طبقه بندی آلیاژهای آلومینیوم همزمان با کاهش آهن، سیلیکون، فسفر، منگنز و سایر ناخالصی ها کاهش می یابد.

طبقه بندی خواص فلزات و آلیاژها

خواص فلزات و آلیاژها به 4 گروه اصلی تقسیم می شوند:

1. فیزیکی،
2. شیمیایی،
3. مکانیکی،
4. تکنولوژیکی

خواص فیزیکی فلزات و آلیاژها

خواص فیزیکی فلزات و آلیاژها شامل رنگ، چگالی (وزن مخصوص)، گداخت پذیری، انبساط حرارتی، هدایت حرارتی، ظرفیت گرمایی، هدایت الکتریکی و قابلیت مغناطیسی شدن آنها می باشد. این خواص فیزیکی نامیده می شوند زیرا در پدیده هایی یافت می شوند که با تغییر در ترکیب شیمیایی ماده همراه نیستند، به عنوان مثال، فلزات و آلیاژها در هنگام گرم شدن، هنگامی که جریان و گرما از آنها عبور می کنند، و همچنین زمانی که ترکیب آنها بدون تغییر باقی می ماند. آنها مغناطیسی و ذوب می شوند. بسیاری از این خواص فیزیکی واحدهای اندازه گیری را ایجاد کرده اند که بر اساس آن خواص فلز مورد قضاوت قرار می گیرد.

رنگ.

فلزات و آلیاژها شفاف نیستند. حتی لایه های نازک فلزات و آلیاژها نیز توانایی انتقال پرتو را ندارند، اما در نور بازتابی دارای درخشندگی بیرونی هستند و هر یک از فلزات و آلیاژها سایه درخشندگی یا به قول خودشان رنگ خاص خود را دارند. به عنوان مثال، مس قرمز رز، روی خاکستری، قلع سفید درخشان و غیره است.

وزن مخصوص وزن است 1 سانتی متر 3فلز، آلیاژ یا هر ماده دیگری بر حسب گرم. مثلاً وزن مخصوص آهن خالص است 7.88 گرم بر سانتی متر مکعب .

ذوب شدن- توانایی فلزات و آلیاژها برای انتقال از حالت جامد به مایع که با نقطه ذوب مشخص می شود. فلزات با نقطه ذوب بالا را نسوز می نامند (تنگستن، پلاتین، کروم و غیره). فلزات با نقطه ذوب پایین را ذوب پذیر می گویند (قلع، سرب و غیره).

انبساط حرارتی - خاصیت افزایش حجم فلزات و آلیاژها هنگام گرم شدن که با ضرایب انبساط خطی و حجمی مشخص می شود. ضریب انبساط خطی - نسبت افزایش طول یک نمونه فلزی هنگام گرم شدن به 1 درجهبه طول نمونه اصلی ضریب انبساط حجمی - نسبت افزایش حجم فلز هنگام گرم شدن به 1 درجهبه حجم اصلی ضریب حجمی برابر با سه برابر ضریب انبساط خطی در نظر گرفته می شود. فلزات مختلف دارای ضرایب انبساط خطی متفاوتی هستند. برای مثال ضریب انبساط خطی فولاد برابر است با 0,000012 ، فلز مس - 0,000017 ، آلومینیوم- 0,000023 . با دانستن ضریب انبساط خطی فلز، می توان مقدار ازدیاد طول آن را تعیین کرد:

1. تعیین کنید که خط لوله فولادی چقدر طول خواهد کشید 5000 مترهنگامی که گرم می شود 20 درجه سانتی گراد :

5000 0.000012 20 = 1.2 متر

1. تعیین کنید که طول خط لوله مسی چقدر طول خواهد کشید 5000 مترهنگامی که گرم می شود 20 درجه سانتی گراد :

5000 0.000017 20= 1.7 متر

1. تعیین کنید که خط لوله آلومینیوم چقدر طول خواهد کشید 5000 مترهنگامی که گرم می شود 20 درجه سانتی گراد :

5000 0.000023 20=2.3 متر

(در هر سه مورد، ضریب اصطکاک ناشی از وزن خود در نظر گرفته نشد.) بر اساس محاسبات فوق، فلزات غیرآهنی در هنگام گرم شدن بیشتر از فولاد منبسط می شوند که باید در فرآیند جوشکاری مورد توجه قرار گیرد.

رسانایی گرمایی - توانایی فلزات و آلیاژها برای هدایت گرما. هرچه رسانایی حرارتی بیشتر باشد، گرما در هنگام گرم شدن سریعتر از طریق فلز یا آلیاژ پخش می شود. هنگامی که سرد می شوند، فلزات و آلیاژهای با هدایت حرارتی بالا گرما را سریعتر آزاد می کنند. هدایت حرارتی مس قرمز در 6 باربالاتر از هدایت حرارتی آهن. هنگام جوشکاری فلزات و آلیاژهای با رسانایی حرارتی بالا، حرارت اولیه و گاهی اوقات همزمان مورد نیاز است.

ظرفیت گرمایی مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یک واحد وزن است 1 درجه. ظرفیت گرمایی ویژه - مقدار گرما در کیلو کالری(کیلو کالری) مورد نیاز برای گرم کردن 1 کیلوگرممواد روی 1 درجه. پلاتین و سرب ظرفیت گرمایی ویژه کمی دارند. ظرفیت حرارتی ویژه فولاد و چدن تقریباً می باشد 4 دفعهبالاتر از ظرفیت گرمایی ویژه سرب.

رسانایی الکتریکی - توانایی فلزات و آلیاژها برای هدایت جریان الکتریکی. مس، آلومینیوم و آلیاژهای آنها رسانایی الکتریکی خوبی دارند.

خواص مغناطیسی - قابلیت مغناطیسی شدن فلزات که خود را در این واقعیت نشان می دهد که یک فلز مغناطیسی فلزات دارای خواص مغناطیسی را جذب می کند.

خواص شیمیایی فلزات و آلیاژها.

خواص شیمیایی فلزات و آلیاژها به عنوان توانایی آنها برای ورود به ترکیبات با مواد مختلف، در درجه اول با اکسیژن، درک می شود. خواص شیمیایی فلزات و آلیاژها عبارتند از:

1. مقاومت در برابر خوردگی در هوا،
2. مقاومت اسیدی،
3. مقاومت قلیایی،
4. مقاومت در برابر حرارت

مقاومت فلزات و آلیاژها در هوا توانایی دومی برای مقاومت در برابر عملکرد مخرب اکسیژن در هوا نامیده می شود.

