एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का वर्गीकरण। इसके साथ ही आयरन की कमी के साथ-साथ सिलिकॉन, फॉस्फोरस, मैंगनीज और अन्य अशुद्धियाँ भी कम हो जाती हैं

धातुओं और मिश्र धातुओं के गुणों का वर्गीकरण

धातुओं और मिश्र धातुओं के गुणों को 4 मुख्य समूहों में विभाजित किया गया है:

1. भौतिक,
2. रसायन,
3. यांत्रिक,
4. तकनीकी.

धातुओं और मिश्र धातुओं के भौतिक गुण।

धातुओं और मिश्र धातुओं के भौतिक गुणों में रंग, घनत्व (विशिष्ट गुरुत्व), फ्यूजिबिलिटी, थर्मल विस्तार, थर्मल चालकता, गर्मी क्षमता, विद्युत चालकता और चुंबकीय होने की उनकी क्षमता शामिल है। इन गुणों को भौतिक कहा जाता है क्योंकि वे उन घटनाओं में पाए जाते हैं जो पदार्थ की रासायनिक संरचना में परिवर्तन के साथ नहीं होते हैं, यानी धातु और मिश्र धातु गर्म होने पर, उनके माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा या गर्मी के साथ-साथ जब वे होते हैं तो संरचना में अपरिवर्तित रहते हैं। चुम्बकित और पिघलाया हुआ। इनमें से कई भौतिक गुणों की माप की इकाइयाँ स्थापित की गई हैं जिनके द्वारा धातु के गुणों का आकलन किया जाता है।

रंग।

धातुएँ और मिश्रधातुएँ पारदर्शी नहीं होती हैं। यहां तक ​​कि धातुओं और मिश्र धातुओं की पतली परतें भी किरणों को संचारित करने में सक्षम नहीं होती हैं, लेकिन परावर्तित प्रकाश में उनकी बाहरी चमक होती है, और प्रत्येक धातु और मिश्र धातु की चमक की अपनी विशेष छाया होती है या, जैसा कि वे कहते हैं, रंग। उदाहरण के लिए, तांबा गुलाबी-लाल है, जस्ता ग्रे है, टिन चमकदार सफेद है, आदि।

विशिष्ट गुरुत्व - यह वजन है 1 सेमी 3धातु, मिश्र धातु या कोई अन्य पदार्थ ग्राम में। उदाहरण के लिए, शुद्ध लोहे का विशिष्ट गुरुत्व होता है 7.88 ग्राम/सेमी 3 .

गलन- धातुओं और मिश्र धातुओं की ठोस से तरल में बदलने की क्षमता उनके पिघलने बिंदु से निर्धारित होती है। जिन धातुओं का गलनांक उच्च होता है उन्हें दुर्दम्य (टंगस्टन, प्लैटिनम, क्रोमियम, आदि) कहा जाता है। कम गलनांक वाली धातुओं को फ्यूज़िबल (टिन, सीसा, आदि) कहा जाता है।

थर्मल विस्तार - धातुओं और मिश्र धातुओं की गर्म होने पर मात्रा में वृद्धि की संपत्ति, रैखिक और वॉल्यूमेट्रिक विस्तार गुणांक द्वारा विशेषता। रैखिक विस्तार गुणांक - गर्म करने पर धातु के नमूने की लंबाई में वृद्धि का अनुपात 1°मूल नमूना लंबाई तक। आयतन विस्तार गुणांक - गर्म करने पर धातु के आयतन में वृद्धि का अनुपात 1°मूल मात्रा के लिए. आयतन गुणांक को रैखिक विस्तार के गुणांक के तिगुने के बराबर लिया जाता है। विभिन्न धातुओं में रैखिक विस्तार के अलग-अलग गुणांक होते हैं। उदाहरण के लिए, स्टील का रैखिक विस्तार गुणांक बराबर है 0,000012 , ताँबा - 0,000017 , एल्यूमीनियम- 0,000023 . धातु के रैखिक विस्तार के गुणांक को जानकर, आप इसका बढ़ाव मान निर्धारित कर सकते हैं:

1. आइए तय करें कि स्टील पाइपलाइन की लंबाई कितनी बढ़ाई जाएगी 5000 मीगर्म होने पर 20°से :

5000 0.000012 20 = 1.2 मी

1. आइए निर्धारित करें कि तांबे की पाइपलाइन की लंबाई कितनी बढ़ेगी 5000 मीगर्म होने पर 20°से :

5000·0.000017·20= 1.7 मी

1. आइए निर्धारित करें कि एल्युमीनियम पाइपलाइन की लंबाई कितनी बढ़ेगी 5000 मीगर्म होने पर 20°से :

5000·0.000023·20=2.3 मी

(तीनों गणनाओं में, अपने स्वयं के वजन के कारण घर्षण के गुणांक को ध्यान में नहीं रखा गया था।) उपरोक्त गणना के आधार पर, अलौह धातुएं स्टील की तुलना में गर्म होने पर अधिक हद तक फैलती हैं, जिसे ध्यान में रखा जाना चाहिए। वेल्डिंग की प्रक्रिया।

ऊष्मीय चालकता -धातुओं और मिश्रधातुओं की ऊष्मा संचालित करने की क्षमता। तापीय चालकता जितनी अधिक होगी, गर्म करने पर धातु या मिश्र धातु में उतनी ही तेजी से गर्मी फैलती है। ठंडा होने पर, उच्च तापीय चालकता वाली धातुएँ और मिश्र धातुएँ तेजी से गर्मी छोड़ती हैं। लाल तांबे की तापीय चालकता 6 बारलोहे की तापीय चालकता से अधिक। उच्च तापीय चालकता वाली धातुओं और मिश्र धातुओं की वेल्डिंग करते समय, प्रारंभिक और कभी-कभी सहवर्ती हीटिंग की आवश्यकता होती है।

ताप की गुंजाइश - वजन की एक इकाई को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा 1°. विशिष्ट ऊष्मा क्षमता - ऊष्मा की मात्रा किलो कैलोरी(किलोकैलोरी) गर्म करने के लिए आवश्यक है 1 किलोग्रामपदार्थों पर 1°. प्लैटिनम और लेड की विशिष्ट ऊष्मा कम होती है। स्टील और कच्चा लोहा की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता लगभग होती है 4 बारसीसे की विशिष्ट ऊष्मा से अधिक।

इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी - धातुओं और मिश्र धातुओं की विद्युत धारा संचालित करने की क्षमता। तांबा, एल्यूमीनियम और उनके मिश्र धातुओं में अच्छी विद्युत चालकता होती है।

चुंबकीय गुण - धातुओं को चुम्बकित करने की क्षमता, जो इस तथ्य में प्रकट होती है कि चुम्बकित धातु उन धातुओं को आकर्षित करती है जिनमें चुंबकीय गुण होते हैं।

धातुओं और मिश्र धातुओं के रासायनिक गुण।

धातुओं और मिश्र धातुओं के रासायनिक गुणों का अर्थ है विभिन्न पदार्थों, मुख्य रूप से ऑक्सीजन के साथ संयोजन करने की उनकी क्षमता। धातुओं और मिश्र धातुओं के रासायनिक गुणों में शामिल हैं:

1. हवा में संक्षारण प्रतिरोध,
2. एसिड प्रतिरोध,
3. क्षार प्रतिरोध,
4. गर्मी प्रतिरोध।

धातुओं और मिश्रधातुओं का वायु के प्रति प्रतिरोध इसे हवा में ऑक्सीजन के विनाशकारी प्रभावों का विरोध करने की क्षमता कहा जाता है।

एसिड प्रतिरोध एसिड के विनाशकारी प्रभावों का विरोध करने के लिए धातुओं और मिश्र धातुओं की क्षमता को कहा जाता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड एल्यूमीनियम और जस्ता को नष्ट कर देता है, लेकिन सीसा को नष्ट नहीं करता है; सल्फ्यूरिक एसिड जस्ता और लोहे को नष्ट कर देता है, लेकिन सीसा, एल्यूमीनियम और तांबे पर इसका लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

क्षार प्रतिरोध धातुओं और मिश्र धातुओं को क्षार के विनाशकारी प्रभावों का विरोध करने की क्षमता कहा जाता है। क्षार विशेष रूप से एल्यूमीनियम, टिन और सीसे के लिए विनाशकारी होते हैं।

गर्मी प्रतिरोध गर्म होने पर ऑक्सीजन द्वारा विनाश का विरोध करने के लिए धातुओं और मिश्र धातुओं की क्षमता को कहा जाता है। गर्मी प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, धातु में विशेष अशुद्धियाँ डाली जाती हैं, जैसे क्रोमियम, वैनेडियम, टंगस्टन, आदि।

धातुओं का बुढ़ापा - आंतरिक प्रक्रियाओं के कारण समय के साथ धातुओं के गुणों में परिवर्तन, आमतौर पर कमरे के तापमान पर अधिक धीरे-धीरे और ऊंचे तापमान पर अधिक तीव्रता से होता है। स्टील की उम्र बढ़ने का कारण अनाज की सीमाओं के साथ कार्बाइड और नाइट्राइड की वर्षा होती है, जिससे ताकत में वृद्धि होती है और स्टील की लचीलापन में कमी आती है। स्टील की उम्र बढ़ने की प्रवृत्ति को कम करने वाले तत्वों में एल्यूमीनियम और सिलिकॉन शामिल हैं, जबकि उम्र बढ़ने को बढ़ावा देने वाले तत्वों में नाइट्रोजन और कार्बन शामिल हैं।

धातुओं और मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुण।

चावल। 1

धातुओं और मिश्र धातुओं के मुख्य यांत्रिक गुणों में शामिल हैं

1. ताकत,
2. कठोरता,
3. लोच,
4. प्लास्टिक,
5. प्रभाव की शक्ति,
6. रेंगना,
7. थकान।

सहनशीलतायांत्रिक भार के प्रभाव में किसी धातु या मिश्र धातु के विरूपण और विनाश के प्रतिरोध को कहा जाता है। भार संपीड़ित, तन्य, मरोड़ वाला, कतरनी और झुकने वाला हो सकता है ( चावल। 1 ).

कठोरताकिसी धातु या मिश्र धातु की अपने अंदर किसी अन्य कठोर वस्तु के प्रवेश को रोकने की क्षमता है।

चावल। 2

प्रौद्योगिकी में, धातुओं और मिश्र धातुओं की कठोरता के परीक्षण के लिए निम्नलिखित विधियों का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

1. 2,5 ; 5 और 10 मिमी- कठोरता परीक्षण के अनुसार ब्रिनेल (चावल। 2,ए );
2. के व्यास वाली स्टील की गेंद को दबाना 1.588 मिमीया हीरा शंकु - कठोरता परीक्षण के अनुसार रॉकवेल (चावल। 2, बी )
3. एक नियमित टेट्राहेड्रल हीरे के पिरामिड को सामग्री में दबाकर - परीक्षण के अनुसार विकर्स (चावल। 2, में ).

