मिश्र धातु की अवधारणा, उनका वर्गीकरण और गुण। मैकेनिकल इंजीनियरिंग में इतने बड़े नुकसान को खत्म करने के लिए, भागों को वार्निश, पेंट, रासायनिक रूप से प्रतिरोधी धातुओं और ऑक्साइड फिल्मों के साथ लेपित किया जाता है।

धात्विक अवस्था को इलेक्ट्रॉनिक संरचना द्वारा समझाया गया है। धातु तत्व, गैर-धातु वाले तत्वों के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करते हुए, उन्हें अपने बाहरी, तथाकथित वैलेंस इलेक्ट्रॉन देते हैं। यह इस तथ्य का परिणाम है कि धातुओं में बाहरी इलेक्ट्रॉन नाभिक से शिथिल रूप से बंधे होते हैं; इसके अलावा, बाहरी कोशों पर कुछ इलेक्ट्रॉन होते हैं (केवल 1-2), जबकि अधातुओं में बहुत अधिक इलेक्ट्रॉन (5-8) होते हैं।

गैलिंडियम और थैलियम के बाईं ओर स्थित सभी तत्व धातु हैं, और आर्सेनिक के दाईं ओर, सुरमा और बिस्मथ अधातु हैं।

प्रौद्योगिकी में, एक गैर-धातु को ऐसे पदार्थों के रूप में समझा जाता है जिनमें "धातु की चमक" और प्लास्टिसिटी - विशेषता गुण होते हैं।

इसके अलावा, सभी धातुओं में उच्च विद्युत और तापीय चालकता होती है।

धात्विक पदार्थों की संरचना की ख़ासियत यह है कि वे सभी मुख्य रूप से हल्के परमाणुओं से निर्मित होते हैं, जिसमें बाहरी इलेक्ट्रॉन कमजोर रूप से नाभिक से बंधे होते हैं। यह धातु परमाणुओं और धात्विक गुणों की परस्पर क्रिया की एक विशेष प्रकृति का कारण बनता है। धातुएँ विद्युत की सुचालक होती हैं।

ज्ञात (1985 तक) 106 रासायनिक तत्वों में से 83 धातुएँ हैं।

धातु वर्गीकरण

प्रत्येक धातु संरचना और गुणों में दूसरे से भिन्न होती है, हालांकि, कुछ विशेषताओं के अनुसार, उन्हें समूहों में जोड़ा जा सकता है।

यह वर्गीकरण रूसी वैज्ञानिक गुलेव ए.पी. और आम तौर पर स्वीकृत के साथ मेल नहीं खा सकता है।

सभी धातुओं को दो बड़े समूहों में विभाजित किया जा सकता है - लौह और अलौह धातु।

लौह धातुओं में अक्सर गहरे भूरे रंग, उच्च घनत्व (क्षारीय पृथ्वी को छोड़कर), उच्च गलनांक, अपेक्षाकृत उच्च कठोरता होती है। इस समूह की सबसे विशिष्ट धातु लोहा है।

अलौह धातुओं में अक्सर एक विशिष्ट रंग होता है: लाल, पीला और सफेद। उनके पास उच्च प्लास्टिसिटी, कम कठोरता, अपेक्षाकृत कम गलनांक है। इस समूह का सबसे विशिष्ट तत्व तांबा है।

बदले में, लौह धातुओं को निम्नानुसार उप-विभाजित किया जा सकता है:

1. लौह धातु- गुणों में उनके करीब लोहा, कोबाल्ट, निकल (तथाकथित फेरोमैग्नेट) और मैंगनीज। Co, Ni, Mu को अक्सर लौह मिश्र धातुओं के लिए योजक के रूप में उपयोग किया जाता है, और उच्च मिश्र धातु वाले स्टील्स के गुणों के समान संबंधित मिश्र धातुओं के लिए एक आधार के रूप में भी उपयोग किया जाता है।

2. आग रोक धातु, जिसका गलनांक लोहे के गलनांक से अधिक होता है (अर्थात 1539C से ऊपर)। इसका उपयोग मिश्रित स्टील्स के लिए एक योजक के रूप में किया जाता है, और संबंधित मिश्र धातुओं के लिए आधार के रूप में भी किया जाता है। इनमें शामिल हैं: टीआई, वी, सीआर, जेडआर, एनबी, मो, टीसी (टेक्नेटियम), एचएफ (हैफियम), टा (टैंटलम), डब्ल्यू, रे (रेनियम)।

3. यूरेनियम धातु- एक्टिनाइड्स, जो मुख्य रूप से परमाणु ऊर्जा इंजीनियरिंग के लिए मिश्र धातुओं में उपयोग किए जाते हैं। इनमें शामिल हैं: एसी (एक्टिनियम), थ (थोरियम), यू (यूरेनियम), एनपी (नेप्च्यूनियम), पु (प्लूटोनियम), बीके (बर्केलियम), सीएफ (कैलिफोर्नियम), एमडी (मेंडेलीवियम), नहीं (नोबेलियम), आदि। .

4. दुर्लभ पृथ्वी धातु(आरईएम) - ला (लैंथेनम), सीई (सेरियम), एनडी (नियोडिमियम), एसएम (सैनेरियम), ईयू (यूरोपियम), डाई (डिस्प्रोसियम), लू (ल्यूटेटियम), वाई (यट्रियम), एससी (स्लैंडियम), आदि .., लैंथेनाइड्स के नाम से एकजुट। इन धातुओं में बहुत समान रासायनिक गुण होते हैं, बल्कि विभिन्न भौतिक गुण (प्रकार, आदि) होते हैं। उनका उपयोग अन्य तत्वों के मिश्र धातुओं में योजक के रूप में किया जाता है। प्राकृतिक परिस्थितियों में, वे एक साथ होते हैं और अलग-अलग तत्वों में अलग होना मुश्किल होता है। आमतौर पर एक मिश्रित मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है - 40-45% Ce (सेरियम) और अन्य सभी REM का 40-45%।

5. क्षारीय पृथ्वी धातु- मुक्त धातु अवस्था में विशेष मामलों को छोड़कर, उदाहरण के लिए, परमाणु रिएक्टरों में शीतलक का उपयोग नहीं किया जाता है। ली (लिथियम), Na, K (पोटेशियम), Rb (रूबिडियम), Cs (सीज़ियम), Fr (फ्रेंसियम), Ca (कैल्शियम), Sr (स्ट्रोंटियम), बा (बेरियम), रा (रेडियम)।

अलौह धातुओं में विभाजित हैं:

1. हल्की धातुएँ - Be (बेरीलियम), Mg (मैग्नीशियम), Al (एल्यूमीनियम), जिनका घनत्व कम होता है।

2. महान धातुएँ - Ag (चांदी), Pt (प्लैटिनम), Au (सोना), Pd (पैलेडियम), Os (ऑस्मियम), Ir (इरिडियम), आदि। Cu एक अर्ध-महान धातु है। उनके पास उच्च संक्षारण प्रतिरोध है।

3. कम पिघलने वाली धातुएँ - Zn (जस्ता), Cd (कैडमियम), Hg (पारा), Sn (टिन), Bi (बिस्मथ), Sb (सुरमा), Pb (सीसा), As (आर्सेनिक), In (इंडियम) ) और आदि, और कमजोर धातु गुणों वाले तत्व - गा (गैलियम), जीई (जर्मेनियम)।

धातुओं का प्रयोग तांबे, चांदी और सोने से शुरू हुआ। चूंकि ये प्रकृति में शुद्ध (देशी) रूप में पाए जाते हैं।

बाद में, धातुओं को अयस्कों से बहाल किया जाने लगा - Sn, Pb, Fe, आदि।

प्रौद्योगिकी में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले कार्बन के साथ लोहे के मिश्र धातु हैं: स्टील (0.025-2.14% सी); कच्चा लोहा (2.14-6.76% सी); Fe-C मिश्र धातुओं के व्यापक उपयोग का कारण कई कारणों से है: कम लागत, सर्वोत्तम यांत्रिक गुण, बड़े पैमाने पर उत्पादन की संभावना और प्रकृति में Fe अयस्कों का उच्च प्रसार।

उत्पादित धातुओं में से 90% से अधिक स्टील हैं।

1980 के लिए धातुओं का उत्पादन:

लोहा - 718,000 हजार टन (यूएसएसआर में प्रति वर्ष 150 मिलियन टन तक)

मैंगनीज -> 10,000 हजार टन

एल्युमिनियम - 17,000 हजार टन

कॉपर - 9,400 हजार टन

जिंक - 6200 हजार टन

टिन - 5400 हजार टन

निकल - 760 हजार टन

मैग्नीशियम - 370 हजार टन

सोना -> 1.2 हजार टन

धातु की लागत इसके उपयोग की संभावना और समीचीनता का एक कारक है। तालिका विभिन्न धातुओं की सापेक्ष लागत दिखाती है (लोहे की लागत, अधिक सटीक, साधारण कार्बन स्टील, एक इकाई के रूप में ली जाती है)।

महान धातु:

Au, Ag, Pt और उनके मिश्र।

उनके उच्च संक्षारण प्रतिरोध के कारण उन्हें यह नाम मिला। ये धातुएं प्लास्टिक हैं। उनकी उच्च लागत है।

गहनों और दंत चिकित्सा में उपयोग किया जाता है। शुद्ध सोने की कोमलता के कारण इसका उपयोग नहीं किया जाता है। कठोरता को बढ़ाने के लिए, सोना मिश्रधातु (अन्य तत्व जोड़े जाते हैं) है। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली टर्नरी मिश्र: Au - Ag - Cu।

सबसे आम 375, 583, 750 और 916 नमूनों की मिश्र धातुएं हैं - इसका मतलब है कि इन मिश्र धातुओं में प्रति 1000 ग्राम मिश्र धातु में 375, 583, 750 और 916 ग्राम सोना होता है, और शेष तांबा, चांदी, अनुपात होता है। जिनमें से विभिन्न हो सकते हैं।

916 वें नमूने के मिश्र सबसे नरम हैं, लेकिन सबसे अधिक संक्षारण प्रतिरोधी भी हैं। जैसे-जैसे नमूना सूचकांक घटता है, संक्षारण प्रतिरोध कम होता जाता है।

उच्चतम कठोरता (इसलिए पहनने का प्रतिरोध) 583 वें नमूने के मिश्र धातुओं के पास है, जिसमें Cu और Ag का अनुपात लगभग 1: 1 है।

इन नमूनों की मिश्रधातुओं में सोने का रंग होता है।

भारतीय बुलाटी

चौथी शताब्दी ईसा पूर्व के अंत में, मेसोपोटामिया (इराक) और अफगानिस्तान के माध्यम से भारत में एक अभियान के दौरान सिकंदर महान के सैनिकों को पहली बार असामान्य भारतीय स्टील का सामना करना पड़ा।

"चक्र" - एक भारी सपाट स्टील की अंगूठी जो ब्लेड की तरह तेज होती है, दो अंगुलियों पर घूमती है, और दुश्मन पर फेंकी जाती है। यह एक भयानक गति से घूमता था और फूलों के सिरों की तरह मैसेडोनिया के सिर काट देता था।

तलवार पैरामीटर:

लंबाई - 80-100 सेमी

चौराहों पर चौड़ाई - 5-6 सेमी

मोटाई - 4 मिमी

वजन - 1.2-1.8 किग्रा

ब्लेड गुण:

उच्च कठोरता, शक्ति और एक ही समय में उच्च लोच और चिपचिपाहट। ब्लेड स्वतंत्र रूप से नाखूनों को काटते हैं और साथ ही आसानी से एक चाप में झुक जाते हैं। गैस लाइट रूमाल को आसानी से काटें।