مقاومت اسیدی به توانایی فلزات و آلیاژها در مقاومت در برابر عملکرد مخرب اسیدها می گویند. به عنوان مثال، اسید کلریدریک آلومینیوم و روی را از بین می برد، اما سرب نه. اسید سولفوریک روی و آهن را از بین می برد، اما تقریباً هیچ تأثیری روی سرب، آلومینیوم و مس ندارد.

مقاومت قلیایی فلزات و آلیاژها توانایی مقاومت در برابر عملکرد مخرب قلیایی ها نامیده می شود. قلیاها به ویژه قوی هستند آلومینیوم، قلع و سرب را از بین می برند.

مقاومت در برابر حرارت توانایی فلزات و آلیاژها برای مقاومت در برابر تخریب توسط اکسیژن هنگام گرم شدن نامیده می شود. برای افزایش مقاومت حرارتی، ناخالصی های خاصی مانند کروم، وانادیم، تنگستن و غیره وارد فلز می شود.

پیری فلزات - تغییر در خواص فلزات در طول زمان به دلیل فرآیندهای داخلی که معمولاً در دمای اتاق به کندی و در دماهای بالا با شدت بیشتری انجام می شود. پیری فولاد به دلیل آزاد شدن کاربیدها و نیتریدها در امتداد مرزهای دانه است که منجر به افزایش استحکام و کاهش شکل پذیری فولاد می شود. عناصری که تمایل به پیری فولاد را کاهش می دهند آلومینیوم و سیلیکون هستند و عناصری که باعث پیری می شوند نیتروژن و کربن هستند.

خواص مکانیکی فلزات و آلیاژها

برنج. یکی

خواص مکانیکی اصلی فلزات و آلیاژها عبارتند از

1. استحکام - قدرت،
2. سختی،
3. قابلیت ارتجاعی،
4. پلاستیک،
5. قدرت ضربه،
6. خزیدن،
7. خستگی.

استحکام - قدرتمقاومت یک فلز یا آلیاژ در برابر تغییر شکل و تخریب تحت اثر بارهای مکانیکی نامیده می شود. بارها می توانند فشاری، کششی، پیچشی، برشی و خمشی باشند. برنج. یکی ).

سختیبه توانایی یک فلز یا آلیاژ برای مقاومت در برابر نفوذ جسم جامد دیگر به داخل آن می گویند.

برنج. 2

در فناوری، روش های زیر برای آزمایش سختی فلزات و آلیاژها بیشترین استفاده را داشته اند:

1. 2,5 ; 5 و 10 میلی متر- تست سختی بر اساس برینل (برنج. 2، a );
2. فرورفتگی در مواد یک توپ فولادی با قطر 1.588 میلی متریا مخروط الماس - تست سختی بر اساس راکول (برنج. 2b )
3. فرورفتگی در مواد یک هرم الماس چهار وجهی منظم - تست بر اساس ویکرز (برنج. 2، در ).

برنج. 3

قابلیت ارتجاعیبه توانایی یک فلز یا آلیاژ برای تغییر شکل اصلی خود تحت تأثیر یک بار خارجی و بازگرداندن آن پس از پایان بار ( برنج. 3 ).

پلاستیک به توانایی یک فلز یا آلیاژ، بدون فرو ریختن، تغییر شکل تحت تأثیر بار و حفظ این شکل پس از حذف آن گفته می شود. پلاستیسیته با کشیدگی نسبی و انقباض نسبی مشخص می شود.

جایی که Δ l \u003d l 1 -l 0 - ازدیاد طول مطلق نمونه در زمان شکست.

δ - گسترش نسبی؛

l 1 - طول نمونه در زمان پارگی؛

l 0 - طول اولیه نمونه؛

جایی که Ψ باریک شدن نسبی در هنگام شکست.

F0- سطح مقطع اولیه نمونه؛

اف- منطقه نمونه پس از پارگی

شکل 4

قدرت ضربه به توانایی یک فلز یا آلیاژ برای مقاومت در برابر بارهای ضربه ای گفته می شود. آزمایش ها روی آتش آونگی انجام می شود ( برنج. چهار). قبل از آزمایش آونگ 1 به زاویه ارتفاع بروید α ، در این موقعیت با یک چفت ثابت می شود. فلش 2 ، بر روی محور نوسان آونگ ثابت شده است، به سمت توقف جمع می شود 3 ، در تقسیم صفر مقیاس قرار دارد 4 . آونگ آزاد شده از چفت می افتد و نمونه را از بین می برد 5 و، (با ادامه حرکت، سپس اینرسی، به سمت دیگر تخت بالا می رود، در یک زاویه خاص β . هنگامی که آونگ به عقب حرکت می کند، فلش 2 از تقسیم صفر منحرف می شود و با آونگ در موقعیت عمودی، مقدار را نشان می دهد β - بزرگترین زاویه ارتفاع آونگ پس از تخریب نمونه. تفاوت زاویه α-β کار شکستگی نمونه را مشخص می کند.

برای تعیین قدرت ضربه ابتدا کار را محاسبه کنید ولیکه توسط وزن آونگ صرف تخریب نمونه می شود

A \u003d P (H - h) kgf m

جایی که اچ - ارتفاع آونگ قبل از برخورد متر

ساعت - ارتفاع آونگ پس از ضربه در متر

آر - نیروی ضربه

سپس قدرت ضربه تعیین می شود

جایی که a n - قدرت ضربه در kgf m/cm2

اف - سطح مقطع نمونه در سانتی متر 2 .

خزیدن ویژگی فلز یا آلیاژ برای تغییر شکل آهسته و پیوسته پلاستیکی تحت بار ثابت (به ویژه در دماهای بالا) نامیده می شود.

خستگیتخریب تدریجی یک فلز یا آلیاژ با تعداد زیادی بارهای متغییر مکرر نامیده می شود و توانایی تحمل این بارها را استقامت می گویند.

آزمایش کشش نمونه های فلزات و آلیاژها در دماهای پایین، معمولی و بالا انجام می شود. آزمایشات در دماهای پایین مطابق با انجام می شود GOST 11150-65 0 -100 درجه سانتی گراد و در نقطه جوش نیتروژن مایع فنی. آزمایشات در دماهای معمولی بر اساس انجام می شود G OST 1497-61 در یک دما 20±10 درجه سانتیگراد .

