Alüminyum alaşımlarının sınıflandırılması. Demir, silikon, fosfor, manganez ve diğer safsızlıkların azalmasıyla eşzamanlı olarak azalır.

Metallerin ve alaşımların özelliklerinin sınıflandırılması

Metallerin ve alaşımların özellikleri 4 ana gruba ayrılır:

1. fiziksel,
2. kimyasal,
3. mekanik,
4. teknolojik.

Metallerin ve alaşımların fiziksel özellikleri.

Metallerin ve alaşımların fiziksel özellikleri arasında renk, yoğunluk (özgül ağırlık), eriyebilirlik, termal genleşme, termal iletkenlik, ısı kapasitesi, elektriksel iletkenlik ve manyetize olma yetenekleri bulunur. Bu özelliklere fiziksel denir, çünkü maddenin kimyasal bileşimindeki bir değişikliğin eşlik etmediği olaylarda bulunurlar, yani metaller ve alaşımlar ısıtıldığında, akım ve ısı geçtiğinde ve aynı zamanda bileşimde değişmeden kalır. mıknatıslanırlar ve eritilirler. Bu fiziksel özelliklerin birçoğu, metalin özelliklerinin yargılandığı ölçü birimleri oluşturmuştur.

Renk.

Metaller ve alaşımlar şeffaf değildir. İnce metal ve alaşım katmanları bile ışınları iletemezler, ancak yansıyan ışıkta harici bir parlaklığa sahiptirler ve metallerin ve alaşımların her birinin kendi özel parlaklık tonu veya dedikleri gibi rengi vardır. Örneğin bakır gül kırmızısıdır, çinko gridir, kalay parlak beyazdır vb.

Spesifik yer çekimi ağırlık mı 1 cm3 metal, alaşım veya gram cinsinden başka herhangi bir madde. Örneğin, saf demirin özgül ağırlığı 7,88 g/cm3 .

Erime- metallerin ve alaşımların bir erime noktası ile karakterize edilen katı halden sıvı hale geçme kabiliyeti. Erime noktası yüksek olan metallere refrakter (tungsten, platin, krom vb.) denir. Düşük erime noktasına sahip metallere eriyebilir (kalay, kurşun vb.) denir.

termal Genleşme - doğrusal ve hacimsel genleşme katsayıları ile karakterize edilen, ısıtıldığında hacimde artış gösteren metallerin ve alaşımların özelliği. Doğrusal genleşme katsayısı - ısıtıldığında bir metal numunenin uzunluğundaki artışın oranı 1° orijinal numune uzunluğuna Hacimsel genleşme katsayısı - ısıtıldığında metalin hacmindeki artışın oranı 1° orijinal hacmine. Hacimsel katsayı, doğrusal genleşme katsayısının üç katına eşit olarak alınır. Farklı metallerin farklı doğrusal genleşme katsayıları vardır. Örneğin, çeliğin doğrusal genleşme katsayısı şuna eşittir: 0,000012 , bakır - 0,000017 , alüminyum- 0,000023 . Metalin doğrusal genleşme katsayısını bilerek, uzama değerini belirlemek mümkündür:

1. çelik boru hattının ne kadar uzayacağını belirleyin 5000 mısıtıldığında 20°C :

5000 0.000012 20 = 1.2 m

1. bakır boru hattının ne kadar uzayacağını belirleyin 5000 mısıtıldığında 20°C :

5000 0.000017 20= 1,7 m

1. alüminyum boru hattının ne kadar uzayacağını belirleyin 5000 mısıtıldığında 20°C :

5000 0,000023 20=2,3 m

(Her üç durumda da, kendi ağırlığından kaynaklanan sürtünme katsayısı dikkate alınmamıştır.) Yukarıdaki hesaplamalara göre, kaynak işleminde dikkate alınması gereken, demir dışı metaller ısıtıldığında çelikten daha fazla genleşir.

Termal iletkenlik - metallerin ve alaşımların ısı iletme yeteneği. Termal iletkenlik ne kadar büyük olursa, ısıtıldığında ısı metal veya alaşımdan o kadar hızlı yayılır. Soğutulduğunda, yüksek termal iletkenliğe sahip metaller ve alaşımlar ısıyı daha hızlı yayar. Kırmızı bakırın termal iletkenliği 6 defa demirin ısıl iletkenliğinden daha yüksektir. Yüksek termal iletkenliğe sahip metalleri ve alaşımları kaynak yaparken, ön ve bazen birlikte ısıtma gereklidir.

Isı kapasitesi bir ağırlık biriminin sıcaklığını yükseltmek için gereken ısı miktarıdır 1°. Özgül ısı kapasitesi - içindeki ısı miktarı kalori(kilokalori) ısıtmak için gerekli 1 kgüzerindeki maddeler 1°. Platin ve kurşun, düşük bir özgül ısı kapasitesine sahiptir. Çelik ve dökme demirin özgül ısı kapasitesi yaklaşık olarak 4 kere kurşunun özgül ısı kapasitesinden daha yüksektir.

Elektiriksel iletkenlik - metallerin ve alaşımların elektrik akımı iletme yeteneği. Bakır, alüminyum ve alaşımları iyi elektriksel iletkenliğe sahiptir.

Manyetik özellikler - manyetize edilmiş bir metalin manyetik özelliklere sahip metalleri çekmesi gerçeğinde kendini gösteren metallerin manyetize olma yeteneği.

Metallerin ve alaşımların kimyasal özellikleri.

Metallerin ve alaşımların kimyasal özellikleri, başta oksijen olmak üzere çeşitli maddelerle bileşiklere girme yetenekleri olarak anlaşılır. Metallerin ve alaşımların kimyasal özellikleri şunları içerir:

1. havada korozyona karşı direnç,
2. asit direnci,
3. alkali direnci,
4. ısı dayanıklılığı.

Metallerin ve alaşımların havadaki direnci ikincisinin havadaki oksijenin yıkıcı etkisine dayanma yeteneği denir.

asit direnci metallerin ve alaşımların asitlerin yıkıcı etkisine direnme yeteneği olarak adlandırılır. Örneğin, hidroklorik asit alüminyum ve çinkoyu yok eder, ancak kurşun yok etmez; sülfürik asit çinko ve demiri yok eder, ancak kurşun, alüminyum ve bakır üzerinde hemen hemen hiçbir etkisi yoktur.

alkali direnci metaller ve alaşımlar, alkalilerin yıkıcı etkisine dayanma yeteneği olarak adlandırılır. Alkaliler özellikle güçlüdür, alüminyum, kalay ve kurşunu yok eder.

ısı dayanıklılığı metallerin ve alaşımların ısıtıldığında oksijen tarafından tahribata direnme yeteneği olarak adlandırılır. Isı direncini artırmak için metale krom, vanadyum, tungsten vb. gibi özel safsızlıklar eklenir.

metallerin yaşlanması - genellikle oda sıcaklığında daha yavaş ve yüksek sıcaklıklarda daha yoğun olarak ilerleyen dahili işlemler nedeniyle metallerin özelliklerinde zaman içinde değişiklik. Çeliğin yaşlanması, tane sınırları boyunca karbürlerin ve nitrürlerin salınmasından kaynaklanır, bu da mukavemette bir artışa ve çelik sünekliğinde bir azalmaya yol açar. Çeliğin yaşlanma eğilimini azaltan elementler alüminyum ve silisyum, yaşlanmayı hızlandıran elementler ise nitrojen ve karbondur.

Metallerin ve alaşımların mekanik özellikleri.

Pirinç. bir

Metallerin ve alaşımların temel mekanik özellikleri şunlardır:

1. kuvvet,
2. sertlik,
3. esneklik,
4. plastik,
5. darbe gücü,
6. sürünme,
7. tükenmişlik.

kuvvet bir metal veya alaşımın mekanik yüklerin etkisi altında deformasyona ve tahribata karşı direnci olarak adlandırılır. Yükler, sıkıştırma, çekme, burulma, kesme ve eğilme olabilir ( pilav. bir ).

sertlik bir metalin veya alaşımın başka bir katı cismin içine girmesine direnme yeteneği olarak adlandırılır.

