu (europium)، Dy (dysprosium)، Lu (لوتسیم)، Y (ایتریوم)، Sc (slandium) و غیره ...، تحت نام لانتانیدها متحد شدند. این فلزات دارای خواص شیمیایی بسیار مشابه، اما خواص فیزیکی متفاوتی هستند (نوع، و غیره). آنها به عنوان افزودنی به آلیاژهای عناصر دیگر استفاده می شوند. در شرایط طبیعی، آنها با هم رخ می دهند و به سختی به عناصر جداگانه جدا می شوند. معمولاً از یک آلیاژ مخلوط استفاده می شود - 40-45٪ Ce (سریم) و 40-45٪ از تمام REM های دیگر.

5. فلزات قلیایی خاکی- در حالت فلزی آزاد استفاده نمی شود، مگر در موارد خاص، به عنوان مثال، خنک کننده در راکتورهای هسته ای. لی (لیتیوم)، Na، K (پتاسیم)، Rb (روبیدیم)، Cs (سزیم)، Fr (فرانسیوم)، کلسیم (کلسیم)، Sr (استرانسیم)، با (باریم)، ​​رادیوم.

فلزات غیر آهنی به دو دسته تقسیم می شوند:

1. فلزات سبک - Be (بریلیم)، Mg (منیزیم)، Al (آلومینیوم) که چگالی کمی دارند.

2. فلزات نجیب - Ag (نقره)، پلاتین (پلاتین)، طلا (طلا)، Pd (پالادیوم)، Os (اسمیوم)، آهن (ایریدیم) و غیره مس یک فلز نیمه نجیب است. مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارند.

3. فلزات کم ذوب - روی (روی)، کادمیوم (کادمیم)، جیوه (جیوه)، قلع (قلع)، بی (بیسموت)، Sb (آنتیموان)، سرب (سرب)، به عنوان (آرسنیک)، در (ایندیم). ) و غیره، و عناصر با خواص فلزی ضعیف - Ga (گالیوم)، جنرال الکتریک (ژرمانیوم).

استفاده از فلزات با مس، نقره و طلا آغاز شد. از آنجایی که در طبیعت به صورت خالص (بومی) یافت می شوند.

بعداً فلزات از سنگ معدن - Sn ، Pb ، Fe و غیره احیا شدند.

بیشترین استفاده در فناوری آلیاژهای آهن با کربن است: فولاد (0.025-2.14٪ C)، چدن (2.14-6.76٪ C)؛ دلیل استفاده گسترده از آلیاژهای Fe-C به دلایلی است: قیمت پایین، بهترین خواص مکانیکی، امکان تولید انبوه و شیوع بالای سنگ معدن آهن در طبیعت.

بیش از 90 درصد فلزات تولید شده فولاد است.

تولید فلزات برای سال 1980:

آهن - 718000 هزار تن (در اتحاد جماهیر شوروی تا 150 میلیون تن در سال)

منگنز -> 10000 هزار تن

آلومینیوم - 17000 هزار تن

مس - 9400 هزار تن

روی - 6200 هزار تن

قلع - 5400 هزار تن

نیکل - 760 هزار تن

منیزیم - 370 هزار تن

طلا -> 1.2 هزار تن

قیمت تمام شده فلز عاملی در امکان و مصلحت استفاده از آن است. جدول هزینه نسبی فلزات مختلف را نشان می دهد (هزینه آهن، به طور دقیق تر، فولاد کربن ساده، به عنوان یک واحد در نظر گرفته می شود).

فلزات نجیب:

طلا، نقره، پلاتین و آلیاژهای آنها.

آنها نام خود را به دلیل مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی دریافت کردند. این فلزات پلاستیکی هستند. هزینه بالایی دارند.

در جواهرات و دندانپزشکی استفاده می شود. طلای خالص به دلیل نرمی آن استفاده نمی شود. برای افزایش سختی، طلا را آلیاژ می کنند (عناصر دیگر اضافه می شود). آلیاژهای سه تایی متداول: Au - Ag - Cu.

رایج ترین آنها آلیاژهای 375، 583، 750 و 916 نمونه است - به این معنی که در این آلیاژها در هر 1000 گرم آلیاژ 375، 583، 750 و 916 گرم طلا وجود دارد و بقیه مس، نقره، نسبت است. که می تواند متنوع باشد.

آلیاژهای نمونه 916 نرم ترین و در عین حال مقاوم ترین آلیاژها در برابر خوردگی هستند. با کاهش شاخص نمونه، مقاومت به خوردگی کاهش می یابد.

بالاترین سختی (از این رو مقاومت به سایش) متعلق به آلیاژهای نمونه 583 با نسبت مس و نقره حدود 1:1 است.

آلیاژهای این نمونه ها رنگ طلایی دارند.

بولات هندی

در پایان قرن چهارم قبل از میلاد، نیروهای اسکندر مقدونی برای اولین بار در طی یک لشکرکشی از طریق بین النهرین (عراق) و افغانستان به هند، با فولاد غیرعادی هند مواجه شدند.

"چاکرا" - یک حلقه فولادی تخت سنگین که مانند تیغه تیز می شود، روی دو انگشت چرخیده و به سمت دشمن پرتاب می شود. با سرعت وحشتناکی می چرخید و مانند سرهای گل سر مقدونی ها را می برید.

پارامترهای شمشیر:

طول - 80-100 سانتی متر

عرض در تقاطع - 5-6 سانتی متر

ضخامت - 4 میلی متر

وزن - 1.2-1.8 کیلوگرم

خواص تیغه:

سختی، استحکام و در عین حال خاصیت ارتجاعی و ویسکوزیته بالا. تیغه ها آزادانه ناخن ها را می برند و در عین حال به راحتی به صورت قوس خم می شوند. دستمال های چراغ گاز را به راحتی برش دهید.

هنگام ارزیابی کیفیت سلاح های گلدار، نقاشی روی تیغه نقش مهمی ایفا کرد. در الگو، شکل، اندازه و رنگ فلز پایه (زمینه) مهم بود.

شکل الگو به صورت راه راه، جت، موج دار، مشبک و میل لنگ تقسیم می شود. باارزش ترین فولاد دماسک میلنگ دار.

تیغه داماسک نیز از نظر خاصیت ارتجاعی آزمایش شد: روی سر قرار داده شد، پس از آن هر دو انتهای آن به گوش کشیده شد و آزاد شد. پس از آن تغییر شکل دائمی مشاهده نشد.

بولات واقعی با آهنگری از فولاد ریخته‌گری شده با نقوش طبیعی ساخته می‌شد.

فولاد جوش (جعلی)- از آهنگری قطعات سیم پیچ خورده به طناب با محتوای کربن متفاوت و در نتیجه سختی متفاوت به دست می آید. پس از اچ، یک الگو ظاهر شد.

آنها همچنین فولاد گلدار را از ورق های فولادی - تا 320 لایه: یا: پراکنده در سطوح مختلف الگوی متفاوتی می گیرند.

دون قزاق ها از سلاح های سراسر جهان استفاده کردند - آنها آنها را در نبردها اسیر کردند. این سلاح ها عمدتاً توسط صنعتگران قفقاز ساخته می شد.

بالتیک Bulat:

افتتاح شده توسط پروفسور ایوانف جی پی، و دریاسالار ماکاروف اس.ا. یک برنامه جدید پیدا کرد: هنگام آزمایش صفحات زرهی

این صفحه به راحتی از سمت نرم کم کربن راه خود را باز کرد، سپس یک پرتابه سوراخ کننده زره با نوک نرم اختراع شد:

به همین دلیل استاد آهنگران قدیمی نوار نرمی را روی تیغه ای بسیار سخت می دوختند تا صفحه فولادی را سوراخ کند.

تولید فولاد داماش با سنت ها و اسرار همراه است. جوش دادن نوارها و میله ها با ترکیبات مختلف به یکدیگر و ارائه خواص مورد نیاز بسیار دشوار است: انعطاف پذیری، سختی، تیزی تیغه. مقاومت در برابر دما، سرعت آهنگری، ترتیب اتصال نوارها، حذف اکسیدها، اعمال شار ضروری است.

بولات ژاپنی

فولاد دمشق ژاپنی سخت تر و محکم تر از فولاد دمشق بود. این به دلیل وجود مولیبدن (Mo) در ترکیب فولاد است. Mo یکی از معدود عناصری است که افزودن آن به فولاد باعث افزایش چقرمگی و سختی آن به طور همزمان می شود. تمام عناصر دیگر، افزایش استحکام و سختی، شکنندگی را افزایش می دهند.

تولید: آهن ذوب شده (با مولیبدن) به شکل میله آهنگری شده و به مدت 8-10 سال در زمین سخت می شود. در فرآیند خوردگی، ذرات غنی شده با ناخالصی های مضر از فلز خورده شده و بیرون می افتند. جای خالی شبیه پنیر با سوراخ بود. سپس میله ها کربوره شده و به طور مکرر آهنگری شدند. تعداد نازک ترین لایه ها به چند ده هزار رسید.

مواد فولادی، سازه ها، قطعات باید مقاومت در برابر خوردگی بالایی داشته باشند. این با حضور در ترکیب فولاد تسهیل می شود: مس، کروم، نیکل، به ویژه فسفر. (مثال: فولاد ساختمانی کم کربن مقاوم در برابر آب و هوا - "corten" - به دلیل اکسیدهای سطحی رنگ نجیب دارد. اما این فولاد شکنندگی را به خصوص در دماهای پایین افزایش داده است).

خوردگی خطرناک ترین دشمن سازه های فولادی است. به گفته دانشمندان، تا به امروز، انسان حداقل 20 میلیارد تن آهن و فولاد را ذوب کرده است، 14 میلیارد تن از این فلز توسط زنگ خورده و در بیوسفر پراکنده شده است.