चावल। 3

लोचकिसी धातु या मिश्र धातु की बाहरी भार के प्रभाव में अपना मूल आकार बदलने और भार हटने के बाद इसे बहाल करने की क्षमता है ( चावल। 3 ).

प्लास्टिसिटी किसी धातु या मिश्र धातु की भार के प्रभाव में बिना टूटे आकार बदलने और हटाए जाने के बाद भी इसी आकार को बनाए रखने की क्षमता है। प्लास्टिसिटी की विशेषता सापेक्ष बढ़ाव और सापेक्ष संकुचन है।

कहाँ Δ एल = एल 1 -एल 0 - ब्रेक पर नमूने का पूर्ण बढ़ाव;

δ - सापेक्ष विस्तार;

मैं 1 - टूटने के समय नमूने की लंबाई;

एल 0 - नमूने की प्रारंभिक लंबाई;

कहाँ Ψ -टूटने पर सापेक्ष संकुचन;

एफ 0- नमूने का प्रारंभिक क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र;

एफ- टूटने के बाद नमूना क्षेत्र

चित्र 4

प्रभाव की शक्ति प्रभाव भार का विरोध करने के लिए धातु या मिश्र धातु की क्षमता को संदर्भित करता है। परीक्षण पेंडुलम आग पर किए जाते हैं ( चावल। 4). पेंडुलम का परीक्षण करने से पहले 1 उन्नयन कोण पर वापस ले लिया गया α , इस स्थिति में वे एक कुंडी से सुरक्षित होते हैं। स्ट्रेलका 2 , पेंडुलम के स्विंग अक्ष पर स्थापित, रुकने तक वापस ले लिया जाता है 3 शून्य स्केल डिवीजन पर स्थित है 4 . कुंडी से निकला पेंडुलम गिर जाता है, जिससे नमूना नष्ट हो जाता है 5 और, (फिर जड़ता से आगे बढ़ना जारी रखते हुए, एक निश्चित कोण पर, बिस्तर के दूसरी तरफ बढ़ जाता है β . जब पेंडुलम पीछे की ओर चलता है, तो तीर 2 शून्य विभाजन से विचलित होता है और, ऊर्ध्वाधर स्थिति में पेंडुलम के साथ, मूल्य को इंगित करता है β - नमूने के नष्ट होने के बाद लोलक का उन्नयन कोण सबसे बड़ा है। कोण का अंतर α-β नमूना फ्रैक्चर के कार्य की विशेषताएँ बताता है।

प्रभाव शक्ति निर्धारित करने के लिए, पहले कार्य की गणना करें ए, जो नमूने के विनाश पर पेंडुलम भार द्वारा खर्च किया जाता है

ए = पी (एन - एच) केजीएफ एम

कहाँ एन - प्रभाव से पहले पेंडुलम की ऊंचाई एम

एच -प्रभाव के बाद पेंडुलम की ऊंचाई एम

आर - प्रभाव बल।

फिर प्रभाव शक्ति निर्धारित की जाती है

कहाँ एक - प्रभाव शक्ति में केजीएफ एम/सेमी 2

एफ - नमूने का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र सेमी 2 .

रेंगना इसे किसी धातु या मिश्र धातु का स्थिर भार (विशेषकर ऊंचे तापमान पर) के प्रभाव में धीरे-धीरे और लगातार प्लास्टिक रूप से विकृत होने का गुण कहा जाता है।

थकानबड़ी संख्या में बार-बार परिवर्तनीय भार के तहत धातु या मिश्र धातु का क्रमिक विनाश कहा जाता है, और इन भारों को झेलने की क्षमता को सहनशक्ति कहा जाता है।

धातु और मिश्र धातु के नमूनों का तन्य परीक्षण निम्न, सामान्य और ऊंचे तापमान पर किया जाता है। निम्न तापमान पर परीक्षण इसके अनुसार किए जाते हैं गोस्ट 11150-65 0 -100°С और तकनीकी तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक पर। सामान्य तापमान पर परीक्षण इसके अनुसार किया जाता है जी ओएसटी 1497-61 एक तापमान पर 20±10°С .

ऊंचे तापमान पर परीक्षण इसके अनुसार किए जाते हैं गोस्ट 9651-61 तक के तापमान पर 1200°С .

तन्य शक्ति के लिए नमूनों का परीक्षण करते समय, अंतिम शक्ति निर्धारित की जाती है - σ में , उपज शक्ति (भौतिक) - σ टी , पारंपरिक (तकनीकी) उपज शक्ति - σ о,2 , सच्ची तन्य शक्ति - एस से और सापेक्ष बढ़ाव - δ .

चावल। 5

उपरोक्त मानों को समझने के लिए प्रस्तुत चित्र पर विचार करें चावल। 5. ऊर्ध्वाधर अक्ष 0-पीलागू भार की गणना करें आरकिलोग्राम में (अक्ष के अनुदिश बिंदु जितना अधिक होगा, भार उतना अधिक होगा), और क्षैतिज अक्ष के अनुदिश पूर्ण बढ़ाव है Δ एल .

आइए आरेख के अनुभागों को देखें:

1. प्रारंभिक सीधा खंड 0-पी पीसी, जिस पर सामग्री के बढ़ाव और भार के बीच आनुपातिकता बनाए रखी जाती है ( आर पीसी-आनुपातिक सीमा पर लोड करें)
2. तीक्ष्ण विभक्ति बिंदु आर'टीऊपरी उपज शक्ति पर भार कहा जाता है
3. कथानक आर' टी - आर टी, क्षैतिज अक्ष के समानांतर 0-Δ एल (उपज पठार), जिसके भीतर निरंतर भार के तहत नमूने का बढ़ाव होता है आर टी, उपज बिंदु पर लोड कहा जाता है
4. डॉट आर इन, सबसे बड़ी तन्यता शक्ति का संकेत - परम शक्ति पर भार
5. डॉट आर के-नमूना नष्ट होने के समय बल।

तन्यता ताकत तनाव में (अस्थायी प्रतिरोध) σ में- नमूने के नष्ट होने से पहले के सबसे बड़े भार के अनुरूप तनाव:

कहाँ एफ 0- परीक्षण से पहले नमूने का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र मिमी 2

नत्थी करना- सबसे बड़ा तन्य बल केजीएफ .

नम्य होने की क्षमता (भौतिक) σ टी- सबसे कम तनाव जिस पर परीक्षण नमूना भार बढ़ाए बिना विकृत हो जाता है (भार नहीं बढ़ता है, लेकिन नमूना बढ़ जाता है),

सशर्त उपज शक्ति (तकनीकी) σ о,2- तनाव जिस पर नमूने का अवशिष्ट विरूपण पहुंचता है 0,2% :

आनुपातिकता सीमा σ पीसी- सशर्त तनाव, जिस पर तनाव और तनाव के बीच रैखिक संबंध से विचलन तकनीकी स्थितियों द्वारा स्थापित एक निश्चित डिग्री तक पहुंच जाता है:

सच्चा आंसू प्रतिरोध एस से- तन्य नमूने की गर्दन में तनाव, गर्दन के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के टूटने से ठीक पहले नमूने पर कार्य करने वाले तन्य बल के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है ( एफ ):

धातुओं और मिश्र धातुओं के तकनीकी गुण।

धातुओं और मिश्र धातुओं के तकनीकी गुणों में शामिल हैं:

• मशीनीकरण,
• लचीलापन,
• तरलता,
• सिकुड़न,
• वेल्डेबिलिटी,
• कठोरता, आदि .

मशीन की काटने के औजारों द्वारा धातुओं और मिश्र धातुओं को मशीनीकृत करने की क्षमता को संदर्भित करता है।

बढ़ने की योग्यताठंडी और गर्म दोनों अवस्थाओं में बाहरी ताकतों के प्रभाव में आवश्यक आकार लेने के लिए धातुओं और मिश्र धातुओं की क्षमता का नाम बताइए।

द्रवता फाउंड्री सांचों को भरने के लिए धातुओं और मिश्र धातुओं की क्षमता का नाम बताइए। फॉस्फोरस कच्चे लोहे में उच्च तरलता होती है।

संकुचनधातुओं और मिश्र धातुओं की तरल अवस्था से जमने, ठंडा होने, संपीड़ित पाउडर के सिंटरिंग या सुखाने के दौरान ठंडा होने पर उनकी मात्रा कम करने की क्षमता है।

अलौह धातुओं में लोहे और उस पर आधारित मिश्र धातुओं को छोड़कर सभी धातुएँ शामिल हैं - स्टील और कच्चा लोहा, जिन्हें लौह कहा जाता है। अलौह धातुओं पर आधारित मिश्र धातुओं का उपयोग मुख्य रूप से विशेष गुणों वाली संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है: संक्षारण प्रतिरोधी, असर (घर्षण का कम गुणांक होना), गर्मी और गर्मी प्रतिरोधी, आदि।