Pirinç. 2

Teknolojide, metallerin ve alaşımların sertliğini test etmek için aşağıdaki yöntemler en büyük kullanımı almıştır:

1. 2,5 ; 5 ve 10 mm- göre sertlik testi Brinell (pilav. 2, bir );
2. çapı olan bir çelik bilyenin malzemesine girinti 1.588 mm veya elmas koni - göre sertlik testi Rockwell (pilav. 2b )
3. düzenli bir dört yüzlü elmas piramidin malzemesine girinti - göre test edin Vickers (pilav. 2, içinde ).

Pirinç. 3

esneklik bir metal veya alaşımın, harici bir yükün etkisi altında orijinal şeklini değiştirme ve yükün sona ermesinden sonra eski haline getirme yeteneği olarak adlandırılır ( pilav. 3 ).

plastisite bir metalin veya alaşımın çökmeden, bir yükün etkisi altında şekil değiştirme ve kaldırıldıktan sonra bu şekli koruma yeteneği olarak adlandırılır. Plastisite, nispi uzama ve nispi büzülme ile karakterize edilir.

nerede Δ l \u003d l 1 -l 0 - kopma anında numunenin mutlak uzaması;

δ - göreceli genişleme;

1 - yırtılma anındaki numunenin uzunluğu;

l 0 - örneğin başlangıç ​​uzunluğu;

nerede Ψ - molada göreceli daralma;

F0- numunenin ilk kesit alanı;

F- yırtılmadan sonra numune alanı

Şekil 4

darbe gücü bir metal veya alaşımın şok yüklerinin etkisine direnme yeteneği olarak adlandırılır. Testler bir sarkaç yangını üzerinde gerçekleştirilir ( pilav. dört). Sarkacı test etmeden önce 1 yükseklik açısına al α , bu konumda bir mandalla sabitlenir. Ok 2 sarkacın dönüş eksenine sabitlenmiş, durma noktasına kadar geri çekilir 3 , ölçeğin sıfır bölümünde bulunur 4 . Mandaldan serbest bırakılan sarkaç düşerek numuneyi yok eder 5 ve, (daha sonra hareket etmeye devam ederek atalet, belirli bir açıyla yatağın diğer tarafına yükselir β . Sarkaç geri hareket ettiğinde, ok 2 sıfır bölümünden sapar ve sarkaç dikey konumdayken değeri gösterir β - numunenin yok edilmesinden sonra sarkacın en büyük yükseklik açısı. Açı farkı α-β numune kırılmasının çalışmasını karakterize eder.

Darbe mukavemetini belirlemek için önce işi hesaplayın ANCAK sarkacın ağırlığı tarafından numunenin yok edilmesi için harcanan

A \u003d P (H - h) kgf m

nerede H - sarkacın çarpmadan önceki yüksekliği m

h - çarpmadan sonra sarkacın yüksekliği m

R - darbe kuvveti.

Daha sonra darbe dayanımı belirlenir

Neresi bir - darbe gücü kgfm / cm2

F - numunenin kesit alanı cm2 .

Sürünme bir metal veya alaşımın sabit bir yük altında (özellikle yüksek sıcaklıklarda) yavaş ve sürekli olarak plastik olarak deforme olma özelliği olarak adlandırılır.

Tükenmişlikçok sayıda tekrarlayan değişken yüklere sahip bir metal veya alaşımın kademeli olarak tahrip olmasına ve bu yüklere dayanma kabiliyetine dayanıklılık denir.

Metal ve alaşım numunelerinin çekme testi düşük, normal ve yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilir. Düşük sıcaklıklarda testler aşağıdakilere uygun olarak gerçekleştirilir: GOST 11150-65 0 -100°C ve teknik sıvı azotun kaynama noktasında. Normal sıcaklıklarda testler aşağıdakilere göre yapılır: GOST 1497-61 bir sıcaklıkta 20±10°С .

Yüksek sıcaklıklarda testler aşağıdakilere göre yapılır: GOST 9651-61 kadar sıcaklıklarda 1200°C .

Numuneleri gerilim açısından test ederken, nihai mukavemet belirlenir - σ içinde , akma dayanımı (fiziksel) - σ t , koşullu akma dayanımı (teknik) - σ o,2 , gerçek yırtılma direnci - S'ye ve uzama - δ .

Pirinç. 5

Yukarıdaki değerleri özümsemek için Şekil 2'de sunulan diyagramı göz önünde bulundurun. pilav. 5. dikey eksen 0-R uygulanan yükü hesapla R kilogram cinsinden (eksen boyunca nokta ne kadar yüksek olursa yük o kadar büyük olur) ve yatay eksende mutlak uzama Δ ben .

Diyagramın bölümlerini düşünün:

1. ilk düz bölüm 0-R bilgisayar malzemenin uzaması ile yük arasındaki orantılılığı koruyan ( bilgisayar- orantılılık sınırında yük)
2. bükülme noktası hayırüst akma noktasındaki yük olarak adlandırılır
3. komplo R' t - R t, yatay eksene paralel 0-Δ ben (verim alanı), içinde numunenin uzamasının sabit bir yükte meydana geldiği R t akma mukavemetindeki yük olarak adlandırılan
4. nokta içinde, en büyük çekme kuvvetini gösterir - çekme mukavemetindeki yük
5. nokta R içinörneğin imha anındaki kuvvettir.

Gerilme direnci gerilimde (geçici direnç) σ içinde- numunenin imha edilmesinden önceki en büyük yüke karşılık gelen stres:

nerede F0- testten önce numunenin kesit alanı mm2

Toplu iğne- en büyük çekme kuvveti kgf .

Akma dayanımı (fiziksel) σ t- yükü arttırmadan test numunesinin deformasyonunun meydana geldiği en küçük stres (yük artmaz, ancak numune uzar),

Koşullu akma dayanımı (teknik) σ o,2- numunenin kalıntı deformasyonunun ulaştığı stres 0,2% :

orantılı sınır σ puan- teknik koşullar tarafından belirlenen, gerilimler ve gerinimler arasındaki doğrusal ilişkiden sapmanın belirli bir dereceye ulaştığı koşullu gerilim:

Gerçek yırtılma direnci S'ye- Numune kırılmadan hemen önce etki eden çekme kuvvetinin boyundaki şeklin enine kesit alanına oranı olarak tanımlanan, gerilmiş bir numunenin boynundaki stres ( F ):

Metallerin ve alaşımların teknolojik özellikleri.

Metallerin ve alaşımların teknolojik özellikleri şunları içerir:

• işlenebilirlik,
• süneklik,
• akışkanlık,
• büzülme,
• kaynaklanabilirlik,
• sertleşebilirlik vb. .

işlenebilirlik metallerin ve alaşımların bir kesici aletle işlenebilme yeteneği olarak adlandırılır.

dövülebilirlik metallerin ve alaşımların hem soğuk hem de sıcak durumda dış kuvvetlerin etkisi altında gerekli şekli alma yeteneği olarak adlandırılır.

akışkanlık metallerin ve alaşımların kalıpları doldurma yeteneği olarak adlandırılır. Fosforlu dökme demir yüksek akışkanlığa sahiptir.

büzülme Metallerin ve alaşımların, sıvı halden katılaşırken, soğutulurken, sıkıştırılmış tozları sinterlerken veya kurutulurken hacimlerini küçültme yeteneği olarak adlandırılır.

Demir dışı metaller, demir ve buna dayalı alaşımlar hariç tüm metalleri içerir - demir olarak adlandırılan çelikler ve dökme demirler. Demir dışı metallere dayalı alaşımlar, esas olarak özel özelliklere sahip yapısal malzemeler olarak kullanılır: korozyona dayanıklı, yatak (düşük sürtünme katsayısına sahip), ısıya ve ısıya dayanıklı, vb.