برج ایفل - 1889 - پیش بینی شده بود که بیش از 25 سال نخواهد ماند (ایفل 40 سال را برای استحکام در نظر گرفت). این برج بیش از 100 سال است که در پاریس پابرجا بوده است، اما این تنها به این دلیل است که دائماً با لایه‌های ضخیم رنگ پوشانده شده است. رنگ آمیزی برج به 52 تن رنگ نیاز دارد. هزینه آن مدتهاست که از هزینه خود ساختمان بیشتر شده است.

تعداد زیادی نمونه از سازه های فولادی و آهنی وجود دارد که در طول زمان خورده نمی شوند: تیرها در کلیسای کاتاو-ایوانوفسک، نرده های پله های رودخانه فونتانکا در لنینگراد، ستون آهنی در دهلی (1500 سال قدمت). خوردگی توسط اکسیدهای سطحی و محتوای بالای مس و فسفر و همچنین آلیاژهای طبیعی مقاوم می شود.

فلزات غیرآهنی شامل تمام فلزات می شود به جز آهن و آلیاژهای مبتنی بر آن - فولادها و چدن ها که به آنها آهنی می گویند. آلیاژهای مبتنی بر فلزات غیرآهنی عمدتاً به عنوان مواد ساختاری با خواص ویژه استفاده می شوند: مقاوم در برابر خوردگی، تحمل (دارای ضریب اصطکاک پایین)، مقاوم در برابر حرارت و حرارت و غیره.

هیچ سیستم واحدی برای علامت گذاری فلزات و آلیاژهای غیرآهنی بر اساس آنها وجود ندارد. در همه موارد، یک سیستم الفبایی اعدادی اتخاذ می شود. حروف نشان می دهد که آلیاژها به گروه خاصی تعلق دارند و اعداد در گروه های مختلف مواد معانی متفاوتی دارند. در یک مورد درجه خلوص فلز (برای فلزات خالص)، در مورد دیگر تعداد عناصر آلیاژی و در حالت سوم تعداد آلیاژ را نشان می دهند که طبق حالت. استاندارد باید با ترکیب یا خواص خاصی مطابقت داشته باشد.
مس و آلیاژهای آن
مس فنی با حرف M مشخص می شود، پس از آن اعداد مرتبط با میزان ناخالصی ها وجود دارد (درجه خلوص ماده را نشان می دهد). مس گرید M3 حاوی ناخالصی های بیشتری نسبت به M000 است. حروف در انتهای نام تجاری به معنی: k - کاتدی، b - بدون اکسیژن، p - deoxidized است. رسانایی الکتریکی بالای مس، کاربرد غالب آن را در مهندسی برق به عنوان ماده رسانا تعیین می کند. مس به خوبی تغییر شکل داده، به خوبی جوش داده شده و لحیم کاری شده است. نقطه ضعف آن ماشینکاری ضعیف است.
آلیاژهای اصلی بر پایه مس برنج و برنز هستند. در آلیاژهای مبتنی بر مس، یک سیستم عددی الفبایی اتخاذ شده است که ترکیب شیمیایی آلیاژ را مشخص می کند. عناصر آلیاژی با حرف روسی مربوط به حرف اولیه نام عنصر مشخص می شوند. علاوه بر این، اغلب این حروف هنگام علامت گذاری فولاد با نام عناصر آلیاژی مشابه مطابقت ندارند. آلومینیوم - A; سیلیکون - K; منگنز - Mts; مس - M; نیکل - H; تیتانیوم -T; فسفر - F; Chrome -X; بریلیم - B; آهن - F; منیزیم - منیزیم؛ قلع - O; سرب - C; روی - C.
روش علامت گذاری برنج ریخته گری و فرفورژه متفاوت است.
برنج آلیاژی از مس و روی (از 5 تا 45 درصد روی) است. برنج با محتوای 5 تا 20 درصد روی قرمز (tompac) نامیده می شود که محتوای آن 20-36٪ روی - زرد است. در عمل، برنج ها به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند که در آن غلظت روی بیش از 45٪ است. معمولاً برنج به دو دسته تقسیم می شود:
- برنج دو جزئی یا ساده که فقط از مس، روی و در مقادیر کم ناخالصی تشکیل شده است.
- برنج چند جزئی یا ویژه - علاوه بر مس و روی، عناصر آلیاژی اضافی نیز وجود دارد.
برنج تغییر شکل پذیر طبق GOST 15527-70 مشخص شده است.
نام تجاری برنج ساده شامل حرف "L" است که نشان دهنده نوع آلیاژ - برنج و یک عدد دو رقمی است که میانگین محتوای مس را مشخص می کند. به عنوان مثال، گرید L80 برنجی حاوی 80 درصد مس و 20 درصد روی است. همه برنج های دو جزئی با فشار به خوبی کار می کنند. آنها به صورت لوله و لوله با اشکال مختلف بخش، ورق، نوار، نوار، سیم و میله پروفیل های مختلف عرضه می شوند. محصولات برنجی با استرس داخلی بالا (مثلاً سخت کار شده) مستعد ترک خوردن هستند. در هنگام نگهداری طولانی مدت در هوا، ترک های طولی و عرضی روی آنها ایجاد می شود. برای جلوگیری از این امر، قبل از نگهداری طولانی مدت، لازم است تنش داخلی را با آنیل در دمای پایین در دمای 200-300 درجه سانتیگراد از بین ببرید.
در برنج های چند جزئی بعد از حرف L تعدادی حروف نوشته می شود که نشان می دهد چه عناصر آلیاژی علاوه بر روی در این برنج وجود دارد. سپس اعداد از طریق خط تیره دنبال می‌شوند که اولین آنها میانگین محتوای مس را بر حسب درصد مشخص می‌کند، و اعداد بعدی هر یک از عناصر آلیاژی را به همان ترتیبی که در قسمت حروف برند مشخص می‌شود، مشخص می‌کنند. ترتیب حروف و اعداد با توجه به محتوای عنصر مربوطه تعیین می شود: ابتدا عنصر که بیشتر است و سپس نزولی می آید. محتوای روی با تفاوت 100٪ تعیین می شود.
برنج عمدتاً به عنوان یک ماده مقاوم در برابر خوردگی قابل تغییر شکل استفاده می شود. ورق، لوله، میله، نوار و برخی از قطعات از آنها ساخته می شود: مهره، پیچ، بوش و غیره.
برنج ریخته گری مطابق با GOST 1711-30 مشخص شده است. در ابتدای نام تجاری نیز حرف L (برنجی) را می نویسند و بعد از آن حرف C یعنی روی و عددی که محتوای آن را به صورت درصد نشان می دهد می نویسند. در برنج آلیاژی نیز حروف متناظر با عناصر آلیاژی معرفی شده نوشته می شوند و اعداد زیر نشان دهنده درصد این عناصر هستند. بقیه، از دست رفته تا 100٪، مربوط به محتوای مس است. برنج ریخته گری برای ساخت اتصالات و قطعات کشتی سازی، بوشینگ ها، آسترها و یاتاقان ها استفاده می شود.
برنزها (آلیاژهای مس با عناصر مختلف که روی اصلی نیست). آنها مانند برنج به ریخته گری و فرفورژه تقسیم می شوند. علامت گذاری تمام برنزها با حروف Br شروع می شود که به اختصار به معنای برنز است.
در برنزهای ریخته گری، بعد از Br، حروف و به دنبال آن اعداد نوشته می شود که به صورت نمادین عناصر وارد شده به آلیاژ را نشان می دهند (مطابق با جدول 1) و اعداد زیر درصد این عناصر را نشان می دهند. بقیه (تا 100٪) مس است. گاهی در برخی از برندهای برنزهای ریخته گری حرف L را در آخر می نویسند که به معنای ریخته گری است.
بیشتر برنزها خاصیت ریخته گری خوبی دارند. آنها برای ریخته گری شکل های مختلف استفاده می شوند. اغلب آنها به عنوان یک ماده مقاوم در برابر خوردگی و ضد اصطکاک استفاده می شوند: اتصالات، رینگ ها، بوش ها، چرخ دنده ها، صندلی های سوپاپ، چرخ های کرم و غیره. تمام آلیاژهای مبتنی بر مس مقاومت بالایی در برابر سرما دارند.
آلومینیوم و آلیاژهای مبتنی بر آن
آلومینیوم به صورت شمش، شمش، مفتول و ... تولید می شود. (آلومینیوم اولیه) مطابق با GOST 11069-74 و در قالب یک محصول نیمه تمام قابل تغییر شکل (ورق ها، پروفیل ها، میله ها و غیره) مطابق با GOST 4784-74. با توجه به درجه آلودگی، هر دو آلومینیوم به آلومینیوم با خلوص خاص، خلوص بالا و خلوص فنی تقسیم می شوند. آلومینیوم اولیه مطابق با GOST 11069-74 با حرف A و عددی مشخص می شود که با آن می توان محتوای ناخالصی های آلومینیوم را تعیین کرد. آلومینیوم به خوبی تغییر شکل می دهد، اما با برش ضعیف پردازش می شود. می توان آن را به صورت فویل درآورد.

آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم به دو دسته ریخته گری و فرفورژه تقسیم می شوند.
آلیاژهای ریخته گری مبتنی بر آلومینیوم طبق GOST 1583-93 مشخص شده اند. این نام تجاری ترکیب اصلی آلیاژ را منعکس می کند. بیشتر گریدهای آلیاژهای ریخته گری با حرف A شروع می شوند که مخفف آلیاژ آلومینیوم است. سپس حروف و اعداد نوشته می شوند که منعکس کننده ترکیب آلیاژ هستند. در برخی موارد، آلیاژهای آلومینیوم با حروف AL (به معنای آلیاژ آلومینیوم ریخته‌گری شده) و عددی نشان‌دهنده تعداد آلیاژ مشخص می‌شوند. حرف B در ابتدای گرید نشان دهنده استحکام بالای آلیاژ است.
استفاده از آلومینیوم و آلیاژهای مبتنی بر آن بسیار متنوع است. آلومینیوم فنی عمدتاً در مهندسی برق به عنوان رسانای جریان الکتریکی به عنوان جایگزینی برای مس استفاده می شود. آلیاژهای ریخته گری مبتنی بر آلومینیوم به طور گسترده در صنایع تبرید و مواد غذایی در ساخت قطعات پیچیده شکل (با روش های مختلف ریخته گری) استفاده می شود که نیاز به افزایش مقاومت در برابر خوردگی در ترکیب با چگالی کم دارند، به عنوان مثال، برخی از پیستون های کمپرسور، اهرم ها و سایر قطعات. .
آلیاژهای فرفورژه مبتنی بر آلومینیوم همچنین به طور گسترده ای در فناوری مواد غذایی و تبرید برای ساخت قطعات مختلف با عملیات فشار استفاده می شود که همچنین دارای الزامات افزایش مقاومت در برابر خوردگی و چگالی هستند: ظروف مختلف، پرچ ها و غیره. مزیت مهم همه آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم مقاومت بالای آنها در سرما است.
تیتانیوم و آلیاژهای مبتنی بر آن
تیتانیوم و آلیاژهای مبتنی بر آن مطابق با GOST 19807-74 مطابق با سیستم الفبایی مشخص شده اند. با این حال، هیچ الگوی در برچسب گذاری وجود ندارد. تنها ویژگی وجود حرف T در تمامی برندها است که نشان دهنده تعلق به تیتانیوم است. اعداد در گرید نشان دهنده عدد مشروط آلیاژ است.
تیتانیوم فنی مشخص شده است: VT1-00; VT1-0. تمام گریدهای دیگر به آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم (VT16، AT4، OT4، PT21 و غیره) اشاره دارند. مزیت اصلی تیتانیوم و آلیاژهای آن ترکیب خوبی از خواص است: چگالی نسبتا کم، مقاومت مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالا (در بسیاری از محیط‌های تهاجمی). عیب اصلی هزینه بالا و کمیاب بودن آن است. این کاستی ها مانع استفاده از آنها در صنایع غذایی و مهندسی تبرید می شود.

آلیاژهای تیتانیوم در مهندسی موشک، هوانوردی، مهندسی شیمی، کشتی سازی و مهندسی حمل و نقل استفاده می شود. آنها را می توان در دمای بالا تا 500-550 درجه استفاده کرد. محصولات از آلیاژهای تیتانیوم با عملیات تحت فشار ساخته می شوند، اما می توانند با ریخته گری نیز ساخته شوند. ترکیب آلیاژهای ریخته گری معمولاً با ترکیب آلیاژهای فرفورژه مطابقت دارد. در انتهای نام تجاری آلیاژ ریختگی حرف L آمده است.
منیزیم و آلیاژهای مبتنی بر آن
به دلیل خواص نامطلوب آن، منیزیم فنی به عنوان یک ماده ساختاری استفاده نمی شود. آلیاژهای مبتنی بر منیزیم مطابق با دولت. استاندارد به ریخته گری و تغییر شکل تقسیم می شود.
آلیاژهای منیزیم ریخته گری مطابق با GOST 2856-79 با حروف ML و عددی که شماره شرطی آلیاژ را نشان می دهد مشخص شده اند. گاهی اوقات حروف کوچک بعد از عدد نوشته می شود: pch - خلوص بالا. هدف کلی است آلیاژهای منیزیم فرفورژه مطابق با GOST 14957-76 با حروف MA و یک عدد نشان دهنده شماره شرطی آلیاژ مشخص شده اند. گاهی اوقات ممکن است بعد از عدد، حروف کوچک pch وجود داشته باشد که به معنای خلوص بالا است.

آلیاژهای مبتنی بر منیزیم، مانند آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم، ترکیب خوبی از خواص دارند: چگالی کم، افزایش مقاومت در برابر خوردگی، استحکام نسبتاً بالا (به ویژه خاص) با خواص فنی خوب. بنابراین، هر دو بخش ساده و پیچیده از آلیاژهای منیزیم ساخته می شوند که به مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته است: گردن، مخازن بنزین، اتصالات، بدنه پمپ، درام چرخ ترمز، خرپا، چرخ فرمان و بسیاری از محصولات دیگر.
قلع، سرب و آلیاژهای مبتنی بر آنها
سرب به صورت خالص عملاً در صنایع غذایی و مهندسی تبرید استفاده نمی شود. قلع در صنایع غذایی به عنوان پوششی برای بسته بندی مواد غذایی (مثلاً قلع بندی قوطی ها) استفاده می شود. قلع مطابق با GOST 860-75 مشخص شده است. نمرات O1pch وجود دارد. O1; O2; O3; O4. حرف O مخفف tin و اعداد - یک عدد شرطی است. با افزایش تعداد، میزان ناخالصی ها افزایش می یابد. حروف pch در انتهای نام تجاری به معنای خلوص بالا است. در صنایع غذایی، قلع بیشتر برای قلع‌بندی ورق‌های کنسرو با گریدهای O1 و O2 استفاده می‌شود.
آلیاژهای مبتنی بر قلع و سرب بسته به هدف به دو گروه بزرگ بابیت و لحیم تقسیم می شوند.
بابیت ها آلیاژهای پیچیده ای بر پایه قلع و سرب هستند که علاوه بر آن آنتیموان، مس و سایر مواد افزودنی دارند. آنها مطابق با GOST 1320-74 با حرف B که به معنی بابیت است و عددی که محتوای قلع را به صورت درصد نشان می دهد مشخص شده اند. گاهی ممکن است علاوه بر حرف B، حرف دیگری نیز وجود داشته باشد که نشان دهنده افزودنی های خاص باشد. به عنوان مثال حرف H نشان دهنده افزودن نیکل (نیکل بابیت)، حرف C نشان دهنده بابیت سرب و ... است. باید در نظر داشت که تعیین ترکیب شیمیایی کامل آن با مارک بابیت غیرممکن است. در برخی موارد، محتوای قلع حتی نشان داده نمی شود، به عنوان مثال، در درجه BN، اگرچه در اینجا حدود 10٪ است. همچنین بابیت های بدون قلع (به عنوان مثال سرب-کلسیم) وجود دارند که مطابق با GOST 1209-78 علامت گذاری شده اند و در این کار مورد مطالعه قرار نگرفته اند.

بابیت ها بهترین مواد ضد اصطکاک هستند و عمدتاً در یاتاقان های ساده استفاده می شوند.
لحیم کاری ها مطابق با GOST 19248-73 با توجه به معیارهای زیادی به گروه ها تقسیم می شوند: با توجه به روش ذوب، با توجه به دمای ذوب، با توجه به جزء اصلی و غیره. با توجه به دمای ذوب، آنها به 5 گروه تقسیم می شوند. :

1. به ویژه قابل ذوب (نقطه ذوب ≤ 145 درجه سانتیگراد).

2. ذوب پایین (نقطه ذوب tmelt > 145 ° C ≤ 450 ° C).

3. ذوب متوسط ​​(نقطه ذوب tmelt > 450 ° C ≤ 1100 ° C).

4. ذوب بالا (نقطه ذوب tmelt > 1100 ° C ≤ 1850 ° C).

5. نسوز (نقطه ذوب tmelt > 1850 درجه سانتیگراد).

دو گروه اول برای لحیم کاری با دمای پایین (نرم) استفاده می شود، بقیه برای لحیم کاری با دمای بالا (سخت). با توجه به جزء اصلی، لحیم کاری ها به: گالیم، بیسموت، قلع سرب، قلع، کادمیوم، سرب، روی، آلومینیوم، ژرمانیوم، منیزیم، نقره، مس، روی، مس، کبالت، نیکل، منگنز، طلا، پالادیوم تقسیم می شوند. پلاتین، تیتانیوم، آهن، زیرکونیوم، نیوبیم، مولیبدن، وانادیم.

مفهوم آلیاژ، طبقه بندی و خواص آنها.

در مهندسی به تمام مواد فلزی فلز گفته می شود. اینها شامل فلزات ساده و فلزات پیچیده - آلیاژها هستند.

فلزات ساده از یک عنصر اساسی و مقدار کمی ناخالصی عناصر دیگر تشکیل شده اند. به عنوان مثال، مس خالص تجاری حاوی 0.1 تا 1 درصد ناخالصی های سرب، بیسموت، آنتیموان، آهن و عناصر دیگر است.

آلیاژها- اینها فلزات پیچیده ای هستند که ترکیبی از یک فلز ساده (پایه آلیاژی) با سایر فلزات یا غیر فلزات را نشان می دهند. به عنوان مثال، برنج آلیاژی از مس و روی است. در اینجا اساس آلیاژ مس است.

عنصر شیمیایی که بخشی از فلز یا آلیاژ است جزء نامیده می شود. علاوه بر جزء اصلی که در آلیاژ غالب است، اجزای آلیاژی نیز برای به دست آوردن خواص مورد نیاز در ترکیب آلیاژ وارد شده است. بنابراین برای بهبود خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی برنج، آلومینیوم، سیلیکون، آهن، منگنز، قلع، سرب و سایر اجزای آلیاژی به آن اضافه می شود.

آلیاژها با توجه به تعداد اجزا به دو جزئی (دوگانه)، سه جزئی (سه جزئی) و ... تقسیم می شوند که علاوه بر اجزای اصلی و آلیاژی، آلیاژ حاوی ناخالصی های سایر عناصر نیز می باشد.

بیشتر آلیاژها از ذوب اجزا در حالت مایع به دست می آیند. روشهای دیگر تهیه آلیاژها: تف جوشی، الکترولیز، تصعید. در این حالت به مواد شبه آلیاژ می گویند.

توانایی فلزات در حل شدن متقابل شرایط خوبی را برای به دست آوردن تعداد زیادی آلیاژ با طیف گسترده ای از ترکیبات از خواص مفید که فلزات ساده ندارند، ایجاد می کند.

آلیاژها از نظر استحکام، سختی، ماشین کاری و غیره نسبت به فلزات ساده برتری دارند و به همین دلیل است که در فناوری بسیار بیشتر از فلزات ساده استفاده می شود. به عنوان مثال، آهن یک فلز نرم است که تقریباً هرگز به شکل خالص آن استفاده نمی شود. اما بیشترین استفاده در فناوری آلیاژهای آهن کربن - فولادها و چدن ها هستند.