जामदानी हथियारों की गुणवत्ता का आकलन करते समय, ब्लेड पर ड्राइंग ने एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। पैटर्न में, आधार धातु (पृष्ठभूमि) का आकार, आकार और रंग मायने रखता है।

पैटर्न का आकार धारीदार, जेट, लहरदार, जाल और क्रैंक में बांटा गया है। सबसे अधिक मूल्यवान क्रैंकड जामदानी स्टील।

डैमस्क ब्लेड को लोच के लिए भी परीक्षण किया गया था: इसे सिर पर रखा गया था, जिसके बाद दोनों सिरों को कानों तक खींचा गया और छोड़ा गया। उसके बाद, कोई स्थायी विकृति नहीं देखी गई।

प्राकृतिक पैटर्न के साथ कास्ट स्टील से फोर्जिंग करके असली बुलट बनाया गया था।

वेल्डिंग स्टील (नकली)- विभिन्न कार्बन सामग्री और इसलिए अलग कठोरता के साथ तार के टुकड़ों को रस्सी में घुमाकर प्राप्त किया जाता है। नक़्क़ाशी के बाद, एक पैटर्न दिखाई दिया।

उन्होंने शीट स्टील की चादरों से जालीदार स्टील भी बनाया - 320 परतों तक: या: विभिन्न स्तरों पर बिखरे हुए एक अलग पैटर्न प्राप्त करते हैं।

डॉन कोसैक्स ने दुनिया भर के हथियारों का इस्तेमाल किया - उन्होंने उन्हें लड़ाई में पकड़ लिया। हथियार मुख्य रूप से काकेशस के कारीगरों द्वारा बनाए गए थे।

बाल्टिक बुलैट:

उद्घाटन प्रो. इवानोव जी.पी., और एडमिरल मकारोव एस.ओ. एक नया आवेदन मिला: कवच प्लेटों का परीक्षण करते समय

प्लेट ने आसानी से नरम निम्न-कार्बन पक्ष से अपना रास्ता बना लिया, फिर एक नरम टिप के साथ एक कवच-भेदी प्रक्षेप्य का आविष्कार किया गया:

इसलिए, इस वजह से, पुराने मास्टर लोहार ने स्टील प्लेट को छेदने के लिए एक बहुत ही कठोर ब्लेड पर एक नरम पट्टी सिल दी।

जामदानी स्टील का उत्पादन परंपराओं और रहस्यों से जुड़ा है। विभिन्न संरचना की पट्टियों और छड़ों को एक दूसरे से वेल्ड करना और आवश्यक गुण प्रदान करना बहुत कठिन है: ब्लेड का लचीलापन, कठोरता, तीक्ष्णता। तापमान, फोर्जिंग गति, स्ट्रिप्स में शामिल होने का क्रम, ऑक्साइड को हटाने, फ्लक्स के आवेदन का सामना करना आवश्यक है।

जापानी बुलाटो

जापानी दमिश्क स्टील दमिश्क स्टील की तुलना में सख्त और मजबूत था। यह स्टील की संरचना में मोलिब्डेनम (Mo) की उपस्थिति के कारण है। मो उन कुछ तत्वों में से एक है जिनके स्टील के अलावा एक ही समय में इसकी कठोरता और कठोरता में वृद्धि होती है। अन्य सभी तत्व, शक्ति और कठोरता को बढ़ाते हुए, नाजुकता को बढ़ाते हैं।

उत्पादन: पिघला हुआ लोहा (मो के साथ) छड़ में जाली और जमीन में 8-10 साल के लिए कठोर किया गया था। जंग की प्रक्रिया में, हानिकारक अशुद्धियों से समृद्ध कण धातु से बाहर गिरकर खा गए। रिक्त स्थान छेद वाले पनीर की तरह लग रहे थे। फिर सलाखों को बार-बार कार्बराइज्ड और जाली बनाया गया। सबसे पतली परतों की संख्या कई दसियों हज़ार तक पहुँच गई।

स्टील सामग्री, संरचनाओं, भागों में उच्च संक्षारण प्रतिरोध होना चाहिए। यह स्टील की संरचना में उपस्थिति से सुगम होता है: तांबा, सीआर, नी, विशेष रूप से फास्फोरस। (उदाहरण: मौसम प्रतिरोधी लो-कार्बन बिल्डिंग स्टील - "कॉर्टन" - सतह के आक्साइड के कारण एक महान रंग है। लेकिन इस स्टील में भंगुरता बढ़ गई है, खासकर कम तापमान पर)।

जंग इस्पात संरचनाओं का सबसे खतरनाक दुश्मन है। वैज्ञानिकों के अनुसार, आज तक मनुष्य ने कम से कम 20 अरब टन लोहा और इस्पात गलाया है, इस धातु का 14 अरब टन जंग से "खाया" गया है और जीवमंडल में फैल गया है ...

एफिल टॉवर - 1889 - यह भविष्यवाणी की गई थी कि यह 25 से अधिक वर्षों तक खड़ा नहीं होगा (एफिल को ताकत के लिए 40 साल माना जाता है)। टावर पेरिस में 100 से अधिक वर्षों से खड़ा है, लेकिन ऐसा केवल इसलिए है क्योंकि यह लगातार पेंट की मोटी परतों में ढका हुआ है। टावर को पेंट करने में 52 टन पेंट लगता है। इसकी लागत लंबे समय से भवन की लागत से अधिक है।

स्टील और लोहे की संरचनाओं के उदाहरण बड़ी संख्या में हैं जो समय के साथ खराब नहीं होते हैं: कटाव-इवानोव्स्क चर्च में बीम, लेनिनग्राद में फोंटंका नदी की सीढ़ियों की रेलिंग, दिल्ली में एक लोहे का स्तंभ (1500 वर्ष पुराना)। जंग का विरोध सतह के आक्साइड और Cu और P की उच्च सामग्री के साथ-साथ प्राकृतिक मिश्र धातु द्वारा किया जाता 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 मुख्य रूप से विशेष गुणों के साथ संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग किए जाते हैं: संक्षारण प्रतिरोधी, असर (घर्षण का कम गुणांक), गर्मी- और गर्मी प्रतिरोधी, आदि।

अलौह धातुओं और उनके आधार पर मिश्र धातुओं को चिह्नित करने के लिए कोई एकल प्रणाली नहीं है। सभी मामलों में, एक अल्फ़ान्यूमेरिक प्रणाली को अपनाया जाता है। अक्षरों से संकेत मिलता है कि मिश्र एक निश्चित समूह से संबंधित हैं, और सामग्री के विभिन्न समूहों में संख्याओं के अलग-अलग अर्थ हैं। एक मामले में, वे धातु की शुद्धता की डिग्री (शुद्ध धातुओं के लिए) का संकेत देते हैं, दूसरे में, मिश्र धातु तत्वों की संख्या, और तीसरे में, वे मिश्र धातु की संख्या को इंगित करते हैं, जो कि राज्य के अनुसार है। मानक को एक निश्चित संरचना या गुणों का पालन करना चाहिए।
तांबा और उसकी मिश्रधातु
तकनीकी तांबे को एम अक्षर से चिह्नित किया जाता है, जिसके बाद अशुद्धियों की मात्रा से जुड़ी संख्याएं होती हैं (सामग्री की शुद्धता की डिग्री दिखाएं)। कॉपर ग्रेड M3 में M000 की तुलना में अधिक अशुद्धियाँ होती हैं। ब्रांड के अंत में अक्षरों का अर्थ है: के - कैथोडिक, बी - ऑक्सीजन मुक्त, पी - डीऑक्सीडाइज्ड। तांबे की उच्च विद्युत चालकता विद्युत इंजीनियरिंग में कंडक्टर सामग्री के रूप में इसके प्रमुख उपयोग को निर्धारित करती है। कॉपर अच्छी तरह से विकृत, अच्छी तरह से वेल्डेड और सोल्डर किया जाता है। इसका नुकसान खराब मशीनेबिलिटी है।
मुख्य तांबा आधारित मिश्र धातु पीतल और कांस्य हैं। तांबे पर आधारित मिश्र धातुओं में, एक अल्फ़ान्यूमेरिक प्रणाली को अपनाया जाता है जो मिश्र धातु की रासायनिक संरचना की विशेषता होती है। मिश्र धातु तत्वों को रूसी अक्षर द्वारा तत्व नाम के प्रारंभिक अक्षर के अनुरूप नामित किया गया है। इसके अलावा, अक्सर ये अक्षर स्टील को चिह्नित करते समय समान मिश्र धातु तत्वों के पदनाम से मेल नहीं खाते हैं। एल्यूमिनियम - ए; सिलिकॉन - के; मैंगनीज - एमटीएस; कॉपर - एम; निकल - एच; टाइटेनियम-टी; फास्फोरस - एफ; क्रोम-एक्स; बेरिलियम - बी; लोहा - एफ; मैग्नीशियम - मिलीग्राम; टिन - ओ; लीड - सी; जिंक - सी.
कास्ट और गढ़ा पीतल को चिह्नित करने की प्रक्रिया अलग है।
पीतल तांबे और जस्ता का मिश्र धातु है (5 से 45% तक Zn)। 5 से 20% जस्ता की सामग्री वाले पीतल को लाल (टॉम्पैक) कहा जाता है, जिसमें 20-36% Zn - पीला होता है। व्यवहार में, पीतल का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है, जिसमें जस्ता की सांद्रता 45% से अधिक होती है। आमतौर पर पीतल को इसमें विभाजित किया जाता है:
- दो-घटक पीतल या साधारण, जिसमें केवल तांबा, जस्ता और कम मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं;
- बहु-घटक पीतल या विशेष - तांबे और जस्ता के अलावा, अतिरिक्त मिश्र धातु तत्व होते हैं।
विकृत पीतल को GOST 15527-70 के अनुसार चिह्नित किया गया है।
साधारण पीतल के ब्रांड में "L" अक्षर होता है, जो मिश्र धातु के प्रकार को दर्शाता है - पीतल, और औसत तांबे की सामग्री को दर्शाने वाली दो अंकों की संख्या। उदाहरण के लिए, ग्रेड L80 पीतल है जिसमें 80% Cu और 20% Zn होता है। सभी दो-घटक पीतल दबाव के साथ अच्छी तरह से काम करते हैं। उन्हें विभिन्न अनुभाग आकार, शीट, स्ट्रिप्स, टेप, तार और विभिन्न प्रोफाइल के बार के पाइप और ट्यूब के रूप में आपूर्ति की जाती है। उच्च आंतरिक तनाव वाले पीतल के उत्पाद (उदाहरण के लिए, कड़ी मेहनत वाले) क्रैकिंग के लिए प्रवण होते हैं। हवा में लंबे समय तक भंडारण के दौरान, 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 वाले एनीलिंग द्वारा आंतरिक तनाव को दूर करना आवश्यक है।
मल्टीकंपोनेंट ब्रास में, एल अक्षर के बाद, कई अक्षर लिखे जाते हैं जो यह दर्शाते हैं कि इस पीतल में जिंक के अलावा कौन से मिश्र धातु तत्व शामिल हैं। फिर संख्याएं हाइफ़न के माध्यम से अनुसरण करती हैं, जिनमें से पहला प्रतिशत में औसत तांबे की सामग्री को दर्शाता है, और बाद वाले प्रत्येक मिश्र धातु तत्वों को उसी क्रम में दर्शाते हैं जैसे ब्रांड के अक्षर भाग में। अक्षरों और संख्याओं का क्रम संबंधित तत्व की सामग्री के अनुसार स्थापित किया जाता है: पहले तत्व आता है, जो अधिक होता है, और फिर अवरोही होता है। जस्ता सामग्री 100% से अंतर से निर्धारित होती है।
पीतल का उपयोग मुख्य रूप से एक विकृत संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री के रूप में किया जाता है। चादरें, पाइप, छड़, स्ट्रिप्स और कुछ हिस्से उनसे बने होते हैं: नट, शिकंजा, झाड़ी, आदि।
कास्ट पीतल को GOST 1711-30 के अनुसार चिह्नित किया गया है। ब्रांड की शुरुआत में, वे L (पीतल) अक्षर भी लिखते हैं, जिसके बाद वे C अक्षर लिखते हैं, जिसका अर्थ है जस्ता, और एक संख्या जो इसकी सामग्री को प्रतिशत के रूप में दर्शाती है। मिश्र धातु पीतल में, अतिरिक्त रूप से पेश किए गए मिश्र धातु तत्वों के अनुरूप अक्षर लिखे जाते हैं, और उनके बाद की संख्या इन तत्वों के प्रतिशत को दर्शाती है। शेष, 100% तक गायब, तांबे की सामग्री से मेल खाती है। कास्ट पीतल का उपयोग जहाज निर्माण, झाड़ियों, लाइनर और बीयरिंग के लिए फिटिंग और भागों के निर्माण के लिए किया जाता है।
कांस्य (विभिन्न तत्वों के साथ तांबा मिश्र, जहां जस्ता मुख्य नहीं है)। वे, पीतल की तरह, फाउंड्री और गढ़ा में विभाजित हैं। सभी कांस्यों का अंकन Br अक्षर से शुरू होता है, जिसका अर्थ है संक्षिप्त के लिए कांस्य।
फाउंड्री ब्रोंज में, Br के बाद, अक्षरों के बाद संख्याएँ लिखी जाती हैं, जो प्रतीकात्मक रूप से मिश्र धातु में पेश किए गए तत्वों को निर्दिष्ट करती हैं (तालिका 1 के अनुसार), और निम्नलिखित संख्याएँ इन तत्वों के प्रतिशत को दर्शाती हैं। शेष (100% तक) तांबा है। कभी-कभी, फाउंड्री कांस्य के कुछ ब्रांडों में, "L" अक्षर अंत में लिखा जाता है, जिसका अर्थ है फाउंड्री।
अधिकांश कांस्य में अच्छे कास्टिंग गुण होते हैं। उनका उपयोग विभिन्न आकार की ढलाई के लिए किया जाता है। अक्सर उन्हें संक्षारण प्रतिरोधी और विरोधी घर्षण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है: फिटिंग, रिम्स, बुशिंग, गियर, वाल्व सीट, वर्म व्हील इत्यादि। सभी तांबा आधारित मिश्र धातुओं में उच्च ठंड प्रतिरोध होता है।
इस पर आधारित एल्यूमीनियम और मिश्र धातु
एल्युमिनियम का उत्पादन सिल्लियों, सिल्लियों, वायर रॉड आदि के रूप में होता है। (प्राथमिक एल्यूमीनियम) GOST 11069-74 के अनुसार और GOST 4784-74 के अनुसार एक विकृत अर्ध-तैयार उत्पाद (चादरें, प्रोफाइल, छड़, आदि) के रूप में। संदूषण की डिग्री के अनुसार, दोनों एल्यूमीनियम को विशेष शुद्धता, उच्च शुद्धता और तकनीकी शुद्धता वाले एल्यूमीनियम में विभाजित किया गया है। GOST 11069-74 के अनुसार प्राथमिक एल्यूमीनियम को A अक्षर से चिह्नित किया जाता है और एक संख्या जिसके द्वारा एल्यूमीनियम में अशुद्धियों की सामग्री निर्धारित की जा सकती है। एल्यूमीनियम अच्छी तरह से विकृत है, लेकिन काटने से खराब तरीके से संसाधित होता है। इसे पन्नी में घुमाया जा सकता है।