Demir dışı metalleri ve bunlara dayalı alaşımları işaretlemek için tek bir sistem yoktur. Her durumda, bir alfanümerik sistem benimsenmiştir. Harfler, alaşımların belirli bir gruba ait olduğunu ve farklı malzeme gruplarındaki sayıların farklı anlamlara geldiğini gösterir. Bir durumda, metalin saflık derecesini (saf metaller için), diğerinde alaşım elementlerinin sayısını ve üçüncü durumda, duruma göre alaşımın sayısını gösterirler. standart, belirli bir bileşime veya özelliklere uygun olmalıdır.
Bakır ve alaşımları
Teknik bakır, M harfi ile işaretlenmiştir, bundan sonra safsızlık miktarı ile ilgili sayılar vardır (malzemenin saflık derecesini gösterir). Bakır sınıfı M3, M000'den daha fazla safsızlık içerir. Markanın sonundaki harfler şu anlama gelir: k - katodik, b - oksijensiz, p - oksijensiz. Bakırın yüksek elektrik iletkenliği, iletken malzeme olarak elektrik mühendisliğinde baskın kullanımını belirler. Bakır iyi deforme olmuş, iyi kaynaklanmış ve lehimlenmiştir. Dezavantajı zayıf işlenebilirliktir.
Ana bakır bazlı alaşımlar pirinç ve bronzdur. Bakır bazlı alaşımlarda, alaşımın kimyasal bileşimini karakterize eden bir alfanümerik sistem benimsenmiştir. Alaşım elementleri, element adının ilk harfine karşılık gelen Rusça harfle belirtilir. Ayrıca, genellikle bu harfler, çeliği işaretlerken aynı alaşım elementlerinin tanımıyla örtüşmez. Alüminyum - A; Silikon - K; Manganez - Mts; Bakır - M; Nikel - H; Titanyum -T; Fosfor - F; Krom -X; Berilyum - B; Demir - F; Magnezyum - Mg; kalay - O; Kurşun - C; Çinko - C
Döküm ve dövme pirinci işaretleme prosedürü farklıdır.
Pirinç, bakır ve çinko alaşımıdır (%5 ila 45 arasında Zn). %5 ila %20 çinko içeriğine sahip pirinç, %20-36 Zn-sarı içeriğine sahip kırmızı (tompac) olarak adlandırılır. Pratikte, çinko konsantrasyonunun %45'i aştığı pirinçler nadiren kullanılır. Genellikle pirinç ayrılır:
- sadece bakır, çinko ve küçük miktarlarda safsızlıklardan oluşan iki bileşenli pirinç veya basit;
- çok bileşenli pirinç veya özel - bakır ve çinkoya ek olarak ek alaşım elementleri vardır.
Deforme olabilen pirinç, GOST 15527-70'e göre işaretlenmiştir.
Basit pirinç markası, alaşım tipini belirten "L" harfinden - pirinçten ve ortalama bakır içeriğini karakterize eden iki basamaklı bir sayıdan oluşur. Örneğin, L80 kalitesi, %80 Cu ve %20 Zn içeren pirinçtir. Tüm iki bileşenli pirinçler basınçla iyi çalışır. Çeşitli kesit şekilleri, levhalar, şeritler, bantlar, teller ve çeşitli profillerde çubuklar halinde borular ve tüpler şeklinde tedarik edilirler. Yüksek iç gerilime sahip (örneğin, çalışkan) pirinç ürünler çatlamaya meyillidir. Havada uzun süreli depolama sırasında üzerlerinde boyuna ve enine çatlaklar oluşur. Bunu önlemek için, uzun süreli depolamadan önce, 200-300 C'de düşük sıcaklıkta tavlama ile iç stresin giderilmesi gerekir.
Çok bileşenli pirinçlerde, L harfinden sonra, bu pirinçte çinkoya ek olarak hangi alaşım elementlerinin bulunduğunu belirten bir takım harfler yazılır. Daha sonra sayılar, ilki ortalama bakır içeriğini yüzde olarak karakterize eden kısa çizgileri takip eder ve sonrakiler, alaşım elementlerinin her birini markanın harf kısmında olduğu gibi aynı sırayla karakterize eder. Harflerin ve sayıların sırası, karşılık gelen öğenin içeriğine göre belirlenir: önce daha fazla olan öğe gelir ve ardından azalan. Çinko içeriği %100'den fark ile belirlenir.
Pirinç esas olarak deforme olabilen korozyona dayanıklı bir malzeme olarak kullanılır. Levhalar, borular, çubuklar, şeritler ve bunlardan bazı parçalar yapılır: somunlar, vidalar, burçlar vb.
Dökme pirinç, GOST 1711-30'a göre işaretlenmiştir. Markanın başına da L (pirinç) harfini, ardından da çinko anlamına gelen C harfini ve yüzde olarak içeriğini gösteren bir sayı yazarlar. Alaşımlı pirinçte, eklenen alaşım elementlerine karşılık gelen harfler ayrıca yazılır ve onları takip eden sayılar bu elementlerin yüzdesini gösterir. % 100'e kadar eksik olan geri kalanı, bakır içeriğine karşılık gelir. Dökme pirinç, gemi yapımı, burçlar, gömlekler ve yataklar için bağlantı parçaları ve parçaların imalatında kullanılır.
Bronzlar (çinkonun ana olmadığı çeşitli elementlere sahip bakır alaşımları). Pirinç gibi dökümhane ve dövme olarak ayrılırlar. Tüm bronzların işaretlenmesi, kısaca bronz anlamına gelen Br harfleriyle başlar.
Döküm bronzlarında, Br'den sonra harfler ve ardından alaşıma eklenen elementleri sembolik olarak belirten sayılar yazılır (Tablo 1'e göre) ve aşağıdaki sayılar bu elementlerin yüzdesini gösterir. Gerisi (%100'e kadar) bakırdır. Bazen dökümhane bronzlarının bazı markalarında sonunda dökümhane anlamına gelen “L” harfi yazılır.
Çoğu bronz iyi döküm özelliklerine sahiptir. Çeşitli şekilli dökümler için kullanılırlar. Çoğu zaman korozyona dayanıklı ve sürtünme önleyici bir malzeme olarak kullanılırlar: bağlantı parçaları, jantlar, burçlar, dişliler, valf yuvaları, sonsuz dişliler vb. Tüm bakır bazlı alaşımlar yüksek soğuk direncine sahiptir.
Alüminyum ve buna dayalı alaşımlar
Alüminyum külçe, külçe, filmaşin vb. şeklinde üretilir. (birincil alüminyum) GOST 11069-74'e göre ve GOST 4784-74'e göre deforme olabilen yarı mamul (levhalar, profiller, çubuklar vb.) şeklinde. Kirlilik derecesine göre, her iki alüminyum da özel saflıkta, yüksek saflıkta ve teknik saflıkta alüminyuma bölünmüştür. GOST 11069-74'e göre birincil alüminyum, A harfi ve alüminyumdaki safsızlıkların içeriğinin belirlenebileceği bir sayı ile işaretlenmiştir. Alüminyum iyi deforme olur, ancak kesimle kötü işlenir. Folyoya sarılabilir.

Alüminyum bazlı alaşımlar döküm ve dövme olarak ikiye ayrılır.
Alüminyum bazlı döküm alaşımları GOST 1583-93'e göre işaretlenmiştir. Marka, alaşımın ana bileşimini yansıtır. Döküm alaşımlarının çoğu, alüminyum alaşımı anlamına gelen A harfi ile başlar. Daha sonra alaşımın bileşimini yansıtan harfler ve sayılar yazılır. Bazı durumlarda, alüminyum alaşımları, AL (dökme alüminyum alaşımı anlamına gelir) harfleri ve alaşımın numarasını gösteren bir sayı ile işaretlenmiştir. Sınıfın başındaki B harfi, alaşımın yüksek mukavemetli olduğunu gösterir.
Alüminyum ve buna dayalı alaşımların kullanımı çok çeşitlidir. Teknik alüminyum esas olarak elektrik mühendisliğinde bakır yerine elektrik akımı iletkeni olarak kullanılır. Alüminyum bazlı döküm alaşımları, soğutma ve gıda endüstrilerinde, örneğin bazı kompresör pistonları, kolları ve diğer parçalar gibi düşük yoğunlukla birlikte artan korozyon direnci gerektiren karmaşık şekilli parçaların (çeşitli döküm yöntemleriyle) imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır. .
Alüminyum esaslı dövme alaşımlar ayrıca gıda ve soğutma teknolojisinde, basınçla işleme tabi tutularak çeşitli parçaların üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır ve bu da korozyon direnci ve yoğunluk için artan gereksinimlere sahiptir: çeşitli kaplar, perçinler, vb. Tüm alüminyum bazlı alaşımların önemli bir avantajı, yüksek soğuğa dayanıklılıklarıdır.
Titanyum ve buna dayalı alaşımlar
Titanyum ve buna dayalı alaşımlar, alfanümerik sisteme göre GOST 19807-74'e göre işaretlenmiştir. Ancak, etiketlemede desen yoktur. Tek özelliği tüm markalarda titanyuma ait olduğunu belirten T harfinin bulunmasıdır. Derecedeki sayılar alaşımın koşullu numarasını gösterir.
Teknik titanyum şu şekilde işaretlenmiştir: VT1-00; VT1-0. Diğer tüm kaliteler titanyum bazlı alaşımlara (VT16, AT4, OT4, PT21, vb.) atıfta bulunur. Titanyum ve alaşımlarının ana avantajı, özelliklerin iyi bir kombinasyonudur: nispeten düşük yoğunluk, yüksek mekanik mukavemet ve çok yüksek korozyon direnci (birçok agresif ortamda). Ana dezavantaj, yüksek maliyet ve kıtlıktır. Bu eksiklikler gıda ve soğutma mühendisliğinde kullanımlarını engellemektedir.