در مرحله کنونی توسعه فناوری، همراه با افزایش تعداد آلیاژها و پیچیدگی ترکیب آنها، فلزات با خلوص خاص از اهمیت بالایی برخوردار هستند. محتوای جزء اصلی در چنین فلزاتی از 99.999 تا 99.999999999 درصد متغیر است.
و بیشتر. فلزات با خلوص بالا مورد نیاز علم موشک، هسته ای، الکترونیک و سایر شاخه های جدید فناوری هستند.

بسته به ماهیت تعامل اجزاء، آلیاژها متمایز می شوند:

1) مخلوط های مکانیکی؛

2) ترکیبات شیمیایی؛

3) محلول های جامد

1) مخلوط مکانیکیدو جزء زمانی تشکیل می شوند که در حالت جامد در یکدیگر حل نشوند و وارد برهمکنش شیمیایی نشوند. آلیاژها - مخلوط های مکانیکی (مثلاً سرب - آنتیموان، قلع - روی) از نظر ساختار ناهمگن هستند و نشان دهنده مخلوطی از کریستال های این اجزا هستند. در این حالت، کریستال های هر جزء در آلیاژ به طور کامل خواص فردی خود را حفظ می کنند. به همین دلیل است که خواص چنین آلیاژهایی (مثلاً مقاومت الکتریکی، سختی و غیره) به عنوان میانگین حسابی مقدار خواص هر دو جزء تعریف می شود.

2) محلول های جامدبا تشکیل یک شبکه کریستالی فضایی مشترک توسط اتم های حلال فلز پایه و اتم های عنصر محلول مشخص می شوند.
ساختار چنین آلیاژهایی مانند یک فلز خالص از دانه های کریستالی همگن تشکیل شده است. محلول های جامد جایگزین و محلول های جامد بینابینی وجود دارد.

این آلیاژها عبارتند از برنج، مس نیکل، آهن کروم و غیره.

آلیاژها - محلول های جامد رایج ترین هستند. خواص آنها با اجزای تشکیل دهنده متفاوت است. به عنوان مثال، سختی و مقاومت الکتریکی محلول های جامد بسیار بیشتر از اجزای خالص است. به دلیل شکل پذیری بالا، آنها به خوبی برای آهنگری و سایر انواع عملیات فشاری مناسب هستند. خواص ریخته گری و ماشین کاری محلول های جامد کم است.

3) ترکیبات شیمیاییمانند محلول های جامد، آلیاژهای همگن هستند. هنگامی که آنها جامد می شوند، یک شبکه کریستالی کاملاً جدید تشکیل می شود که با شبکه های اجزای سازنده آلیاژ متفاوت است. بنابراین، خواص یک ترکیب شیمیایی مستقل است و به خواص اجزای آن بستگی ندارد. ترکیبات شیمیایی در یک نسبت کمی کاملاً مشخص از اجزای آلیاژی تشکیل می شوند. ترکیب آلیاژ یک ترکیب شیمیایی با فرمول شیمیایی بیان می شود. این آلیاژها معمولا دارای مقاومت الکتریکی بالا، سختی بالا و شکل پذیری پایین هستند. بنابراین، ترکیب شیمیایی آهن با کربن - سمنتیت (Fe 3 C) 10 برابر سخت تر از آهن خالص است.

ارسال کار خوب خود را در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

نوشته شده در http://www.allbest.ru/

نوشته شده در http://www.allbest.ru/

مؤسسه آموزشی شهری مدرسه متوسطه Gorodishchenskaya شماره 2

انشا در مورد شیمی با موضوع

کار تکمیل شد

دانش آموز دبیرستان شماره 2

یابلوچکینا اکاترینا

تسویه حساب 2011

• مقدمه
• آلیاژ
• طبقه بندی آلیاژ
• خواص آلیاژی
• خواص فیزیکی آلیاژها
• دریافت آلیاژها
• عناصر شیمیایی E
• آلیاژهای طلا
• نتیجه
• ادبیات و وب سایت های مورد استفاده
• مقدمه
• صنعتگران فلزی باستان توضیحاتی در مورد روش های پردازش و ترکیبات آلیاژهای مورد استفاده برای ساخت اقلام مختلف باقی نگذاشتند. چنین ادبیاتی فقط در قرون وسطی ظاهر می شود، اما در آن نام آلیاژها و اصطلاحات همیشه قابل رمزگشایی نیست، بنابراین منبع اطلاعات منحصراً خود چیزها هستند. آثار زیادی به نتایج تحقیقات بر روی اشیاء باستانی اختصاص یافته است. از آنها می آموزیم که باستان شناسان اولین ظهور محصولات مس را به هزاره هفتم قبل از میلاد نسبت می دهند. این اشیاء جعلی از مس بومی بودند. سپس مس متالورژیکی و آلیاژهای مس با فلزات دیگر ظاهر می شود. برای چندین هزار سال، اقلام مختلف عمدتاً از مس و آلیاژهای آن ساخته می شد: ابزار، سلاح، جواهرات و آینه، ظروف، سکه. ترکیبات آلیاژهای باستانی بسیار متنوع است؛ در ادبیات به طور مشروط آنها را برنز می نامند. برنزهای آرسنیک و قلع متعلق به قدیمی‌ترین آنها هستند. علاوه بر قلع و آرسنیک، آلیاژهای باستانی اغلب حاوی سرب، روی، آنتیموان، آهن و سایر عناصر به شکل ریز ناخالصی هایی هستند که با سنگ معدن وارد فلز می شوند. ترکیب آلیاژ بسیار منطقی انتخاب شد، بسته به هدف کاربردی شی و تکنیک ساخت مورد استفاده. بنابراین، برای ریخته گری محصولات هنری، دستور العملی برای آلیاژ مس-قلع-سرب سه گانه انتخاب شد که در یونان باستان، در امپراتوری روم، در خاور نزدیک و میانه، در هند استفاده می شد. در چین، برنز یکی از رایج ترین آلیاژها بود. بر روی اشیاء ریخته گری ساخته شده از چنین برنزی، با گذشت زمان یک پتینه زیبا ایجاد می شود که در برخی موارد بر روی اشیاء باستان شناسی حفظ می شود.

آلیاژ

آلیاژها، سیستم های همگن ماکروسکوپی متشکل از دو یا چند فلز (به ندرت فلزات و غیر فلزات) با خواص فلزی مشخص. در مفهوم گسترده تر، آلیاژها به هر سیستم همگنی گفته می شود که از همجوشی فلزات، غیرفلزات، ترکیبات معدنی و غیره به دست می آید. . اهمیت فنی آلیاژهای فلزی با این واقعیت توضیح داده می شود که بسیاری از خواص آنها (استحکام، سختی، مقاومت الکتریکی) بسیار بالاتر از خواص فلزات خالص آنها است.

آلیاژها بر اساس نام عنصر موجود در آنها در بیشترین مقدار (عنصر اصلی، پایه) نامگذاری می شوند، به عنوان مثال: آلیاژ آهن، آلیاژ آلومینیوم. عناصری که برای بهبود خواص خود به آلیاژ وارد می شوند، آلیاژینگ و خود فرآیند را آلیاژینگ می نامند.

آلیاژسازی فرآیند وارد کردن عناصر اضافی به مذاب است که خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی مواد پایه را بهبود می بخشد. آلیاژسازی یک مفهوم کلی از تعدادی از روش های تکنولوژیکی است که در مراحل مختلف به دست آوردن یک ماده فلزی به منظور بهبود کیفیت محصولات متالورژی انجام می شود.

طبقه بندی آلیاژ

با توجه به ماهیت فلز پایه، آلیاژهای آهنی (پایه آهن (Fe)، آلیاژهای غیر آهنی (پایه فلزات غیرآهنی است)، آلیاژهای فلزات کمیاب، آلیاژهای فلزات رادیواکتیو وجود دارد.

ب با توجه به تعداد اجزاء، آلیاژها به دو، سه تایی و غیره تقسیم می شوند.

b در ساختار - به همگن (همگن) و ناهمگن (مخلوط) متشکل از چندین.

b با خواص مشخصه - به نسوز، ذوب کم، مقاومت بالا، مقاوم در برابر حرارت، سخت، ضد اصطکاک، مقاوم در برابر خوردگی.

l آلیاژهای با خواص ویژه و غیره.

b با توجه به تکنولوژی تولید، ریخته گری (برای ساخت قطعات با ریخته گری) و تغییر شکل (در معرض آهنگری، مهر زنی، نورد، پرس و سایر انواع عملیات تحت فشار) متمایز می شوند.

خواص آلیاژی

خواص آلیاژها نه تنها به ترکیب، بلکه به روش های پردازش حرارتی و مکانیکی آنها نیز بستگی دارد: سخت شدن، آهنگری و غیره. تا پایان قرن نوزدهم، جستجو برای آلیاژهای مفید کاربردی جدید به صورت آزمایشی و آزمایشی انجام می شد. خطا فقط در آستانه قرن XIX-XX. در نتیجه اکتشافات اساسی در زمینه شیمی فیزیک ، آموزه ای در مورد نظم بین خواص فلزات و خواص آلیاژهای تشکیل شده از آنها ، در مورد تأثیر مکانیکی ، حرارتی و سایر تأثیرات بر آنها بوجود آمد.

در علم فلزات سه نوع آلیاژ وجود دارد:

b محلول جامد (اگر اتم هایی که آلیاژ عناصر را تشکیل می دهند کمی از نظر ساختار و اندازه متفاوت باشند، می توانند یک شبکه کریستالی مشترک تشکیل دهند).

b مخلوط مکانیکی (اگر هر عنصر آلیاژ به طور مستقل متبلور شود).

b ترکیب شیمیایی (اگر عناصر آلیاژ برهم کنش شیمیایی داشته باشند و ماده جدیدی را تشکیل دهند).