अलौह धातुओं और उनके आधार पर मिश्र धातुओं को चिह्नित करने की कोई एकीकृत प्रणाली नहीं है। सभी मामलों में, अल्फ़ान्यूमेरिक प्रणाली अपनाई जाती है। पत्रों से संकेत मिलता है कि मिश्र धातुएँ एक विशिष्ट समूह से संबंधित हैं, और सामग्रियों के विभिन्न समूहों में संख्याओं के अलग-अलग अर्थ होते हैं। एक मामले में, वे धातु की शुद्धता की डिग्री (शुद्ध धातुओं के लिए) इंगित करते हैं, दूसरे में - मिश्र धातु तत्वों की संख्या, और तीसरे में वे मिश्र धातु की संख्या इंगित करते हैं, जो राज्य के अनुसार होती है। मानक को एक निश्चित संरचना या गुणों को पूरा करना चाहिए।
तांबा और उसकी मिश्रधातुएँ
तकनीकी तांबे को एम अक्षर से चिह्नित किया जाता है, इसके बाद अशुद्धियों की मात्रा (सामग्री की शुद्धता की डिग्री का संकेत) से जुड़े नंबर दिए जाते हैं। M3 ग्रेड तांबे में M000 की तुलना में अधिक अशुद्धियाँ होती हैं। चिह्न के अंत में अक्षरों का अर्थ है: k - कैथोडिक, b - ऑक्सीजन मुक्त, p - डीऑक्सीडाइज़्ड। तांबे की उच्च विद्युत चालकता विद्युत इंजीनियरिंग में कंडक्टर सामग्री के रूप में इसके प्राथमिक उपयोग को निर्धारित करती है। तांबा अच्छी तरह विकृत होता है, वेल्ड और सोल्डर अच्छी तरह से होता है। इसका नुकसान खराब मशीनेबिलिटी है।
तांबे पर आधारित मुख्य मिश्रधातुओं में पीतल और कांस्य शामिल हैं। तांबा-आधारित मिश्रधातुओं में, एक अल्फ़ान्यूमेरिक प्रणाली अपनाई जाती है जो मिश्रधातु की रासायनिक संरचना को दर्शाती है। मिश्र धातु तत्वों को तत्व के नाम के प्रारंभिक अक्षर के अनुरूप रूसी अक्षर द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। इसके अलावा, स्टील को चिह्नित करते समय अक्सर ये अक्षर समान मिश्र धातु तत्वों के पदनाम से मेल नहीं खाते हैं। एल्यूमिनियम - ए; सिलिकॉन - के; मैंगनीज - एमटीएस; कॉपर - एम; निकेल - एन; टाइटन -टी; फास्फोरस - एफ; क्रोम-एक्स; बेरिलियम - बी; आयरन - एफ; मैग्नीशियम - एमजी; टिन - ओ; लीड - सी; जिंक - सी.
ढले और गढ़े हुए पीतल के लिए अंकन प्रक्रिया अलग-अलग है।
पीतल तांबे और जस्ता (Zn 5 से 45%) का एक मिश्र धातु है। 5 से 20% जस्ता सामग्री वाले पीतल को लाल (टॉमपैक) कहा जाता है, 20-36% Zn सामग्री के साथ - पीला। व्यवहार में, 45% से अधिक जस्ता सांद्रता वाले पीतल का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। आमतौर पर पीतल को इसमें विभाजित किया जाता है:
- दो-घटक पीतल या साधारण, जिसमें केवल तांबा, जस्ता और, थोड़ी मात्रा में, अशुद्धियाँ शामिल हैं;
- बहुघटक पीतल या विशेष - तांबे और जस्ता के अलावा, अतिरिक्त मिश्र धातु तत्व भी होते हैं।
विकृत पीतल को GOST 15527-70 के अनुसार चिह्नित किया गया है।
साधारण पीतल के ग्रेड में "एल" अक्षर होता है, जो मिश्र धातु के प्रकार - पीतल को दर्शाता है, और औसत तांबे की सामग्री को दर्शाने वाली दो अंकों की संख्या होती है। उदाहरण के लिए, ग्रेड L80 पीतल है जिसमें 80% Cu और 20% Zn होता है। सभी दो-घटक पीतल अत्यधिक दबाव-उपचार योग्य हैं। इनकी आपूर्ति विभिन्न क्रॉस-सेक्शनल आकृतियों के पाइप और ट्यूब, शीट, स्ट्रिप्स, टेप, तार और विभिन्न प्रोफाइल की छड़ों के रूप में की जाती है। उच्च आंतरिक तनाव वाले पीतल के उत्पाद (उदाहरण के लिए, कोल्ड-वर्क्ड) टूटने के प्रति संवेदनशील होते हैं। लंबे समय तक हवा में रखने पर उन पर अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दरारें बन जाती हैं। इससे बचने के लिए, लंबी अवधि के भंडारण से पहले 200-300 सी पर कम तापमान पर एनीलिंग करके आंतरिक तनाव को दूर करना आवश्यक है।
बहु-घटक पीतल में, अक्षर L के बाद, अक्षरों की एक श्रृंखला लिखी जाती है जो दर्शाती है कि इस पीतल में जस्ता को छोड़कर कौन से मिश्र धातु तत्व शामिल हैं। फिर संख्याएँ हाइफ़न के माध्यम से अनुसरण करती हैं, जिनमें से पहला प्रतिशत के रूप में औसत तांबे की सामग्री को दर्शाता है, और बाद वाले - प्रत्येक मिश्र धातु तत्व को ब्रांड के अक्षर भाग के समान क्रम में दर्शाते हैं। अक्षरों और संख्याओं का क्रम संबंधित तत्व की सामग्री से निर्धारित होता है: पहले वह तत्व आता है जिसमें अधिक है, और फिर अवरोही होता है। जिंक की मात्रा 100% के अंतर से निर्धारित होती है।
पीतल का उपयोग मुख्य रूप से एक विकृत, संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री के रूप में किया जाता है। चादरें, पाइप, छड़ें, पट्टियाँ और कुछ हिस्से उनसे बनाए जाते हैं: नट, स्क्रू, बुशिंग, आदि।
कास्टिंग पीतल को GOST 1711-30 के अनुसार चिह्नित किया गया है। स्टाम्प की शुरुआत में वे अक्षर L (पीतल) भी लिखते हैं, जिसके बाद वे अक्षर C लिखते हैं, जिसका अर्थ है जस्ता, और इसकी प्रतिशत सामग्री को दर्शाने वाली एक संख्या। मिश्रित पीतल में, दर्ज किए गए मिश्र धातु तत्वों के अनुरूप अक्षर अतिरिक्त रूप से लिखे जाते हैं, और उनके बाद की संख्याएं इन तत्वों की सामग्री को प्रतिशत के रूप में दर्शाती हैं। 100% तक गायब शेष तांबे की मात्रा से मेल खाता है। कास्टिंग पीतल का उपयोग जहाज निर्माण, बुशिंग, लाइनर और बीयरिंग के लिए फिटिंग और भागों के निर्माण के लिए किया जाता है।
कांस्य (विभिन्न तत्वों के साथ तांबे की मिश्र धातु, जहां जस्ता मुख्य नहीं है)। वे, पीतल की तरह, ढले और गढ़े हुए में विभाजित हैं। सभी कांस्य को Br अक्षर से चिह्नित किया जाता है, जो कांस्य का संक्षिप्त रूप है।
कास्ट कांस्य में, Br के बाद, अक्षर लिखे जाते हैं और उसके बाद संख्याएँ लिखी जाती हैं, जो प्रतीकात्मक रूप से मिश्र धातु में पेश किए गए तत्वों को इंगित करती हैं (तालिका 1 के अनुसार), और बाद की संख्याएँ इन तत्वों की सामग्री को प्रतिशत के रूप में दर्शाती हैं। बाकी (100% तक) का मतलब तांबा है। कभी-कभी ढले हुए कांस्य के कुछ ब्रांडों में वे अंत में "L" अक्षर लिखते हैं, जिसका अर्थ है फाउंड्री।
अधिकांश कांस्य में अच्छे कास्टिंग गुण होते हैं। इनका उपयोग विभिन्न आकार की ढलाई के लिए किया जाता है। अक्सर इन्हें संक्षारण प्रतिरोधी और घर्षण-रोधी सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है: फिटिंग, रिम, बुशिंग, गियर, वाल्व सीटें, वर्म व्हील इत्यादि। सभी तांबा-आधारित मिश्र धातुओं में उच्च शीत प्रतिरोध होता है।
एल्यूमीनियम और उस पर आधारित मिश्र धातु
एल्युमीनियम का उत्पादन सूअरों, सिल्लियों, तार की छड़ों आदि के रूप में किया जाता है। (प्राथमिक एल्यूमीनियम) GOST 11069-74 के अनुसार और GOST 4784-74 के अनुसार एक विकृत अर्ध-तैयार उत्पाद (शीट, प्रोफाइल, छड़, आदि) के रूप में। संदूषण की डिग्री के अनुसार, दोनों एल्यूमीनियम को विशेष शुद्धता, उच्च शुद्धता और तकनीकी शुद्धता के एल्यूमीनियम में विभाजित किया गया है। GOST 11069-74 के अनुसार प्राथमिक एल्यूमीनियम को अक्षर ए और एक संख्या से चिह्नित किया जाता है जिसके द्वारा एल्यूमीनियम में अशुद्धियों की सामग्री निर्धारित की जा सकती है। एल्युमीनियम अच्छी तरह से विकृत हो जाता है, लेकिन काटना मुश्किल होता है। इसे रोल करके आप पन्नी बना सकते हैं.

एल्यूमीनियम-आधारित मिश्र धातुओं को कास्ट और गढ़ा में विभाजित किया गया है।
एल्यूमीनियम पर आधारित कास्टिंग मिश्र धातु को GOST 1583-93 के अनुसार चिह्नित किया गया है। ग्रेड मिश्र धातु की मुख्य संरचना को दर्शाता है। अधिकांश कास्टिंग मिश्र धातु ग्रेड अक्षर ए से शुरू होते हैं, जो एल्यूमीनियम मिश्र धातु के लिए है। फिर अक्षर और संख्याएँ लिखी जाती हैं जो मिश्र धातु की संरचना को दर्शाते हैं। कुछ मामलों में, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को AL (जिसका अर्थ है कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातु) अक्षरों और मिश्र धातु संख्या को इंगित करने वाली एक संख्या से चिह्नित किया जाता है। निशान की शुरुआत में अक्षर बी इंगित करता है कि मिश्र धातु उच्च शक्ति वाली है।
एल्यूमीनियम और उस पर आधारित मिश्र धातुओं का उपयोग बहुत विविध है। तकनीकी एल्यूमीनियम का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में तांबे के विकल्प के रूप में विद्युत प्रवाह के कंडक्टर के रूप में किया जाता है। एल्यूमीनियम-आधारित कास्टिंग मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से जटिल-आकार वाले भागों (विभिन्न कास्टिंग विधियों का उपयोग करके) के निर्माण में प्रशीतन और खाद्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है, जिसके लिए कम घनत्व के साथ संयोजन में संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, कुछ कंप्रेसर पिस्टन, लीवर और अन्य भागों.
दबाव प्रसंस्करण द्वारा विभिन्न भागों के निर्माण के लिए खाद्य और प्रशीतन प्रौद्योगिकी में एल्यूमीनियम पर आधारित गढ़ा मिश्र धातुओं का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो संक्षारण प्रतिरोध और घनत्व के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताओं के अधीन हैं: विभिन्न कंटेनर, रिवेट्स, आदि। सभी एल्यूमीनियम-आधारित मिश्र धातुओं का एक महत्वपूर्ण लाभ उनका उच्च शीत प्रतिरोध है।
टाइटेनियम और उस पर आधारित मिश्र धातुएँ
टाइटेनियम और उस पर आधारित मिश्र धातुओं को अल्फ़ान्यूमेरिक प्रणाली का उपयोग करके GOST 19807-74 के अनुसार चिह्नित किया गया है। हालाँकि, लेबलिंग में कोई पैटर्न नहीं है। एकमात्र ख़ासियत सभी ब्रांडों में टी अक्षर की उपस्थिति है, जो इंगित करता है कि वे टाइटेनियम से संबंधित हैं। ब्रांड में संख्याएँ मिश्र धातु की सशर्त संख्या को दर्शाती हैं।
तकनीकी टाइटेनियम चिह्नित है: VT1-00; VT1-0. अन्य सभी ग्रेड टाइटेनियम-आधारित मिश्र धातुओं (VT16, AT4, OT4, PT21, आदि) से संबंधित हैं। टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं का मुख्य लाभ गुणों का एक अच्छा संयोजन है: अपेक्षाकृत कम घनत्व, उच्च यांत्रिक शक्ति और बहुत उच्च संक्षारण प्रतिरोध (कई आक्रामक वातावरण में)। मुख्य नुकसान उच्च लागत और कमी है। ये नुकसान भोजन और प्रशीतन प्रौद्योगिकी में उनके उपयोग में बाधा डालते हैं।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग रॉकेट और विमानन प्रौद्योगिकी, रसायन इंजीनियरिंग, जहाज निर्माण और परिवहन इंजीनियरिंग में किया जाता है। इनका उपयोग 500-550 डिग्री तक ऊंचे तापमान पर किया जा सकता है। टाइटेनियम मिश्र धातु से बने उत्पाद दबाव उपचार द्वारा बनाए जाते हैं, लेकिन कास्टिंग द्वारा भी बनाए जा सकते हैं। कास्टिंग मिश्र धातुओं की संरचना आमतौर पर गढ़ा मिश्र धातुओं की संरचना से मेल खाती है। कास्टिंग मिश्र धातु ग्रेड के अंत में अक्षर L होता है।
मैग्नीशियम और उस पर आधारित मिश्र धातुएँ
इसके असंतोषजनक गुणों के कारण, तकनीकी मैग्नीशियम का उपयोग संरचनात्मक सामग्री के रूप में नहीं किया जाता है। राज्य के नियमों के अनुसार मैग्नीशियम आधारित मिश्र धातु। मानक को कास्टिंग और विकृत में विभाजित किया गया है।
GOST 2856-79 के अनुसार, कास्ट मैग्नीशियम मिश्र धातु को एमएल अक्षर और एक संख्या से चिह्नित किया जाता है जो मिश्र धातु की पारंपरिक संख्या को इंगित करता है। कभी-कभी संख्या के बाद छोटे अक्षर लिखे जाते हैं: pch - बढ़ी हुई शुद्धता; यह सामान्य प्रयोजन है. विकृत मैग्नीशियम मिश्र धातुओं को GOST 14957-76 के अनुसार MA अक्षरों और मिश्र धातु की पारंपरिक संख्या को दर्शाने वाली एक संख्या के साथ चिह्नित किया गया है। कभी-कभी संख्या के बाद छोटे अक्षर pch हो सकते हैं, जिसका अर्थ है बढ़ी हुई शुद्धता।