Titanyum alaşımları roket, havacılık, kimya mühendisliği, gemi yapımı ve ulaşım mühendisliğinde kullanılmaktadır. 500-550 dereceye kadar yüksek sıcaklıklarda kullanılabilirler. Titanyum alaşımlarından ürünler basınç işlemiyle yapılır, ancak döküm yoluyla da yapılabilir. Dökme alaşımların bileşimi genellikle dövme alaşımların bileşimine karşılık gelir. Döküm alaşım markasının sonunda L harfi bulunur.
Magnezyum ve buna dayalı alaşımlar
Tatmin edici olmayan özelliklerinden dolayı teknik magnezyum yapısal malzeme olarak kullanılmaz. Duruma göre magnezyum bazlı alaşımlar. Standart dökümhane ve deforme olabilir olarak ayrılmıştır.
GOST 2856-79'a göre dökme magnezyum alaşımları, ML harfleri ve alaşımın koşullu numarasını gösteren bir sayı ile işaretlenmiştir. Bazen sayıdan sonra küçük harfler yazılır: pch - yüksek saflık; genel amaçlıdır. Dövme magnezyum alaşımları, GOST 14957-76'ya göre MA harfleri ve alaşımın koşullu numarasını gösteren bir sayı ile işaretlenmiştir. Bazen sayıdan sonra yüksek saflık anlamına gelen küçük pch harfleri olabilir.

Alüminyum bazlı alaşımlar gibi magnezyum bazlı alaşımlar, iyi bir özellik kombinasyonuna sahiptir: düşük yoğunluk, artan korozyon direnci, iyi teknolojik özelliklere sahip nispeten yüksek mukavemet (özellikle spesifik). Bu nedenle, hem basit hem de karmaşık parçalar, daha fazla korozyon direnci gerektiren magnezyum alaşımlarından yapılmıştır: boyunlar, benzin depoları, bağlantı parçaları, pompa gövdeleri, fren tekerleği kampanaları, kafes kirişler, direksiyon simidi ve diğer birçok ürün.
Kalay, kurşun ve bunlara dayalı alaşımlar
Saf haliyle kurşun, gıda ve soğutma mühendisliğinde pratik olarak kullanılmamaktadır. Kalay, gıda endüstrisinde gıda ambalajı için bir kaplama olarak kullanılır (örneğin, teneke kutuların kalaylanması). Kalay GOST 860-75'e göre işaretlenmiştir. O1pch dereceleri vardır; 01; O2; O3; O4. O harfi kalay anlamına gelir ve sayılar koşullu bir sayıdır. Sayı arttıkça safsızlık miktarı da artar. Markanın sonundaki pch harfleri - yüksek saflık anlamına gelir. Gıda endüstrisinde kalay, çoğunlukla O1 ve O2 dereceli konserve tabakalarının kalaylanması için kullanılır.
Kalay ve kurşun bazlı alaşımlar, amaca bağlı olarak iki büyük gruba ayrılır: babbitler ve lehimler.
Babbitler, ayrıca antimon, bakır ve diğer katkı maddeleri içeren kalay ve kurşun bazlı karmaşık alaşımlardır. GOST 1320-74'e göre babbit anlamına gelen B harfi ve yüzde olarak kalay içeriğini gösteren bir sayı ile işaretlenmiştir. Bazen B harfine ek olarak özel katkı maddelerini belirten başka bir harf de olabilir. Örneğin, H harfi nikel (nikel babbit) ilavesini, C harfi kurşun babbiti vb. belirtir. Babit markasına göre tam kimyasal bileşimini belirlemenin imkansız olduğu akılda tutulmalıdır. Bazı durumlarda, burada yaklaşık %10 içermesine rağmen, örneğin BN sınıfında kalay içeriği belirtilmez. GOST 1209-78'e göre işaretlenmiş ve bu çalışmada incelenmemiş olan kalaysız babbitler (örneğin kurşun-kalsiyum) da vardır.

Babbitler en iyi sürtünme önleyici malzemedir ve çoğunlukla kaymalı yataklarda kullanılır.
GOST 19248-73 uyarınca lehimler birçok kritere göre gruplara ayrılır: erime yöntemine göre, erime sıcaklığına göre, ana bileşene göre vb. Erime sıcaklığına göre 5 gruba ayrılırlar. :

1. Özellikle eriyebilir (erime noktası erime ≤ 145 °C);

2. Düşük erime noktası (erime noktası erime > 145 °С ≤ 450 °С);

3. Orta düzeyde erime (erime noktası erime > 450 °С ≤ 1100 °С);

4. Yüksek erime noktası (erime noktası erime > 1100 °С ≤ 1850 °С);

5. Ateşe dayanıklı (erime noktası erime > 1850 °C).

İlk iki grup düşük sıcaklıkta (yumuşak) lehimleme için, geri kalanı - yüksek sıcaklıkta (sert) lehimleme için kullanılır. Ana bileşene göre, lehimler ayrılır: galyum, bizmut, kalay-kurşun, kalay, kadmiyum, kurşun, çinko, alüminyum, germanyum, magnezyum, gümüş, bakır-çinko, bakır, kobalt, nikel, manganez, altın, paladyum , platin, titanyum , demir, zirkonyum, niyobyum, molibden, vanadyum.

Modern endüstride çok miktarda malzeme kullanılmaktadır. Plastik ve kompozitler, grafit ve diğer maddeler... Ama metal her zaman alakalı kalır. Dev bina yapıları ondan yapılır, çeşitli makineler ve diğer ekipmanlar oluşturmak için kullanılır.

Bu nedenle, metalin sınıflandırılması endüstri ve bilimde önemli bir rol oynar, çünkü bunu bilerek, belirli bir amaç için en uygun malzeme türünü seçebilirsiniz. Bu makale bu konuya ayrılmıştır.

Genel tanım

Metallere, normal koşullar altında birkaç ayırt edici özelliğin varlığı ile karakterize edilen basit maddeler denir: yüksek termal iletkenlik ve elektrik akımının iletkenliği ve ayrıca dövülebilirlik. Plastik. Katı halde, atomik seviyede kristal bir yapı ile karakterize edilirler ve bu nedenle yüksek mukavemet özelliklerine sahiptirler. Ancak bunların türevleri olan alaşımlar da vardır. Ne olduğunu?

İki veya daha fazla maddenin erime noktasının üzerinde ısıtılmasıyla elde edilen maddelere denir. Metal ve metal olmayan alaşımlar olduğunu unutmayın. İlk durumda, bileşimde metalin en az %50'si mevcut olmalıdır.

Ancak, makalenin konusundan dikkatimizi dağıtmayacağız. Peki, metalin sınıflandırılması nedir? Genel olarak, bölmek oldukça basittir:

1. Siyah metaller.
2. Demir olmayan metaller.

İlk kategori demir ve buna dayalı tüm alaşımları içerir. Bununla birlikte, diğer tüm metaller, bileşikleri gibi demir içermez. Her kategoriyi daha ayrıntılı olarak ele almak gerekir: son derece sıkıcı genel sınıflandırmaya rağmen, aslında her şey çok daha karmaşıktır. Ve hala değerli metaller olduğunu hatırlarsanız ... Ve onlar da farklıdır. Ancak değerli metallerin sınıflandırılması daha da basittir. Toplamda sekiz tane var: altın ve gümüş, platin, paladyum, rutenyum, osmiyum, ayrıca rodyum ve iridyum. En değerlileri platinoidlerdir.

Aslında, sınıflandırma daha da sıkıcı. Sözde (mücevheratta) hepsi aynı gümüş, altın ve platin. Ancak, "yüksek meseleler" hakkında yeterli. Daha yaygın ve popüler malzemeler hakkında konuşma zamanı.