آزمایشات در دماهای بالا بر اساس انجام می شود GOST 9651-61 در دمای تا 1200 درجه سانتی گراد .

هنگام آزمایش نمونه ها برای کشش، استحکام نهایی تعیین می شود - σ در ، قدرت تسلیم (فیزیکی) - σ t ، قدرت تسلیم مشروط (فنی) - σ o,2 مقاومت واقعی در برابر پارگی - S به و ازدیاد طول - δ .

برنج. 5

برای جذب مقادیر فوق، نمودار ارائه شده در شکل 1 را در نظر بگیرید. برنج. 5. محور عمودی 0-Rبار اعمال شده را محاسبه کنید آربر حسب کیلوگرم (هرچه نقطه در امتداد محور بالاتر باشد، بار بیشتر است) و در محور افقی، ازدیاد طول مطلق است. Δ ل .

بخش هایی از نمودار را در نظر بگیرید:

1. بخش مستقیم اولیه کامپیوتر 0-Rکه تناسب بین ازدیاد طول ماده و بار را حفظ می کند ( کامپیوتر R- بار در حد تناسب)
2. نقطه پیچ خوردگی R'tبار در نقطه تسلیم بالایی نامیده می شود
3. طرح R' t - R t، موازی با محور افقی 0-Δ ل (منطقه تسلیم)، که در آن ازدیاد طول نمونه در یک بار ثابت رخ می دهد R t، که به آن بار در استحکام تسلیم گفته می شود
4. نقطه R در، نشان دهنده بیشترین نیروی کششی - بار در استحکام کششی است
5. نقطه R بهنیرو در لحظه تخریب نمونه است.

استحکام کششی در تنش (مقاومت موقت) σ در- تنش مربوط به بیشترین باری که قبل از تخریب نمونه رخ داده است:

جایی که F0- سطح مقطع نمونه قبل از آزمایش در میلی متر 2

P در- بزرگترین نیروی کششی در کیلوگرم .

قدرت تسلیم (فیزیکی) σ t- کوچکترین تنشی که در آن تغییر شکل نمونه آزمایشی بدون افزایش بار رخ می دهد (بار افزایش نمی یابد، اما نمونه کشیده می شود)

قدرت تسلیم شرطی (فنی) σ o,2- تنشی که در آن تغییر شکل باقیمانده نمونه به آن می رسد 0,2% :

حد متناسب σ pts- تنش شرطی، که در آن انحراف از رابطه خطی بین تنش‌ها و کرنش‌ها به درجه معینی می‌رسد که توسط شرایط فنی ایجاد می‌شود:

مقاومت واقعی در برابر پارگی S به- تنش در گردن یک نمونه قابل کشش، به عنوان نسبت نیروی کششی وارد بر نمونه بلافاصله قبل از شکستن، به سطح مقطع شکل در گردن تعریف می شود. اف ):

خواص تکنولوژیکی فلزات و آلیاژها

خواص تکنولوژیکی فلزات و آلیاژها عبارتند از:

• ماشین کاری،
• شکل پذیری،
• سیالیت،
• انقباض،
• جوش پذیری،
• سختی پذیری و غیره .

ماشین کاری به توانایی فلزات و آلیاژها برای ماشینکاری با ابزار برش گفته می شود.

چکش خواریبه توانایی فلزات و آلیاژها برای گرفتن شکل لازم تحت تأثیر نیروهای خارجی چه در حالت سرد و چه در حالت گرم گفته می شود.

سیالیت توانایی فلزات و آلیاژها برای پر کردن قالب ها نامیده می شود. چدن فسفری سیالیت بالایی دارد.

انقباضتوانایی فلزات و آلیاژها برای کاهش حجم خود در هنگام سرد شدن هنگام انجماد از حالت مایع، سرد شدن، تف جوشی پودرهای فشرده یا خشک شدن نامیده 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. 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، درجه L80 برنجی حاوی 80٪ مس و 20٪ 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 اولی 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 همه 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 به شکل 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 طبق 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 داده است، 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 مطابق با 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 معنی 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 و به عنوان جایگزینی برای مس استفاده می شود. آلیاژهای ریخته گری مبتنی بر آلومینیوم به طور گسترده در صنایع تبرید و صنایع غذایی در ساخت قطعات پیچیده شکل (با روش های مختلف ریخته گری) 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 استفاده می شود. .
آلیاژهای فرفورژه مبتنی بر آلومینیوم همچنین به طور گسترده در فناوری مواد غذایی و تبرید برای ساخت قطعات مختلف با عملیات فشار استفاده می شود که همچنین در معرض افزایش نیاز به 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). نقطه ضعف 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 آلیاژهای تیتانیوم با عملیات تحت فشار ساخته می‌شوند، اما می‌توانند با ریخته‌گری نیز ساخته شوند. ترکیب آلیاژهای ریختگی 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 می شوند. 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 بعد از عدد ممکن است حروف کوچک pch وجود داشته باشد که به معنی 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 نیاز به افزایش مقاومت در برابر خوردگی دارند: 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 شکل خالص عملاً در صنایع غذایی و مهندسی تبرید استفاده نمی شود. از 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 توسط 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 هایی 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 tmlt ≤ 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، سرب قلع، 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.

در صنعت مدرن، مقدار زیادی از مواد استفاده می شود. پلاستیک و کامپوزیت، گرافیت و مواد دیگر... اما فلز همیشه مرتبط باقی می ماند. سازه های ساختمانی غول پیکر از آن ساخته شده است، از آن برای ایجاد انواع ماشین آلات و تجهیزات دیگر استفاده می شود.

بنابراین، طبقه بندی فلز نقش مهمی در صنعت و علم دارد، زیرا با شناخت آن می توان مناسب ترین نوع ماده را برای یک هدف خاص انتخاب کرد. این مقاله به این موضوع اختصاص دارد.

تعریف کلی

فلزات مواد ساده ای نامیده می شوند که در شرایط عادی با وجود چندین ویژگی متمایز مشخص می شوند: هدایت حرارتی بالا و هدایت جریان الکتریکی و همچنین چکش خواری. پلاستیک. در حالت جامد، آنها با ساختار کریستالی در سطح اتمی مشخص می شوند و بنابراین دارای ویژگی های استحکام بالایی هستند. اما آلیاژهایی هم هستند که از مشتقات آنها هستند. آن چیست؟

موادی که از دو یا چند ماده با حرارت دادن آنها در بالای نقطه ذوب به دست می آیند. توجه داشته باشید که آلیاژهای فلزی و غیرفلزی وجود دارد. در حالت اول، حداقل 50 درصد فلز باید در ترکیب وجود داشته باشد.