एल्यूमीनियम-आधारित मिश्र धातुओं की तरह, मैग्नीशियम-आधारित मिश्र धातुओं में गुणों का एक अच्छा संयोजन होता है: कम घनत्व, बढ़ा हुआ संक्षारण प्रतिरोध, अच्छे तकनीकी गुणों के साथ अपेक्षाकृत उच्च शक्ति (विशेष रूप से विशिष्ट शक्ति)। इसलिए, सरल और जटिल आकार के दोनों हिस्से, जिनके लिए संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि की आवश्यकता होती है, मैग्नीशियम मिश्र धातुओं से बने होते हैं: गर्दन, गैसोलीन टैंक, फिटिंग, पंप हाउसिंग, ब्रेक व्हील ड्रम, ट्रस, स्टीयरिंग व्हील और कई अन्य उत्पाद।
टिन, सीसा और उन पर आधारित मिश्र धातुएँ
अपने शुद्ध रूप में सीसे का व्यावहारिक रूप से भोजन और प्रशीतन उपकरण में उपयोग नहीं किया जाता है। टिन का उपयोग खाद्य उद्योग में खाद्य कंटेनरों के लिए कोटिंग के रूप में किया जाता है (उदाहरण के लिए, टिन प्लेटों को टिनिंग करना)। टिन को GOST 860-75 के अनुसार चिह्नित किया गया है। O1pch ब्रांड हैं; O1; O2; O3; O4. अक्षर O का अर्थ टिन है, और संख्याएँ एक पारंपरिक संख्या का प्रतिनिधित्व करती हैं। जैसे-जैसे संख्या बढ़ती है, अशुद्धियों की मात्रा बढ़ती जाती है। ब्रांड के अंत में pch अक्षर का मतलब बढ़ी हुई शुद्धता है। खाद्य उद्योग में, O1 और O2 ग्रेड के टिन का उपयोग अक्सर टिन प्लेटों को टिन करने के लिए किया जाता है।
टिन और सीसे पर आधारित मिश्रधातु, उनके उद्देश्य के आधार पर, दो बड़े समूहों में विभाजित हैं: बैबिट और सोल्डर।
बैबिट्स टिन और सीसा पर आधारित जटिल मिश्र धातु हैं, जिनमें अतिरिक्त रूप से सुरमा, तांबा और अन्य योजक होते हैं। उन्हें GOST 1320-74 के अनुसार अक्षर B से चिह्नित किया गया है, जिसका अर्थ है बैबिट, और एक संख्या जो प्रतिशत के रूप में टिन सामग्री को दर्शाती है। कभी-कभी, अक्षर B के अलावा, एक और अक्षर भी हो सकता है जो विशेष योजकों को इंगित करता है। उदाहरण के लिए, अक्षर H निकल (निकल बैबिट) के योग को दर्शाता है, अक्षर C - लेड बैबिट आदि को दर्शाता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि बैबिट का ब्रांड इसकी पूर्ण रासायनिक संरचना निर्धारित नहीं कर सकता है। कुछ मामलों में, टिन सामग्री का संकेत भी नहीं दिया जाता है, उदाहरण के लिए बीएन ब्रांड में, हालांकि इसमें लगभग 10% होता है। टिन-मुक्त बैबिट्स (उदाहरण के लिए, सीसा-कैल्शियम) भी हैं, जो GOST 1209-78 के अनुसार चिह्नित हैं और इस कार्य में उनका अध्ययन नहीं किया गया है।

बैबिट्स सबसे अच्छा घर्षणरोधी पदार्थ है और मुख्य रूप से सादे बियरिंग्स में उपयोग किया जाता है।
गोस्ट 19248-73 के अनुसार, सोल्डरों को कई विशेषताओं के अनुसार समूहों में विभाजित किया जाता है: पिघलने की विधि के अनुसार, पिघलने के तापमान के अनुसार, मुख्य घटक के अनुसार, आदि। पिघलने के तापमान के अनुसार, उन्हें विभाजित किया जाता है 5 समूह:

1. विशेष रूप से कम पिघलने (पिघलने का तापमान ≤ 145 डिग्री सेल्सियस);

2. कम पिघलने (पिघलने का बिंदु> 145 डिग्री सेल्सियस ≤ 450 डिग्री सेल्सियस);

3. मध्यम पिघलने (पिघल बिंदु > 450 डिग्री सेल्सियस ≤ 1100 डिग्री सेल्सियस);

4. उच्च-पिघलना (गलनांक tपिघल > 1100 डिग्री सेल्सियस ≤ 1850 डिग्री सेल्सियस);

5. दुर्दम्य (गलनांक tपिघल > 1850 डिग्री सेल्सियस)।

पहले दो समूहों का उपयोग कम तापमान (मुलायम) सोल्डरिंग के लिए किया जाता है, बाकी - उच्च तापमान (कठोर) सोल्डरिंग के लिए। मुख्य घटक के अनुसार, सोल्डरों को विभाजित किया जाता है: गैलियम, बिस्मथ, टिन-सीसा, टिन, कैडमियम, सीसा, जस्ता, एल्यूमीनियम, जर्मेनियम, मैग्नीशियम, चांदी, तांबा-जस्ता, तांबा, कोबाल्ट, निकल, मैंगनीज, सोना, पैलेडियम , प्लैटिनम, टाइटेनियम, लोहा, ज़िरकोनियम, नाइओबियम, मोलिब्डेनम, वैनेडियम।

आधुनिक उद्योग भारी मात्रा में सामग्रियों का उपयोग करता है। प्लास्टिक और कंपोजिट, ग्रेफाइट और अन्य पदार्थ... लेकिन धातु हमेशा प्रासंगिक बनी रहती है। इससे विशाल भवन संरचनाएँ बनाई जाती हैं, और इसका उपयोग विभिन्न प्रकार की मशीनें और अन्य उपकरण बनाने के लिए किया जाता है।

इसलिए, धातु का वर्गीकरण उद्योग और विज्ञान में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि इसे जानकर, आप किसी विशेष उद्देश्य के लिए सबसे उपयुक्त प्रकार की सामग्री का चयन कर सकते हैं। यह लेख इसी विषय पर समर्पित है.

सामान्य परिभाषा

धातुएँ सरल पदार्थ हैं, जो सामान्य परिस्थितियों में, कई विशिष्ट विशेषताओं की उपस्थिति की विशेषता रखते हैं: उच्च तापीय चालकता और विद्युत चालकता, साथ ही लचीलापन। प्लास्टिक। ठोस अवस्था में, उन्हें परमाणु स्तर पर एक क्रिस्टलीय संरचना की विशेषता होती है, और इसलिए उनमें उच्च शक्ति संकेतक होते हैं। लेकिन ऐसे मिश्र धातु भी हैं जो उनके व्युत्पन्न हैं। यह क्या है?

यह दो या दो से अधिक पदार्थों को उनके गलनांक से ऊपर गर्म करके प्राप्त की गई सामग्री को दिया गया नाम है। कृपया ध्यान दें कि धातु और गैर-धातु मिश्र धातु हैं। पहले मामले में, संरचना में कम से कम 50% धातु होनी चाहिए।

हालाँकि, आइए लेख के विषय से न भटकें। तो, धातु का वर्गीकरण क्या है? सामान्य तौर पर, इसे विभाजित करना काफी सरल है:

1. काली धातुएँ.
2. अलौह धातु।

पहली श्रेणी में लोहा और उस पर आधारित सभी मिश्रधातुएँ शामिल हैं। अन्य सभी धातुएँ अलौह हैं, जैसे उनके यौगिक हैं। प्रत्येक श्रेणी पर अधिक विस्तार से विचार करना आवश्यक है: अत्यंत उबाऊ सामान्य वर्गीकरण के बावजूद, वास्तव में सब कुछ बहुत अधिक जटिल है। और अगर आपको याद हो कि कीमती धातुएँ भी होती हैं... और वे अलग-अलग भी होती हैं। हालाँकि, कीमती धातुओं का वर्गीकरण और भी सरल है। उनमें से कुल आठ हैं: सोना और चांदी, प्लैटिनम, पैलेडियम, रूथेनियम, ऑस्मियम, साथ ही रोडियम और इरिडियम। सबसे मूल्यवान प्लैटिनम समूह धातुएँ हैं।

दरअसल, वर्गीकरण तो और भी उबाऊ है. यह (आभूषणों में) समान चांदी, सोना और प्लैटिनम का नाम है। हालाँकि, "उच्च मामलों" के बारे में पर्याप्त है। अब अधिक सामान्य और लोकप्रिय सामग्रियों के बारे में बात करने का समय आ गया है।

हम स्टील के विभिन्न ग्रेडों की समीक्षा के साथ शुरुआत करेंगे, जो वास्तव में सबसे लोकप्रिय लौह धातु - लोहे का व्युत्पन्न है।

स्टील क्या है?