En popüler demirli metal - demirin aynı türevi olan farklı çelik kalitelerine genel bir bakışla başlayacağız.

çelik nedir?

%2.14'ten fazla atomik karbon içermeyen demir ve bazı katkı maddeleri. Bu malzemelerin sınıflandırılması son derece kapsamlıdır ve şunları dikkate alır: kimyasal bileşim ve üretim yöntemleri, zararlı safsızlıkların varlığı veya yokluğu ve ayrıca yapı. Ancak en önemli özelliği, çeliğin derecesini ve adını etkilediği için kimyasal bileşimidir.

Karbon çeşitleri

Bu malzemelerde hiç alaşım katkı maddesi yoktur, ancak aynı zamanda üretim teknolojileri belirli miktarda başka safsızlıklara (genellikle manganez) izin verir. Bu maddelerin içeriği %0,8-1 arasında değiştiği için çeliğin mukavemetine, mekanik ve kimyasal özelliklerine herhangi bir etkisi yoktur. Bu kategori çeşitli aletlerin yapımında ve üretiminde kullanılmaktadır. Tabii ki, metalin sınıflandırılması henüz bitmedi.

Yapısal karbon çelikleri

Çoğu zaman endüstriyel, askeri veya evsel amaçlarla çeşitli yapıların inşasında kullanılırlar, ancak genellikle alet ve mekanizmalar üretmek için kullanılırlar. Bu durumda, karbon içeriği hiçbir durumda %0.5-0.6'yı geçmemelidir. Uluslararası kuruluşlar (σВ, σ0.2, δ, ψ, KCU, HB, HRC) tarafından onaylanan bir dizi test tarafından belirlenen son derece yüksek mukavemete sahip olmalıdırlar. İki tip var:

• Sıradan.
• Kalite.

Tahmin edebileceğiniz gibi, ilk önce çeşitli mühendislik yapılarının inşaatına gidin. Yüksek kalite, yalnızca makine mühendisliği ve diğerlerinde kullanılan güvenilir araçların üretimi ve üretim için kullanılır.

Bu malzemelere gelince, yüzeylerinde metal korozyonuna izin verilir. Diğer türlerdeki çeliklerin sınıflandırılması, onlar için çok daha katı gereksinimler sağlar.

Takım karbon çelikleri

Alanları hassas mühendislik, bilimsel ve tıbbi alanlar için alet imalatı ve ayrıca artan güç ve doğruluk gerektiren diğer endüstriyel sektörlerdir. İçlerinde, karbon içeriği% 0,7 ila 1,5 arasında değişebilir. Böyle bir malzeme çok yüksek mukavemete sahip olmalı, aşınma faktörlerine ve aşırı yüksek sıcaklıklara dayanıklı olmalıdır.

Alaşımlı çelikler

Bu, doğal safsızlıklara ek olarak, önemli miktarda yapay olarak eklenen alaşım katkı maddeleri içeren malzemelerin adıdır. Bunlar krom, nikel, molibden içerir. Ek olarak, alaşımlı çelikler, içeriği çoğu zaman% 0,8-1,2'yi geçmeyen manganez ve silikon da içerebilir.

Bu durumda, metalin sınıflandırılması, bunların iki türe ayrılmasını gerektirir:

• Düşük katkı maddesi içeren çelikler. Toplamda, bunlar% 2.5'ten fazla değildir.
• alaşımlı. İçlerinde katkı maddeleri %2,5 ila %10 arasında olabilir.
• Katkı maddesi içeriği yüksek olan malzemeler (% 10'dan fazla).

Bu türler de önceki durumda olduğu gibi alt türlere ayrılır.

Alaşımlı yapısal çelik

Diğer tüm çeşitler gibi, makine mühendisliğinde, bina ve diğer yapıların yapımında ve ayrıca endüstride aktif olarak kullanılmaktadırlar. Bunları karbon çeşitleriyle karşılaştırırsak, bu tür malzemeler mukavemet özellikleri, süneklik ve tokluk oranı açısından kazanır. Ayrıca aşırı düşük sıcaklıklara karşı oldukça dayanıklıdırlar. Köprüler, uçaklar, roketler, yüksek hassasiyetli sanayi araçları bunlardan yapılır.

Alaşımlı takım çelikleri

Prensip olarak, özellikler yukarıda tartışılan tipe çok benzer. Aşağıdaki amaçlar için kullanılabilir:

• Kesim ve ayrıca yüksek hassasiyetli ölçüm aletleri ve aletleri üretimi. Özellikle, metal için tornalama aletleri, sınıflandırması doğrudan çeliğe bağlı olan bu malzemeden yapılmıştır: markası mutlaka ürüne basılmıştır.
• Ayrıca soğuk ve sıcak haddeleme için damgalar yaparlar.

özel amaç

Adından da anlaşılacağı gibi, bu malzemelerin bazı belirli özellikleri vardır. Örneğin, iyi bilinen paslanmaz çeliğin yanı sıra ısıya dayanıklı ve ısıya dayanıklı türleri de vardır. Buna göre, uygulamalarının kapsamı, özellikle zor koşullarda çalışacak makine ve aletlerin üretimini içerir: motorlar için türbinler, metal eritme fırınları vb.

İnşaat çelikleri

Orta karbon içerikli çelik. Çeşitli yapı malzemelerinin en geniş yelpazesinin üretimi için kullanılırlar. Özellikle onlardan profiller (şekilli ve sac), borular, köşeler vb.

Ek olarak, inşaattan çok önce, tüm özellikler matematiksel modeller kullanılarak tekrar tekrar hesaplanır, böylece çoğu durumda bir veya başka bir haddelenmiş metal türü bireysel müşteri gereksinimlerine göre üretilebilir.

takviye çelikleri

Muhtemelen tahmin ettiğiniz gibi, kapsamları betonarme blokların ve bitmiş yapıların güçlendirilmesidir. Geniş çaplı çubuk veya tel şeklinde üretilirler. Malzeme ya karbon çeliği ya da düşük alaşımlı çeliktir. İki tip var:

• Sıcak haddelenmiş.
• Termal ve mekanik olarak sertleştirilmiş.

kazan çelikleri

Kazan ve silindirlerin yanı sıra çeşitli sıcaklık koşullarında yüksek basınç koşullarında çalışması gereken diğer kap ve bağlantı parçalarının üretiminde kullanılırlar. Bu durumda parçaların kalınlığı 4 ila 160 mm arasında değişebilir.

Otomatik çelikler

Keserek işlemeye uygun olan sözde malzemeler. Ayrıca yüksek işlenebilirliğe sahiptirler. Bütün bunlar, bu tür çeliği, her yıl daha fazla hale gelen otomatik üretim hatları için ideal bir malzeme haline getiriyor.

Rulman çelikleri

Türlerine göre, bu türler yapısal çeşitlere aittir, ancak bileşimleri onları enstrümantal olanla ilişkilendirir. Yüksek mukavemet özellikleri ve aşınmaya karşı büyük direnç (aşınma) ile ayırt edilirler.

Bu sınıftaki metallerin ana özelliklerini ve sınıflandırmasını düşündük. Sırada daha da yaygın ve iyi bilinen dökme demir var.

Dökme demirler: sınıflandırma ve özellikler

Bu, demir ve karbon alaşımı (ve diğer bazı katkı maddeleri) olan malzemenin adıdır ve C içeriği % 2.14 ile %6.67 arasında değişmektedir. Dökme demir, çelik gibi, kimyasal bileşimi, üretim yöntemleri ve içerdiği karbon miktarı ile olduğu kadar günlük yaşam ve endüstrideki uygulama alanları ile de ayırt edilir. Dökme demirde katkı maddesi yoksa alaşımsız olarak adlandırılır. Aksi takdirde, doping.

Amaca göre sınıflandırma

1. Hemen hemen her zaman çeliğe sonraki işlemlerde kullanılan sınırlamalar vardır.
2. Çeşitli konfigürasyon ve karmaşıklıktaki ürünleri dökmek için kullanılan döküm çeşitleri.
3. Çeliklere benzetilerek özel.

