Ismerje meg a fémötvözet tulajdonságait, összetételét és gyártását
Az ötvözetek egy fémből és egy vagy több fém vagy nem fém elemből álló fémes vegyületek.
A közös ötvözetek példái közé tartoznak a következők:
Tulajdonságok
Az egyes tiszta fémek hasznos tulajdonságokkal rendelkezhetnek, például jó elektromos vezetőképesség , nagy szilárdság és keménység, vagy hő- és korrózióállóság .
A kereskedelmi fémötvözetek megpróbálják kombinálni ezeket a kedvező tulajdonságokat annak érdekében, hogy olyan fémet hozzanak létre, amely egy adott alkalmazásnál előnyösebb, mint bármelyik összetevője.
Az acél fejlesztése például a szén és a vas (kb. 99% vasat és 1% szén-dioxidot) megfelelő kombinációjának megtalálásához szükséges ahhoz, hogy egy fém, amely erősebb, könnyebb és működőképesebb fém, mint a tiszta vas .
Az új ötvözetek pontos tulajdonságait nehéz kiszámítani, mivel az elemek nem csupán kombinációvá válnak, hanem részegységek összegévé válnak, hanem olyan vegyi kölcsönhatások révén alakulnak ki, amelyek az alkotóelemektől és a gyártási módtól függenek. Ennek eredményeképpen sok új tesztelésre van szükség az új fémötvözetek fejlesztésében.
Egy bizonyos dolog, hogy amikor a fémeket ötvözik, az olvadási hőmérsékletet mindig befolyásolja. Galisztán® , galliumot , ónot és indiátot tartalmazó alacsony olvadékú ötvözet folyékony, -18 ° C-ot meghaladó hőmérsékleten, ami azt jelenti, hogy olvadáspontja 50 ° C-kal alacsonyabb, mint a tiszta gallium és több mint 212 ° F (100 ° C) az indium és ón alatt.
A Galinstan® és a Wood's Metal példái az eutektikus ötvözetek. Az eutektikus ötvözetek bármely olyan ötvözet kombináció legalacsonyabb olvadáspontját tartalmazzák, amely ugyanazokat az elemeket tartalmazza.
Összetétel
Több ezer ötvözet-kompozíció van a rendszeres termelésben, míg új összetételeket rendszeresen fejlesztenek.
Az elfogadott standard készítmények közé tartoznak az alkotóelemek tisztasági szintjei (súlytartalom alapján).
A közös ötvözetek sminkjét, valamint mechanikai és fizikai tulajdonságait szabványosítják olyan nemzetközi szervezetek, mint az ISO, az SAE International és az ASTM International.
Termelés
Egyes fémötvözetek természetesen előfordulnak, és kevés feldolgozást igényelnek ipari minőségű anyagok átalakítására. A ferroötvözeteket, például a ferro-krómot és a ferro-szilíciumot például kevert ércek megolvasztásával állítják elő, és különböző acélok előállításához használják.
A kereskedelmi és kereskedelmi ötvözetek azonban általában nagyobb feldolgozást igényelnek, és leggyakrabban az olvadt fémek szabályozott környezetben való összekeverésével jönnek létre. Mégis, tévesen gondolnánk arra, hogy a fémek ötvözése egyszerű folyamat.
Például ha az olvadt alumíniumot egyszerűen megolvasztanák az olvadt ólommal , azt találnánk, hogy rétegekké válnak, mint az olaj és a víz. Az olvadt fémek, vagy a fémek nem-fémekkel történő összekeverésére szolgáló eljárás nagymértékben változik a szükséges elemek tulajdonságaitól függően.
A fém elemek nagy különbségeket mutatnak a hő- és gáztömegükben. Miközben olyan elemek, mint a tűzálló fémek magas hőmérsékleten stabilak, mások kölcsönhatásba lépnek a környezettel, ami befolyásolhatja a tisztasági szinteket és végső soron az ötvözet minőségét.
Fontos szempontok, amikor a fémek ötvözetébe beletartozik az összetevő fémek olvadáspontja, a szennyeződési szintek, a keverési környezet és az ötvözési eljárás.
Bizonyos esetekben köztes ötvözeteket kell készíteni annak érdekében, hogy meggyőzzék a kombinálandó elemeket.
95,5% alumínium és 4,5% réz ötvözetét előállítva először a két elem 50% -os keverékét állítjuk elő. Ez a keverék alacsonyabb olvadásponttal rendelkezik, mint bármely tiszta alumínium vagy tiszta réz, és "keményítőötvözetként" működik. Ezután az olvadt alumíniumot olyan sebességgel vezetjük be, amely a megfelelő ötvözetkeveréket hozza létre.
Források: Utca, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metálok az ember szolgálatában . 11. kiadás (1998).