خواص فیزیکی آلیاژها

خواص مکانیکی فلزات و آلیاژها

خواص مکانیکی اصلی شامل استحکام، چقرمگی، شکل پذیری، سختی، استقامت، خزش، مقاومت در برابر سایش است. آنها ویژگی های اصلی یک فلز یا آلیاژ هستند.

خواص فیزیکی فلزات و آلیاژها

خواص فیزیکی فلزات و آلیاژها با وزن مخصوص تعیین می شود ضرایب انبساط خطی و حجمی، هدایت الکتریکی، هدایت حرارتی، نقطه ذوب و غیره.

مقاومت شیمیایی فلزات و آلیاژها

مقاومت شیمیایی فلزات و آلیاژها با توانایی آنها در مقاومت در برابر حمله شیمیایی محیط های مختلف تهاجمی تعیین می شود. این خصوصیات برای مهندسی مکانیک اهمیت زیادی دارند و باید در طراحی ماشین آلات و قطعات مورد توجه قرار گیرند. خوردگی (اکسیداسیون فلزات) یک مثال معمولی از عملکرد شیمیایی یک محیط است.

تخریب فلزات در اثر خوردگی خسارات عظیمی به صنعت وارد می‌کند که در تلفات سالانه میلیون‌ها تن فلز بیان می‌شود.

برای از بین بردن چنین تلفات بزرگ در مهندسی مکانیک، قطعات با لاک، رنگ، فلزات مقاوم در برابر مواد شیمیایی و فیلم‌های اکسید پوشش داده می‌شوند.

در برخی موارد از آلیاژهای مختلف با مقاومت شیمیایی بالا استفاده می شود، به عنوان مثال چدن های ضد زنگ، فولادهای زنگ نزن و تعدادی آلیاژ مقاوم در برابر مواد شیمیایی بر پایه مس و نیکل. تیتانیوم به طور گسترده شروع به استفاده می کند.

خواص تکنولوژیکی فلزات

ویژگی های تکنولوژیکی فلزات و آلیاژها با آنها مشخص می شود توانایی تسلیم شدن در برابر روش های مختلف کار سرد و گرم (آسان ذوب و پر کردن قالب، آهنگری، جوشکاری، پردازش با ابزارهای برش و غیره). از این نظر به ریخته گری تقسیم می شوند

خواص ریخته گری فلزات و آلیاژها

خواص ریخته گری فلزات و آلیاژها توسط سیالیت، انقباض و تمایل به جداسازی تعیین می شود. سیالیت - توانایی آلیاژ برای پر کردن قالب. انقباض به کاهش حجم و ابعاد فلز ریخته‌گری در طول انجماد و سرد شدن متعاقب آن اشاره دارد. جداسازی فرآیند تشکیل ناهمگونی ترکیب شیمیایی آلیاژ در قسمت های مختلف ریخته گری در طول انجماد آن است.

چکش خواری فلز

چکش خواری فلز - توانایی تغییر شکل در کمترین مقاومت مقاومت کنند و تحت تأثیر نیروهای خارجی بدون نقض یکپارچگی شکل لازم را به خود بگیرند. فلزات هم در زمان سرد و هم هنگام گرم شدن می توانند چکش خوار باشند. فولاد هنگام گرم شدن، چکش خواری خوبی دارد. آلیاژهای تک فاز برنج و آلومینیوم دارای شکل پذیری در سرما هستند. برنز با چکش خواری کم مشخص می شود. چدن ها عملاً چکش خواری ندارند.

قابلیت جوشکاری فلزات

قابلیت جوشکاری فلز - توانایی ایجاد اتصالات قوی قطعات فلزی با روش های جوشکاری. فولاد ملایم به خوبی جوش داده می شود، آلیاژهای چدن، مس و آلومینیوم بسیار بدتر هستند.

دریافت آلیاژها

فرآیند بدست آوردن آلیاژها را با استفاده از مثال چدن و ​​فولاد در نظر بگیرید.

تولید آهن و فولاد. فرآیند فن آوری برای به دست آوردن فلزات آهنی شامل ذوب چدن از سنگ آهن با فرآوری بعدی آن به فولاد است.

روش اصلی تولید آهن خام کوره بلند است. فرآیند کوره بلند شامل سه مرحله است: کاهش آهن از اکسیدهای موجود در سنگ معدن، کربورسازی آهن و تشکیل سرباره. مواد خام سنگ آهن، سوخت و شار است.

قبل از ذوب، سنگ آهن معمولاً در معرض آماده سازی اولیه قرار می گیرد: خرد کردن، غنی سازی و تجمع. سنگ معدن خرد شده اغلب با جداسازی مغناطیسی غنی می شود. با آب بشویید تا ذرات ماسه و خاک رس از بین برود. سنگ معدن های کوچک و سیلتی توسط آگلومره آگلومره می شوند - بوسیله پخت روی رنده های ماشین های تف جوشی یا گلوله سازی در گرانولاتور و سپس خشک کردن و برشته کردن. سوخت اصلی در ذوب چدن کک است که منبع حرارت بوده و مستقیماً در احیا و کربوره شدن آهن نقش دارد. شار (سنگ آهک، دولومیت یا ماسه سنگ) برای پایین آوردن نقطه ذوب سنگ ضایعات و چسباندن آن با خاکستر سوخت به سرباره استفاده می شود.

کوره بلند یک شفت عمودی با ارتفاع تا 35 متر یا بیشتر با دیوارهای ساخته شده از آجر نسوز است که در یک پوشش فولادی محصور شده است. مواد اولیه آماده شده به صورت لایه لایه از بالا وارد کوره می شوند. در نتیجه احتراق کک، در اثر اکسیژن هوا که به قسمت پایین کوره تزریق می شود، مونوکسید کربن تشکیل می شود که آهن را از سنگ معدن کاهش می دهد و می تواند با آن تعامل داشته باشد و در نتیجه کاربید - سمنتیت Fe3C تشکیل می شود.

همزمان با کاهش آهن، سیلیکون، فسفر، منگنز و سایر ناخالصی ها کاهش می یابد.

مذاب در دمای 1420-1380 درجه سانتیگراد، چدن و ​​سرباره از طریق تافول ها آزاد می شود. چدن در قالب ریخته می شود و سرباره بازیافت می شود. در کوره‌های بلند، آهن خام ذوب می‌شود که برای فرآوری به فولاد، آهن ریخته‌گری، برای تولید انواع محصولات چدنی و چدن‌های مخصوص (فروسیلیک، فرومنگنز) که در تولید فولاد به عنوان اکسید زدا یا افزودنی‌های آلیاژی استفاده می‌شود، استفاده می‌شود.

فولاد از آهن خام با اکسیداسیون با استفاده از روش های اجاق باز، مبدل و ذوب الکتریکی به دست می آید. روش اصلی تولید فولاد در اتحاد جماهیر شوروی و سایر کشورهای جهان، روش کوره باز است، اما در سال های اخیر روش مبدل اکسیژن که دارای مزایای فنی و اقتصادی قابل توجهی است، رواج یافته است.

با روش اجاق باز در کوره های اجاق باز که در فضای ذوب آن گاز یا نفت کوره می سوزانند فولاد به دست می آید و در محفظه های مخصوص - احیا کننده ها هوا و سوخت گازی ورودی به کوره به دلیل انباشته شدن آن تهیه می شود. گرمای محصولات احتراق اگزوز. این هزینه شامل آهن خام و ضایعات فلزی - ضایعات یا آهن خام مایع، ضایعات و سنگ آهن است. فرآیند به دست آوردن فولاد شامل ذوب بار است که در آن مقدار زیادی اکسید آهن تشکیل می شود، اکسیداسیون کربن و سایر ناخالصی ها با اکسید آهن و اکسید زدایی - کاهش آهن از اکسید با افزودن فروسیلیکون، فرومنگنز. یا آلومینیوم

عناصر شیمیایی

بسیاری از فلزات مانند منیزیم با خلوص بالا تولید می شوند تا بتوانید ترکیب آلیاژهای ساخته شده از آن را به دقت بدانید. تعداد آلیاژهای فلزی مورد استفاده امروزه بسیار زیاد است و دائماً در حال افزایش است. آنها معمولاً به دو دسته کلی تقسیم می شوند: آلیاژهای مبتنی بر آهن و آلیاژهای غیر آهنی. مهمترین آلیاژهای دارای اهمیت صنعتی در زیر فهرست شده و زمینه های اصلی کاربرد آنها مشخص شده است.

فولاد. آلیاژهای آهن با کربن حاوی حداکثر 2 درصد فولاد نامیده می شوند. فولادهای آلیاژی همچنین حاوی عناصر دیگری هستند - کروم، وانادیم، نیکل. فولادها بسیار بیشتر از هر فلز و آلیاژ دیگری تولید می شوند و برشمردن انواع کاربردهای احتمالی آنها دشوار خواهد بود. فولاد ملایم (کمتر از 0.25٪ کربن) به عنوان یک ماده ساختاری به مقدار زیاد مصرف می شود، در حالی که فولاد با محتوای کربن بالاتر (بیش از 0.55٪) برای ساخت ابزارهای برش کم سرعت مانند تیغ و مته استفاده می شود. فولادهای آلیاژی در مهندسی مکانیک انواع و اقسام و در تولید ابزارهای پرسرعت کاربرد دارند.

چدن. چدن آلیاژی از آهن با ۲ تا ۴ درصد کربن است. سیلیکون نیز جزء مهم چدن است. طیف گسترده ای از محصولات بسیار مفید را می توان از چدن ریخته گری کرد، مانند روکش منهول، اتصالات لوله، بلوک موتور. در ریخته گری های درست ساخته شده، خواص مکانیکی خوبی از مواد حاصل می شود.