با این حال، ما از موضوع مقاله منحرف نخواهیم شد. بنابراین، طبقه بندی فلز چیست؟ به طور کلی، تقسیم آن بسیار ساده است:

1. فلزات سیاه
2. فلزات غیر آهنی.

دسته اول شامل آهن و آلیاژهای مبتنی بر آن است. تمام فلزات دیگر مانند ترکیبات آنها غیر آهنی هستند. لازم است هر دسته را با جزئیات بیشتری در نظر بگیرید: با وجود طبقه بندی کلی بسیار خسته کننده، در واقع همه چیز بسیار پیچیده تر است. و اگر به یاد داشته باشید که هنوز فلزات گرانبها وجود دارد ... و آنها نیز متفاوت هستند. با این حال، طبقه بندی فلزات گرانبها حتی ساده تر است. در مجموع هشت مورد از آنها وجود دارد: طلا و نقره، پلاتین، پالادیوم، روتنیوم، اسمیم و همچنین رودیوم و ایریدیوم. با ارزش ترین آنها پلاتینوئیدها هستند.

در واقع، طبقه بندی حتی خسته کننده تر است. به این نام (در جواهرات) همه همان نقره، طلا و پلاتین. با این حال، در مورد "مسائل عالی" کافی است. وقت آن است که در مورد مواد رایج تر و محبوب تر صحبت کنیم.

ما با بررسی اجمالی درجات مختلف فولاد شروع خواهیم کرد، که فقط مشتقات مشابهی از محبوب ترین فلز آهنی - آهن است.

فولاد چیست؟

آهن و برخی مواد افزودنی که حاوی بیش از 2.14 درصد کربن اتمی نیست. طبقه بندی این مواد بسیار گسترده است و این موارد را در نظر می گیرد: ترکیب شیمیایی و روش های تولید، وجود یا عدم وجود ناخالصی های مضر و همچنین ساختار. با این حال، مهمترین ویژگی ترکیب شیمیایی است، زیرا بر عیار و نام فولاد تأثیر می گذارد.

انواع کربن

هیچ افزودنی آلیاژی در این مواد وجود ندارد، اما در عین حال، فناوری ساخت آنها مقدار مشخصی ناخالصی های دیگر (معمولا منگنز) را امکان پذیر می کند. از آنجایی که محتوای این مواد بین 0.8-1 درصد متغیر است، هیچ تأثیری بر استحکام، خواص مکانیکی و شیمیایی فولاد ندارند. از این دسته در ساخت و تولید ابزارآلات مختلف استفاده می شود. البته طبقه بندی فلز هنوز به پایان نرسیده است.

فولادهای کربنی ساختاری

اغلب برای ساخت سازه های مختلف برای مقاصد صنعتی، نظامی یا خانگی استفاده می شود، اما اغلب برای تولید ابزار و مکانیزم استفاده می شود. در این مورد، محتوای کربن به هیچ وجه نباید از 0.5-0.6٪ تجاوز کند. آنها باید استحکام بسیار بالایی داشته باشند، که توسط گروه کاملی از آزمایشات تایید شده توسط آژانس های بین المللی (σΒ، σ0.2، δ، ψ، KCU، HB، HRC) تعیین می شود. دو نوع وجود دارد:

• معمولی.
• کیفیت.

همانطور که ممکن است حدس بزنید، اولین ها به ساخت سازه های مهندسی مختلف می روند. کیفیت بالا منحصراً برای تولید ابزارهای قابل اعتماد مورد استفاده در مهندسی مکانیک و سایر موارد و تولید استفاده می شود.

در مورد این مواد، خوردگی فلز در سطح آنها مجاز است. طبقه بندی فولادهای انواع دیگر الزامات بسیار دقیق تری را برای آنها فراهم می کند.

فولادهای کربنی ابزار

رشته آنها مهندسی دقیق، ساخت ابزار برای زمینه های علمی و پزشکی و همچنین سایر بخش های صنعتی است که به استحکام و دقت بیشتری نیاز دارند. در آنها، محتوای کربن می تواند از 0.7 تا 1.5٪ متفاوت باشد. چنین ماده ای باید استحکام بسیار بالایی داشته باشد، در برابر عوامل سایش و درجه حرارت بسیار بالا مقاوم باشد.

فولادهای آلیاژی

این نام موادی است که علاوه بر ناخالصی های طبیعی، حاوی مقدار قابل توجهی افزودنی های آلیاژی مصنوعی هستند. اینها عبارتند از کروم، نیکل، مولیبدن. علاوه بر این، فولادهای آلیاژی همچنین می توانند حاوی منگنز و سیلیکون باشند که محتوای آنها اغلب از 0.8-1.2٪ تجاوز نمی کند.

در این مورد، طبقه بندی فلز به معنای تقسیم آنها به دو نوع است:

• فولادهایی با محتوای کم مواد افزودنی. در مجموع، آنها بیش از 2.5٪ نیستند.
• آلیاژ شده در آنها، مواد افزودنی می تواند از 2.5 تا 10٪ باشد.
• مواد با محتوای بالای مواد افزودنی (بیش از 10٪).

این انواع نیز مانند مورد قبلی به زیرگونه ها تقسیم می شوند.

فولاد ساختاری آلیاژی

مانند همه انواع دیگر، آنها به طور فعال در مهندسی مکانیک، ساخت و ساز ساختمان ها و سایر سازه ها و همچنین در صنعت استفاده می شوند. اگر آنها را با انواع کربن مقایسه کنیم، چنین موادی از نظر نسبت ویژگی های استحکام، شکل پذیری و چقرمگی برنده می شوند. علاوه بر این، آنها در برابر دمای بسیار پایین بسیار مقاوم هستند. پل ها، هواپیماها، موشک ها، ابزارهای صنایع با دقت بالا از آنها ساخته شده است.

