Aloi za metali: maelezo, orodha na vipengele vya programu

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Maendeleo yanatambuliwa na uboreshaji. Uboreshaji wa uwezo wa viwanda na wa ndani unafanywa kwa kutumia vifaa vyenye sifa zinazoendelea. Hizi ni, hasa, metali za alloyed. Utofauti wao unaamuliwa na uwezekano wa kusahihisha utunzi wa kiasi na ubora wa vipengele vya aloi.

Chuma cha Asili cha Aloi

Chuma cha kwanza kilichoyeyushwa, ambacho kilitofautiana na jamaa zake katika sifa zake, kilikuwa na aloi ya asili. Iron iliyoyeyushwa ya meteoric ya kabla ya historia ilikuwa na kiasi kilichoongezeka cha nikeli. Ilipatikana katika mazishi ya Misri ya kale ya milenia 4-5 BC. e., mnara wa usanifu wa Qutab Minar huko Delhi (karne ya 5) ilijengwa kutoka sawa. Panga za damaski za Kijapani zilitengenezwa kwa chuma kilichojaa molybdenum, na chuma cha Damascus kilikuwa na tungsten, tabia ya kukata kisasa ya kasi ya juu. Hizi zilikuwa madini, madini ambayo yalichimbwa kutoka sehemu fulani.

Aloi za utayarishaji wa kisasa zinaweza kuwa na metali asilia naasili isiyo ya metali, ambayo inaonekana katika sifa na sifa zao.

Njia ya kihistoria

Msingi wa ukuzaji wa aloyi uliwekwa na uhalali wa njia ya kuyeyusha chuma huko Uropa katika karne ya 18. Katika toleo la zamani zaidi, crucibles zilitumika katika nyakati za zamani, pamoja na kuyeyusha damaski na chuma cha Damascus. Mwanzoni mwa karne ya 18, teknolojia hii iliboreshwa kwa kiwango cha viwanda na kuifanya iwezekane kurekebisha muundo na ubora wa nyenzo za chanzo.

• Ugunduzi wa wakati mmoja wa vipengele vingi zaidi vya kemikali vipya uliwasukuma watafiti kwenye majaribio ya majaribio ya kuyeyusha.
• Athari mbaya ya shaba kwenye ubora wa chuma imethibitishwa.
• Shaba iliyo na 6% ya chuma imegunduliwa.

Majaribio yalifanywa kwa kuzingatia athari za ubora na kiasi kwenye aloi ya chuma ya tungsten, manganese, titanium, molybdenum, cob alt, chromium, platinamu, nikeli, alumini na zingine.

Uzalishaji wa kwanza wa kiviwanda wa chuma kilichochanganywa na manganese ulianzishwa mwanzoni mwa karne ya 19. Imetengenezwa tangu 1856 kama sehemu ya mchakato wa kuyeyusha Bessemer.

Sifa za doping

Uwezekano wa kisasa hurahisisha kuyeyusha aloi za metali za muundo wowote. Kanuni za msingi za teknolojia inayohusika:

1. Vipengee huchukuliwa kuwa aloi iwapo vitatambulishwa kimakusudi na maudhui ya kila moja yanazidi 1%.
2. Sulfuri, hidrojeni, fosforasi huchukuliwa kuwa uchafu. kama isiyo ya chumamjumuisho, boroni, nitrojeni, silicon hutumiwa, mara chache - fosforasi.
3. Aloi kwa wingi ni utangulizi wa viambajengo katika dutu iliyoyeyushwa ndani ya mfumo wa uzalishaji wa metallurgiska. Uso ni njia ya kueneza kwa safu ya uso na vipengele muhimu vya kemikali chini ya ushawishi wa joto la juu.
4. Wakati wa mchakato, viungio hubadilisha muundo wa fuwele wa nyenzo za "binti". Wanaweza kuunda ufumbuzi wa kupenya au kutengwa, na pia kuwekwa kwenye mipaka ya miundo ya metali na isiyo ya chuma, na kuunda mchanganyiko wa mitambo ya nafaka. Kiwango cha umumunyifu wa vipengele katika kila kimoja kina jukumu kubwa hapa.

Vijenzi vya aloi

Kulingana na uainishaji wa jumla, metali zote zimegawanywa katika feri na zisizo na feri. Nyeusi ni pamoja na chuma, chromium na manganese. zisizo na feri zimegawanywa katika mwanga (alumini, magnesiamu, potasiamu), nzito (nikeli, zinki, shaba), vyeo (platinamu, fedha, dhahabu), kinzani (tungsten, molybdenum, vanadium, titanium), mwanga, ardhi adimu na mionzi.. Aloi ni pamoja na aina mbalimbali za metali nyepesi, nzito, nzuri na kinzani zisizo na feri, pamoja na zote za feri.