آلیاژهای مبتنی بر مس. اساساً برنجی است، یعنی. آلیاژهای مس حاوی 5 تا 45 درصد روی. برنج با محتوای 5 تا 20 درصد روی قرمز (tompac) و با محتوای 20-36٪ روی - زرد (آلفا برنج) نامیده می شود. برنج در ساخت قطعات کوچک مختلف که در آن ماشین کاری و شکل پذیری خوب مورد نیاز است استفاده می شود. آلیاژهای مس با قلع، سیلیکون، آلومینیوم یا بریلیم را برنز می نامند. به عنوان مثال، آلیاژ مس و سیلیکون را سیلیکون برنز می نامند. برنز فسفر (مس با 5% قلع و مقدار کمی فسفر) استحکام بالایی دارد و برای ساخت فنرها و غشاها استفاده می شود.

آلیاژهای سرب لحیم کاری معمولی (tretnik) آلیاژی از حدود یک قسمت سرب با دو قسمت قلع است. به طور گسترده ای برای اتصال (لحیم کاری) خطوط لوله و سیم های برق استفاده می شود. غلاف کابل های تلفن و صفحات باتری از آلیاژ آنتیموان-سرب ساخته شده است. اسپند، که قبلاً کارد و چنگال (چنگال، چاقو، بشقاب) از آن ریخته می شد، حاوی 85-90٪ قلع است (بقیه سرب است). آلیاژهای بر پایه سرب که بابیت نامیده می شوند، معمولاً حاوی قلع، آنتیموان و آرسنیک هستند.

آلیاژهای سبک صنعت مدرن به آلیاژهای سبک با مقاومت بالا با خواص مکانیکی خوب در دمای بالا نیاز دارد. فلزات اصلی آلیاژهای سبک عبارتند از آلومینیوم، منیزیم، تیتانیوم و بریلیم. با این حال، آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم و منیزیم را نمی توان در دمای بالا و محیط های تهاجمی استفاده کرد.

آلیاژهای آلومینیوم اینها عبارتند از آلیاژهای ریخته گری (Al-Si)، آلیاژهای ریخته گری (Al-Mg) و آلیاژهای خود سخت شونده با استحکام بالا (Al-Cu). آلیاژهای آلومینیوم مقرون به صرفه، به راحتی در دسترس هستند، در دماهای پایین قوی هستند و به راحتی ماشین کاری می شوند (آنها به راحتی آهنگری، مهر زنی، مناسب برای کشش عمیق، کشیدن، ریخته گری، به خوبی جوش داده شده و بر روی ماشین ابزار ماشینکاری می شوند). متأسفانه، خواص مکانیکی همه آلیاژهای آلومینیوم در دماهای بالاتر از حدود 175 درجه سانتیگراد به طور قابل توجهی بدتر می شود. اما به دلیل تشکیل یک لایه اکسید محافظ، آنها مقاومت به خوردگی خوبی در اکثر محیط های خورنده معمول از خود نشان می دهند. این آلیاژها جریان الکتریسیته و گرما را به خوبی هدایت می کنند، بسیار بازتابنده، غیر مغناطیسی، در تماس با مواد غذایی بی ضرر هستند (به دلیل اینکه محصولات خوردگی بی رنگ، بی مزه و غیرسمی هستند)، ضد انفجار (به دلیل اینکه جرقه تولید نمی کنند) و شوک را جذب می کنند. خوب بارگیری می کند با توجه به این ترکیب از خواص، آلیاژهای آلومینیوم به عنوان مواد خوبی برای پیستون های سبک عمل می کنند، در ساخت خودرو، خودرو و هواپیما، در صنایع غذایی، به عنوان مصالح معماری و تکمیل، در تولید بازتابنده های روشنایی، کانال های کابل تکنولوژیکی و خانگی استفاده می شوند. ، هنگام گذاشتن خطوط برق فشار قوی. ناخالصی آهن که به سختی از شر آن خلاص می شود، استحکام آلومینیوم را در دماهای بالا افزایش می دهد، اما مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری را در دمای اتاق کاهش می دهد. کبالت، کروم و منگنز باعث تضعیف اثر شکنندگی آهن و افزایش مقاومت به خوردگی می شود. هنگامی که لیتیوم به آلومینیوم اضافه می شود، مدول الاستیسیته و استحکام افزایش می یابد که چنین آلیاژی را برای صنعت هوافضا بسیار جذاب می کند. متأسفانه آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم علیرغم نسبت استحکام به وزن عالی (استحکام ویژه)، شکل پذیری ضعیفی دارند.

آلیاژهای منیزیم آلیاژهای منیزیم سبک، دارای استحکام ویژه بالا، خواص ریخته گری خوب و ماشین کاری عالی هستند. بنابراین برای ساخت قطعات موشک و موتور هواپیما، محفظه تجهیزات خودرو، چرخ، مخازن گاز، میزهای قابل حمل و غیره استفاده می شود. برخی از آلیاژهای منیزیم که دارای ضریب میرایی ویسکوز بالایی هستند در ساخت قطعات متحرک ماشین آلات و عناصر ساختاری که در شرایط ارتعاشات ناخواسته کار می کنند استفاده می شود. آلیاژهای منیزیم کاملاً نرم هستند، مقاومت ضعیفی در برابر سایش دارند و بسیار انعطاف پذیر نیستند. آنها به راحتی در دماهای بالا تشکیل می شوند، برای جوشکاری قوس الکتریکی، گاز و مقاومت مناسب هستند و همچنین می توانند با لحیم کاری (سخت)، پیچ و مهره، پرچ و چسب به یکدیگر متصل شوند. چنین آلیاژهایی به ویژه در برابر اکثر اسیدها، آب شیرین و نمک مقاوم به خوردگی نیستند، اما در هوا پایدار هستند. آنها معمولاً با پوشش سطح - اچ کردن کروم، درمان دی کرومات، آنودایز کردن از خوردگی محافظت می شوند. آلیاژهای منیزیم را می توان با استفاده از پیش آبکاری با غوطه وری روی مذاب، با مس، نیکل و کروم درخشان یا روکش کرد. آنودایز کردن آلیاژهای منیزیم سختی سطح و مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهد. منیزیم یک فلز فعال شیمیایی است و بنابراین لازم است اقداماتی برای جلوگیری از اشتعال براده ها و قطعات جوش داده شده از آلیاژهای منیزیم اتخاذ شود.

آلیاژهای تیتانیوم آلیاژهای تیتانیوم از نظر استحکام کششی و مدول الاستیسیته نسبت به آلومینیوم و منیزیم برتری دارند. چگالی آنها از همه آلیاژهای سبک دیگر بیشتر است، اما از نظر استحکام خاص پس از بریلیوم در رتبه دوم قرار دارند. با محتوای کم کربن، اکسیژن و نیتروژن، آنها کاملا پلاستیکی هستند. رسانایی الکتریکی و هدایت حرارتی آلیاژهای تیتانیوم کم است، در برابر سایش و سایش مقاوم هستند و استحکام خستگی آنها بسیار بیشتر از آلیاژهای منیزیم است. استحکام خزشی برخی از آلیاژهای تیتانیوم در تنش های متوسط ​​(در حد 90 مگاپاسکال) تا حدود 600 درجه سانتیگراد رضایت بخش باقی می ماند که بسیار بالاتر از دمای مجاز برای آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم است. آلیاژهای تیتانیوم به اندازه کافی در برابر عمل هیدروکسیدها، محلول های نمکی، نیتریک و برخی دیگر از اسیدهای فعال مقاوم هستند، اما در برابر عمل اسیدهای هیدروهالیک، سولفوریک و ارتو فسفریک مقاومت چندانی ندارند. جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم تا دمای حدود 1150 درجه سانتیگراد. آنها امکان جوشکاری قوس الکتریکی را در اتمسفر گاز بی اثر (آرگون یا هلیوم)، جوشکاری نقطه ای و غلتکی (درز) می دهند. آنها چندان متمایل به برش (گرفتن ابزار برش) نیستند. ذوب آلیاژهای تیتانیوم باید در خلاء یا اتمسفر کنترل شده انجام شود تا از آلودگی با اکسیژن یا ناخالصی های نیتروژن که باعث شکنندگی می شود جلوگیری شود. آلیاژهای تیتانیوم در صنایع هوانوردی و فضایی برای ساخت قطعاتی که در دمای بالا (150-430 درجه سانتیگراد) کار می کنند و همچنین در برخی از دستگاه های شیمیایی برای اهداف خاص استفاده می شود. از آلیاژهای تیتانیوم وانادیوم برای ساخت زره سبک برای کابین هواپیماهای جنگی استفاده می شود. آلیاژ تیتانیوم-آلومینیوم-وانادیوم آلیاژ اصلی تیتانیوم برای موتورهای جت و بدنه هواپیما است. روی میز. شکل 3 ویژگی های آلیاژهای خاص را نشان می دهد و در جدول. 4 عناصر اصلی اضافه شده به آلومینیوم، منیزیم و تیتانیوم را نشان می دهد که نشان دهنده خواص حاصل است.

آلیاژهای بریلیم یک آلیاژ بریلیم شکل‌پذیر را می‌توان به‌عنوان مثال، با برش دادن دانه‌های شکننده بریلیم در یک زمینه نرم و انعطاف‌پذیر مانند نقره به دست آورد. امکان رساندن آلیاژ این ترکیب با نورد سرد به ضخامت 17 درصد اولیه وجود داشت. بریلیم از نظر استحکام خاص از تمام فلزات شناخته شده پیشی می گیرد. در ترکیب با چگالی کم، بریلیم را برای دستگاه های هدایت موشک مناسب می کند. مدول الاستیسیته بریلیم بیشتر از فولاد است و برنزهای بریلیم برای ساخت فنرها و تماس های الکتریکی استفاده می شود. بریلیم خالص به عنوان تعدیل کننده و بازتاب کننده نوترون در راکتورهای هسته ای استفاده می شود. به دلیل تشکیل لایه های اکسید محافظ، در دمای بالا در هوا پایدار است. مشکل اصلی مرتبط با بریلیم سمیت آن است. می تواند باعث مشکلات تنفسی جدی و درماتیت شود.