लोहा और कुछ योजक, जिनमें 2.14% से अधिक परमाणु कार्बन नहीं होता है। इन सामग्रियों का वर्गीकरण बेहद व्यापक है, और यह ध्यान में रखता है: रासायनिक संरचना और उत्पादन के तरीके, हानिकारक अशुद्धियों की उपस्थिति या अनुपस्थिति, साथ ही संरचना। हालाँकि, सबसे महत्वपूर्ण विशेषता रासायनिक संरचना है, क्योंकि यह स्टील के ग्रेड और नाम को प्रभावित करती है।

कार्बन की किस्में

इन सामग्रियों में बिल्कुल भी मिश्रधातु योजक नहीं होते हैं, लेकिन उनकी विनिर्माण तकनीक एक निश्चित मात्रा में अन्य अशुद्धियों (आमतौर पर मैंगनीज) की अनुमति देती है। चूंकि इन पदार्थों की सामग्री 0.8-1% के बीच होती है, इसलिए इनका स्टील की ताकत, यांत्रिक और रासायनिक गुणों पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। इस श्रेणी का उपयोग निर्माण और विभिन्न उपकरणों के उत्पादन में किया जाता है। बेशक, धातु का वर्गीकरण पूर्ण नहीं है।

संरचनात्मक कार्बन स्टील्स

अक्सर इनका उपयोग औद्योगिक, सैन्य या घरेलू उद्देश्यों के लिए विभिन्न संरचनाओं के निर्माण के लिए किया जाता है, लेकिन इनका उपयोग अक्सर उपकरण और तंत्र के उत्पादन के लिए भी किया जाता है। इस मामले में, कार्बन सामग्री किसी भी स्थिति में 0.5-0.6% से अधिक नहीं होनी चाहिए। उनके पास अत्यधिक उच्च शक्ति होनी चाहिए, जो अंतरराष्ट्रीय एजेंसियों (σB, σ0.2, δ, ψ, KCU, HB, HRC) द्वारा प्रमाणित परीक्षणों के एक पूरे समूह द्वारा निर्धारित की जाती है। ये दो प्रकार के होते हैं:

• साधारण।
• उच्च गुणवत्ता।

जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, पहले का उपयोग विभिन्न इंजीनियरिंग संरचनाओं के निर्माण के लिए किया जाता है। उच्च गुणवत्ता वाले उपकरणों का उपयोग विशेष रूप से मैकेनिकल इंजीनियरिंग और अन्य उद्योगों में उपयोग किए जाने वाले विश्वसनीय उपकरणों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

जहां तक ​​इन सामग्रियों का सवाल है, उनकी सतह पर धातु का क्षरण संभव है। अन्य प्रकार के स्टील्स का वर्गीकरण उनके लिए बहुत अधिक कठोर आवश्यकताओं की उपस्थिति प्रदान करता है।

उपकरण कार्बन स्टील्स

उनका क्षेत्र सटीक इंजीनियरिंग, वैज्ञानिक क्षेत्र और चिकित्सा के लिए उपकरणों का निर्माण, साथ ही अन्य औद्योगिक क्षेत्र हैं जिनके लिए बढ़ी हुई ताकत और सटीकता की आवश्यकता होती है। उनकी कार्बन सामग्री 0.7 से 1.5% तक हो सकती है। ऐसी सामग्री में बहुत अधिक ताकत होनी चाहिए, पहनने के कारकों और अत्यधिक उच्च तापमान के लिए प्रतिरोधी होना चाहिए।

मिश्र धातु इस्पात

यह उन सामग्रियों का नाम है, जिनमें प्राकृतिक अशुद्धियों के अलावा, कृत्रिम रूप से मिलाए गए मिश्रधातु योजकों की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है। इनमें क्रोमियम, निकल, मोलिब्डेनम शामिल हैं। इसके अलावा, मिश्र धातु स्टील्स में मैंगनीज और सिलिकॉन भी हो सकते हैं, जिनकी सामग्री अक्सर 0.8-1.2% से अधिक नहीं होती है।

इस मामले में, धातु का वर्गीकरण उनके विभाजन को दो प्रकारों में दर्शाता है:

• कम योगात्मक सामग्री वाले स्टील। कुल मिलाकर 2.5% से अधिक नहीं हैं।
• मिश्रधातु। इनमें 2.5 से 10% तक एडिटिव्स होते हैं।
• एडिटिव्स की उच्च सामग्री (10% से अधिक) वाली सामग्री।

पिछले मामले की तरह, इन प्रकारों को भी उपप्रकारों में विभाजित किया गया है।

मिश्र धातु संरचनात्मक इस्पात

अन्य सभी किस्मों की तरह, इनका उपयोग मैकेनिकल इंजीनियरिंग, इमारतों और अन्य संरचनाओं के निर्माण के साथ-साथ उद्योग में भी सक्रिय रूप से किया जाता है। यदि हम उनकी तुलना कार्बन किस्मों से करते हैं, तो ऐसी सामग्रियां ताकत विशेषताओं, लचीलापन और चिपचिपाहट के अनुपात के मामले में जीत जाती हैं। इसके अलावा, वे बेहद कम तापमान के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी हैं। इनका उपयोग पुल, हवाई जहाज, रॉकेट और उच्च परिशुद्धता उद्योग के लिए उपकरण बनाने के लिए किया जाता है।

मिश्र धातु उपकरण स्टील्स

सिद्धांत रूप में, विशेषताएँ ऊपर चर्चा किए गए प्रकार के समान हैं। निम्नलिखित उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जा सकता है:

• काटने और उच्च परिशुद्धता मापने वाले उपकरणों और उपकरणों का उत्पादन। विशेष रूप से, धातु मोड़ने वाले उपकरण इस सामग्री से बनाए जाते हैं, जिसका वर्गीकरण सीधे स्टील पर निर्भर करता है: इसका ग्रेड आवश्यक रूप से उत्पाद पर अंकित होता है।
• इनका उपयोग ठंड और गर्म रोलिंग के लिए डाई बनाने के लिए भी किया जाता है।

विशेष प्रयोजन

जैसा कि नाम से पता चलता है, इन सामग्रियों में कुछ विशिष्ट विशेषताएं हैं। उदाहरण के लिए, गर्मी प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी प्रकार के साथ-साथ प्रसिद्ध स्टेनलेस स्टील भी हैं। तदनुसार, उनके आवेदन के दायरे में मशीनों और उपकरणों का उत्पादन शामिल है जो विशेष रूप से कठिन परिस्थितियों में काम करेंगे: इंजन के लिए टर्बाइन, धातु गलाने के लिए भट्टियां, आदि।

निर्माण स्टील्स

मध्यम कार्बन सामग्री वाले स्टील। इनका उपयोग विभिन्न प्रकार की निर्माण सामग्री का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। विशेष रूप से, उनका उपयोग प्रोफाइल (आकार और शीट), पाइप, कोण आदि बनाने के लिए किया जाता है। जाहिर है, धातु की एक निश्चित श्रेणी चुनते समय, स्टील की ताकत विशेषताओं पर विशेष ध्यान दिया जाता है।

इसके अलावा, निर्माण से बहुत पहले, गणितीय मॉडल का उपयोग करके सभी विशेषताओं की बार-बार गणना की जाती है, ताकि ज्यादातर मामलों में ग्राहक की व्यक्तिगत आवश्यकताओं के अनुसार इस या उस प्रकार के रोल्ड उत्पाद का निर्माण किया जा सके।

सुदृढ़ीकरण स्टील्स

जैसा कि आपने शायद अनुमान लगाया है, उनके आवेदन का दायरा प्रबलित कंक्रीट से बने ब्लॉकों और तैयार संरचनाओं का सुदृढीकरण है। इनका उत्पादन बड़े व्यास वाली छड़ों या तार के रूप में होता है। सामग्री या तो कार्बन या स्टील है जिसमें मिश्र धातु योजक की कम सामग्री होती है। ये दो प्रकार के होते हैं:

• गरम वेल्लित।
• थर्मली और यंत्रवत् मजबूत किया गया।

बॉयलर रूम स्टील

उनका उपयोग बॉयलर और सिलेंडर के साथ-साथ अन्य जहाजों और फिटिंग के उत्पादन के लिए किया जाता है जिन्हें विभिन्न तापमान स्थितियों पर उच्च दबाव की स्थिति में काम करना पड़ता है। इस मामले में भागों की मोटाई 4 से 160 मिमी तक भिन्न हो सकती है।

स्वचालित स्टील्स

यह उन सामग्रियों का नाम है जिन्हें काटकर अच्छी तरह संसाधित किया जा सकता है। उनमें उच्च मशीनीकरण क्षमता भी होती है। यह सब ऐसे स्टील को स्वचालित उत्पादन लाइनों के लिए एक आदर्श सामग्री बनाता है, जिनमें से हर साल अधिक से अधिक होते हैं।

असर स्टील्स

ये प्रकार, अपने प्रकार से, संरचनात्मक किस्मों से संबंधित हैं, लेकिन उनकी संरचना उन्हें वाद्ययंत्रों के समान बनाती है। वे उच्च शक्ति विशेषताओं और पहनने (घर्षण) के लिए महान प्रतिरोध द्वारा प्रतिष्ठित हैं।

हमने इस वर्ग की धातुओं के मूल गुणों और वर्गीकरण की जांच की। अगली पंक्ति में और भी अधिक सामान्य और प्रसिद्ध कच्चा लोहा है।

कच्चा लोहा: वर्गीकरण और गुण

यह उस सामग्री का नाम है, जो लौह और कार्बन (साथ ही कुछ अन्य योजक) का एक मिश्र धातु है, और सी सामग्री 2.14 से 6.67% तक है। कच्चा लोहा, स्टील की तरह, इसकी रासायनिक संरचना, उत्पादन विधियों और इसमें मौजूद कार्बन की मात्रा के साथ-साथ रोजमर्रा की जिंदगी और उद्योग में आवेदन के क्षेत्रों से अलग होता है। यदि कच्चे लोहे में कोई योजक नहीं है, तो इसे अनअलॉयड कहा जाता है। अन्यथा - डोप्ड.

उद्देश्य के अनुसार वर्गीकरण

1. कुछ सीमित हैं, जिनका उपयोग लगभग हमेशा स्टील में बाद के प्रसंस्करण के लिए किया जाता है।
2. फाउंड्री किस्मों का उपयोग विभिन्न विन्यास और जटिलता के उत्पादों की ढलाई के लिए किया जाता है।
3. विशेष, स्टील्स के समान.