एल्यूमीनियम पर आधारित मिश्र धातुओं को कास्ट और गढ़ा में विभाजित किया गया है।
एल्यूमीनियम आधारित कास्टिंग मिश्र GOST 1583-93 के अनुसार चिह्नित हैं। ब्रांड मिश्र धातु की मुख्य संरचना को दर्शाता है। फाउंड्री मिश्र धातुओं के अधिकांश ग्रेड ए अक्षर से शुरू होते हैं, जो एल्यूमीनियम मिश्र धातु के लिए है। फिर मिश्र धातु की संरचना को दर्शाते हुए अक्षर और संख्याएँ लिखी जाती हैं। कुछ मामलों में, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को AL (जिसका अर्थ है कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातु) और मिश्र धातु की संख्या को इंगित करने वाली संख्या के साथ चिह्नित किया जाता है। ग्रेड की शुरुआत में बी अक्षर इंगित करता है कि मिश्र धातु उच्च शक्ति है।
इस पर आधारित एल्यूमीनियम और मिश्र धातुओं का उपयोग बहुत विविध है। तकनीकी एल्यूमीनियम मुख्य रूप से विद्युत इंजीनियरिंग में तांबे के विकल्प के रूप में विद्युत प्रवाह के कंडक्टर के रूप में उपयोग किया जाता है। एल्यूमीनियम-आधारित कास्टिंग मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से प्रशीतन और खाद्य उद्योगों में जटिल आकार के भागों (विभिन्न कास्टिंग विधियों द्वारा) के निर्माण में उपयोग किया जाता है, जिसमें कम घनत्व के साथ संयोजन में संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, कुछ कंप्रेसर पिस्टन, लीवर और अन्य भाग .
दबाव उपचार द्वारा विभिन्न भागों के निर्माण के लिए एल्यूमीनियम-आधारित गढ़ा मिश्र धातु का व्यापक रूप से भोजन और प्रशीतन प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है, जिसमें संक्षारण प्रतिरोध और घनत्व के लिए आवश्यकताएं भी बढ़ जाती हैं: विभिन्न कंटेनर, रिवेट्स, आदि। सभी एल्यूमीनियम-आधारित मिश्र धातुओं का एक महत्वपूर्ण लाभ उनका उच्च ठंड प्रतिरोध है।
इस पर आधारित टाइटेनियम और मिश्र धातु
इसके आधार पर टाइटेनियम और मिश्र धातुओं को अल्फ़ान्यूमेरिक सिस्टम के अनुसार GOST 19807-74 के अनुसार चिह्नित किया गया है। हालांकि, लेबलिंग में कोई पैटर्न नहीं है। एकमात्र विशेषता सभी ब्रांडों में टी अक्षर की उपस्थिति है, जो टाइटेनियम से संबंधित होने का संकेत देती है। ग्रेड में संख्या मिश्र धातु की सशर्त संख्या को दर्शाती है।
तकनीकी टाइटेनियम चिह्नित है: VT1-00; वीटी1-0। अन्य सभी ग्रेड टाइटेनियम-आधारित मिश्र धातुओं (VT16, AT4, OT4, PT21, आदि) को संदर्भित करते 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 कमियां भोजन और प्रशीतन इंजीनियरिंग में उनके उपयोग में बाधा डालती हैं।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग रॉकेट, विमानन, रसायन इंजीनियरिंग, जहाज निर्माण और परिवहन इंजीनियरिंग में किया जाता है। इनका उपयोग 500-550 डिग्री तक के ऊंचे तापमान पर किया जा सकता है। टाइटेनियम मिश्र धातु से उत्पाद दबाव उपचार द्वारा बनाए जाते हैं, लेकिन कास्टिंग द्वारा भी बनाए जा सकते हैं। कास्ट मिश्र धातुओं की संरचना आमतौर पर गढ़ा मिश्र धातुओं की संरचना से मेल खाती है। कास्ट एलॉय ब्रांड के अंत में L अक्षर होता है।
इसके आधार पर मैग्नीशियम और मिश्र धातु
इसके असंतोषजनक गुणों के कारण, तकनीकी मैग्नीशियम का उपयोग संरचनात्मक सामग्री के रूप में नहीं किया जाता है। राज्य के अनुसार मैग्नीशियम पर आधारित मिश्र। मानक फाउंड्री और विकृत में बांटा गया है।
GOST 2856-79 के अनुसार कास्ट मैग्नीशियम मिश्र धातु को अक्षर ML और एक संख्या के साथ चिह्नित किया जाता है जो मिश्र धातु की सशर्त संख्या को इंगित करता है। कभी-कभी संख्या के बाद लोअरकेस अक्षर लिखे जाते हैं: pch - उच्च शुद्धता; यह सामान्य उद्देश्य है। गढ़ा मैग्नीशियम मिश्र धातुओं को GOST 14957-76 के अनुसार MA अक्षर और मिश्र धातु की सशर्त संख्या को इंगित करने वाली संख्या के साथ चिह्नित किया गया है। कभी-कभी संख्या के बाद लोअरकेस अक्षर pch हो सकते हैं, जिसका अर्थ है उच्च शुद्धता।

एल्यूमीनियम आधारित मिश्र धातुओं की तरह मैग्नीशियम-आधारित मिश्र धातुओं में गुणों का एक अच्छा संयोजन होता है: कम घनत्व, संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि, अपेक्षाकृत उच्च शक्ति (विशेष रूप से विशिष्ट) अच्छे तकनीकी गुणों के साथ। इसलिए, सरल और जटिल दोनों भागों को मैग्नीशियम मिश्र धातुओं से बनाया जाता है, जिन्हें संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि की आवश्यकता होती है: गर्दन, गैसोलीन टैंक, फिटिंग, पंप हाउसिंग, ब्रेक व्हील ड्रम, ट्रस, स्टीयरिंग व्हील और कई अन्य उत्पाद।
टिन, सीसा और उनके आधार पर मिश्र धातु
अपने शुद्ध रूप में सीसा व्यावहारिक रूप से भोजन और प्रशीतन इंजीनियरिंग में उपयोग नहीं किया जाता है। खाद्य उद्योग में टिन का उपयोग खाद्य पैकेजिंग के लिए एक कोटिंग के रूप में किया जाता है (उदाहरण के लिए, डिब्बे की टिनिंग)। टिन को GOST 860-75 के अनुसार चिह्नित किया गया है। ग्रेड O1pch हैं; ओ1; ओ2; ओ3; ओ 4। O अक्षर टिन के लिए है, और संख्याएँ - एक सशर्त संख्या। जैसे-जैसे संख्या बढ़ती है, अशुद्धियों की मात्रा बढ़ती जाती है। ब्रांड के अंत में pch अक्षर का अर्थ है - उच्च शुद्धता। खाद्य उद्योग में, टिन का उपयोग अक्सर ग्रेड O1 और O2 की कैनिंग शीट को टिन करने के लिए किया जाता है।
टिन और सीसा पर आधारित मिश्र, उद्देश्य के आधार पर, दो बड़े समूहों में विभाजित हैं: बैबिट्स और सेलर्स।
बैबिट्स टिन और लेड पर आधारित जटिल मिश्र धातु हैं, जिनमें अतिरिक्त रूप से सुरमा, तांबा और अन्य योजक होते हैं। उन्हें GOST 1320-74 के अनुसार B अक्षर से चिह्नित किया गया है, जिसका अर्थ है बैबिट, और एक संख्या जो टिन सामग्री को प्रतिशत के रूप में दिखाती है। कभी-कभी, बी अक्षर के अलावा, एक और अक्षर हो सकता है जो विशेष योजक को इंगित करता है। उदाहरण के लिए, अक्षर H, निकेल (निकल बैबिट) के योग को दर्शाता है, अक्षर C, लेड बैबिट आदि को दर्शाता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि बैबिट के ब्रांड द्वारा इसकी पूरी रासायनिक संरचना को निर्धारित करना असंभव है। कुछ मामलों में, टिन सामग्री का संकेत भी नहीं दिया जाता है, उदाहरण के लिए, बीएन ग्रेड में, हालांकि इसमें लगभग 10% है। टिनलेस बेबीबिट्स (उदाहरण के लिए, सीसा-कैल्शियम) भी हैं, जिन्हें GOST 1209-78 के अनुसार चिह्नित किया गया है और इस काम में उनका अध्ययन नहीं किया गया है।