فولادهای آلیاژی ابزار

در اصل، ویژگی ها بسیار شبیه به نوع مورد بحث در بالا هستند. می توان برای اهداف زیر استفاده کرد:

• تولید برش و همچنین ابزار و ابزار اندازه گیری با دقت بالا. به طور خاص، ابزارهای تراشکاری برای فلز از این ماده ساخته شده است که طبقه بندی آن به طور مستقیم به فولاد بستگی دارد: نام تجاری آن لزوماً روی محصول حک شده است.
• همچنین برای نورد سرد و گرم مهر می سازند.

هدف خاص

همانطور که از نام آن پیداست، این مواد دارای ویژگی های خاصی هستند. به عنوان مثال، انواع مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر حرارت و همچنین فولاد ضد زنگ معروف وجود دارد. بر این اساس، دامنه آنها شامل تولید ماشین آلات و ابزارهایی است که در شرایط سخت کار می کنند: توربین برای موتورها، کوره برای ذوب فلز و غیره.

فولادهای ساختمانی

فولاد با محتوای کربن متوسط. آنها برای تولید گسترده ترین طیف از مصالح ساختمانی مختلف استفاده می شوند. به طور خاص، از آنها است که پروفیل ها (شکل و ورق)، لوله ها، گوشه ها و غیره ساخته می شود. بدیهی است که هنگام انتخاب دسته خاصی از فلز، به ویژگی های مقاومت فولاد توجه ویژه ای می شود.

علاوه بر این، مدت‌ها قبل از ساخت، همه ویژگی‌ها به طور مکرر با استفاده از مدل‌های ریاضی محاسبه می‌شوند، به طوری که در بیشتر موارد می‌توان یک یا نوع دیگری از فلز نورد را بر اساس نیاز مشتری تولید کرد.

فولادهای تقویت کننده

همانطور که احتمالا حدس زده اید، دامنه آنها تقویت بلوک ها و سازه های ساخته شده از بتن مسلح است. آنها به صورت میله یا سیم با قطر زیاد تولید می شوند. این ماده یا فولاد کربنی یا فولاد کم آلیاژ است. دو نوع وجود دارد:

• نورد گرم.
• از نظر حرارتی و مکانیکی سخت شده است.

فولادهای بویلر

آنها برای تولید دیگ‌ها و سیلندرها و همچنین مخازن و اتصالات دیگری که باید تحت شرایط فشار بالا در شرایط دمایی مختلف کار کنند استفاده می‌شوند. ضخامت قطعات در این مورد می تواند از 4 تا 160 میلی متر متغیر باشد.

فولادهای اتوماتیک

اصطلاحاً به موادی گفته می شود که با برش آنها به خوبی برای پردازش مناسب هستند. همچنین قابلیت ماشینکاری بالایی دارند. همه اینها چنین فولادی را به یک ماده ایده آل برای خطوط تولید خودکار تبدیل می کند که هر سال بیشتر و بیشتر می شود.

فولادهای بلبرینگ

این گونه ها بر اساس نوع خود به گونه های ساختاری تعلق دارند، اما ترکیب آنها آنها را به گونه ابزاری مرتبط می کند. آنها با ویژگی های استحکام بالا و مقاومت زیاد در برابر سایش (سایش) متمایز می شوند.

خواص اصلی و طبقه بندی فلزات این طبقه را در نظر گرفته ایم. در ردیف بعدی، چدن رایج تر و شناخته شده تر است.

چدن ها: طبقه بندی و خواص

این نام ماده ای است که آلیاژی از آهن و کربن (و همچنین برخی مواد افزودنی دیگر) است و محتوای C بین 14/2 تا 67/6 درصد است. چدن، مانند فولاد، با ترکیب شیمیایی، روش‌های تولید و مقدار کربن موجود در آن، و همچنین در زمینه‌های کاربرد در زندگی روزمره و صنعت متمایز می‌شود. در صورت عدم وجود مواد افزودنی در چدن به آن بدون آلیاژ می گویند. در غیر این صورت دوپینگ شده

طبقه بندی بر اساس هدف

1. محدودیت هایی وجود دارد که تقریباً همیشه برای پردازش بعدی به فولاد استفاده می شود.
2. انواع ریخته گری برای ریخته گری محصولات با پیکربندی ها و پیچیدگی های مختلف استفاده می شود.
3. خاص، بر اساس قیاس با فولاد.

طبقه بندی بر اساس انواع افزودنی های شیمیایی

• چدن سفید. مشخصه آن این است که کربن در ساختار آن تقریباً به طور کامل متصل است و در ترکیب کاربیدهای مختلف وجود دارد. تشخیص آن بسیار آسان است: در هنگام شکست سفید و براق است، با بالاترین سختی مشخص می شود، اما در عین حال بسیار شکننده است، با سختی زیادی می توان آن را ماشین کاری کرد.
• نیمه سفید شده. در لایه های فوقانی ریخته گری، از چدن سفید قابل تشخیص نیست، در حالی که هسته آن خاکستری است و حاوی مقدار زیادی گرافیت آزاد در ساختار آن است. به طور کلی، ویژگی های هر دو نوع را با هم ترکیب می کند. کاملاً بادوام است، اما در عین حال پردازش آن بسیار ساده تر است و با شکنندگی اوضاع بسیار بهتر است.
• خاکستری. حاوی مقدار زیادی گرافیت بادوام، نسبتاً مقاوم در برابر سایش، به خوبی ماشینکاری شده است.

تصادفی نیست که ما روی گرافیت تمرکز می کنیم. واقعیت این است که طبقه بندی فلزات و آلیاژها در یک مورد خاص به محتوا و ساختار فضایی آن بستگی دارد. بسته به این ویژگی ها به پرلیت، فریت-پرلیت و فریت تقسیم می شوند.

خود گرافیت در هر یک از اینها می تواند به چهار شکل مختلف وجود داشته باشد:

• اگر با صفحات و "گلبرگ ها" نشان داده شود، به انواع لایه ای اشاره دارد.
• اگر این ماده حاوی اجزایی باشد که از نظر ظاهری شبیه کرم هستند، پس ما در مورد گرافیت ورمیکولار صحبت می کنیم.
• بر این اساس، اجزاء مختلف مسطح و ناهموار نشان می دهد که در مقابل شما یک نوع پوسته پوسته است.
• عناصر کروی و نیمکره شکل کروی را مشخص می کنند.