रासायनिक योजकों के प्रकार द्वारा वर्गीकरण

• सफ़ेद कच्चा लोहा. इसकी विशेषता यह है कि इसकी संरचना में कार्बन विभिन्न कार्बाइड की संरचना में होने के कारण लगभग पूरी तरह से बंधा हुआ है। इसे अलग करना बहुत आसान है: टूटने पर यह सफेद और चमकदार होता है, जिसमें सबसे अधिक कठोरता होती है, लेकिन साथ ही यह बेहद नाजुक होता है और इसे बड़ी कठिनाई से मशीनीकृत किया जा सकता है।
• आधा प्रक्षालित. ढलाई की ऊपरी परतों में यह सफेद कच्चा लोहा से अप्रभेद्य है, जबकि इसका कोर ग्रे है, इसकी संरचना में बड़ी मात्रा में मुक्त ग्रेफाइट होता है। सामान्य तौर पर, यह दोनों प्रकार की विशेषताओं को जोड़ता है। यह काफी टिकाऊ है, लेकिन साथ ही इसे संसाधित करना बहुत आसान है, और नाजुकता के साथ चीजें बहुत बेहतर होती हैं।
• स्लेटी। इसमें बहुत सारा ग्रेफ़ाइट होता है. टिकाऊ, काफी पहनने के लिए प्रतिरोधी, प्रक्रिया करने में आसान।

यह कोई संयोग नहीं है कि हम ग्रेफाइट पर ध्यान केंद्रित करते हैं। तथ्य यह है कि किसी विशेष मामले में धातुओं और मिश्र धातुओं का वर्गीकरण इसकी सामग्री और स्थानिक संरचना पर निर्भर करता है। इन विशेषताओं के आधार पर, उन्हें पर्लाइट, फेराइट-पर्लाइट और फेराइट में विभाजित किया गया है।

इनमें से प्रत्येक में ग्रेफाइट स्वयं चार अलग-अलग रूपों में मौजूद हो सकता है:

• यदि इसे प्लेटों और "पंखुड़ियों" द्वारा दर्शाया जाता है, तो यह लैमेलर किस्म से संबंधित है।
• यदि सामग्री में ऐसे समावेशन हैं जो दिखने में कीड़े के समान हैं, तो हम वर्मीक्यूलर ग्रेफाइट के बारे में बात कर रहे हैं।
• तदनुसार, विभिन्न सपाट, असमान समावेशन से संकेत मिलता है कि यह एक फ़्लोकुलेंट किस्म है।
• गोलाकार, अर्धगोलाकार तत्व गोलाकार आकृति की विशेषता बताते हैं।

लेकिन इस मामले में भी, धातुओं और मिश्र धातुओं का वर्गीकरण अभी भी अधूरा है! तथ्य यह है कि ये अशुद्धियाँ, चाहे कितनी भी अजीब लगें, सीधे सामग्री की ताकत को प्रभावित करती हैं। इसलिए, समावेशन के आकार और स्थानिक स्थिति के आधार पर, कच्चा लोहा निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जाता है:

• यदि सामग्री में लैमेलर ग्रेफाइट का समावेश है, तो यह साधारण ग्रे कास्ट आयरन (एसजी) है।
• "एडिटिव्स" नाम के अनुरूप, वर्मीक्यूलर कणों की उपस्थिति वर्मीक्यूलर सामग्री (सीवीजी) की विशेषता है।
• निंदनीय कच्चा लोहा (डीसी) में परत जैसे समावेशन होते हैं।
• गोलाकार "भराव" उच्च शक्ति वाले कच्चा लोहा (डीसी) की विशेषता है।

हमने आपके ध्यान में "काली" श्रेणी से संबंधित धातुओं का एक संक्षिप्त वर्गीकरण और गुण प्रस्तुत किया है। जैसा कि आप देख सकते हैं, व्यापक ग़लतफ़हमी के बावजूद, वे बहुत विविध हैं, उनकी संरचना और भौतिक गुणों में बहुत भिन्नता है। ऐसा प्रतीत होता है कि कच्चा लोहा एक सामान्य और व्यापक सामग्री है, लेकिन... यहां तक ​​कि इसके कई पूरी तरह से अलग प्रकार हैं, और उनमें से कुछ एक दूसरे से उतने ही भिन्न हैं जितना कच्चा लोहा और शीट स्टील!

अपशिष्ट आय में बदल जाता है!

क्या कोई वर्गीकरण है? आख़िरकार, हर साल लाखों टन विभिन्न प्रकार की सामग्रियां लैंडफिल में चली जाती हैं। क्या सचमुच उन्हें बिना किसी छंटाई या स्क्रीनिंग के पिघलने के लिए सामूहिक रूप से भेजा जा रहा है? बिल्कुल नहीं। कुल नौ श्रेणियां हैं:

• 3ए. मानक लौह धातु अपशिष्ट, जिसमें बड़े और विशेष रूप से बड़े टुकड़े शामिल हैं। प्रत्येक टुकड़े का वजन कम से कम एक किलोग्राम है। एक नियम के रूप में, टुकड़ों की मोटाई छह मिलीमीटर से अधिक नहीं होती है।
• 5ए. इस मामले में, स्क्रैप बड़ा है। टुकड़ों की मोटाई छह मिलीमीटर से अधिक है.
• 12ए. इस श्रेणी का तात्पर्य ऊपर वर्णित दो किस्मों के मिश्रण से है।
• 17ए. कच्चा लोहा स्क्रैप, आयामी। प्रत्येक टुकड़े का वजन कम से कम आधा किलोग्राम है, लेकिन 20 किलोग्राम से अधिक नहीं।
• 19ए. पिछली कक्षा के समान, लेकिन कचरा बड़ा है। इसके अलावा, सामग्री में कुछ फॉस्फोरस सामग्री की अनुमति है।
• 20ए. कच्चा लोहा स्क्रैप, सबसे बड़ी श्रेणी। पांच टन वजन वाले टुकड़ों की अनुमति है। आमतौर पर, इसमें विखंडित, निष्क्रिय किए गए औद्योगिक और सैन्य उपकरण शामिल हैं। जैसा कि आप देख सकते हैं, इस श्रेणी में धातुओं का वर्गीकरण और गुण काफी समान हैं।
• 22ए. और फिर, बड़े आकार का कच्चा लोहा स्क्रैप। अंतर यह है कि इस मामले में, कचरे की श्रेणी में उपयोग किए गए और छोड़े गए प्लंबिंग उपकरण शामिल हैं।
• मिश्रण. मिश्रित स्क्रैप. महत्वपूर्ण! निम्नलिखित प्रकार की सामग्री की अनुमति नहीं है: धातु के तार, साथ ही गैल्वेनाइज्ड हिस्से।
• गैल्वनीकरण। जैसा कि नाम से पता चलता है, इसमें सभी स्क्रैप शामिल हैं जिनमें गैल्वनाइज्ड टुकड़े शामिल हैं।

यह लौह धातुओं का वर्गीकरण था। और अब हम उनके रंगीन "सहयोगियों" पर चर्चा करेंगे, जो सभी आधुनिक उद्योग और उत्पादन में एक बड़ी भूमिका निभाते हैं।

अलौह धातु

यह उन सभी अन्य तत्वों को दिया गया नाम है जिनकी धात्विक परमाणु संरचना होती है, लेकिन वे लोहे और उसके डेरिवेटिव से संबंधित नहीं होते हैं। अंग्रेजी भाषा के साहित्य में आप "गैर-लौह धातु" शब्द पा सकते हैं, जो एक पर्यायवाची अवधारणा है। अलौह धातुओं का वर्गीकरण क्या है?

निम्नलिखित समूह हैं, जिनका विभाजन एक साथ कई मानदंडों पर आधारित है: प्रकाश और भारी, महान, बिखरी हुई और दुर्दम्य, रेडियोधर्मी और दुर्लभ-पृथ्वी किस्में। कई अलौह धातुएँ आम तौर पर दुर्लभ की श्रेणी में आती हैं, क्योंकि हमारे ग्रह पर उनकी कुल मात्रा अपेक्षाकृत कम है।

उनका उपयोग उन हिस्सों और उपकरणों के उत्पादन के लिए किया जाता है जिन्हें आक्रामक वातावरण, घर्षण की स्थितियों में काम करना चाहिए, या यदि आवश्यक हो (उदाहरण के लिए सेंसर) में उच्च स्तर की तापीय चालकता या विद्युत चालकता होती है। इसके अलावा, सैन्य, अंतरिक्ष और विमानन उद्योगों में उनकी मांग है, जहां अपेक्षाकृत कम वजन के साथ अधिकतम ताकत की आवश्यकता होती है।

ध्यान दें कि भारी धातुओं का वर्गीकरण अलग है। हालाँकि, ऐसा अस्तित्व में नहीं है, लेकिन इस समूह में तांबा, निकल, कोबाल्ट, साथ ही जस्ता, कैडमियम, पारा और सीसा शामिल हैं। इनमें से केवल Cu और Zn का उपयोग औद्योगिक पैमाने पर किया जाता है, जिसका उल्लेख हम बाद में करेंगे।

एल्यूमीनियम और उस पर आधारित मिश्र धातु

एल्युमीनियम, "पंखों वाली धातु"। ये तीन प्रकार के होते हैं (रासायनिक शुद्धता की डिग्री के आधार पर):

• उच्चतम मानक (विशेष शुद्धता) (99.999%)।
• उच्च शुद्धता।
• तकनीकी परीक्षण.

बाद वाला प्रकार शीट, विभिन्न प्रोफाइल और विभिन्न क्रॉस-सेक्शन वाले तारों के रूप में बाजार में उपलब्ध है। व्यापार में AD0 और AD1 के रूप में दर्शाया जाता है। कृपया ध्यान दें कि उच्च श्रेणी के एल्यूमीनियम में भी अक्सर Fe, Si, Gu, Mn, Zn का समावेश होता है।

मिश्र

इस मामले में अलौह धातुओं का वर्गीकरण क्या है? सिद्धांत रूप में, कुछ भी जटिल नहीं है। अस्तित्व:

• ड्यूरालुमिन्स।
• अवियाली.