बैबिट्स सबसे अच्छी एंटीफ्रिक्शन सामग्री हैं और मुख्य रूप से सादे बियरिंग्स में उपयोग की जाती हैं।
GOST 19248-73 के अनुसार सोल्डर को कई मानदंडों 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 5 समूहों में विभाजित किया जाता है। :

1. विशेष रूप से फ्यूसिबल (गलनांक 145 डिग्री सेल्सियस पिघल जाता है);

2. कम गलनांक (गलनांक tmelt > 145 °С ≤ 450 °С);

3. मध्यम-पिघलना (गलनांक tmelt> 450 °С ≤ 1100 °С);

4. उच्च गलनांक (गलनांक tmelt> 1100 °С ≤ 1850 °С);

5. आग रोक (गलनांक पिघल> 1850 डिग्री सेल्सियस)।

पहले दो समूहों का उपयोग निम्न-तापमान (नरम) टांका लगाने के लिए किया जाता है, बाकी का उपयोग उच्च तापमान (कठोर) टांका लगाने के लिए किया जाता है। मुख्य घटक के अनुसार, सेलर्स 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।

मिश्र धातु की अवधारणा, उनका वर्गीकरण और गुण।

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

साधारण धातुओं में एक मूल तत्व और अन्य तत्वों की थोड़ी मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं। उदाहरण के लिए, व्यावसायिक रूप से शुद्ध तांबे में सीसा, विस्मुट, सुरमा, लोहा और अन्य तत्वों की 0.1 से 1% अशुद्धियाँ होती हैं।

मिश्र- ये जटिल धातुएं हैं, जो अन्य धातुओं या अधातुओं के साथ एक साधारण धातु (मिश्र धातु आधार) के संयोजन का प्रतिनिधित्व करती हैं। उदाहरण के लिए, पीतल तांबे और जस्ता का मिश्र धातु है। यहाँ मिश्रधातु का आधार ताँबा है।

एक रासायनिक तत्व जो किसी धातु या मिश्र धातु का हिस्सा होता है, एक घटक कहलाता है। मिश्र धातु में प्रचलित मुख्य घटक के अलावा, आवश्यक गुण प्राप्त करने के लिए मिश्र धातु की संरचना में मिश्र धातु घटक भी शामिल हैं। तो, पीतल, एल्यूमीनियम, सिलिकॉन, लोहा, मैंगनीज, टिन, सीसा और अन्य मिश्र धातु घटकों के यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करने के लिए इसमें जोड़ा जाता है।

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

अधिकांश मिश्र धातुओं को एक तरल अवस्था में घटकों को फ्यूज करके प्राप्त किया जाता है। मिश्र धातु तैयार करने के अन्य तरीके: सिंटरिंग, इलेक्ट्रोलिसिस, उच्च बनाने की क्रिया। इस मामले में, पदार्थों को छद्म मिश्र धातु कहा जाता है।

धातुओं की पारस्परिक रूप से घुलने की क्षमता बड़ी संख्या में मिश्र धातुओं को प्राप्त करने के लिए अच्छी स्थिति बनाती है जिसमें उपयोगी गुणों के विभिन्न प्रकार के संयोजन होते हैं जो साधारण धातुओं में नहीं होते हैं।

मिश्र धातु ताकत, कठोरता, मशीनेबिलिटी आदि में साधारण धातुओं से बेहतर होती है। यही कारण है कि इन्हें साधारण धातुओं की तुलना में प्रौद्योगिकी में अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, लोहा एक नरम धातु है, जिसका अपने शुद्ध रूप में लगभग कभी भी उपयोग नहीं किया जाता है। लेकिन प्रौद्योगिकी में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले लौह-कार्बन मिश्र धातु - स्टील्स और कास्ट आयरन हैं।

प्रौद्योगिकी के विकास के वर्तमान चरण में, मिश्र धातुओं की संख्या में वृद्धि और उनकी संरचना की जटिलता के साथ, विशेष शुद्धता की धातुओं का बहुत महत्व है। ऐसी धातुओं में मुख्य घटक की सामग्री 99.9999999999% से लेकर 99.9999999999% तक होती है
और अधिक। रॉकेट विज्ञान, परमाणु, इलेक्ट्रॉनिक और प्रौद्योगिकी की अन्य नई शाखाओं के लिए उच्च शुद्धता की 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 हैं और रासायनिक अंतःक्रिया में प्रवेश नहीं करते हैं। मिश्र - यांत्रिक मिश्रण (उदाहरण के लिए, सीसा - सुरमा, टिन - जस्ता) 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। यही कारण है कि ऐसी मिश्र धातुओं के गुणों (उदाहरण के लिए, विद्युत प्रतिरोध, कठोरता, आदि) को दोनों घटकों के गुणों के परिमाण के अंकगणितीय माध्य के रूप में परिभाषित किया गया है।

2) ठोस समाधानआधार धातु-विलायक के परमाणुओं और घुलनशील तत्व के परमाणुओं द्वारा एक सामान्य स्थानिक क्रिस्टल जाली के गठन की विशेषता है।
ऐसी मिश्र धातुओं की संरचना में एक शुद्ध धातु की तरह सजातीय क्रिस्टलीय अनाज होते हैं। प्रतिस्थापन ठोस समाधान और अंतरालीय ठोस समाधान हैं।

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

मिश्र - ठोस समाधान सबसे आम हैं। उनके गुण घटक घटकों से भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, ठोस समाधानों की कठोरता और विद्युत प्रतिरोध शुद्ध घटकों की तुलना में बहुत अधिक है। उनकी उच्च लचीलापन के कारण, वे फोर्जिंग और अन्य प्रकार के दबाव उपचार के लिए खुद को उधार देते हैं। ठोस समाधानों की ढलाई गुण और मशीनीयता कम है।

3) रासायनिक यौगिक, ठोस समाधान की तरह, सजातीय मिश्र धातु 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, एक रासायनिक यौगिक के गुण स्वतंत्र होते हैं और घटकों के गुणों पर निर्भर नहीं करते हैं। रासायनिक यौगिक मिश्रित घटकों के कड़ाई से परिभाषित मात्रात्मक अनुपात में बनते हैं। एक रासायनिक यौगिक की मिश्र धातु संरचना एक रासायनिक सूत्र द्वारा व्यक्त की जाती है। इन मिश्र धातुओं में आमतौर पर उच्च विद्युत प्रतिरोध, उच्च कठोरता और कम लचीलापन होता है। तो, कार्बन के साथ लोहे का रासायनिक यौगिक - सीमेंटाइट (Fe 3 C) शुद्ध लोहे की तुलना में 10 गुना कठिन है।

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नगर शिक्षण संस्थान माध्यमिक गोरोदिशचेन्स्काया स्कूल नंबर 2

विषय पर रसायन विज्ञान पर निबंध

काम पूरा हो गया है

मिडिल स्कूल के छात्र #2

याब्लोचकिना एकातेरिना

सेटलमेंट 2011

• परिचय
• मिश्र धातु
• मिश्र धातु वर्गीकरण
• मिश्र धातु गुण
• मिश्र धातुओं के भौतिक गुण
• मिश्र धातु प्राप्त करना
• रासायनिक रूप से तत्वइ
• सोने की मिश्र धातु
• निष्कर्ष
• प्रयुक्त साहित्य और वेबसाइट
• परिचय
• प्राचीन धातु के कारीगरों ने विभिन्न वस्तुओं को बनाने के लिए प्रयुक्त मिश्र धातुओं के प्रसंस्करण विधियों और रचनाओं का विवरण नहीं छोड़ा। ऐसा साहित्य केवल मध्य युग में ही प्रकट होता है, लेकिन इसमें मिश्र और शब्दावली के नाम हमेशा समझने योग्य नहीं होते हैं, इसलिए सूचना का स्रोत विशेष रूप से स्वयं चीजें हैं। प्राचीन वस्तुओं पर शोध के परिणामों के लिए समर्पित कई कार्य हैं। उनसे हमें पता चलता है कि पुरातत्वविद तांबे के उत्पादों की पहली उपस्थिति का श्रेय 7 वीं सहस्राब्दी ईसा पूर्व को देते हैं। ये देशी तांबे की जाली वस्तुएं थीं। फिर अन्य धातुओं के साथ धातुकर्म तांबा और तांबा मिश्र धातु दिखाई देते हैं। कई सहस्राब्दियों के लिए, विभिन्न वस्तुओं को मुख्य रूप से तांबे और उसके मिश्र धातुओं से बनाया गया था: उपकरण, हथियार, गहने और दर्पण, व्यंजन, सिक्के। प्राचीन मिश्र धातुओं की रचनाएँ बहुत विविध हैं, साहित्य में उन्हें सशर्त रूप से कांस्य कहा जाता है। आर्सेनिक और टिन के कांस्य सबसे पुराने हैं। टिन और आर्सेनिक के अलावा, प्राचीन मिश्र धातुओं में अक्सर सीसा, जस्ता, सुरमा, लोहा और अन्य तत्व सूक्ष्म अशुद्धियों के रूप में होते हैं जो अयस्क के साथ धातु में मिल जाते हैं। वस्तु के कार्यात्मक उद्देश्य और उपयोग की जाने वाली निर्माण तकनीक के आधार पर मिश्र धातु की संरचना को बहुत तर्कसंगत रूप से चुना गया था। इसलिए, कला उत्पादों की ढलाई के लिए, ट्रिपल कॉपर-टिन-लेड मिश्र धातु के लिए एक नुस्खा चुना गया था, जिसका उपयोग प्राचीन ग्रीस में, रोमन साम्राज्य में, निकट और मध्य पूर्व में, भारत में किया जाता था; चीन में, कांस्य सबसे आम मिश्र धातुओं में से एक था। ऐसे कांसे से बनी ढली हुई वस्तुओं पर समय के साथ एक सुंदर पेटिना विकसित होता है, जिसे कुछ मामलों में पुरातात्विक वस्तुओं पर संरक्षित किया जाता है।

मिश्र धातु

मिश्र धातु, मैक्रोस्कोपिक सजातीय प्रणाली जिसमें दो या दो से अधिक धातुएं (शायद ही कभी धातु और गैर-धातु) होती हैं जिनमें विशिष्ट धातु गुण होते हैं। व्यापक अर्थों में, मिश्र धातु, अधातु, अकार्बनिक यौगिकों आदि के संलयन से प्राप्त कोई भी सजातीय प्रणाली है। कई मिश्र (उदाहरण के लिए: कांस्य, स्टील, कच्चा लोहा) प्राचीन काल में जाने जाते थे और तब भी व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग थे . धातु मिश्र धातुओं के तकनीकी महत्व को इस तथ्य से समझाया जाता है कि उनके कई गुण (ताकत, कठोरता, विद्युत प्रतिरोध) उनकी शुद्ध धातुओं की तुलना में बहुत अधिक हैं।

