آلیاژ یک ماده مرکب همگن است. خواص آلیاژی

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

کلمه "آلیاژ" را همه شنیده اند و برخی آن را مترادف با واژه "فلز" می دانند. اما این مفاهیم متفاوت است. فلزات گروهی از عناصر شیمیایی مشخصه هستند، در حالی که آلیاژ محصول ترکیب آنهاست. در شکل خالص آن، فلزات عملاً مورد استفاده قرار نمی گیرند، علاوه بر این، به دست آوردن آنها به شکل خالص آنها دشوار است. در حالی که آلیاژها در همه جا وجود دارند.

آلیاژ چیست

بیایید نگاهی دقیق تر به این موضوع بیندازیم. بنابراین، یک آلیاژ ترکیبی از چند فلز یا یک و مواد افزودنی غیرفلزی مختلف است. چنین اتصالاتی در همه جا استفاده می شود. آلیاژ یک سیستم همگن ماکروسکوپی است که از ذوب به دست می آید. آنها از زمان های قدیم شناخته شده اند، زمانی که بشریت با استفاده از فناوری های ابتدایی، تولید چدن، برنز و کمی بعد فولاد را یاد گرفت.

تولید و استفاده از این مواد به این دلیل است که می توان آلیاژی با خواص فن آوری مطلوب به دست آورد، در حالی که بسیاری از ویژگی ها (استحکام، سختی، مقاومت در برابر خوردگی و غیره) بالاتر از ویژگی هایاجزای جداگانه آن.

گونه اصلی

آلیاژها چگونه طبقه بندی می شوند؟ این کار با توجه به نوع فلز که اساس اتصال است انجام می شود، یعنی:

1. مشکی. پایه آن آهنی است. آلیاژهای آهنی شامل انواع فولادها و چدن ها می شود.
2. رنگی. پایه یکی از فلزات غیر آهنی است. رایج ترین آلیاژهای غیر آهنی بر پایه مس و آلومینیوم هستند.
3. آلیاژهای فلزی کمیاب. بر اساس وانادیم، نیوبیم، تانتالم، تنگستن. عمدتاً در مهندسی برق استفاده می شود.
4. آلیاژهای فلزات رادیواکتیو.

به جزء اصلی، عناصر دیگری به آلیاژ اضافه می شود - فلزات و غیرفلزات، که خواص فنی آن را بهبود می بخشد. به این مواد افزودنی آلیاژی می گویند. همچنین، ناخالصی های مضر در آلیاژها وجود دارد - اگر مقدار مجاز آنها بیش از حد مجاز باشد، بسیاری از ویژگی های مواد کاهش می یابد. بنابراین، اکنون می دانید که آلیاژ چیست.

آلیاژهاینیز بر اساس تعداد اجزا به دو دسته، سه تایی و غیره طبقه بندی می شوند. با توجه به همگنی ساختار - به همگن و ناهمگن. با خواص متمایز - ذوب و نسوز، با استحکام بالا، مقاوم در برابر حرارت، ضد اصطکاک، مقاوم در برابر خوردگی و مواد با خواص ویژه.

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی آلیاژها عملکرد مواد را هنگام قرار گرفتن در معرض نیروهای خارجی تعیین می کند. به منظور یافتن ویژگی های اتصال، نمونه تحت آزمایش های مختلفی قرار می گیرد (کشش، خراش، بارگذاری، فشار دادن یک توپ فلزی یا مخروط الماس در آن، مطالعه زیرمیکروسکوپ) برای تعیین استحکام، الاستیسیته، پلاستیسیته.

فیزیکی

ترکیب یک آلیاژ خواص فیزیکی آن را تعیین می کند. اینها شامل وزن مخصوص، رسانایی الکتریکی، نقطه ذوب، ظرفیت حرارتی ویژه، ضریب انبساط حجمی و خطی است. خواص فیزیکی نیز شامل خواص مغناطیسی آلیاژها می شود. آنها با القای باقیمانده و نفوذپذیری مغناطیسی مشخص می شوند.

شیمیایی

خواص شیمیایی آلیاژ چیست؟ اینها ویژگی هایی هستند که نحوه واکنش مواد به تأثیر عوامل مختلف فعال از جمله عوامل تهاجمی را تعیین می کنند. تأثیر شیمیایی محیط را می توان به صورت بصری مشاهده کرد: آهن در اثر زنگ زدگی "خورده" می شود، یک پوشش سبز رنگ از اکسیدها روی برنز ظاهر می شود، فولاد در اسید سولفوریک حل می شود.

در متالورژی و مهندسی سنگین، روش‌های زیادی برای مبارزه با تأثیر تهاجمی محیط خارجی استفاده می‌شود: مواد جدید و مقاوم‌تر بر پایه مس، تیتانیوم و نیکل در حال توسعه هستند، آلیاژها با لایه‌های محافظ پوشانده می‌شوند - لاک‌ها، رنگ ها، فیلم های اکسید، ساختار آنها را بهبود می بخشد. در نتیجه عوامل محیطی منفی، صنعت سالانه میلیون ها تن فولاد و چدن خسارت می بیند.

فناوری

قابلیت ساخت - چیست؟ یک آلیاژ در صنعت به خودی خود مورد نیاز نیست، هر بخشی از آن ساخته می شود. در نتیجه، مواد گرم می شود، برش داده می شود، تغییر شکل می یابد، عملیات حرارتی انجام می شود و دستکاری های دیگر انجام می شود. قابلیت ساخت عبارت است از توانایی یک آلیاژ برای قرار گرفتن در معرض روش های مختلف گرم وکار سرد، مانند ذوب، پخش آسان و پر کردن قالب، تغییر شکل گرم یا سرد (جعل، مهر زنی سرد و گرم)، جوشکاری، برش فلز.

خواص فناوری را می توان به: تقسیم کرد

1. ریخته گری. ویژگی آنها سیال بودن - توانایی پر کردن قالب برای ریخته گری، انقباض (درصد کاهش حجم پس از سرد شدن، انجماد) و جداسازی - فرآیند پیچیده ای است که در آن ساختار ناهمگن ماده در قسمت های مختلف ریخته گری تشکیل می شود.
2. جعل پذیری. این توانایی یک آلیاژ برای تغییر شکل تحت بارگذاری ضربه و گرفتن شکل مورد نظر بدون از دست دادن یکپارچگی است. برخی از فلزات فقط در زمان گرم شدن چکش خوار هستند، برخی دیگر هم سرد و هم گرم. به عنوان مثال، فولاد به شکل گرم آهنگری می شود. آلیاژهای آلومینیوم و برنج در دمای اتاق به خوبی شکل دلخواه را به خود می گیرند. برنز در برابر تغییر شکل ضربه ای مناسب نیست، در حالی که چدن ها انعطاف پذیر نیستند و تحت تاثیر چکش از بین می روند (به استثنای چدن چکش خوار).
3. جوش پذیری. فولاد کم کربن جوش پذیری خوبی دارد، این ویژگی برای فولادهای پر آلیاژ و چدن بسیار بدتر است.