اما حتی در این مورد نیز طبقه بندی فلزات و آلیاژها هنوز ناقص است! واقعیت این است که این ناخالصی ها هر چقدر هم که عجیب به نظر برسد مستقیماً بر استحکام مواد تأثیر می گذارد. بنابراین، بسته به شکل و موقعیت مکانی آخال ها، چدن ها به دسته های زیر تقسیم می شوند:

• اگر این ماده حاوی اجزایی از گرافیت لایه‌ای باشد، این چدن خاکستری معمولی (SC) است.
• با قیاس با نام "افزودنی ها"، وجود ذرات vermicular مشخصه مواد vermicular (CVG) است.
• آخال های پوسته پوسته حاوی آهن داکتیل (CH) هستند.
• "پرکننده" کروی چدن با استحکام بالا (HF) را مشخص می کند.

توجه شما با طبقه بندی مختصری و خواص فلزاتی که به دسته "سیاه" تعلق دارند ارائه شد. همانطور که می بینید، علیرغم تصور غلط گسترده، آنها بسیار متنوع هستند و از نظر ساختار و خواص فیزیکی بسیار متفاوت هستند. به نظر می رسد چدن یک ماده معمولی و معمولی است، اما ... حتی چندین نوع کاملاً متفاوت دارد و برخی از آنها به اندازه خود چدن و ​​ورق فولادی با یکدیگر متفاوت هستند!

ضایعات تبدیل به درآمد می شود!

آیا طبقه بندی وجود دارد بالاخره، سالانه میلیون ها تن از طیف گسترده ای از مواد به زباله دانی می رود. آیا آنها دسته دسته فرستاده می شوند تا بدون انجام هیچ گونه مرتب سازی و مرتب سازی ذوب شوند؟ البته که نه. در مجموع 9 دسته وجود دارد:

• 3A. ضایعات استاندارد فلزات آهنی، از جمله قطعات کلی، به ویژه قطعات بزرگ. وزن هر قطعه از یک کیلوگرم کمتر نیست. به عنوان یک قاعده، ضخامت قطعات از شش میلی متر تجاوز نمی کند.
• 5A. در این مورد، ضایعات بیش از حد بزرگ است. ضخامت قطعات بیش از شش میلی متر است.
• 12A. این دسته شامل ترکیبی از دو گونه ای است که در بالا توضیح داده شد.
• 17A. آهن قراضه، به طور کلی. وزن هر قطعه کمتر از نیم کیلوگرم نیست، اما بیش از 20 کیلوگرم نیست.
• 19A. مشابه کلاس قبلی، اما زباله های بزرگ. علاوه بر این، مقداری فسفر در مواد مجاز است.
• 20A. ضایعات چدن، بزرگ ترین دسته. قطعات با وزن پنج تن مجاز است. به عنوان یک قاعده، این شامل تجهیزات صنعتی و نظامی برچیده شده، از کار افتاده است. همانطور که می بینید، طبقه بندی و خواص فلزات در این دسته تقریباً مشابه است.
• 22A. و دوباره، ضایعات چدن بزرگ. تفاوت در این واقعیت است که در این مورد، دسته زباله شامل تجهیزات لوله کشی مستعمل و از کار افتاده می شود.
• مخلوط کردن. قراضه مخلوط. مهم! انواع محتوای زیر مجاز نیست: و سیم فلزی، و همچنین قطعات گالوانیزه.
• گالوانیزه. همانطور که از نام آن پیداست، این شامل تمام ضایعات است که شامل قطعات گالوانیزه می شود.

این طبقه بندی فلزات آهنی بود. و اکنون ما در مورد "همکاران رنگی" آنها صحبت خواهیم کرد که نقش بزرگی در تمام صنعت و تولید مدرن دارند.

فلزات غیر آهنی

این نام تمام عناصر دیگری است که ساختار اتمی فلزی دارند، اما متعلق به آهن و مشتقات آن نیستند. در ادبیات انگلیسی زبان، می توانید اصطلاح "فلز غیر آهنی" را پیدا کنید که یک مفهوم مترادف است. طبقه بندی فلزات غیر آهنی چیست؟

گروه‌های زیر وجود دارند که تقسیم‌بندی آن‌ها به چند دلیل در یک زمان انجام می‌شود: انواع سبک و سنگین، نجیب، پراکنده و نسوز، رادیواکتیو و انواع خاکی کمیاب. بسیاری از فلزات غیر آهنی به طور کلی به عنوان کمیاب طبقه بندی می شوند، زیرا تعداد کل آنها در سیاره ما نسبتاً کم است.

آنها برای تولید قطعات و دستگاه هایی استفاده می شوند که باید در یک محیط تهاجمی، اصطکاک، یا در صورت لزوم (به عنوان مثال حسگرها)، دارای درجه بالایی از هدایت حرارتی یا هدایت جریان الکتریکی باشند، استفاده می شود. علاوه بر این، آنها در صنایع نظامی، فضایی و هوانوردی مورد تقاضا هستند، جایی که حداکثر قدرت با جرم نسبتاً کوچک مورد نیاز است.

توجه داشته باشید که طبقه بندی فلزات سنگین جداست. اما به این صورت وجود ندارد، اما این گروه شامل مس، نیکل، کبالت و همچنین روی، کادمیوم، جیوه و سرب است. از این میان تنها مس و روی در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد.

آلومینیوم و آلیاژهای مبتنی بر آن

آلومینیوم، "فلز بالدار". سه نوع از آن وجود دارد (بسته به درجه خلوص شیمیایی):

• بالاترین استاندارد (خلوص ویژه) (99.999%).
• خلوص بالا.
• تست فنی.

نوع دوم به صورت ورق، پروفیل متنوع و مفتول با مقاطع مختلف در بازار وجود دارد. در تجارت به عنوان AD0 و AD1 تعیین می شود. لطفاً توجه داشته باشید که حتی در آلومینیوم با درجه بالا، اجزاء Fe، Si، Gu، Mn، Zn اغلب وجود دارد.

آلیاژها

طبقه بندی فلزات غیرآهنی در این مورد چگونه است؟ در اصل، هیچ چیز پیچیده نیست. وجود داشته باشد:

• دورالومین.
• آویالی.

دورالومین ها آلیاژهایی هستند که مس و منیزیم به آنها اضافه می شود. علاوه بر این، موادی وجود دارد که در آنها از مس و منیزیم به عنوان افزودنی استفاده می شود. به پرنده ها آلیاژ نیز می گویند، اما حاوی مواد افزودنی بسیار بیشتری هستند. اصلی ترین آنها منیزیم و سیلیکون و همچنین آهن، مس و حتی تیتانیوم هستند.