Kimyasal katkı maddelerinin türlerine göre sınıflandırma

• Beyaz dökme demir. Yapısındaki karbonun neredeyse tamamen bağlı olması ve çeşitli karbürlerin bileşiminde bulunması ile karakterize edilir. Ayırt etmek çok kolaydır: kırılmada beyaz ve parlaktır, en yüksek sertlik ile karakterize edilir, ancak aynı zamanda son derece kırılgandır, büyük zorluklarla işlenebilir.
• Yarı ağartılmış. Dökümün üst katmanlarında beyaz dökme demirden ayırt edilemezken, çekirdeği gri renktedir ve yapısında çok miktarda serbest grafit içerir. Genel olarak, her iki türün özelliklerini birleştirir. Oldukça dayanıklıdır, ancak aynı zamanda işlenmesi çok daha kolaydır ve kırılganlıkla işler çok daha iyidir.
• Gri. Çok fazla grafit içerir. Dayanıklı, oldukça aşınmaya dayanıklı, iyi işlenmiş.

Grafite odaklanmamız tesadüf değil. Gerçek şu ki, belirli bir durumda metallerin ve alaşımların sınıflandırılması, içeriğine ve mekansal yapısına bağlıdır. Bu özelliklerine bağlı olarak perlit, ferrit-perlitik ve ferritik olarak ayrılırlar.

Bunların her birinde grafitin kendisi dört farklı biçimde bulunabilir:

• Plakalar ve "yaprakları" ile temsil ediliyorsa, lamel çeşidine atıfta bulunur.
• Malzeme, görünüşlerinde solucanlara benzeyen kapanımlar içeriyorsa, o zaman vermiküler grafitten bahsediyoruz.
• Buna göre, çeşitli düz, düzensiz kapanımlar, önünüzde pul pul bir çeşitlilik olduğunu gösterir.
• Küresel, yarım küresel elemanlar küresel şekli karakterize eder.

Ancak bu durumda bile metallerin ve alaşımların sınıflandırılması hala eksik! Gerçek şu ki, bu safsızlıklar, ne kadar garip görünse de, malzemenin gücünü doğrudan etkiler. Bu nedenle, kapanımların şekline ve mekansal konumuna bağlı olarak, dökme demirler aşağıdaki kategorilere ayrılır:

• Malzeme lamel grafit kapanımları içeriyorsa, bu sıradan gri dökme demirdir (SC).
• "Katkı maddeleri" adıyla benzer şekilde, vermiküler partiküllerin varlığı, vermiküler materyali (CVG) karakterize eder.
• Pul pul kapanımlar sünek demir (CH) içerir.
• Küresel "dolgu", yüksek mukavemetli dökme demiri (HF) karakterize eder.

Dikkatinize "siyah" kategorisine ait metallerin kısa bir sınıflandırması ve özellikleri sunuldu. Gördüğünüz gibi, yaygın yanlış anlamalara rağmen, yapıları ve fiziksel özellikleri bakımından büyük farklılıklar gösteren çok çeşitlidirler. Dökme demir sıradan ve yaygın bir malzeme gibi görünüyor, ancak ... Hatta tamamen farklı türleri var ve bazıları da dökme demirin kendisi ve çelik sac kadar birbirinden farklı!

Atıklar gelire dönüşüyor!

Herhangi bir sınıflandırma var mı Sonuçta, her yıl milyonlarca ton çok çeşitli malzeme çöplüğe gidiyor. Herhangi bir tasnif ve tasnif işleminden geçmeden eritilmek üzere sürüler halinde mi gönderiliyorlar? Tabii ki hayır. Toplamda dokuz kategori vardır:

• 3 A. Genel, özellikle büyük parçalar dahil olmak üzere standart demirli metal atığı. Her parçanın ağırlığı bir kilogramdan az değildir. Kural olarak, parçaların kalınlığı altı milimetreyi geçmez.
• 5A. Bu durumda, hurda büyük boyutludur. Parçaların kalınlığı altı milimetreden fazladır.
• 12A. Bu kategori, yukarıda açıklanan iki çeşidin bir karışımını ifade eder.
• 17A. Genel olarak, hurda demir. Her parçanın ağırlığı yarım kilogramdan az değil, 20 kg'dan fazla değil.
• 19A. Önceki sınıfa benzer, ancak büyük boyutlu atık. Ayrıca malzemede bir miktar fosfor içeriğine izin verilir.
• 20A. Dökme demir hurdası, en büyük ebatlı kategoridir. Ağırlığı beş ton olan parçalara izin verilir. Kural olarak, buna sökülmüş, hizmet dışı bırakılmış endüstriyel ve askeri teçhizat dahildir. Gördüğünüz gibi, bu kategorideki metallerin sınıflandırılması ve özellikleri oldukça benzer.
• 22A. Ve yine, büyük boyutlu dökme demir hurda. Aradaki fark, bu durumda atık kategorisinin kullanılmış ve hizmet dışı bırakılmış sıhhi tesisat ekipmanlarını içermesidir.
• Karışım. Karışık hurda. Önemli! Aşağıdaki içerik türlerine izin verilmez: ve metal telin yanı sıra galvanizli parçalar.
• Galvanizli. Adından da anlaşılacağı gibi, bu, galvanizli parçalar içeren tüm hurdaları içerir.

Bu, demirli metallerin sınıflandırılmasıydı. Ve şimdi tüm modern endüstri ve üretimde büyük rol oynayan renkli "meslektaşlarını" tartışacağız.

Demir olmayan metaller

Metalik atomik yapıya sahip olan ancak demir ve türevlerine ait olmayan diğer tüm elementlerin adıdır. İngilizce literatürde, eşanlamlı bir kavram olan "demir dışı metal" terimini bulabilirsiniz. Demir dışı metallerin sınıflandırılması nedir?

Bölünmesi aynı anda birkaç temele dayanan aşağıdaki gruplar vardır: hafif ve ağır, asil, dağınık ve refrakter, radyoaktif ve nadir toprak çeşitleri. Demir dışı metallerin çoğu, gezegenimizdeki toplam sayıları nispeten küçük olduğu için genellikle nadir olarak sınıflandırılır.

Agresif bir ortamda, sürtünmede veya gerekirse (örneğin sensörler) çalışması gereken parçaların ve cihazların üretimi için kullanılırlar, yüksek derecede termal iletkenliğe veya elektrik akımı iletkenliğine sahiptirler. Ayrıca, nispeten küçük bir kütle ile maksimum gücün gerekli olduğu askeri, uzay ve havacılık endüstrilerinde talep edilmektedir.

Ağır metallerin sınıflandırılmasının birbirinden ayrı olduğunu unutmayın. Ancak bu şekilde mevcut değildir, ancak bu grup bakır, nikel, kobaltın yanı sıra çinko, kadmiyum, cıva ve kurşun içerir. Bunlardan aşağıda bahsedeceğimiz endüstriyel ölçekte sadece Cu ve Zn kullanılmaktadır.

Alüminyum ve buna dayalı alaşımlar

Alüminyum, "kanatlı metal". Üç türü vardır (kimyasal saflık derecesine bağlı olarak):

• En yüksek standart (özel saflık) (%99,999).
• Yüksek saflık.
• Teknik test.

İkinci tip, piyasada levhalar, çeşitli profiller ve farklı kesitlere sahip teller şeklinde mevcuttur. Ticarette AD0 ve AD1 olarak belirlenmiştir. Lütfen yüksek kaliteli alüminyumda bile Fe, Si, Gu, Mn, Zn inklüzyonlarının sıklıkla mevcut olduğunu unutmayın.

Alaşımlar

Bu durumda demir dışı metallerin sınıflandırılması nedir? Prensip olarak, karmaşık bir şey yok. Mevcut:

• Duralümin.
• Avialy.

Duraluminler, bakır ve magnezyumun eklendiği alaşımlardır. Ayrıca bakır ve magnezyumun katkı maddesi olarak kullanıldığı malzemeler de vardır. Aviallere alaşımlar da denir, ancak çok daha fazla katkı maddesi içerirler. Başlıcaları magnezyum ve silikonun yanı sıra demir, bakır ve hatta titanyumdur.

Prensip olarak, bu konu malzeme bilimi tarafından daha ayrıntılı olarak ele alınmaktadır. Metallerin sınıflandırılması alüminyum ve çeşitleri ile bitmez.

Bakır

Bugüne kadar, (saf madde içeriği %97,97) ve ekstra saf, vakum (%99,99) arasında ayrım yapıyorlar. Diğer demir dışı metallerin aksine, bakırın mekanik ve kimyasal özellikleri, bazı katkı maddelerinin en küçük safsızlıklarından bile son derece güçlü bir şekilde etkilenir.