ड्यूरालुमिन मिश्रधातु हैं जिनमें तांबा और मैग्नीशियम मिलाया जाता है। इसके अलावा, ऐसी सामग्रियां भी हैं जिनमें तांबा और मैग्नीशियम का उपयोग योजक के रूप में किया जाता है। मिश्रधातु को मिश्रधातु भी कहा जाता है, लेकिन इनमें कई अधिक योजक होते हैं। मुख्य हैं मैग्नीशियम और सिलिकॉन, साथ ही लोहा, तांबा और यहां तक ​​कि टाइटेनियम भी।

सिद्धांत रूप में, सामग्री विज्ञान द्वारा इस मुद्दे पर अधिक विस्तार से विचार किया गया है। धातुओं का वर्गीकरण एल्युमीनियम और उसके प्रकारों पर समाप्त नहीं होता है।

ताँबा

आज वे (शुद्ध पदार्थ सामग्री 97.97%) और विशेष रूप से शुद्ध, निर्वात (99.99%) में अंतर करते हैं। अन्य अलौह धातुओं के विपरीत, तांबे के यांत्रिक और रासायनिक गुण कुछ योजकों की सबसे छोटी अशुद्धियों से भी बेहद प्रभावित होते हैं।

मिश्र

वे दो बड़े समूहों में विभाजित हैं। वैसे, ये सामग्रियां मानव जाति को हजारों वर्षों से ज्ञात हैं:

• पीतल. यह तांबा और जस्ता के यौगिक का नाम है।
• कांस्य. तांबे की एक मिश्र धातु जिसमें अब जस्ता नहीं, बल्कि टिन होता है। हालाँकि, ऐसे कांस्य भी हैं जिनमें दस तक योजक होते हैं।

टाइटेनियम

यह धातु दुर्लभ और बहुत महंगी है। यह कम वजन, अविश्वसनीय ताकत, कम चिपचिपाहट की विशेषता है। ध्यान दें कि इसे कई प्रकारों में विभाजित किया गया है: VT1-00 (इस सामग्री में अशुद्धियों की मात्रा ≤ 0.10% है), VT1-0 (एडिटिव्स की मात्रा ≤ 0.30%)। यदि विदेशी अशुद्धियों की कुल मात्रा ≤ 0.093% है, तो ऐसी सामग्री को उत्पादन में टाइटेनियम आयोडाइड कहा जाता है।

टाइटेनियम मिश्र धातु

इस सामग्री के मिश्र धातुओं को दो प्रकारों में विभाजित किया गया है: विकृत और रैखिक। इसके अलावा, विशेष उपप्रकार हैं: गर्मी प्रतिरोधी, बढ़ी हुई प्लास्टिसिटी। कठोर और गैर-कठोर किस्में भी हैं (गर्मी उपचार के आधार पर)।

दरअसल, हमने अलौह धातुओं और मिश्र धातुओं के वर्गीकरण की पूरी तरह से समीक्षा की है। हमें उम्मीद है कि लेख आपके लिए उपयोगी था।

मिश्र धातु की अवधारणा, उनका वर्गीकरण और गुण।

इंजीनियरिंग में, सभी धातु सामग्री को धातु कहा जाता है। इनमें सरल धातुएँ और जटिल धातुएँ - मिश्रधातुएँ शामिल हैं।

सरल धातुओं में एक मुख्य तत्व और अन्य तत्वों की थोड़ी मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं। उदाहरण के लिए, तकनीकी रूप से शुद्ध तांबे में सीसा, बिस्मथ, सुरमा, लोहा और अन्य तत्वों की 0.1 से 1% अशुद्धियाँ होती हैं।

मिश्र- ये जटिल धातुएँ हैं, जो अन्य धातुओं या गैर-धातुओं के साथ कुछ सरल धातु (मिश्र धातु आधार) के संयोजन का प्रतिनिधित्व करती हैं। उदाहरण के लिए, पीतल तांबे और जस्ता का एक मिश्र धातु है। यहां मिश्रधातु का आधार तांबा है।

एक रासायनिक तत्व जो किसी धातु या मिश्र धातु का हिस्सा होता है उसे घटक कहा जाता है। मिश्रधातु में प्रबल होने वाले मुख्य घटक के अलावा, आवश्यक गुण प्राप्त करने के लिए मिश्रधातु में मिश्रधातु घटक भी शामिल किए जाते हैं। इस प्रकार, पीतल के यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोध को बेहतर बनाने के लिए इसमें एल्यूमीनियम, सिलिकॉन, लोहा, मैंगनीज, टिन, सीसा और अन्य मिश्र धातु घटक मिलाए जाते हैं।

घटकों की संख्या के अनुसार, मिश्र धातुओं को दो-घटक (डबल), तीन-घटक (टर्नरी), आदि में विभाजित किया जाता है। मुख्य और मिश्र धातु घटकों के अलावा, मिश्र धातु में अन्य तत्वों की अशुद्धियाँ होती हैं।

अधिकांश मिश्रधातुओं का निर्माण घटकों को तरल अवस्था में संलयन द्वारा किया जाता है। मिश्र धातु तैयार करने की अन्य विधियाँ: सिंटरिंग, इलेक्ट्रोलिसिस, उर्ध्वपातन। इस मामले में, पदार्थों को छद्म मिश्रधातु कहा जाता है।

धातुओं की परस्पर घुलने की क्षमता बड़ी संख्या में मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए अच्छी स्थितियाँ बनाती है जिनमें उपयोगी गुणों के विविध प्रकार के संयोजन होते हैं जो साधारण धातुओं में नहीं होते हैं।

मिश्रधातुएँ मजबूती, कठोरता, व्यावहारिकता आदि में साधारण धातुओं से बेहतर होती हैं। यही कारण है कि प्रौद्योगिकी में उनका उपयोग साधारण धातुओं की तुलना में कहीं अधिक व्यापक रूप से किया जाता है। उदाहरण के लिए, लोहा एक नरम धातु है जिसका शुद्ध रूप में लगभग कभी भी उपयोग नहीं किया जाता है। लेकिन प्रौद्योगिकी में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले लोहे और कार्बन के मिश्र धातु हैं - स्टील और कच्चा लोहा।

तकनीकी विकास के वर्तमान चरण में, मिश्र धातुओं की संख्या में वृद्धि और उनकी संरचना की जटिलता के साथ-साथ, विशेष शुद्धता वाली धातुओं का बहुत महत्व होता जा रहा है। ऐसी धातुओं में मुख्य घटक की मात्रा 99.999 से 99.999999999% तक होती है।
और अधिक। रॉकेट विज्ञान, परमाणु, इलेक्ट्रॉनिक्स और प्रौद्योगिकी की अन्य नई शाखाओं में विशेष शुद्धता वाली धातुओं की आवश्यकता होती है।

घटकों की परस्पर क्रिया की प्रकृति के आधार पर, मिश्र धातुओं को प्रतिष्ठित किया जाता है:

1) यांत्रिक मिश्रण;

2) रासायनिक यौगिक;

3) ठोस समाधान.

1) यांत्रिक मिश्रणदो घटक तब बनते हैं जब वे ठोस अवस्था में एक दूसरे में नहीं घुलते और रासायनिक क्रिया में प्रवेश नहीं करते। मिश्र धातु यांत्रिक मिश्रण हैं (उदाहरण के लिए, सीसा - सुरमा, टिन - जस्ता) उनकी संरचना में विषम हैं और इन घटकों के क्रिस्टल के मिश्रण का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस मामले में, मिश्र धातु में प्रत्येक घटक के क्रिस्टल पूरी तरह से अपने व्यक्तिगत गुणों को बरकरार रखते हैं। इसीलिए ऐसे मिश्र धातुओं के गुण (उदाहरण के लिए, विद्युत प्रतिरोध, कठोरता, आदि) दोनों घटकों के गुणों के अंकगणितीय औसत के रूप में निर्धारित किए जाते हैं।

2) ठोस समाधानमुख्य विलायक धातु के परमाणुओं और घुलनशील तत्व के परमाणुओं द्वारा एक सामान्य स्थानिक क्रिस्टल जाली के गठन की विशेषता।
ऐसे मिश्र धातुओं की संरचना में शुद्ध धातु की तरह सजातीय क्रिस्टलीय दाने होते हैं। संस्थागत ठोस समाधान और अंतरालीय ठोस समाधान हैं।

ऐसी मिश्रधातुओं में पीतल, तांबा-निकल, लौह-क्रोमियम आदि शामिल हैं।

मिश्र धातु - ठोस समाधान सबसे आम हैं। उनके गुण घटक घटकों के गुणों से भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, ठोस विलयनों की कठोरता और विद्युत प्रतिरोध शुद्ध घटकों की तुलना में बहुत अधिक होता है। अपनी उच्च लचीलापन के कारण, वे स्वयं को फोर्जिंग और अन्य प्रकार के निर्माण में अच्छी तरह से सक्षम बनाते हैं। ठोस समाधानों की कास्टिंग गुण और मशीनीकरण कम हैं।

3) रासायनिक यौगिक, ठोस विलयनों की तरह, सजातीय मिश्रधातुएँ हैं। जब वे जम जाते हैं, तो एक पूरी तरह से नया क्रिस्टल जाली बनता है, जो मिश्र धातु बनाने वाले घटकों की जाली से अलग होता है। इसलिए, किसी रासायनिक यौगिक के गुण स्वतंत्र होते हैं और घटकों के गुणों पर निर्भर नहीं होते हैं। रासायनिक यौगिक जुड़े हुए घटकों के कड़ाई से परिभाषित मात्रात्मक अनुपात में बनते हैं। किसी रासायनिक यौगिक की मिश्र धातु संरचना उसके रासायनिक सूत्र द्वारा व्यक्त की जाती है। इन मिश्र धातुओं में आमतौर पर उच्च विद्युत प्रतिरोध, उच्च कठोरता और कम लचीलापन होता है। इस प्रकार, लोहे और कार्बन का रासायनिक यौगिक - सीमेंटाइट (Fe 3 C) शुद्ध लोहे की तुलना में 10 गुना अधिक कठोर होता है।

धातुओं का उपयोग मनुष्यों द्वारा कई सहस्राब्दियों से किया जाता रहा है। मानव विकास के परिभाषित युगों का नाम धातुओं के नाम पर रखा गया है: कांस्य युग, लौह युग, कच्चा लोहा का युग, आदि। हमारे आस-पास कोई भी धातु उत्पाद 100% लोहा, तांबा, सोना या अन्य धातु से बना नहीं है। प्रत्येक में किसी व्यक्ति द्वारा जान-बूझकर डाले गए योजक और किसी व्यक्ति की इच्छा के विरुद्ध डाली गई हानिकारक अशुद्धियाँ शामिल हैं।

पूर्णतः शुद्ध धातु केवल अंतरिक्ष प्रयोगशाला में ही प्राप्त की जा सकती है। वास्तविक जीवन में अन्य सभी धातुएँ मिश्र धातुएँ हैं - दो या दो से अधिक धातुओं (और गैर-धातुओं) के ठोस यौगिक, जो जानबूझकर धातुकर्म उत्पादन की प्रक्रिया में प्राप्त किए जाते हैं।

वर्गीकरण

धातुकर्मी कई मानदंडों के अनुसार धातु मिश्र धातुओं को वर्गीकृत करते हैं:

धातुओं और उन पर आधारित मिश्र धातुओं की भौतिक और रासायनिक विशेषताएं अलग-अलग होती हैं।

सबसे बड़े द्रव्यमान अंश वाली धातु को आधार कहा जाता है।

मिश्रधातु के गुण

धातु मिश्र धातुओं के गुणों को इसमें विभाजित किया गया है:

इन गुणों को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करने के लिए, विशेष भौतिक मात्राएँ और स्थिरांक पेश किए जाते हैं, जैसे लोचदार सीमा, हुक का मापांक, चिपचिपापन गुणांक और अन्य।