اصولاً علم مواد به این موضوع با جزئیات بیشتری توجه می کند. طبقه بندی فلزات به آلومینیوم و انواع آن ختم نمی شود.

فلز مس

تا به امروز، آنها (محتوای ماده خالص 97.97٪) و فوق خالص، خلاء (99.99٪) را متمایز می کنند. بر خلاف سایر فلزات غیر آهنی، خواص مکانیکی و شیمیایی مس به شدت تحت تأثیر کوچکترین ناخالصی های برخی از مواد افزودنی قرار می گیرد.

آلیاژها

آنها به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند. این مواد، به هر حال، بیش از هزار سال است که برای بشر شناخته شده است:

• برنج. این نام ترکیب مس و روی است.
• برنز. آلیاژ مس که دیگر روی نیست، بلکه قلع است. با این حال، برنزهایی نیز وجود دارد که در آنها تا ده ماده افزودنی وجود دارد.

تیتانیوم

این فلز کمیاب و بسیار گران است. در وزن کم، دوام غیرمحتمل، ویسکوزیته کم متفاوت است. توجه داشته باشید که به چند نوع تقسیم می شود: VT1-00 (در این ماده، مقدار ناخالصی ≤ 0.10٪)، VT1-0 (مقدار مواد افزودنی ≤ 0.30٪). اگر مقدار کل ناخالصی های خارجی ≤ 0.093٪ باشد، چنین ماده ای در تولید یدید تیتانیوم نامیده می شود.

آلیاژهای تیتانیوم

آلیاژهای این ماده به دو نوع تغییر شکل پذیر و خطی تقسیم می شوند. علاوه بر این، زیرگونه های ویژه آنها متمایز می شود: مقاوم در برابر حرارت، افزایش انعطاف پذیری. انواع سخت شده و غیر سخت شده (بسته به عملیات حرارتی) نیز وجود دارد.

در واقع طبقه بندی فلزات و آلیاژهای غیرآهنی را به طور کامل در نظر گرفته ایم. امیدواریم مقاله برای شما مفید بوده باشد.

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 آلیاژی 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.

فلزات هزاران سال است که توسط انسان استفاده می شود. با نام‌های فلزات، دوره‌های تعیین‌کننده توسعه بشریت نامیده می‌شوند: عصر برنز، عصر آهن، عصر چدن و ​​غیره. هیچ محصول فلزی اطراف ما 100% آهن، مس، طلا یا هر فلز دیگری نیست. در هر یک از آنها افزودنی هایی وجود دارد که عمداً توسط شخص وارد شده و ناخالصی های مضری وجود دارد که بر خلاف میل شخص وارد شده است.

فلز کاملا خالص را فقط می توان در آزمایشگاه فضایی به دست آورد. تمام فلزات دیگر در زندگی واقعی آلیاژهایی هستند - ترکیبات جامد دو یا چند فلز (و غیرفلز) که به طور هدفمند در فرآیند تولید متالورژی به دست می آیند.

طبقه بندی

متالورژیست ها آلیاژهای فلزی را بر اساس چندین معیار طبقه بندی می کنند:

فلزات و آلیاژهای مبتنی بر آنها خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوتی دارند.

فلزی که بیشترین کسر جرمی را دارد، قاعده نامیده می شود.

خواص آلیاژی

خواص آلیاژهای فلزی به دو دسته تقسیم می شوند:

برای تعیین کمیت این ویژگی ها، مقادیر و ثابت های فیزیکی خاصی مانند حد الاستیک، مدول هوک، ضریب ویسکوزیته و غیره معرفی می شوند.

انواع اصلی آلیاژها

بی شمار ترین انواع آلیاژهای فلزی بر پایه آهن ساخته می شوند. اینها فولاد، چدن و ​​فریت هستند.

فولاد ماده ای بر پایه آهن است که بیش از 2.4 درصد کربن ندارد و برای ساخت قطعات و محفظه های تاسیسات صنعتی و لوازم خانگی، حمل و نقل آبی، زمینی و هوایی، ابزار و وسایل مورد استفاده قرار می گیرد. فولادها دارای طیف وسیعی از خواص هستند. رایج ترین آنها قدرت و انعطاف پذیری است. ویژگی های فردی گریدهای فولادی با ترکیب مواد افزودنی آلیاژی معرفی شده در طول ذوب تعیین می شود. نیمی از جدول تناوبی به عنوان مواد افزودنی اعم از فلزی و غیرفلزی استفاده می شود. رایج ترین آنها کروم، وانادیم، نیکل، بور، منگنز، فسفر است.

اگر محتوای کربن بیش از 2.4٪ باشد، چنین ماده ای چدن نامیده می شود. چدن شکننده تر از فولاد است. آنها در جایی استفاده می شوند که تحمل بارهای استاتیکی بزرگ با بارهای دینامیکی کوچک ضروری است. از چدن در ساخت قاب ماشین ابزارهای بزرگ و تجهیزات تکنولوژیکی، پایه میز کار، در ریخته گری نرده ها، توری ها و وسایل دکوری استفاده می شود. در قرن 19 و اوایل قرن 20، چدن به طور گسترده ای در سازه های ساختمانی استفاده می شد. پل های چدنی تا به امروز در انگلستان باقی مانده اند.

موادی با محتوای کربن بالا که دارای خواص مغناطیسی بارز هستند، فریت نامیده می شوند. از آنها در ساخت ترانسفورماتور و سلف استفاده می شود.

آلیاژهای فلزی بر پایه مس که حاوی 5 تا 45 درصد روی هستند، برنج نامیده می شوند. برنج بسیار حساس به خوردگی نیست و به طور گسترده ای به عنوان یک ماده سازه در مهندسی مکانیک استفاده می شود.

اگر به جای روی، قلع را به مس اضافه کنید، برنز خواهید داشت. این شاید اولین آلیاژی است که اجداد ما چندین هزار سال پیش به طور آگاهانه به دست آورده اند. برنز بسیار قوی تر از قلع و مس است و از نظر استحکام فقط نسبت به فولاد خوب آهنگری پایین تر است.

مواد مبتنی بر سرب به طور گسترده برای لحیم کاری سیم ها و لوله ها، و همچنین در محصولات الکتروشیمیایی، در درجه اول باتری ها و باتری ها استفاده می شود.