Alaşımlar

İki büyük gruba ayrılırlar. Bu arada, bu malzemeler insanlık tarafından bin yıldan fazla bir süredir bilinmektedir:

• Pirinç. Bu bakır ve çinko kombinasyonunun adıdır.
• Bronz. Artık çinko değil, kalay olan bakır alaşımı. Bununla birlikte, on adede kadar katkı maddesi içeren bronzlar da vardır.

Titanyum

Bu metal nadirdir ve çok pahalıdır. Düşük ağırlık, imkansız dayanıklılık, düşük viskozitede farklılık gösterir. Birkaç türe ayrıldığına dikkat edin: VT1-00 (bu malzemede kirlilik miktarı ≤ %0,10), VT1-0 (katkı miktarı ≤ %0,30). Toplam yabancı safsızlık miktarı ≤ %0,093 ise, bu tür malzemeye üretimde titanyum iyodür denir.

titanyum alaşımları

Bu malzemenin alaşımları iki türe ayrılır: deforme olabilir ve doğrusal. Ek olarak, özel alt türleri ayırt edilir: ısıya dayanıklı, artırılmış plastisite. Sertleştirilmiş ve sertleştirilmemiş çeşitleri de vardır (ısıl işleme bağlı olarak).

Aslında, demir dışı metallerin ve alaşımların sınıflandırmasını tamamen düşündük. Makalenin sizin için yararlı olduğunu umuyoruz.

Alaşım kavramı, sınıflandırılması ve özellikleri.

Mühendislikte tüm metalik malzemelere metal denir. Bunlara basit metaller ve karmaşık metaller - alaşımlar dahildir.

Basit metaller, bir temel elementten ve diğer elementlerin az miktarda safsızlıklarından oluşur. Örneğin, ticari olarak saf bakır, %0,1 ila %1 oranında kurşun, bizmut, antimon, demir ve diğer elementleri içerir.

Alaşımlar- bunlar, basit bir metalin (alaşımlı baz) diğer metallerle veya metal olmayanlarla bir kombinasyonunu temsil eden karmaşık metallerdir. Örneğin pirinç, bakır ve çinko alaşımıdır. Burada alaşımın temeli bakırdır.

Bir metal veya alaşımın parçası olan kimyasal elemente bileşen denir. Alaşımda hakim olan ana bileşene ek olarak, gerekli özellikleri elde etmek için alaşımın bileşimine katılan alaşım bileşenleri de vardır. Bu nedenle, pirinç, alüminyum, silikon, demir, manganez, kalay, kurşun ve diğer alaşım bileşenlerinin mekanik özelliklerini ve korozyon direncini iyileştirmek için buna eklenir.

Bileşenlerin sayısına göre, alaşımlar iki bileşenli (çift), üç bileşenli (üçlü), vb. ayrılır. Ana ve alaşım bileşenlerine ek olarak, alaşım diğer elementlerin safsızlıklarını içerir.

Çoğu alaşım, bileşenlerin sıvı halde eritilmesiyle elde edilir. Alaşım hazırlamanın diğer yolları: sinterleme, elektroliz, süblimasyon. Bu durumda, maddelere yalancı alaşımlar denir.

Metallerin karşılıklı olarak çözünme yeteneği, basit metallerin sahip olmadığı çok çeşitli yararlı özellik kombinasyonlarına sahip çok sayıda alaşım elde etmek için iyi koşullar yaratır.

Alaşımlar, mukavemet, sertlik, işlenebilirlik vb. açısından basit metallerden üstündür. Bu nedenle teknolojide basit metallerden çok daha yaygın olarak kullanılırlar. Örneğin demir yumuşak bir metaldir ve neredeyse hiç saf haliyle kullanılmaz. Ancak teknolojide en yaygın kullanılanlar demir-karbon alaşımlarıdır - çelikler ve dökme demirler.

Teknolojinin gelişiminin şu andaki aşamasında, alaşım sayısındaki artış ve bileşimlerinin karmaşıklığı ile birlikte, özel saflıktaki metaller büyük önem taşımaktadır. Bu tür metallerdeki ana bileşenin içeriği %99,999 ila %99,999999999 arasında değişmektedir.
ve dahası. Yüksek saflıkta metallere roket bilimi, nükleer, elektronik ve diğer yeni teknoloji dalları ihtiyaç duyar.

Bileşenlerin etkileşiminin doğasına bağlı olarak, alaşımlar ayırt edilir:

1) mekanik karışımlar;

2) kimyasal bileşikler;

3) katı çözümler.

1) mekanik karışım iki bileşen katı haldeyken birbiri içinde çözünmediğinde ve kimyasal etkileşime girmediğinde oluşur. Alaşımlar - mekanik karışımlar (örneğin, kurşun - antimon, kalay - çinko) yapı olarak heterojendir ve bu bileşenlerin kristallerinin bir karışımını temsil eder. Bu durumda, alaşımdaki her bir bileşenin kristalleri, bireysel özelliklerini tamamen korur. Bu nedenle, bu tür alaşımların özellikleri (örneğin, elektrik direnci, sertlik vb.), her iki bileşenin özelliklerinin büyüklüğünün aritmetik ortalaması olarak tanımlanır.

2) katı çözümler baz metal çözücünün atomları ve çözünür elementin atomları tarafından ortak bir uzaysal kristal kafes oluşumu ile karakterize edilir.
Bu tür alaşımların yapısı, saf bir metal gibi homojen kristal tanelerden oluşur. İkame katı çözümleri ve arayer katı çözümleri vardır.

Bu tür alaşımlar arasında pirinç, bakır-nikel, demir-krom vb.

Alaşımlar - katı çözümler en yaygın olanlarıdır. Özellikleri, kurucu bileşenlerin özelliklerinden farklıdır. Örneğin, katı çözeltilerin sertliği ve elektrik direnci, saf bileşenlerinkinden çok daha yüksektir. Yüksek sünekliklerinden dolayı dövme ve diğer basınç işlemlerine uygundurlar. Katı çözeltilerin döküm özellikleri ve işlenebilirliği düşüktür.

3) Kimyasal bileşikler katı çözeltiler gibi homojen alaşımlardır. Katılaştıklarında, alaşımı oluşturan bileşenlerin kafeslerinden farklı olan tamamen yeni bir kristal kafes oluşur. Bu nedenle, bir kimyasal bileşiğin özellikleri bağımsızdır ve bileşenlerin özelliklerine bağlı değildir. Kimyasal bileşikler, alaşımlı bileşenlerin kesin olarak tanımlanmış bir nicel oranında oluşturulur. Bir kimyasal bileşiğin alaşım bileşimi, bir kimyasal formül ile ifade edilir. Bu alaşımlar genellikle yüksek elektrik direncine, yüksek sertliğe ve düşük sünekliğe sahiptir. Bu nedenle, demirin karbon - sementit (Fe 3 C) ile kimyasal bileşimi, saf demirden 10 kat daha serttir.

Metaller binlerce yıldır insan tarafından kullanılmaktadır. İnsanlığın gelişiminin belirleyici dönemleri metal isimleriyle adlandırılır: Tunç Çağı, Demir Çağı, Dökme Demir Çağı, vb. Çevremizdeki hiçbir metal ürün %100 demir, bakır, altın veya başka bir metal değildir. Herhangi birinde, bir kişi tarafından kasıtlı olarak eklenen katkı maddeleri ve bir kişinin iradesine karşı düşen zararlı kirlilikler vardır.

Kesinlikle saf metal ancak bir uzay laboratuvarında elde edilebilir. Gerçek hayattaki diğer tüm metaller alaşımlardır - metalurjik üretim sürecinde kasıtlı olarak elde edilen iki veya daha fazla metalin (ve metal olmayanların) katı bileşikleri.

sınıflandırma

Metalurji uzmanları metal alaşımlarını çeşitli kriterlere göre sınıflandırır:

Metaller ve bunlara dayalı alaşımlar farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir.

Kütle oranı en büyük olan metale baz denir.

alaşım özellikleri

Metal alaşımlarının sahip olduğu özellikler aşağıdakilere ayrılır:

Bu özellikleri ölçmek için elastik limit, Hooke modülü, viskozite katsayısı ve diğerleri gibi özel fiziksel nicelikler ve sabitler tanıtılır.

Ana alaşım türleri

En çok sayıda metal alaşımı türü demir temelinde yapılır. Bunlar çelikler, dökme demirler ve ferritlerdir.