मिश्रधातु के मुख्य प्रकार

सबसे अधिक प्रकार की धातु मिश्रधातुएँ लोहे के आधार पर बनाई जाती हैं। ये स्टील, कच्चा लोहा और फेराइट हैं।

स्टील एक लौह-आधारित पदार्थ है जिसमें 2.4% से अधिक कार्बन नहीं होता है, जिसका उपयोग औद्योगिक प्रतिष्ठानों और घरेलू उपकरणों, जल, भूमि और वायु परिवहन, उपकरणों और उपकरणों के लिए भागों और आवासों के निर्माण के लिए किया जाता है। स्टील्स में गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है। इनमें सामान्य हैं ताकत और लोच। अलग-अलग स्टील ग्रेड की व्यक्तिगत विशेषताओं को गलाने के दौरान पेश किए गए मिश्र धातु योजक की संरचना द्वारा निर्धारित किया जाता है। आवर्त सारणी का आधा भाग धातु और अधातु दोनों को योजक के रूप में उपयोग किया जाता है। उनमें से सबसे आम क्रोमियम, वैनेडियम, निकल, बोरान, मैंगनीज, फास्फोरस हैं।

यदि कार्बन की मात्रा 2.4% से अधिक हो तो ऐसे पदार्थ को कच्चा लोहा कहा जाता है। कच्चा लोहा स्टील की तुलना में अधिक भंगुर होता है। इनका उपयोग वहां किया जाता है जहां छोटे गतिशील भार के साथ बड़े स्थैतिक भार का सामना करना आवश्यक होता है। कच्चा लोहा का उपयोग बड़े मशीन टूल्स और तकनीकी उपकरणों के लिए फ्रेम के उत्पादन, कार्य तालिकाओं के लिए आधार, और बाड़, झंझरी और सजावटी वस्तुओं की ढलाई में किया जाता है। 19वीं और 20वीं सदी की शुरुआत में, भवन निर्माण में कच्चा लोहा का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था। इंग्लैंड में कच्चे लोहे के पुल आज तक बचे हुए हैं।

उच्च कार्बन सामग्री वाले और स्पष्ट चुंबकीय गुणों वाले पदार्थों को फेराइट कहा जाता है। इनका उपयोग ट्रांसफार्मर और इंडक्टर्स के उत्पादन में किया जाता है।

5 से 45% जस्ता युक्त तांबा आधारित धातु मिश्र धातुओं को आमतौर पर पीतल कहा जाता है। पीतल संक्षारण के प्रति थोड़ा संवेदनशील है और मैकेनिकल इंजीनियरिंग में संरचनात्मक सामग्री के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

यदि आप तांबे में जस्ता के स्थान पर टिन मिलाते हैं, तो आपको कांस्य मिलता है। यह शायद पहला मिश्र धातु है जिसे हमारे पूर्वजों ने कई हजार साल पहले जानबूझकर प्राप्त किया था। कांस्य टिन और तांबे दोनों की तुलना में बहुत मजबूत है और अच्छी तरह से गढ़े गए स्टील के बाद ताकत में दूसरे स्थान पर है।

सीसा-आधारित पदार्थों का व्यापक रूप से सोल्डरिंग तारों और पाइपों के साथ-साथ इलेक्ट्रोकेमिकल उत्पादों, मुख्य रूप से बैटरी और संचायक में उपयोग किया जाता है।

दो-घटक एल्यूमीनियम-आधारित सामग्री, जिसमें सिलिकॉन, मैग्नीशियम या तांबा होता है, कम विशिष्ट गुरुत्व और उच्च मशीनेबिलिटी की विशेषता होती है। इनका उपयोग इंजन, एयरोस्पेस और विद्युत घटक और उपकरण उद्योगों में किया जाता है।

जिंक मिश्र धातु

जिंक-आधारित मिश्रधातुओं की विशेषता कम गलनांक, संक्षारण प्रतिरोध और उत्कृष्ट मशीनीकरण है। इनका उपयोग मैकेनिकल इंजीनियरिंग, कंप्यूटर और घरेलू उपकरणों के उत्पादन और प्रकाशन में किया जाता है। अच्छे घर्षण-विरोधी गुण असर वाले गोले के लिए जस्ता मिश्र धातु के उपयोग की अनुमति देते हैं।

टाइटेनियम मिश्र धातु

टाइटेनियम सबसे सस्ती धातु नहीं है; इसका उत्पादन करना कठिन है और प्रक्रिया करना कठिन है। इन कमियों की भरपाई टाइटेनियम मिश्र धातुओं के अद्वितीय गुणों से होती है: उच्च शक्ति, कम विशिष्ट गुरुत्व, उच्च तापमान और आक्रामक वातावरण का प्रतिरोध। इन सामग्रियों को मशीन से बनाना कठिन है, लेकिन ताप उपचार द्वारा इनके गुणों में सुधार किया जा सकता है।

एल्यूमीनियम और अन्य धातुओं की थोड़ी मात्रा के साथ मिश्रधातु से ताकत और गर्मी प्रतिरोध बढ़ जाता है। पहनने के प्रतिरोध में सुधार के लिए, नाइट्रोजन को सामग्री में जोड़ा जाता है या सीमेंट किया जाता है।

टाइटेनियम आधारित धातु मिश्र धातुओं का उपयोग निम्नलिखित क्षेत्रों में किया जाता है:

1. 1. • एयरोस्पेस;
      • रासायनिक;
      • परमाणु;
      • क्रायोजेनिक;
      • जहाज निर्माण;
      • प्रोस्थेटिक्स

एल्यूमीनियम मिश्र धातु

यदि 20वीं सदी की पहली छमाही इस्पात की सदी थी, तो दूसरी को एल्युमीनियम की सदी कहा जाना उचित ही था।

मानव जीवन की ऐसी शाखा का नाम बताना कठिन है जिसमें इस हल्की धातु से बने उत्पाद या हिस्से नहीं मिलेंगे।

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को इसमें विभाजित किया गया है:

1. 1. • फाउंड्री (सिलिकॉन के साथ)। पारंपरिक कास्टिंग का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
      • इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए (मैंगनीज के साथ)।
      • बढ़ी हुई ताकत, स्वयं-कठोर होने की क्षमता के साथ (तांबे के साथ)।

एल्यूमीनियम यौगिकों के मुख्य लाभ:

1. 1. • उपलब्धता।
      • कम विशिष्ट गुरुत्व.
      • स्थायित्व.
      • शीत प्रतिरोध.
      • अच्छी मशीनेबिलिटी.
      • इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी।

मिश्र धातु सामग्री का मुख्य नुकसान कम गर्मी प्रतिरोध है। 175 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने पर, यांत्रिक गुणों में तेज गिरावट होती है।

अनुप्रयोग का एक अन्य क्षेत्र हथियारों का उत्पादन है। एल्युमीनियम आधारित पदार्थ तेज़ घर्षण और टकराव के तहत चिंगारी नहीं छोड़ते हैं। इनका उपयोग पहिएदार और उड़ने वाले सैन्य उपकरणों के लिए हल्के कवच का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री का व्यापक रूप से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाता है। उच्च चालकता और बहुत कम चुंबकीय क्षमता उन्हें विभिन्न रेडियो और संचार उपकरणों, कंप्यूटर और स्मार्टफोन के लिए आवास के उत्पादन के लिए आदर्श बनाती है।

लोहे के एक छोटे से अनुपात की उपस्थिति भी सामग्री की ताकत को काफी हद तक बढ़ा देती है, लेकिन इसके संक्षारण प्रतिरोध और लचीलेपन को भी कम कर देती है। सामग्री की आवश्यकताओं के आधार पर लौह सामग्री पर समझौता पाया जाता है। लोहे के नकारात्मक प्रभाव की भरपाई मिश्र धातु संरचना में कोबाल्ट, मैंगनीज या क्रोमियम जैसी धातुओं को जोड़कर की जाती है।

मैग्नीशियम-आधारित सामग्री एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के साथ प्रतिस्पर्धा करती है, लेकिन उनकी उच्च कीमत के कारण उनका उपयोग केवल सबसे महत्वपूर्ण उत्पादों में किया जाता है।

तांबे की मिश्र धातु

आमतौर पर, तांबे की मिश्रधातुएं पीतल के विभिन्न ग्रेडों को संदर्भित करती हैं। 5-45% जस्ता सामग्री के साथ, पीतल को लाल (टॉम्बक) माना जाता है, और 20-35% जस्ता सामग्री के साथ, इसे पीला माना जाता है।

काटने, ढलाई और मुद्रांकन द्वारा अपनी उत्कृष्ट मशीनीकरण क्षमता के कारण, पीतल छोटे भागों के निर्माण के लिए एक आदर्श सामग्री है जिसके लिए उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है। कई प्रसिद्ध स्विस क्रोनोमीटर के गियर पीतल के बने होते हैं।

पीतल तांबे और जस्ते का मिश्रण है

तांबे और सिलिकॉन के एक अल्पज्ञात मिश्र धातु को सिलिकॉन कांस्य कहा जाता है। यह अत्यधिक टिकाऊ है. कुछ स्रोतों के अनुसार, प्रसिद्ध स्पार्टन्स ने अपनी तलवारें सिलिकॉन कांस्य से बनाई थीं। यदि आप सिलिकॉन के स्थान पर फॉस्फोरस मिलाते हैं, तो आपको झिल्लियों और लीफ स्प्रिंग्स के उत्पादन के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री मिलती है।

कठोर मिश्रधातु

ये पहनने के लिए प्रतिरोधी और अत्यधिक कठोर लौह-आधारित सामग्रियां हैं, जो 1100 डिग्री सेल्सियस तक के उच्च तापमान पर भी अपने गुणों को बरकरार रखती हैं।

क्रोमियम, टाइटेनियम और टंगस्टन कार्बाइड का उपयोग मुख्य योजक के रूप में किया जाता है; निकल, कोबाल्ट, रूबिडियम, रूथेनियम या मोलिब्डेनम सहायक होते हैं।

आवेदन के मुख्य क्षेत्र हैं:

1. 1. • काटने के उपकरण (मिल, ड्रिल, नल, डाई, कटर, आदि)।
      • मापने के उपकरण और उपकरण (शासक, वर्ग, कैलीपर्स; विशेष समरूपता और स्थिरता की कामकाजी सतहें)।
      • मोहरें, डाई और घूंसे।
      • रोलिंग मिलों और पेपर मशीनों के रोल।
      • खनन उपकरण (क्रेशर, कटर, खुदाई बाल्टी)।
      • परमाणु और रासायनिक रिएक्टरों के हिस्से और संयोजन।
      • वाहनों के अत्यधिक भरे हुए हिस्से, औद्योगिक उपकरण और अद्वितीय भवन संरचनाएँ, जैसे दुबई में बुर्ज टॉवर।

कार्बाइड पदार्थों के अनुप्रयोग के अन्य क्षेत्र भी हैं।