مواد دو جزئی بر پایه آلومینیوم، که در آنها سیلیکون، منیزیم یا مس وارد شده است، با وزن مخصوص کم و ماشین کاری بالا مشخص می شود. آنها در موتورسازی، صنعت هوافضا و تولید قطعات الکتریکی و لوازم خانگی استفاده می شوند.

آلیاژهای روی

آلیاژهای مبتنی بر روی دارای نقطه ذوب پایین، مقاومت در برابر خوردگی و ماشین کاری عالی هستند. آنها در مهندسی مکانیک، تولید رایانه و لوازم خانگی و در انتشارات استفاده می شوند. خواص ضد اصطکاک خوب امکان استفاده از آلیاژهای روی را برای پوسته یاتاقان ها فراهم می کند.

آلیاژهای تیتانیوم

تیتانیوم در دسترس ترین فلز نیست، ساخت آن سخت و پردازش آن سخت است. این کاستی ها با خواص منحصر به فرد آلیاژهای تیتانیوم جبران می شوند: استحکام بالا، وزن مخصوص کم، مقاومت در برابر دماهای بالا و محیط های تهاجمی. ماشینکاری این مواد دشوار است، اما خواص آنها را می توان با عملیات حرارتی بهبود بخشید.

آلیاژسازی با آلومینیوم و مقادیر کمی از فلزات دیگر استحکام و مقاومت در برابر حرارت را بهبود می بخشد. برای بهبود مقاومت در برابر سایش، نیتروژن به مواد اضافه می شود یا سیمان می شود.

آلیاژهای فلزی مبتنی بر تیتانیوم در زمینه های زیر استفاده می شوند:

1. 1. • هوافضا؛
      • شیمیایی؛
      • اتمی;
      • برودتی؛
      • کشتی سازی؛
      • مبحث اعضای مصنوعی.

آلیاژهای آلومینیوم

اگر نیمه اول قرن بیستم قرن فولاد بود، نیمه دوم به درستی قرن آلومینیوم نامیده شد.

به سختی می توان شاخه ای از فعالیت های انسانی را نام برد که در آن محصولات یا قطعات ساخته شده از این فلز سبک یافت نشود.

آلیاژهای آلومینیوم به دو دسته تقسیم می شوند:

1. 1. • ریخته گری (با سیلیکون). آنها برای به دست آوردن ریخته گری معمولی استفاده می شوند.
      • برای قالب گیری تزریقی (با منگنز).
      • افزایش استحکام، داشتن قابلیت خود سخت شدن (با مس).

مزایای اصلی ترکیبات آلومینیوم:

1. 1. • دسترسی.
      • وزن مخصوص کوچک.
      • ماندگاری.
      • مقاومت در برابر سرما.
      • ماشینکاری خوب
      • رسانایی الکتریکی.

عیب اصلی مواد آلیاژی مقاومت کم در برابر حرارت است. با رسیدن به دمای 175 درجه سانتیگراد، خواص مکانیکی به شدت کاهش می یابد.

یکی دیگر از زمینه های کاربردی تولید سلاح است. مواد مبتنی بر آلومینیوم هنگام قرار گرفتن در معرض اصطکاک و ضربه شدید جرقه نمی زنند. آنها برای تولید زره سبک وزن برای تجهیزات نظامی چرخدار و پرنده استفاده می شوند.

مواد آلیاژ آلومینیوم به طور گسترده ای در مهندسی برق و الکترونیک استفاده می شود. رسانایی بالا و مغناطش بسیار کم آنها را برای تولید محفظه برای دستگاه های مختلف رادیویی و ارتباطی، رایانه ها و تلفن های هوشمند ایده آل می کند.

وجود حتی بخش کوچکی از آهن به طور قابل توجهی استحکام مواد را افزایش می دهد، اما مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری آن را نیز کاهش می دهد. بسته به الزامات مواد، مصالحه ای در مورد محتوای آهن یافت می شود. اثر منفی آهن با افزودن فلزاتی مانند کبالت، منگنز یا کروم به لیگاتور جبران می شود.

مواد مبتنی بر منیزیم با آلیاژهای آلومینیوم رقابت می کنند، اما به دلیل قیمت بالاتر آنها فقط در حساس ترین محصولات استفاده می شوند.

آلیاژهای مس

معمولاً آلیاژهای مس به معنای درجات مختلف برنج شناخته می‌شوند. با محتوای روی 5-45٪، برنج قرمز (tompac) و با محتوای 20-35٪ - زرد در نظر گرفته می شود.

برنج به دلیل قابلیت ماشینکاری عالی با برش، ریخته گری و مهر زنی، یک ماده ایده آل برای ساخت قطعات کوچکی است که به دقت بالایی نیاز دارند. چرخ دنده های بسیاری از کرنومترهای معروف سوئیسی از برنج ساخته شده اند.

برنج - مخلوطی از مس و روی

آلیاژ کمتر شناخته شده مس و سیلیکون برنز سیلیکون نامیده می شود. ماندگاری بالایی دارد. طبق برخی منابع، اسپارتی های افسانه ای شمشیرهای خود را از برنز سیلیکونی جعل کردند. اگر به جای سیلیکون فسفر اضافه کنیم، ماده عالی برای تولید غشاها و فنرهای برگ به دست می آید.

کاربید

اینها مواد مبتنی بر آهن مقاوم در برابر سایش و سختی بالا هستند که در دماهای بالا تا 1100 درجه سانتیگراد نیز خواص خود را حفظ می کنند.

کروم، تیتانیوم، کاربیدهای تنگستن به عنوان افزودنی اصلی، نیکل، کبالت، روبیدیم، روتنیم یا مولیبدن کمکی هستند.

زمینه های اصلی کاربرد عبارتند از:

1. 1. • ابزارهای برش (فرز برش، مته، شیر، قالب، کاتر و غیره).
      • ابزار و تجهیزات اندازه گیری (خط کش ها، مربع ها، کولیس ها سطوح کار یکنواخت و پایداری خاص).
      • تمبر، ماتریس و پانچ.
      • رول کارخانه های نورد و ماشین آلات کاغذ.
      • تجهیزات معدن (سنگ شکن، برش، سطل بیل مکانیکی).
      • جزئیات و اجزای راکتورهای هسته ای و شیمیایی.
      • قطعات پر بار وسایل نقلیه، تجهیزات صنعتی و سازه های ساختمانی منحصر به فرد، مانند برج برج دبی.

زمینه های دیگری از کاربرد مواد کاربید وجود دارد.