मिश्र धातुओं का नाम उनमें निहित तत्व के नाम के आधार पर सबसे बड़ी मात्रा (मुख्य तत्व, आधार) में रखा गया है, उदाहरण के लिए: लौह मिश्र धातु, एल्यूमीनियम मिश्र धातु। अपने गुणों में सुधार के लिए मिश्र धातु में पेश किए गए तत्वों को मिश्र धातु तत्व कहा जाता है, और इस प्रक्रिया को ही मिश्र धातु कहा जाता है।

मिश्र धातु पिघल में अतिरिक्त तत्वों को पेश करने की प्रक्रिया है जो आधार सामग्री के यांत्रिक, भौतिक और रासायनिक गुणों में सुधार करती है। धातुकर्म उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार के लिए धातु सामग्री प्राप्त करने के विभिन्न चरणों में की जाने वाली कई तकनीकी प्रक्रियाओं की एक सामान्य अवधारणा है।

मिश्र धातु वर्गीकरण

आधार धातु की प्रकृति के अनुसार, लौह मिश्र (आधार लोहा (Fe), अलौह मिश्र (आधार अलौह धातु है), दुर्लभ धातुओं के मिश्र, रेडियोधर्मी धातुओं के मिश्र धातु हैं।

बी घटकों की संख्या के अनुसार, मिश्र धातुओं को डबल, ट्रिपल आदि में विभाजित किया जाता है;

बी संरचना में - सजातीय (सजातीय) और विषम (मिश्रण) में, जिसमें कई शामिल हैं;

बी विशेषता गुणों के अनुसार - आग रोक, कम पिघलने, उच्च शक्ति, गर्मी प्रतिरोधी, कठोर, विरोधी घर्षण, संक्षारण प्रतिरोधी में;

एल विशेष गुणों और अन्य के साथ मिश्र धातु।

बी उत्पादन तकनीक के अनुसार, फाउंड्री (कास्टिंग द्वारा भागों के निर्माण के लिए) और विकृत (फोर्जिंग, स्टैम्पिंग, रोलिंग, प्रेसिंग और अन्य प्रकार के दबाव उपचार के अधीन) प्रतिष्ठित हैं।

मिश्र धातु गुण

मिश्र धातुओं के गुण न केवल संरचना पर निर्भर करते हैं, बल्कि उनके थर्मल और मैकेनिकल प्रसंस्करण के तरीकों पर भी निर्भर करते हैं: सख्त, फोर्जिंग, आदि। 19 वीं शताब्दी के अंत तक, नए व्यावहारिक उपयोगी मिश्र धातुओं की खोज परीक्षण द्वारा की गई थी और गलती। केवल XIX-XX सदियों के मोड़ पर। भौतिक रसायन विज्ञान के क्षेत्र में मौलिक खोजों के परिणामस्वरूप, धातुओं के गुणों और उनसे बनने वाली मिश्र धातुओं के गुणों के बीच नियमितता, यांत्रिक, थर्मल और उन पर अन्य प्रभावों के प्रभाव के बारे में एक सिद्धांत उत्पन्न हुआ।

धातु विज्ञान में मिश्र तीन प्रकार के होते हैं:

बी ठोस समाधान (यदि तत्वों के मिश्र धातु बनाने वाले परमाणु संरचना और आकार में थोड़ा भिन्न होते हैं, तो वे एक सामान्य क्रिस्टल जाली बना सकते हैं);

बी यांत्रिक मिश्रण (यदि मिश्र धातु का प्रत्येक तत्व स्वतंत्र रूप से क्रिस्टलीकृत होता है);

बी रासायनिक यौगिक (यदि मिश्र धातु के तत्व रासायनिक रूप से परस्पर क्रिया करते हैं, तो एक नया पदार्थ बनता है)।

मिश्र धातुओं के भौतिक गुण

धातुओं और मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुण

मुख्य यांत्रिक गुणों में ताकत, क्रूरता, लचीलापन, कठोरता, सहनशक्ति, रेंगना, प्रतिरोध पहनना शामिल है। वे एक धातु या मिश्र धातु की मुख्य विशेषताएं हैं।

धातुओं और मिश्र धातुओं के भौतिक गुण

धातुओं और मिश्र धातुओं के भौतिक गुण विशिष्ट गुरुत्व द्वारा निर्धारित किए जाते हैं, to रैखिक और आयतन विस्तार, विद्युत चालकता, तापीय चालकता, गलनांक, आदि के गुणांक।

धातुओं और मिश्र धातुओं का रासायनिक प्रतिरोध

धातुओं और मिश्र धातुओं का रासायनिक प्रतिरोध विभिन्न आक्रामक वातावरणों के रासायनिक हमले का विरोध करने की उनकी क्षमता से निर्धारित होता है। मैकेनिकल इंजीनियरिंग के लिए इन गुणों का बहुत महत्व है और मशीनों और भागों को डिजाइन करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए। संक्षारण (धातुओं का ऑक्सीकरण) किसी माध्यम की रासायनिक क्रिया का एक विशिष्ट उदाहरण है।

जंग से धातुओं के विनाश से उद्योग को भारी नुकसान होता है, जिसे लाखों टन धातु के वार्षिक नुकसान में व्यक्त किया जाता है।

मैकेनिकल इंजीनियरिंग में इतने बड़े नुकसान को खत्म करने के लिए, भागों को वार्निश, पेंट, रासायनिक रूप से प्रतिरोधी धातुओं और ऑक्साइड फिल्मों के साथ लेपित किया जाता है।

कुछ मामलों में, उच्च रासायनिक प्रतिरोध वाले विभिन्न मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, स्टेनलेस कच्चा लोहा, स्टेनलेस स्टील और तांबे और निकल पर आधारित कई रासायनिक प्रतिरोधी मिश्र धातु। टाइटेनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा है।

धातुओं के तकनीकी गुण

धातुओं और मिश्र धातुओं के तकनीकी गुणों की विशेषता उनके द्वारा होती है गर्म और ठंडे काम करने के विभिन्न तरीकों (पिघलने में आसान और मोल्ड, फोर्ज, वेल्ड, काटने के उपकरण के साथ प्रक्रिया आदि) के आगे झुकने की क्षमता। इस संबंध में, वे फाउंड्री में विभाजित हैं

धातुओं और मिश्र धातुओं के कास्टिंग गुण

धातुओं और मिश्र धातुओं के कास्टिंग गुण तरलता, संकोचन और अलगाव की प्रवृत्ति से निर्धारित होते हैं। तरलता - मिश्र धातु की मोल्ड को भरने की क्षमता। संकोचन ठोसकरण और बाद में शीतलन के दौरान कास्टिंग धातु की मात्रा और आयामों में कमी को संदर्भित करता है। पृथक्करण मिश्र धातु की रासायनिक संरचना की विषमता के गठन की प्रक्रिया है, जो इसके जमने के दौरान ढलाई के विभिन्न भागों में होती है।

धातु की लचीलापन

धातु की लचीलापन - सबसे कम प्रतिरोध पर विकृत करने की क्षमता अखंडता का उल्लंघन किए बिना बाहरी ताकतों के प्रभाव में प्रतिरोध और आवश्यक रूप लेते हैं। धातुएँ ठंडी और गर्म होने पर दोनों में निंदनीय हो सकती हैं। गर्म करने पर स्टील में अच्छा लचीलापन होता है। सिंगल-फेज पीतल और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में अच्छा ठंडा लचीलापन होता है। कांस्य कम लचीलापन की विशेषता है। कास्ट आयरन में व्यावहारिक रूप से कोई लचीलापन नहीं होता है।

धातु वेल्डेबिलिटी

धातु वेल्डेबिलिटी - वेल्डिंग विधियों द्वारा धातु भागों के मजबूत कनेक्शन बनाने की क्षमता। हल्के स्टील को अच्छी तरह से वेल्डेड किया जाता है, कच्चा लोहा, तांबा और एल्यूमीनियम मिश्र धातु बहुत खराब होती है।

मिश्र धातु प्राप्त करना

कच्चा लोहा और इस्पात के उदाहरण का उपयोग करके मिश्र धातु प्राप्त करने की प्रक्रिया पर विचार करें।

लोहा और इस्पात का उत्पादन। लौह धातु प्राप्त करने की तकनीकी प्रक्रिया में लौह अयस्क से कच्चा लोहा गलाना और उसके बाद स्टील में प्रसंस्करण शामिल है।

पिग आयरन के उत्पादन की मुख्य विधि ब्लास्ट फर्नेस है। ब्लास्ट फर्नेस प्रक्रिया में तीन चरण होते हैं: अयस्क में निहित ऑक्साइड से लोहे की कमी, लोहे का कार्बराइजेशन और स्लैग का निर्माण। कच्चा माल लौह अयस्क, ईंधन और फ्लक्स हैं।

गलाने से पहले, लौह अयस्कों को आमतौर पर प्रारंभिक तैयारी के अधीन किया जाता है: कुचल, संवर्धन और ढेर। कुचले गए अयस्क को अक्सर चुंबकीय पृथक्करण द्वारा समृद्ध किया जाता है। रेत और मिट्टी के कणों को हटाने के लिए पानी से धो लें। छोटे और सिल्टी अयस्कों को ढेर द्वारा एकत्र किया जाता है - सिंटरिंग मशीनों के ग्रेट्स पर सिंटरिंग करके या ग्रेनुलेटर में पेलेटिंग करके, इसके बाद सुखाने और भूनने के द्वारा। कच्चा लोहा गलाने में मुख्य ईंधन कोक है, जो गर्मी का एक स्रोत है और सीधे लोहे की कमी और कार्बराइजेशन में शामिल है। फ्लक्स (चूना पत्थर, डोलोमाइट या बलुआ पत्थर) का उपयोग अपशिष्ट चट्टान के गलनांक को कम करने के लिए किया जाता है और इसे ईंधन की राख से स्लैग में बांधा जाता है।

ब्लास्ट फर्नेस एक ऊर्ध्वाधर शाफ्ट होता है जिसकी ऊंचाई 35 मीटर या उससे अधिक होती है, जिसमें स्टील के आवरण में लगी आग रोक ईंटों से बनी दीवारें होती हैं। तैयार कच्चे माल को ऊपर से परतों में भट्टी में लोड किया जाता है। कोक के दहन के परिणामस्वरूप, भट्ठी के निचले हिस्से में इंजेक्ट की गई हवा की ऑक्सीजन के कारण, कार्बन मोनोऑक्साइड बनता है, जो अयस्क से लोहे को कम करता है और इसके साथ बातचीत कर सकता है, इस प्रकार Fe3C कार्बाइड - सीमेंटाइट बनाता है।

इसके साथ ही आयरन, सिलिकॉन, फॉस्फोरस, मैंगनीज और अन्य अशुद्धियों की कमी को कम किया जाता है।

1380--1420 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पिघला हुआ, कच्चा लोहा और लावा को टैपहोल के माध्यम से छोड़ा जाता है। कास्ट आयरन को सांचों में डाला जाता है, और स्लैग को रिसाइकिल किया जाता है। ब्लास्ट फर्नेस में, पिग आयरन को पिघलाया जाता है, जिसका उपयोग स्टील, फाउंड्री आयरन में प्रसंस्करण के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के कच्चा लोहा उत्पादों के उत्पादन के लिए किया जाता है, और विशेष कच्चा लोहा (फेरोसिलिकॉन, फेरोमैंगनीज), स्टील उत्पादन में डीऑक्सीडाइज़र या मिश्र धातु योजक के रूप में उपयोग किया जाता है।