Kulingana na uwiano wa vipengele hivi na wingi mkuu wa aloi, aloi ya mwisho imegawanywa katika aloi ya chini (3%), aloi ya kati (3-10%) na aloi ya juu (zaidi ya 10). %).

Vyuma vya aloi

Kiteknolojia, mchakato hausababishi matatizo. Safu ni pana sana. Malengo makuu kwavyuma ni kama ifuatavyo:

• Ongeza nguvu.
• Boresha matokeo ya matibabu ya joto.
• Kuongeza upinzani dhidi ya kutu, upinzani wa joto, ukinzani wa joto, ukinzani wa joto, ukinzani dhidi ya hali mbaya ya kazi, muda wa huduma.

Vipengele vikuu ni aloi ya feri na metali kinzani, ambayo ni pamoja na Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, pamoja na Al, Ni, Cu isiyo na feri.

Chromium na nikeli ni viambajengo vikuu vinavyofafanua chuma cha pua (X18H9T), pamoja na chuma kinachostahimili joto, hali ya uendeshaji ambayo ina sifa ya halijoto ya juu na mizigo ya mshtuko (15X5). Hadi 1.5% hutumika kwa fani na sehemu za msuguano (15HF, SHKH15SG)

Manganese ni sehemu ya msingi ya vyuma vinavyostahimili uchakavu (110G13L). Kwa kiasi kidogo, huchangia katika uondoaji oksijeni, kupunguza mkusanyiko wa fosforasi na salfa.

Silikoni na vanadium ni vipengele vinavyoongeza unyumbufu kwa kiasi fulani na hutumiwa kutengeneza chemchemi na chemchemi (55C2, 50HFA).

Alumini inatumika kwa chuma chenye ukinzani mkubwa wa umeme (X13Y4).

Maudhui muhimu ya tungsten ni ya kawaida kwa vyuma vinavyostahimili kasi ya juu (R9, R18K5F2). Uchimbaji wa chuma wa aloi unaotengenezwa kutokana na nyenzo hii huwa na tija zaidi na sugu kwa kuwasha kuliko zana ile ile iliyotengenezwa kwa chuma cha kaboni.

Vyuma vya aloi vimetumika kila siku. Wakati huo huo, aloi zinazoitwa na mali ya kushangaza, pia zilizopatikana kwa njia za alloying, zinajulikana. Kwa hiyo "chuma cha mbao" kina chromium 1%.na 35% ya nickel, ambayo huamua conductivity yake ya juu ya mafuta, tabia ya kuni. Almasi pia inajumuisha kaboni 1.5%, chromium 0.5% na tungsten 5%, ambayo ina sifa ya kuwa ngumu zaidi, sawa na almasi.

Kutenganisha chuma cha kutupwa

Aini za kutupwa hutofautiana na vyuma kwa kiwango kikubwa cha kaboni (kutoka 2.14 hadi 6.67%), ugumu wa juu na upinzani wa kutu, lakini nguvu ndogo. Ili kupanua anuwai ya sifa na matumizi muhimu, hutiwa chromium, manganese, alumini, silikoni, nikeli, shaba, tungsten, vanadium.

Kutokana na sifa maalum za nyenzo hii ya chuma-kaboni, uunganishaji wake ni mchakato mgumu zaidi kuliko chuma. Kila moja ya vipengele huathiri mabadiliko ya fomu za kaboni ndani yake. Kwa hivyo manganese inachangia malezi ya grafiti "sahihi", ambayo huongeza nguvu. Kuanzishwa kwa nyingine husababisha mpito wa kaboni hadi hali ya bure, upaukaji wa chuma cha kutupwa na kupungua kwa sifa zake za mitambo.

Teknolojia inachanganyikiwa na halijoto ya chini ya kuyeyuka (kwa wastani, hadi 1000 ˚C), wakati kwa vipengele vingi vya aloi inazidi kiwango hiki kwa kiasi kikubwa.

Aloyi tata ndiyo yenye ufanisi zaidi kwa pasi za chuma. Wakati huo huo, mtu anapaswa kuzingatia kuongezeka kwa uwezekano wa kutengwa kwa castings vile, hatari ya kupasuka, na kasoro za kutupa. Ni busara zaidi kutekeleza mchakato wa kiteknolojia katika tanuu za sumakuumeme na induction. Hatua ya lazima ya kufuatana ni matibabu ya joto ya hali ya juu.