آلیاژهای طلا

طلا یک فلز زرد نجیب، نرم و نسبتاً سنگین است. طلا هم در پوسته زمین و هم در آب یافت می شود، و اگرچه محتوای آن در زمین بسیار کم است (3 میکروگرم بر کیلوگرم)، اما مناطق بسیار زیادی وجود دارد که از این فلز غنی شده اند. چنین مناطقی که ذخایر اولیه طلا هستند، پلاسر نامیده می شوند.

از خواص فیزیکی و شیمیایی طلا، اول از همه باید به رسانایی حرارتی بسیار بالا و مقاومت الکتریکی پایین آن اشاره کرد. در شرایط عادی با اکثر اسیدها برهمکنش نمی‌کند و اکسید نمی‌سازد، در هوا اکسید نمی‌شود و در برابر رطوبت، قلیایی‌ها و نمک‌ها مقاوم است و به همین دلیل جزو فلزات نجیب طبقه‌بندی شد. طلا بسیار چکش خوار و انعطاف پذیر است. از یک تکه طلا به وزن یک گرم می توان سیمی را به طول سه و نیم کیلومتر کشید یا ورق طلا را 500 برابر نازکتر از موی انسان ساخت. طلا یک فلز بسیار سنگین است که یک مزیت بزرگ در استخراج آن است. چگالی آن بالا است - 19.3 گرم در سانتی متر مکعب، سختی برینل - 20. طلا نیز بی اثرترین فلز است، اما زمانی که توانایی آب رگیا (مخلوطی از اسیدهای کلریدریک و نیتریک به نسبت 3/1) در حل کردن طلا بود. کشف شد، اعتماد به اینرسی آن متزلزل شد. این فلز در دمای بسیار بالا - 1063 درجه سانتیگراد ذوب می شود. محلول در اسید سلنیک داغ این خواص فیزیکی و شیمیایی طلا به طور گسترده ای برای به دست آوردن آن استفاده می شود.

استخراج طلا اغلب از طریق شستشو انجام می شود که بر اساس چگالی بالای آن است (سایر فلزات با چگالی کمتر از طلا در جریان آب شسته می شوند). اما طلای طبیعی به ندرت خالص است، حاوی نقره، مس و بسیاری از عناصر دیگر است، بنابراین، پس از شستشو، تمام طلا تحت تمیز کردن عمیق - پالایش قرار می گیرند. در روسیه، خلوص طلا با تجزیه اندازه گیری می شود.

آلیاژهای طلا وجود دارند که امروزه بسیار محبوب شده اند.

طلای صورتی

رزگلد آلیاژی از طلای خالص و مس است. آلیاژ جواهرات با سایه غیرمعمول ظریف.

جواهرات آلیاژ صورتی روز به روز محبوب تر می شوند، حلقه ها و آویزها بیشتر و بیشتر رایج می شوند.

طلای سبز (زیتونی).

طلای سبز (زیتونی) را می توان به عنوان آلیاژ طلا با پتاسیم به دست آورد.

چنین ترکیباتی را متالیدها نیز می نامند.

به طور کلی، متالیدها ترکیباتی از طلا با آلومینیوم (طلای بنفش)، روبیدیم (سبز تیره)، پتاسیم (بنفش و زیتون)، ایندیم (طلای آبی) هستند. چنین آلیاژهایی بسیار زیبا و عجیب و غریب هستند، اما در عین حال شکننده هستند و انعطاف پذیر نیستند. به عنوان یک فلز گرانبها، آنها را نمی توان پردازش کرد. اما گاهی اوقات از این قبیل آلیاژهای فلزی جواهرات به عنوان درج در جواهرات مانند سنگ استفاده می شود.

به هر حال، گاهی اوقات طلای سبز نیز از ترکیب طلای خالص با نقره به دست می آید. گنجاندن کوچکی از نقره در ترکیب آلیاژ جواهرات رنگ مایل به سبز می دهد، نسبت کمی بزرگتر طلایی را سبز مایل به زرد می کند، محتوای نقره را حتی بیشتر می کند، رنگ زرد مایل به سفید و در نهایت کاملاً سفید می شود.

طلای آبی

آلیاژی از طلای خالص با ایندیم است. اما چنین آلیاژ جواهرات نیز متالید است، ناپایدار است و مانند طلای معمولی قابل استفاده نیست.

فقط به عنوان درج در جواهرات، یعنی. مثل سنگ ها

طلا نیز اگر با رودیوم پوشانده شود "آبی می شود".

یا اگر زاییده فکر آنتونیاسی جواهرساز آرژانتینی باشد. این که چگونه او توانست آلیاژ آبی با ظرافت تقریباً 958 (90 درصد طلای خالص در آلیاژ) به دست آورد هنوز یک معما است. جواهر فروش عجله ای برای افشای اسرار خود ندارد.

طلای آبی

طلای آبی آلیاژی از طلا با آهن و کروم است. مانند طلای سبز و بنفش، طلای آبی را فقط می توان به عنوان منبت در جواهرات استفاده کرد.

آلیاژ آبی به خودی خود شکننده است و ساختن جواهر تنها از آن کار نخواهد کرد.

طلای بنفش

در واقع آلیاژی از طلا و آلومینیوم است. چنین طلایی را می توان 750 نمونه "جایزه" دریافت کرد (محتوای طلا در آلیاژ حتی بیش از 75٪ است).

نوع دیگر طلای بنفش آلیاژی از طلا و پتاسیم است.

آلیاژ جواهرات بنفش زیباست. اما، متأسفانه، شکننده و غیر پلاستیکی است. گاهی اوقات می توان آن را به شکل درج در جواهرات یافت، گویی یک سنگ قیمتی است نه فلز.

طلای قهوه ای

طلای قهوه ای - طلای 585 یا 750، با نسبت بیشتری از مس در لیگاتور (افزودن ناخالصی ها به طلای خالص در آلیاژ). جواهرات چنین طلایی را تحت یک عملیات شیمیایی خاص قرار می دهند.

طلای سیاه

طلای سیاه یک فلز تصفیه شده غیرمعمول با رنگی عمیق و ملایم است. راه های مختلفی برای بدست آوردن طلای سیاه وجود دارد.

این آلیاژ با کبالت و کروم با اکسیداسیون در دمای بالا و پوشش با رودیوم سیاه یا کربن آمورف است.

آلیاژ چدن فولاد آلیاژی طلا

نتیجه

اجسام فلزی اطراف ما به ندرت از فلزات خالص تشکیل شده اند. فقط تابه های آلومینیومی یا سیم مسی حدود 99.9 درصد خالص هستند. در بیشتر موارد دیگر، مردم با آلیاژها سروکار دارند. بنابراین، انواع مختلف آهن و فولاد، همراه با افزودنی های فلزی، حاوی مقادیر کمی کربن هستند که تأثیر تعیین کننده ای بر رفتار مکانیکی و حرارتی آلیاژها دارند. همه آلیاژها دارای علامت خاصی هستند، زیرا. آلیاژهایی با همین نام (مثلاً برنج) ممکن است کسر جرمی متفاوتی از فلزات دیگر داشته باشند.

ادبیات و وب سایت های مورد استفاده

ب شیمی برای کنجکاوها - ای. گروس.

b فرهنگ لغت دایره المعارف شوروی. - م.: دایره المعارف شوروی، 1983.

o دایره المعارف مختصر شیمی ویرایش شده توسط I.A. کنویانتز و همکاران دایره المعارف شوروی، 1961-1967، جلد 2.

o فرهنگ لغت دایره المعارف یک شیمیدان جوان گردآوری شده توسط V.A. Kritzman و V.V. Stanzo انتشارات "آموزش و پرورش"، 1361.

دایره المعارف بزرگ دانش آموز مدرن.

ب شیمی عمومی گلینکا N.L.، اتحاد جماهیر شوروی، 1985

o وب سایت ویکی پدیا

ب www.erudition.ru-گزارش "آلیاژها"

b dic.academic.ru - سایت "Akademik"، موضوع "آلیاژها"

ب www.chemport.ruآلیاژها

میزبانی شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

تاریخچه پیدایش آلیاژها. مقاومت در برابر خوردگی، خواص ریخته گری، مقاومت حرارتی و مقاومت الکتریکی آلیاژها. خواص اساسی آلیاژها محلول یک فلز در فلز دیگر و مخلوط مکانیکی فلزات. طبقه بندی و گروه های آلیاژها

ارائه، اضافه شده در 2011/09/30


خواص فیزیکی فلزات و آلیاژها خواص شیمیایی فلزات و آلیاژها. آلیاژها. الزامات آلیاژها و انواع آلیاژها. روش های آزمایش آلیاژهای پلی گرافی فلزات و آلیاژهای مورد استفاده در چاپ.

چکیده، اضافه شده در 2006/09/06


طبقه بندی و مشخصات کلی آلیاژهای مس نیکل، تأثیر ناخالصی ها بر خواص آنها. رفتار خوردگی آلیاژهای مس نیکل مدل سازی ترمودینامیکی خواص محلول های فلزی جامد پارامترهای انرژی نظریه.

پایان نامه، اضافه شده 03/13/2011


آلیاژهای آلومینیوم فرفورژه اولیه. خواص مکانیکی سیلومین ها علامت گذاری آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری. سیلیکون به عنوان عنصر آلیاژی اصلی در سیلومین های ریخته گری آلومینیوم. خواص مکانیکی معمولی آلیاژهای سخت‌شونده حرارتی

چکیده، اضافه شده در 01/08/2010


کاهش نرخ خوردگی به عنوان روشی برای محافظت در برابر خوردگی فلزات و آلیاژها. طبقه بندی پوشش های محافظ (فلز، گالوانیکی، کندوپاشی، پوشش های غیر فلزی، آلی، بازدارنده، اکسیژن و غیره).

مقاله ترم، اضافه شده در 2009/11/16


اکسیداسیون آندی آلومینیوم و آلیاژهای آن نظم رفتار آندی آلومینیوم و آلیاژهای آن در محلول های اسیدی در مراحل اولیه تشکیل AOF و فرآیندهای ثانویه موثر بر ساختار و خواص لایه اکسیدی در حال تشکیل.