Çelik, endüstriyel tesisler ve ev aletleri, su, kara ve hava taşımacılığı, alet ve demirbaşlar için parça ve muhafaza üretiminde kullanılan, %2,4'ten fazla olmayan karbon içeren demir bazlı bir maddedir. Çelikler çok çeşitli özelliklere sahiptir. Yaygın olanlar güç ve esnekliktir. Bireysel çelik kalitelerinin bireysel özellikleri, eritme sırasında eklenen alaşım katkı maddelerinin bileşimi ile belirlenir. Periyodik tablonun yarısı hem metal hem de metal olmayan katkı maddeleri olarak kullanılır. Bunların en yaygın olanları krom, vanadyum, nikel, bor, manganez, fosfordur.

Karbon içeriği %2,4'ten fazlaysa, böyle bir maddeye dökme demir denir. Dökme demir çelikten daha kırılgandır. Küçük dinamik olanlarla büyük statik yüklere dayanmanın gerekli olduğu yerlerde kullanılırlar. Dökme demir, büyük takım tezgahları ve teknolojik ekipmanlar için çerçevelerin imalatında, çalışma masaları için tabanların imalatında, çitlerin, ızgaraların ve dekor öğelerinin dökümünde kullanılır. 19. ve 20. yüzyılın başlarında, dökme demir yapılarda yaygın olarak kullanıldı. Dökme demir köprüler İngiltere'de bu güne kadar hayatta kaldı.

Belirgin manyetik özelliklere sahip yüksek karbon içeriğine sahip maddelere ferrit denir. Transformatör ve indüktör imalatında kullanılırlar.

% 5 ila 45 çinko içeren bakır bazlı metal alaşımlara pirinç denir. Pirinç, korozyona karşı çok hassas değildir ve makine mühendisliğinde yapısal bir malzeme olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bakıra çinko yerine kalay eklerseniz bronz elde edersiniz. Bu belki de birkaç bin yıl önce atalarımız tarafından bilinçli olarak elde edilen ilk alaşımdır. Bronz, hem kalaydan hem de bakırdan çok daha güçlüdür ve sadece iyi dövülmüş çelikten daha düşük mukavemetlidir.

Kurşun bazlı maddeler, başta piller ve akümülatörler olmak üzere elektrokimyasal ürünlerin yanı sıra telleri ve boruları lehimlemek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Silisyum, magnezyum veya bakırın dahil edildiği alüminyum bazlı iki bileşenli malzemeler, düşük özgül ağırlık ve yüksek işlenebilirlik ile karakterize edilir. Motor yapımında, havacılık endüstrisinde ve elektrikli bileşenlerin ve ev aletlerinin üretiminde kullanılırlar.

çinko alaşımları

Çinko bazlı alaşımlar, düşük erime noktalarına, korozyon direncine ve mükemmel işlenebilirliğe sahiptir. Makine mühendisliğinde, bilgisayar ve ev aletleri üretiminde ve yayıncılıkta kullanılırlar. İyi sürtünme önleyici özellikler, yatak kovanları için çinko alaşımlarının kullanılmasına izin verir.

titanyum alaşımları

Titanyum en erişilebilir metal değildir, üretilmesi zor ve işlenmesi zordur. Bu eksiklikler, titanyum alaşımlarının benzersiz özellikleriyle giderilir: yüksek mukavemet, düşük özgül ağırlık, yüksek sıcaklıklara direnç ve agresif ortamlar. Bu malzemelerin işlenmesi zordur, ancak özellikleri ısıl işlemle geliştirilebilir.

Alüminyum ve az miktarda diğer metallerle alaşım yapmak, gücü ve ısı direncini artırır. Aşınma direncini arttırmak için malzemeye azot eklenir veya çimentolanır.

Titanyum bazlı metal alaşımları aşağıdaki alanlarda kullanılmaktadır:

1. 1. • havacılık;
      • kimyasal;
      • atomik;
      • kriyojenik;
      • gemi yapımı;
      • protez.

Alüminyum alaşımları

20. yüzyılın ilk yarısı çelik yüzyılıysa, ikinci yarısı da haklı olarak alüminyum yüzyılı olarak adlandırıldı.

Bu hafif metalden yapılmış ürün veya parçaların bulunmayacağı bir insan faaliyeti dalını adlandırmak zordur.

Alüminyum alaşımları ikiye ayrılır:

1. 1. • Dökümhane (silikonlu). Sıradan dökümler elde etmek için kullanılırlar.
      • Enjeksiyon kalıplama için (manganezli).
      • Artan mukavemet, kendi kendine sertleşme kabiliyetine sahip (bakır ile).

Alüminyum bileşiklerinin ana avantajları:

1. 1. • kullanılabilirlik.
      • Küçük özgül ağırlık.
      • dayanıklılık
      • Soğuk direnç.
      • İyi işlenebilirlik.
      • Elektiriksel iletkenlik.

Alaşımlı malzemelerin ana dezavantajı düşük ısı direncidir. 175 °C'ye ulaştıktan sonra mekanik özelliklerde keskin bir bozulma olur.

Bir diğer uygulama alanı ise silah üretimidir. Alüminyum esaslı maddeler güçlü sürtünme ve darbelere maruz kaldıklarında kıvılcım çıkarmazlar. Tekerlekli ve uçan askeri teçhizat için hafif zırh üretmek için kullanılırlar.

Alüminyum alaşımlı malzemeler, elektrik mühendisliği ve elektronikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek iletkenlik ve çok düşük mıknatıslanma, onları çeşitli radyo ve iletişim cihazları, bilgisayarlar ve akıllı telefonlar için muhafazaların üretimi için ideal kılar.

Küçük bir demir fraksiyonunun bile varlığı, malzemenin gücünü önemli ölçüde arttırır, ancak aynı zamanda korozyon direncini ve sünekliğini de azaltır. Malzemenin gereksinimlerine bağlı olarak demir içeriğinde bir uzlaşma bulunur. Demirin olumsuz etkisi, bağa kobalt, manganez veya krom gibi metaller eklenerek telafi edilir.

Magnezyum esaslı malzemeler alüminyum alaşımlarıyla rekabet eder, ancak daha yüksek fiyatları nedeniyle sadece en kritik ürünlerde kullanılırlar.

bakır alaşımları

Genellikle, bakır alaşımlarının çeşitli pirinç dereceleri anlamına geldiği anlaşılır. %5-45 çinko içeriği ile pirinç kırmızı (tompac) ve %20-35 içeriği ile sarı olarak kabul edilir.

Pirinç, kesme, döküm ve damgalama yoluyla mükemmel işlenebilirliği nedeniyle, yüksek hassasiyet gerektiren küçük parçaların üretimi için ideal bir malzemedir. Birçok ünlü İsviçre kronometresinin dişlileri pirinçten yapılmıştır.

Pirinç - bakır ve çinko karışımı

Az bilinen bir bakır ve silikon alaşımına silikon bronz denir. Son derece dayanıklıdır. Bazı kaynaklara göre efsanevi Spartalılar kılıçlarını silikon bronzdan dövdüler. Silisyum yerine fosfor eklersek, membran ve yaprak yay üretimi için mükemmel bir malzeme elde ederiz.

karbür

Bunlar, 1100 °C'ye kadar yüksek sıcaklıklarda da özelliklerini koruyan, aşınmaya dayanıklı ve yüksek sertlikte demir esaslı malzemelerdir.

Ana katkı maddesi olarak krom, titanyum, tungsten karbürler, yardımcı olarak nikel, kobalt, rubidyum, rutenyum veya molibden kullanılır.

Başlıca uygulama alanları şunlardır:

1. 1. • Kesici aletler (frezeler, matkaplar, kılavuzlar, kalıplar, kesiciler vb.).
      • Ölçme araçları ve ekipmanları (cetveller, kareler, kumpaslar özel düzgünlük ve stabiliteye sahip çalışma yüzeyleri).
      • Pullar, matrisler ve zımbalar.
      • Haddehaneler ve kağıt makineleri ruloları.
      • Madencilik ekipmanları (kırıcılar, kesiciler, ekskavatör kepçeleri).
      • Nükleer ve kimyasal reaktörlerin ayrıntıları ve bileşenleri.
      • Araçların, endüstriyel ekipmanların ve örneğin Burj-Dubai kulesi gibi benzersiz bina yapılarının çok yüklü parçaları.

Karbür malzemelerin başka uygulama alanları da vardır.