ओपन-हेर्थ, कन्वर्टर और इलेक्ट्रोस्मेल्टिंग विधियों का उपयोग करके ऑक्सीकरण द्वारा स्टील को पिग आयरन से प्राप्त किया जाता है। यूएसएसआर और दुनिया के अन्य देशों में इस्पात उत्पादन की मुख्य विधि खुली चूल्हा विधि है, लेकिन हाल के वर्षों में ऑक्सीजन-कन्वर्टर विधि, जिसमें महत्वपूर्ण तकनीकी और आर्थिक फायदे हैं, व्यापक हो गई है।

ओपन-हार्ट विधि के साथ, स्टील को ओपन-चूल्हा भट्टियों में प्राप्त किया जाता है, जिसके पिघलने वाले स्थान में गैस या ईंधन तेल जलाया जाता है, और विशेष कक्षों में - पुनर्योजी, भट्ठी में प्रवेश करने वाले वायु और गैसीय ईंधन संचित होने के कारण तैयार होते हैं। निकास दहन उत्पादों की गर्मी। चार्ज में पिग आयरन और स्क्रैप मेटल - स्क्रैप या लिक्विड पिग आयरन, स्क्रैप और आयरन ओर शामिल हैं। स्टील प्राप्त करने की प्रक्रिया में चार्ज का पिघलना होता है, जिसमें बड़ी मात्रा में फेरस ऑक्साइड बनता है, फेरस ऑक्साइड और डीऑक्सीडेशन के साथ कार्बन और अन्य अशुद्धियों का ऑक्सीकरण - फेरोसिलिकॉन, फेरोमैंगनीज के साथ ऑक्साइड से लोहे की कमी या एल्यूमीनियम।

रासायनिक तत्व

कई धातुएँ, जैसे कि मैग्नीशियम, उच्च शुद्धता में निर्मित होती हैं, ताकि इससे बनी मिश्र धातुओं की संरचना का ठीक-ठीक पता लगाया जा सके। आज उपयोग की जाने वाली धातु मिश्र धातुओं की संख्या बहुत बड़ी है और लगातार बढ़ रही है। वे आम तौर पर दो व्यापक श्रेणियों में विभाजित होते हैं: लौह-आधारित मिश्र और अलौह मिश्र धातु। औद्योगिक महत्व के सबसे महत्वपूर्ण मिश्र धातुओं को नीचे सूचीबद्ध किया गया है और उनके आवेदन के मुख्य क्षेत्रों को दर्शाया गया है।

इस्पात। लोहे की मिश्रधातु जिसमें 2% तक कार्बन होता है, स्टील कहलाती है। मिश्र धातु इस्पात में अन्य तत्व भी होते हैं - क्रोमियम, वैनेडियम, निकल। स्टील का उत्पादन किसी भी अन्य धातुओं और मिश्र धातुओं की तुलना में बहुत अधिक होता है, और उनके सभी प्रकार के संभावित अनुप्रयोगों की गणना करना मुश्किल होगा। माइल्ड स्टील (0.25% से कम कार्बन) का उपयोग संरचनात्मक सामग्री के रूप में बड़ी मात्रा में किया जाता है, जबकि उच्च कार्बन सामग्री (0.55% से अधिक) वाले स्टील का उपयोग कम गति वाले काटने के उपकरण जैसे रेजर ब्लेड और ड्रिल बनाने के लिए किया जाता है। मिश्र धातु इस्पात का उपयोग सभी प्रकार के मैकेनिकल इंजीनियरिंग में और उच्च गति वाले उपकरणों के उत्पादन में किया जाता है।

कच्चा लोहा। कच्चा लोहा 2-4% कार्बन के साथ लोहे का मिश्र धातु है। सिलिकॉन भी कच्चा लोहा का एक महत्वपूर्ण घटक है। बहुत उपयोगी उत्पादों की एक विस्तृत विविधता कच्चा लोहा से डाली जा सकती है, जैसे मैनहोल कवर, पाइप फिटिंग, इंजन ब्लॉक। सही ढंग से बनाई गई कास्टिंग में, सामग्री के अच्छे यांत्रिक गुण प्राप्त होते हैं।

तांबे पर आधारित मिश्र। मूल रूप से यह पीतल है, अर्थात। कॉपर मिश्र धातु जिसमें 5 से 45% जस्ता होता है। 5 से 20% जस्ता की सामग्री वाले पीतल को लाल (टॉम्पैक) कहा जाता है, और 20-36% Zn - पीले (अल्फा पीतल) की सामग्री के साथ। पीतल का उपयोग विभिन्न छोटे भागों के निर्माण में किया जाता है जहां अच्छी मशीनेबिलिटी और फॉर्मैबिलिटी की आवश्यकता होती है। टिन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम या बेरिलियम के साथ तांबे की मिश्र धातुओं को कांस्य कहा जाता है। उदाहरण के लिए, तांबे और सिलिकॉन के मिश्र धातु को सिलिकॉन कांस्य कहा जाता है। फॉस्फर कांस्य (5% टिन और फास्फोरस की ट्रेस मात्रा के साथ तांबा) में उच्च शक्ति होती है और इसका उपयोग स्प्रिंग्स और झिल्ली बनाने के लिए किया जाता है।

सीसा मिश्र। सामान्य मिलाप (ट्रेटनिक) लगभग एक भाग लेड से दो भागों टिन का मिश्रधातु है। यह व्यापक रूप से पाइपलाइनों और बिजली के तारों को जोड़ने (सोल्डरिंग) के लिए उपयोग किया जाता है। टेलीफोन केबल्स और बैटरी प्लेट्स के म्यान एंटीमनी-लेड मिश्र धातुओं से बने होते हैं। पेवर, जिसमें से कटलरी (कांटे, चाकू, प्लेट) पहले डाली गई थी, में 85-90% टिन होता है (बाकी सीसा है)। लेड-आधारित असर मिश्र, जिन्हें बैबिट्स कहा जाता है, में आमतौर पर टिन, सुरमा और आर्सेनिक होते हैं।

प्रकाश मिश्र। आधुनिक उद्योग को अच्छे उच्च तापमान यांत्रिक गुणों के साथ उच्च शक्ति वाले प्रकाश मिश्र धातुओं की आवश्यकता होती है। प्रकाश मिश्र धातुओं की मुख्य धातुएँ एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम, टाइटेनियम और बेरिलियम हैं। हालांकि, उच्च तापमान और आक्रामक वातावरण में एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम पर आधारित मिश्र धातुओं का उपयोग नहीं किया जा सकता है।

एल्यूमीनियम मिश्र। इनमें कास्ट एलॉय (अल-सी), डाई कास्टिंग एलॉय (अल-एमजी) और उच्च शक्ति वाले सेल्फ-हार्डनिंग एलॉय (अल-सीयू) शामिल हैं। एल्यूमीनियम मिश्र धातु किफायती, आसानी से उपलब्ध, कम तापमान पर मजबूत और आसानी से मशीनीकृत (वे आसानी से जाली, मुहर लगी, गहरी ड्राइंग, ड्राइंग, कास्टिंग, अच्छी तरह से वेल्डेड और मशीन टूल्स पर संसाधित) के लिए उपयुक्त हैं। दुर्भाग्य से, सभी एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुण लगभग 175 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर खराब होने लगते हैं। लेकिन एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म के निर्माण के कारण, वे सबसे आम संक्षारक वातावरण में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं। ये मिश्र धातु बिजली और गर्मी का संचालन अच्छी तरह से करते हैं, अत्यधिक परावर्तक, गैर-चुंबकीय, भोजन के संपर्क में हानिरहित हैं (क्योंकि जंग उत्पाद रंगहीन, स्वादहीन और गैर विषैले होते हैं), विस्फोट-सबूत (क्योंकि वे स्पार्क उत्पन्न नहीं करते हैं), और सदमे को अवशोषित करते हैं अच्छी तरह से लोड। गुणों के इस संयोजन के कारण, एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्रकाश पिस्टन के लिए अच्छी सामग्री के रूप में काम करते हैं, कार, ऑटोमोबाइल और विमान निर्माण में, खाद्य उद्योग में, वास्तुशिल्प और परिष्करण सामग्री के रूप में, प्रकाश परावर्तक, तकनीकी और घरेलू केबल नलिकाओं के उत्पादन में उपयोग किए जाते हैं। , हाई-वोल्टेज बिजली लाइनें बिछाते समय। लोहे की अशुद्धता, जिससे छुटकारा पाना मुश्किल है, उच्च तापमान पर एल्यूमीनियम की ताकत बढ़ाता है, लेकिन कमरे के तापमान पर संक्षारण प्रतिरोध और लचीलापन कम कर देता है। कोबाल्ट, क्रोमियम और मैंगनीज लोहे के उत्सर्जन प्रभाव को कमजोर करते हैं और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाते हैं। जब एल्युमीनियम में लिथियम मिलाया जाता है, तो लोच और शक्ति का मापांक बढ़ जाता है, जो इस तरह के मिश्र धातु को एयरोस्पेस उद्योग के लिए बहुत आकर्षक बनाता है। दुर्भाग्य से, उनके उत्कृष्ट शक्ति-से-वजन अनुपात (विशिष्ट शक्ति) के बावजूद, एल्यूमीनियम-लिथियम मिश्र धातुओं में खराब लचीलापन है।

मैग्नीशियम मिश्र। मैग्नीशियम मिश्र धातु हल्के होते हैं, उच्च विशिष्ट शक्ति, अच्छी कास्टिंग गुण और उत्कृष्ट मशीनेबिलिटी होती है। इसलिए, उनका उपयोग रॉकेट और विमान के इंजन के लिए भागों के निर्माण के लिए, मोटर वाहन उपकरण के लिए आवास, पहियों, गैस टैंक, पोर्टेबल टेबल आदि के लिए किया जाता है। कुछ मैग्नीशियम मिश्र, जिनमें चिपचिपा भिगोना का उच्च गुणांक होता है, का उपयोग मशीनों के चलने वाले हिस्सों और अवांछित कंपन की स्थिति में काम करने वाले संरचनात्मक तत्वों के निर्माण में किया जाता है। मैग्नीशियम मिश्र धातु काफी नरम होते हैं, खराब पहनने का विरोध करते हैं, और बहुत नमनीय नहीं होते हैं। वे आसानी से ऊंचे तापमान पर बनते हैं, चाप, गैस और प्रतिरोध वेल्डिंग के लिए उपयुक्त होते हैं, और उन्हें सोल्डरिंग (कठोर), बोल्ट, रिवेट्स और चिपकने वाले द्वारा भी जोड़ा जा सकता है। इस तरह के मिश्र अधिकांश एसिड, ताजे और खारे पानी के लिए विशेष रूप से संक्षारण प्रतिरोधी नहीं होते हैं, लेकिन हवा में स्थिर होते हैं। वे आमतौर पर सतह कोटिंग द्वारा जंग से सुरक्षित होते हैं - क्रोम नक़्क़ाशी, डाइक्रोमेट उपचार, एनोडाइजिंग। मैग्नीशियम मिश्र धातुओं को पिघला हुआ जस्ता डुबकी के साथ पूर्व-चढ़ाना द्वारा तांबा, निकल और क्रोमियम के साथ चमकीला या चढ़ाया जा सकता है। मैग्नीशियम मिश्र धातुओं को एनोडाइजिंग करने से उनकी सतह की कठोरता और घर्षण प्रतिरोध बढ़ जाता है। मैग्नीशियम एक रासायनिक रूप से सक्रिय धातु है, और इसलिए चिप्स और मैग्नीशियम मिश्र धातुओं से बने वेल्डेड भागों के प्रज्वलन को रोकने के लिए उपाय करना आवश्यक है।