Pani za chuma za Chromium zina sifa ya kustahimili uchakavu wa juu, uimara, ukinzani wa joto, ukinzani wa kuzeeka na kutu (CH3, CH16). Zinatumika katika uhandisi wa kemikali na katika utengenezaji wa vifaa vya metallurgiska.

Paini za kutupwa zilizowekwa pamoja na silikoni hutofautishwa na ukinzani mkubwa wa kutu na ukinzani kwa misombo ya kemikali yenye fujo, ingawa zina sifa za kuridhisha za kiufundi (ChS13, ChS17). Zinaunda sehemu za vifaa vya kemikali, mabomba na pampu.

Pani za kutupwa zinazostahimili joto ni mfano wa aloi changamano yenye tija kubwa. Zina madini ya feri na aloi kama chromium, manganese, nikeli. Wao ni sifa ya upinzani wa juu wa kutu, upinzani wa kuvaa na upinzani wa mizigo ya juu chini ya hali ya juu ya joto - sehemu za turbines, pampu, injini, vifaa vya sekta ya kemikali (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh).

Kijenzi muhimu ni shaba, ambayo hutumika pamoja na metali nyingine, huku ikiongeza sifa za utupaji za aloi.

Shaba ya aloi

Imetumika katika umbo safi na kama sehemu ya aloi za shaba, ambazo zina aina mbalimbali kulingana na uwiano wa vipengele vya msingi na vya aloyi: shaba, shaba, cupronickel, fedha ya nikeli na vingine.

Shaba safi - aloi iliyo na zinki - haijatiwa aloi. Ikiwa ina alloying metali zisizo na feri kwa kiasi fulani, inachukuliwa kuwa multicomponent. Shaba ni aloi na viambajengo vingine vya metali,inaweza kuwa bati na isiyo na bati, ni alloyed katika hali zote. Ubora wao unaimarishwa kwa msaada wa Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si.

Maudhui ya silicon katika misombo ya shaba huongeza upinzani wao wa kutu, nguvu na unyumbufu; bati na risasi - kuamua sifa za kupambana na msuguano na sifa chanya kuhusu machinability; nickel na manganese - vipengele vya kinachojulikana aloi zilizopigwa, ambazo pia zina athari nzuri juu ya upinzani wa kutu; chuma huboresha sifa za kiufundi, huku zinki ikiboresha sifa za kiteknolojia.

Hutumika katika uhandisi wa umeme kama malighafi kuu kwa ajili ya utengenezaji wa waya mbalimbali, nyenzo za utengenezaji wa sehemu muhimu za vifaa vya kemikali, uhandisi wa mitambo na vifaa, katika mabomba na vibadilisha joto.

Alumini aloi

Inatumika kama aloi za kusukwa au za kutupwa. Metali zilizo na msingi wake ni misombo na shaba, manganese au magnesiamu (duralumins na wengine), mwisho ni misombo na silicon, kinachojulikana kama silumini, wakati chaguzi zao zote zinazowezekana zimeunganishwa na Cr, Mg, Zn, Co, Cu, Si.

Shaba huongeza upenyo wake; silicon - fluidity na sifa za ubora wa juu; chromium, manganese, magnesiamu - kuboresha nguvu, mali ya kiteknolojia ya kufanya kazi kwa shinikizo na upinzani wa kutu. Pia, B, Pb, Zr,Ti, Bi.

Chuma ni kiungo kisichohitajika, lakini hutumika kwa kiasi kidogo katika utengenezaji wa karatasi ya alumini. Silumini hutumiwa kwa kutupa sehemu muhimu na nyumba katika uhandisi wa mitambo. Duralumini na aloi za kukanyaga zenye msingi wa alumini ni malighafi muhimu kwa utengenezaji wa vipengee vya ganda, ikiwa ni pamoja na miundo ya kubeba mizigo, katika sekta ya ndege, ujenzi wa meli na uhandisi wa mitambo.

Metali zilizochanganywa hutumika katika maeneo yote ya tasnia kama zile ambazo zimeboresha sifa za kiufundi na kiufundi ikilinganishwa na nyenzo asili. Aina mbalimbali za vipengele vya aloi na uwezo wa teknolojia za kisasa huruhusu aina mbalimbali za marekebisho ambayo yanapanua uwezekano wa sayansi na teknolojia.