ساختار کریستالی نیوبیم، طلا و آلیاژهای آنها؛ تعداد و موقعیت میانگره ها نمودار حالت سیستم Nb-V؛ نمودار وابستگی دوره شبکه کریستالی به ترکیب آلیاژ. پیش بینی های استریوگرافی؛ محاسبات کریستالوگرافی

مقاله ترم، اضافه شده 05/09/2013


ایده کلی در مورد خوردگی فلزات. رفتار تیتانیوم و آلیاژهای آن در محیط های مختلف تهاجمی تاثیر عناصر آلیاژی در تیتانیوم بر مقاومت در برابر خوردگی خوردگی الکتروشیمیایی ویژگی های تعامل تیتانیوم با هوا.

چکیده، اضافه شده در 2006/12/03


مشخصات شیمیایی و خواص فلزات، محل قرارگیری آنها در سیستم تناوبی عناصر. طبقه بندی فلزات بر اساس معیارهای مختلف قیمت تمام شده فلز به عنوان عامل امکان و مصلحت استفاده از آن. رایج ترین آلیاژها

تست، اضافه شده در 2009/08/20


مشخصات و خواص کلی مس. بررسی روشهای اصلی برای به دست آوردن مس از سنگ معدن و مواد معدنی. تعریف مفهوم آلیاژها بررسی ویژگی های خارجی، و همچنین ویژگی های اصلی برنج، برنز، آلیاژهای مس نیکل، مس نیکل.

تعریف

آلیاژهامخلوطی از دو یا چند عنصر است که در میان آنها فلزات غالب هستند. فلزات موجود در آلیاژ پایه نامیده می شوند. اغلب عناصر غیرفلزی به آلیاژ اضافه می شوند که به آلیاژها خواص ویژه ای می بخشد که به آنها افزودنی های آلیاژی یا اصلاح کننده می گویند. در بین آلیاژها، آلیاژهای مبتنی بر آهن و آلومینیوم از بیشترین اهمیت برخوردار هستند.

طبقه بندی آلیاژ

روش های مختلفی برای طبقه بندی آلیاژها وجود دارد:

• با توجه به روش ساخت (آلیاژهای ریخته گری و پودر)؛
• با توجه به روش به دست آوردن محصول (آلیاژهای ریخته گری، فرفورژه و پودر)؛
• با ترکیب (آلیاژهای همگن و ناهمگن)؛
• از نظر ماهیت فلز - پایه (آهنی - آهن پایه، غیر آهنی - فلزات غیر آهنی پایه و آلیاژهای فلزات کمیاب - عناصر رادیواکتیو پایه).
• با تعداد اجزا (دو، سه برابر و غیره)؛
• با خواص مشخصه (دیرگداز، ذوب کم، استحکام بالا، مقاوم در برابر حرارت، سخت، ضد اصطکاک، مقاوم در برابر خوردگی و غیره)؛
• بر اساس هدف (ساختاری، ابزاری و ویژه).

خواص آلیاژی

خواص آلیاژها به ساختار آنها بستگی دارد. آلیاژها با خصوصیات ساختاری غیر حساس (که توسط ماهیت و غلظت عناصر تشکیل دهنده آلیاژها تعیین می شود) و خواص حساس به ساختار (بسته به ویژگی های پایه) مشخص می شوند. خواص ساختاری غیر حساس آلیاژها شامل چگالی، نقطه ذوب و گرمای تبخیر است. خواص حرارتی و الاستیک، ضریب انبساط حرارتی.

همه آلیاژها خواص مشخصه فلزات را نشان می دهند: درخشندگی فلزی، هدایت الکتریکی و حرارتی، شکل پذیری و غیره.

همچنین، تمام خواص مشخصه آلیاژها را می توان به شیمیایی (نسبت آلیاژها به اثرات محیط فعال - آب، هوا، اسیدها و غیره) و مکانیکی (نسبت آلیاژها به اثرات نیروهای خارجی) تقسیم کرد. اگر خواص شیمیایی آلیاژها با قرار دادن آلیاژ در محیط تهاجمی مشخص شود، در آن صورت از آزمایش های ویژه ای برای تعیین خواص مکانیکی استفاده می شود. بنابراین برای تعیین استحکام، سختی، الاستیسیته، پلاستیسیته و سایر خواص مکانیکی، آزمایش‌های کششی، خزشی، مقاومت ضربه‌ای و ... انجام می‌شود.

انواع اصلی آلیاژها

فولادهای مختلف، چدن، آلیاژهای مبتنی بر مس، سرب، آلومینیوم، منیزیم و همچنین آلیاژهای سبک در بین آلیاژهای مختلف کاربرد وسیعی یافته اند.

فولادها و چدن ها آلیاژهای آهن با کربن هستند و میزان کربن در فولاد تا 2٪ و در چدن 2-4٪ است. فولادها و چدن ها حاوی مواد افزودنی آلیاژی هستند: فولادها - Cr، V، Ni، و چدن - Si.

فولادها انواع مختلفی دارند، بنابراین با توجه به هدف آنها فولادهای ساختاری، ضد زنگ، ابزاری، مقاوم در برابر حرارت و برودتی متمایز می شوند. با توجه به ترکیب شیمیایی، کربن (کم کربن، متوسط ​​و زیاد) و آلیاژی (کم، متوسط ​​و آلیاژ بالا) متمایز می شوند. بسته به ساختار، فولادهای آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، پرلیتی و بینیتی متمایز می شوند.

فولادها در بسیاری از بخش های اقتصاد ملی مانند ساختمان سازی، شیمیایی، پتروشیمی، حفاظت از محیط زیست، انرژی حمل و نقل و سایر صنایع کاربرد پیدا کرده اند.

بسته به شکل محتوای کربن در چدن - سمنتیت یا گرافیت و همچنین مقدار آنها، چند نوع چدن متمایز می شود: سفید (رنگ روشن شکستگی به دلیل وجود کربن به شکل سمنتیت)، خاکستری. (رنگ خاکستری شکستگی به دلیل وجود کربن به شکل گرافیت)، چکش خوار و مقاوم در برابر حرارت. چدن ها آلیاژهای بسیار شکننده ای هستند.

زمینه های استفاده از چدن گسترده است - تزئینات هنری (نرده ها، دروازه ها)، قطعات بدنه، تجهیزات لوله کشی، وسایل خانگی (تابه) از چدن ساخته شده است، از آن در صنعت خودروسازی استفاده می شود.

آلیاژهای مبتنی بر مس برنج نامیده می شوند، زیرا به عنوان مواد افزودنی حاوی 5 تا 45 درصد روی هستند. برنج با محتوای 5 تا 20٪ روی قرمز (tompac) و با محتوای 20-36٪ روی - زرد (آلفا برنج) نامیده می شود.

در میان آلیاژهای مبتنی بر سرب، آلیاژهای دو جزئی (آلیاژهای سرب با قلع یا آنتیموان) و آلیاژهای چهار جزئی (آلیاژهای سرب با کادمیوم، قلع و بیسموت، آلیاژهای سرب با قلع، آنتیموان و آرسنیک) و (معمولاً برای دو) متمایز می شوند. آلیاژهای جزء) با محتویات مختلف از اجزای یکسان، آلیاژهای متفاوتی دریافت می کنند. بنابراین برای لحیم کاری لوله و سیم برق از آلیاژ 1/3 سرب و 2/3 قلع ترتنیک (لحیم کاری معمولی) استفاده می شود و قبلاً از آلیاژی حاوی 10-15% سرب و 85-90% قلع-پیوتر استفاده می شد. برای ریخته گری کارد و چنگال

آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم دو جزئی هستند - Al-Si، Al-Mg، Al-Cu. این آلیاژها به راحتی به دست می آیند و پردازش می شوند. آنها دارای رسانایی الکتریکی و حرارتی، غیر مغناطیسی، بی ضرر در تماس با مواد غذایی، ضد انفجار هستند. آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم برای ساخت پیستون‌های سبک کاربرد پیدا کرده‌اند، در ساخت خودرو، خودرو و هواپیما، صنایع غذایی، به‌عنوان مصالح معماری و تکمیلی، در تولید کانال‌های کابل تکنولوژیکی و خانگی و هنگام گذاشتن ولتاژ بالا استفاده می‌شوند. خطوط برق.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

مثال 2

ورزش	تحت تأثیر HCl اضافی روی مخلوطی از Al و Fe به وزن 11 گرم، 8.96 لیتر گاز آزاد شد. کسر جرمی فلزات را در مخلوط تعیین کنید.
راه حل	هر دو فلز وارد یک واکنش متقابل می شوند که در نتیجه هیدروژن آزاد می شود: 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 تعداد کل مول های هیدروژن آزاد شده را بیابید: v(H 2) \u003d V (H 2) / V m v (H 2) \u003d 8.96 / 22.4 \u003d 0.4 mol مقدار ماده Al را x mol و Fe - y مول بگذارید. سپس، بر اساس معادلات واکنش، می توانیم یک عبارت برای تعداد کل مول های هیدروژن بنویسیم: 1.5x + y = 0.4 جرم فلزات را در مخلوط بیان می کنیم: سپس جرم مخلوط را با معادله بیان می کنیم: 27x + 56y = 11 ما یک سیستم معادلات بدست آوردیم: 1.5x + y = 0.4 27x + 56y = 11 حلش کنیم: (56-18) y \u003d 11 - 7.2 v(Fe) = 0.1 مول x = 0.2 مول v(Al) = 0.2 مول سپس جرم فلزات موجود در مخلوط: m(Al) = 27×0.2 = 5.4 گرم m(Fe) \u003d 56 × 0.1 \u003d 5.6 گرم کسر جرمی فلزات را در مخلوط بیابید: ώ =m(من)/m مجموع ×100% ώ(Fe) \u003d 5.6 / 11 × 100٪ \u003d 50.91٪ ώ(Al) = 100 - 50.91 = 49.09٪
پاسخ	کسر جرمی فلزات در مخلوط: 50.91٪، 49.09٪