टाइटेनियम मिश्र। टाइटेनियम मिश्र धातु तन्य शक्ति और लोच के मापांक के मामले में एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम दोनों से बेहतर हैं। उनका घनत्व अन्य सभी प्रकाश मिश्र धातुओं से अधिक है, लेकिन विशिष्ट शक्ति के मामले में वे बेरिलियम के बाद दूसरे स्थान पर हैं। कार्बन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की पर्याप्त रूप से कम सामग्री के साथ, वे काफी प्लास्टिक हैं। टाइटेनियम मिश्र धातुओं की विद्युत चालकता और तापीय चालकता कम है, वे पहनने और घर्षण के प्रतिरोधी हैं, और उनकी थकान शक्ति मैग्नीशियम मिश्र धातुओं की तुलना में बहुत अधिक है। मध्यम तनाव (90 एमपीए के क्रम पर) पर कुछ टाइटेनियम मिश्र धातुओं की रेंगने की ताकत लगभग 600 डिग्री सेल्सियस तक संतोषजनक रहती है, जो कि एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम मिश्र धातुओं दोनों के लिए अनुमत तापमान से काफी ऊपर है। टाइटेनियम मिश्र धातु हाइड्रॉक्साइड, नमक समाधान, नाइट्रिक और कुछ अन्य सक्रिय एसिड की कार्रवाई के लिए पर्याप्त रूप से प्रतिरोधी हैं, लेकिन हाइड्रोहेलिक, सल्फ्यूरिक और ऑर्थोफोस्फोरिक एसिड की कार्रवाई के लिए बहुत प्रतिरोधी नहीं हैं। टाइटेनियम मिश्र 1150 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक फोर्जिंग करते हैं। वे एक अक्रिय गैस वातावरण (आर्गन या हीलियम), स्पॉट और रोलर (सीम) वेल्डिंग में आर्क वेल्डिंग की अनुमति देते हैं। वे काटने (काटने के उपकरण को जब्त करने) के लिए बहुत उत्तरदायी नहीं हैं। टाइटेनियम मिश्र धातुओं का पिघलना एक निर्वात या नियंत्रित वातावरण में किया जाना चाहिए ताकि ऑक्सीजन या नाइट्रोजन अशुद्धियों के साथ संदूषण से बचा जा सके जो कि उत्सर्जन का कारण बनते हैं। टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग उड्डयन और अंतरिक्ष उद्योगों में ऊंचे तापमान (150-430 डिग्री सेल्सियस) पर काम करने वाले भागों के निर्माण के लिए किया जाता है, साथ ही कुछ विशेष-उद्देश्य वाले रासायनिक उपकरण में भी किया जाता है। टाइटेनियम-वैनेडियम मिश्र धातुओं का उपयोग लड़ाकू विमानों के कॉकपिट के लिए हल्के कवच बनाने के लिए किया जाता है। टाइटेनियम-एल्यूमीनियम-वैनेडियम मिश्र धातु जेट इंजन और एयरफ्रेम के लिए मुख्य टाइटेनियम मिश्र धातु है। तालिका में। 3 विशेष मिश्र और तालिका में विशेषताओं को दर्शाता है। 4 एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम और टाइटेनियम में जोड़े गए मुख्य तत्वों को दर्शाता है, जो परिणामी गुणों को दर्शाता है।

बेरिलियम मिश्र। एक नमनीय बेरिलियम मिश्र धातु प्राप्त की जा सकती है, उदाहरण के लिए, बेरिलियम के भंगुर दानों को चांदी जैसे नरम, तन्य मैट्रिक्स में अंतरित करके। इस रचना के मिश्र धातु को कोल्ड रोलिंग द्वारा मूल के 17% की मोटाई तक लाना संभव था। बेरिलियम विशिष्ट शक्ति में सभी ज्ञात धातुओं से आगे निकल जाता है। इसके कम घनत्व के साथ, यह बेरिलियम को मिसाइल मार्गदर्शन उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाता है। बेरिलियम की लोच का मापांक स्टील की तुलना में अधिक होता है, और बेरिलियम कांस्य का उपयोग स्प्रिंग्स और विद्युत संपर्क बनाने के लिए किया जाता है। शुद्ध बेरिलियम का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में न्यूट्रॉन मॉडरेटर और परावर्तक के रूप में किया जाता है। सुरक्षात्मक ऑक्साइड परतों के निर्माण के कारण, यह उच्च तापमान पर हवा में स्थिर होता है। बेरिलियम से जुड़ी मुख्य कठिनाई इसकी विषाक्तता है। यह गंभीर श्वसन समस्याओं और त्वचा रोग का कारण बन सकता है।

सोने की मिश्र धातु

सोना एक उत्कृष्ट पीली धातु है, जो नरम और भारी होती है। सोना पृथ्वी की पपड़ी और पानी दोनों में पाया जाता है, और यद्यपि पृथ्वी में इसकी सामग्री काफी कम (3 माइक्रोग्राम / किग्रा) है, इस धातु में बहुत अधिक समृद्ध क्षेत्र हैं। ऐसे क्षेत्र, जो प्राथमिक स्वर्ण भंडार हैं, प्लेसर कहलाते हैं।

सोने के भौतिक और रासायनिक गुणों में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए, सबसे पहले, इसकी असाधारण उच्च तापीय चालकता और कम विद्युत प्रतिरोध। सामान्य परिस्थितियों में, यह अधिकांश अम्लों के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है और ऑक्साइड नहीं बनाता है, हवा में ऑक्सीकरण नहीं करता है और नमी, क्षार और लवण के लिए प्रतिरोधी है, जिसके कारण इसे एक महान धातु के रूप में वर्गीकृत किया गया था। सोना बहुत लचीला और नमनीय होता है। एक ग्राम वजन के सोने के टुकड़े से आप साढ़े तीन किलोमीटर लंबे तार को खींच सकते हैं या सोने की पन्नी को मानव बाल से 500 गुना पतला बना सकते हैं। सोना एक बहुत भारी धातु है, जो इसके खनन में एक बड़ा प्लस है। इसका घनत्व अधिक है - 19.3 ग्राम / सेमी 3, ब्रिनेल कठोरता - 20। सोना भी सबसे अक्रिय धातु है, लेकिन जब एक्वा रेजिया (3/1 के अनुपात में हाइड्रोक्लोरिक और नाइट्रिक एसिड का मिश्रण) की सोने को भंग करने की क्षमता थी पता चला, इसकी जड़ता में विश्वास हिल गया। धातु बहुत उच्च तापमान पर पिघलती है - 1063 डिग्री सेल्सियस। गर्म सेलेनिक एसिड में घुलनशील। सोने के इन भौतिक और रासायनिक गुणों का व्यापक रूप से इसके उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।

सोने को सबसे अधिक बार धोने से खनन किया जाता है, जो इसके उच्च घनत्व पर आधारित होता है (सोने की तुलना में कम घनत्व वाली अन्य धातुएं पानी की एक धारा में धुल जाती हैं)। लेकिन प्राकृतिक सोना शायद ही कभी शुद्ध होता है, इसमें चांदी, तांबा और कई अन्य तत्व होते हैं, इसलिए धोने के बाद, सभी सोना गहरी सफाई - शोधन से गुजरता है। रूस में सोने की शुद्धता को टूटने से मापा जाता है।

सोने के मिश्र धातु हैं जो आजकल बहुत लोकप्रिय हो रहे हैं।

गुलाबी सोना

गुलाब सोना शुद्ध सोने और तांबे का मिश्र धातु है; असामान्य रूप से नाजुक छाया के गहने मिश्र धातु।

गुलाबी मिश्र धातु के गहने अधिक से अधिक लोकप्रिय हो रहे हैं, अंगूठियां और पेंडेंट अधिक से अधिक आम होते जा रहे हैं।

हरा (जैतून) सोना

हरा (जैतून) सोना पोटेशियम के साथ सोने की मिश्र धातु के रूप में प्राप्त किया जा सकता है।

ऐसे यौगिकों को मेटालाइड्स भी कहा जाता है।

सामान्य तौर पर, मेटलाइड एल्यूमीनियम (बैंगनी सोना), रूबिडियम (गहरा हरा), पोटेशियम (बैंगनी और जैतून), इंडियम (नीला सोना) के साथ सोने के यौगिक होते हैं। इस तरह के मिश्र बहुत सुंदर और विदेशी होते हैं, लेकिन साथ ही वे नाजुक होते हैं और नमनीय नहीं होते हैं। एक कीमती धातु के रूप में, उन्हें संसाधित नहीं किया जा सकता है। लेकिन कभी-कभी ऐसे गहने धातु मिश्र धातुओं का उपयोग पत्थरों की तरह गहनों में सम्मिलित करने के लिए किया जाता है।

वैसे, कभी-कभी शुद्ध सोने को चांदी के साथ मिलाने से भी हरा सोना प्राप्त होता है। गहने मिश्र धातु की संरचना में चांदी का एक छोटा सा समावेश एक हरा रंग देगा, थोड़ा बड़ा अनुपात सोने को पीला हरा बना देगा, चांदी की सामग्री को और भी अधिक बढ़ा देगा, हमें एक पीला-सफेद रंग मिलता है, और अंत में पूरी तरह से सफेद हो जाता है।

नीला सोना

यह इंडियम के साथ शुद्ध सोने की मिश्र धातु है। लेकिन इस तरह के एक गहने मिश्र धातु भी एक धातु है, यह अस्थिर है और सामान्य सोने की तरह इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है।

केवल गहनों में आवेषण के रूप में, अर्थात्। पत्थरों की तरह।

सोना भी "नीला हो जाता है" अगर यह रोडियम से ढका हो।

या फिर यह अर्जेंटीना के जौहरी एंटोनियासी के दिमाग की उपज है। यह अभी भी एक रहस्य है कि वह लगभग 958 सुंदरता (मिश्र धातु में 90% शुद्ध सोना) के साथ एक नीली मिश्र धातु कैसे प्राप्त करने में कामयाब रहा। जौहरी अपने रहस्यों को उजागर करने की जल्दी में नहीं है।

नीला सोना

नीला सोना लोहे और क्रोमियम के साथ सोने की मिश्र धातु है। हरे और बैंगनी सोने की तरह, नीले सोने का उपयोग केवल गहनों में जड़े के रूप में किया जा सकता है।

नीला मिश्र धातु अपने आप में नाजुक होती है और इससे केवल गहना बनाने का काम नहीं चलेगा।

बैंगनी सोना

वास्तव में, यह सोने और एल्यूमीनियम का मिश्र धातु है। इस तरह के सोने को 750 नमूने "पुरस्कृत" किए जा सकते हैं (मिश्र धातु में सोने की मात्रा 75% से भी अधिक है)।

एक अन्य प्रकार का बैंगनी सोना सोने और पोटेशियम का मिश्र धातु है।

बैंगनी आभूषण मिश्र धातु सुंदर है। लेकिन, दुर्भाग्य से, यह नाजुक और गैर-प्लास्टिक है। कभी-कभी यह गहनों में आवेषण के रूप में पाया जा सकता है, जैसे कि यह एक कीमती पत्थर था न कि धातु।

भूरा सोना

भूरा सोना - सोना 585 या 750, संयुक्ताक्षर में तांबे के एक बड़े अनुपात के साथ (मिश्र धातु में शुद्ध सोने में अशुद्धियों का जोड़)। ज्वैलर्स इस तरह के सोने को एक विशेष रासायनिक उपचार के अधीन करते हैं।

काला सोना

काला सोना एक असामान्य रूप से परिष्कृत धातु है जिसका रंग गहरा और मुलायम होता है। काला सोना पाने के कई तरीके हैं।

यह उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण के साथ कोबाल्ट और क्रोमियम के साथ मिश्र धातु है, और ब्लैक रोडियम या अनाकार कार्बन के साथ कोटिंग है ...

मिश्र धातु कच्चा लोहा इस्पात मिश्र धातु सोना

निष्कर्ष

हमारे आस-पास की धातु की वस्तुओं में शायद ही कभी शुद्ध धातुएँ होती हैं। केवल एल्यूमीनियम पैन या तांबे के तार लगभग 99.9% शुद्ध होते हैं। ज्यादातर अन्य मामलों में, लोग मिश्र धातुओं के साथ काम कर रहे हैं। इस प्रकार, विभिन्न प्रकार के लोहे और स्टील में धातु के योजक के साथ, कार्बन की थोड़ी मात्रा होती है, जो मिश्र धातुओं के यांत्रिक और थर्मल व्यवहार पर निर्णायक प्रभाव डालती है। सभी मिश्र धातुओं का एक विशेष अंकन होता है, क्योंकि। एक ही नाम वाली मिश्र धातुओं (उदाहरण के लिए, पीतल) में अन्य धातुओं के अलग-अलग द्रव्यमान अंश हो सकते हैं।

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परिभाषा

मिश्रदो या दो से अधिक तत्वों के मिश्रण होते हैं, जिनमें धातुओं की प्रधानता होती है। मिश्रधातु में सम्मिलित धातुएँ क्षार कहलाती हैं। अक्सर मिश्रधातु में अधातु तत्व मिलाए जाते हैं, जो मिश्रधातुओं को विशेष गुण प्रदान करते हैं, उन्हें मिश्रधातु बनाना या संशोधित करना योजक कहा जाता है। मिश्र धातुओं में, लोहा और एल्यूमीनियम पर आधारित मिश्र धातुओं का सबसे अधिक महत्व है।

मिश्र धातु वर्गीकरण

मिश्र धातुओं को वर्गीकृत करने के कई तरीके हैं:

• निर्माण विधि (कास्ट और पाउडर मिश्र) के अनुसार;
• उत्पाद प्राप्त करने की विधि के अनुसार (कास्ट, गढ़ा और पाउडर मिश्र);
• रचना द्वारा (सजातीय और विषम मिश्र);
• धातु की प्रकृति से - आधार (लौह - आधार Fe, अलौह - आधार अलौह धातु और दुर्लभ धातुओं के मिश्र - आधार रेडियोधर्मी तत्व);
• घटकों की संख्या से (डबल, ट्रिपल, आदि);
• विशेषता गुणों द्वारा (दुर्दम्य, कम पिघलने, उच्च शक्ति, गर्मी प्रतिरोधी, कठोर, विरोधी घर्षण, संक्षारण प्रतिरोधी, आदि);
• उद्देश्य से (संरचनात्मक, वाद्य और विशेष)।

मिश्र धातु गुण

मिश्र धातुओं के गुण उनकी संरचना पर निर्भर करते हैं। मिश्र धातुओं को संरचनात्मक रूप से असंवेदनशील (मिश्र धातु बनाने वाले तत्वों की प्रकृति और एकाग्रता द्वारा निर्धारित) और संरचना-संवेदनशील गुणों (आधार की विशेषताओं के आधार पर) की विशेषता है। मिश्र धातुओं के संरचनात्मक रूप से असंवेदनशील गुणों में घनत्व, गलनांक और वाष्पीकरण की गर्मी शामिल हैं। थर्मल और लोचदार गुण, थर्मल विस्तार का गुणांक।

सभी मिश्र धातुओं के गुण प्रदर्शित करते हैं: धातु चमक, विद्युत और तापीय चालकता, लचीलापन, आदि।

इसके अलावा, मिश्र धातुओं की सभी विशेषताओं को रासायनिक (सक्रिय मीडिया के प्रभाव के लिए मिश्र धातुओं का अनुपात - पानी, वायु, एसिड, आदि) और यांत्रिक (मिश्र धातुओं का अनुपात बाहरी बलों के प्रभाव) में विभाजित किया जा सकता है। यदि मिश्र धातु को आक्रामक वातावरण में रखकर मिश्र धातुओं के रासायनिक गुणों का निर्धारण किया जाता है, तो यांत्रिक गुणों को निर्धारित करने के लिए विशेष परीक्षणों का उपयोग किया जाता है। तो, ताकत, कठोरता, लोच, प्लास्टिसिटी और अन्य यांत्रिक गुणों को निर्धारित करने के लिए, तन्यता, रेंगना, प्रभाव शक्ति, आदि परीक्षण किए जाते हैं।

मिश्र धातुओं के मुख्य प्रकार

विभिन्न स्टील्स, कच्चा लोहा, तांबा, सीसा, एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम, साथ ही हल्के मिश्र धातुओं पर आधारित मिश्र धातुओं ने विभिन्न मिश्र धातुओं के बीच व्यापक आवेदन पाया है।

स्टील और कच्चा लोहा कार्बन के साथ लोहे के मिश्र धातु हैं, और स्टील में कार्बन सामग्री 2% तक है, और कच्चा लोहा 2-4% तक है। स्टील्स और कास्ट आयरन में मिश्रधातु योजक होते हैं: स्टील्स - सीआर, वी, नी, और कास्ट आयरन - सी।

स्टील्स विभिन्न प्रकार के होते हैं, इसलिए, उनके उद्देश्य के अनुसार, संरचनात्मक, स्टेनलेस, उपकरण, गर्मी प्रतिरोधी और क्रायोजेनिक स्टील्स को प्रतिष्ठित किया जाता है। रासायनिक संरचना के अनुसार, कार्बन (निम्न, मध्यम और उच्च कार्बन) और मिश्र धातु (निम्न, मध्यम और उच्च मिश्र धातु) प्रतिष्ठित हैं। संरचना के आधार पर, ऑस्टेनिटिक, फेरिटिक, मार्टेंसिटिक, पर्लिटिक और बैनिटिक स्टील्स को प्रतिष्ठित किया जाता है।

स्टील ने राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के कई क्षेत्रों में आवेदन पाया है, जैसे निर्माण, रसायन, पेट्रोकेमिकल, पर्यावरण संरक्षण, परिवहन ऊर्जा और अन्य उद्योग।

कच्चा लोहा में कार्बन सामग्री के रूप के आधार पर - सीमेंटाइट या ग्रेफाइट, साथ ही उनकी मात्रा, कई प्रकार के कच्चा लोहा प्रतिष्ठित हैं: सफेद (सीमेंटाइट के रूप में कार्बन की उपस्थिति के कारण फ्रैक्चर का हल्का रंग), ग्रे (ग्रेफाइट के रूप में कार्बन की उपस्थिति के कारण फ्रैक्चर का ग्रे रंग)। ), निंदनीय और गर्मी प्रतिरोधी। कच्चा लोहा बहुत भंगुर मिश्र धातु हैं।

कच्चा लोहा के आवेदन के क्षेत्र व्यापक हैं - कलात्मक सजावट (बाड़, द्वार), शरीर के अंग, नलसाजी उपकरण, घरेलू सामान (पान) कच्चा लोहा से बने होते हैं, इसका उपयोग मोटर वाहन उद्योग में किया जाता है।

कॉपर-आधारित मिश्र धातुओं को पीतल कहा जाता है, क्योंकि उनमें 5 से 45% जस्ता होता है। 5 से 20% जस्ता की सामग्री वाले पीतल को लाल (टॉम्पैक) कहा जाता है, और 20-36% Zn की सामग्री के साथ - पीला (अल्फा पीतल)।

सीसा-आधारित मिश्र धातुओं में, दो-घटक (टिन या सुरमा के साथ सीसा मिश्र) और चार-घटक मिश्र (कैडमियम, टिन और बिस्मथ के साथ सीसा मिश्र, टिन, सुरमा और आर्सेनिक के साथ सीसा मिश्र) होते हैं, और (आमतौर पर दो- घटक मिश्र) एक ही घटक की विभिन्न सामग्रियों के साथ अलग-अलग मिश्र धातु प्राप्त करते हैं। तो, एक मिश्र धातु जिसमें 1/3 सीसा और 2/3 टिन - ट्रेटनिक (साधारण मिलाप) होता है, का उपयोग सोल्डरिंग पाइप और बिजली के तारों के लिए किया जाता है, और एक मिश्र धातु जिसमें 10-15% सीसा और 85-90% टिन - पेवर होता है, पहले इस्तेमाल किया गया था कटलरी कास्टिंग के लिए।

एल्युमिनियम-आधारित मिश्र दो घटक हैं - अल-सी, अल-एमजी, अल-क्यू। इन मिश्र धातुओं को प्राप्त करना और संसाधित करना आसान है। उनके पास विद्युत और तापीय चालकता, गैर-चुंबकीय, भोजन के संपर्क में हानिरहित, विस्फोट-सबूत है। एल्यूमीनियम-आधारित मिश्र धातुओं ने प्रकाश पिस्टन के निर्माण के लिए आवेदन पाया है, कार, ऑटोमोबाइल और विमान निर्माण में उपयोग किया जाता है, खाद्य उद्योग, वास्तुशिल्प और परिष्करण सामग्री के रूप में, तकनीकी और घरेलू केबल नलिकाओं के उत्पादन में, और उच्च-वोल्टेज बिछाने में उपयोग किया जाता है। बिजली के तार।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

उदाहरण 2

व्यायाम	11 ग्राम वजन वाले अल और फे के मिश्रण पर एचसीएल की अधिकता की कार्रवाई के तहत 8.96 लीटर गैस छोड़ी गई। मिश्रण में धातुओं के द्रव्यमान अंशों का निर्धारण करें।
समाधान	दोनों धातुएँ परस्पर क्रिया में प्रवेश करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप हाइड्रोजन निकलता है: 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 मुक्त हाइड्रोजन के मोल की कुल संख्या ज्ञात कीजिए: वी(एच 2) \u003d वी (एच 2) / वी एम वी (एच 2) \u003d 8.96 / 22.4 \u003d 0.4 मोल मान लें कि पदार्थ Al की मात्रा x mol है, और Fe - y mol है। फिर, प्रतिक्रिया समीकरणों के आधार पर, हम हाइड्रोजन के मोल की कुल संख्या के लिए एक व्यंजक लिख सकते हैं: 1.5x + y = 0.4 हम मिश्रण में धातुओं के द्रव्यमान को व्यक्त करते हैं: फिर, मिश्रण का द्रव्यमान समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाएगा: 27x + 56y = 11 हमें समीकरणों की एक प्रणाली मिली: 1.5x + y = 0.4 27x + 56y = 11 आइए इसे हल करें: (56-18) वाई \u003d 11 - 7.2 v(Fe) = 0.1 mol एक्स = 0.2 मोल वी (अल) = 0.2 मोल फिर, मिश्रण में धातुओं का द्रव्यमान: m(Al) = 27×0.2 = 5.4 g मी(Fe) \u003d 56 × 0.1 \u003d 5.6 g मिश्रण में धातुओं के द्रव्यमान अंश ज्ञात कीजिए: ώ = मी (मी) / मी योग × 100% (Fe) \u003d 5.6 / 11 × 100% \u003d 50.91% (अल) = 100 - 50.91 = 49.09%
उत्तर	मिश्रण में धातुओं का द्रव्यमान अंश: 50.91%, 49.09%