Legeringsmetale: beskrywing, lys en toepassingskenmerke

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Ontwikkeling word geïdentifiseer met verbetering. Die verbetering van industriële en huishoudelike vermoëns word uitgevoer deur die gebruik van materiale met progressiewe eienskappe. Dit is veral gelegeerde metale. Hulle diversiteit word bepaal deur die moontlikheid om die kwantitatiewe en kwalitatiewe samestelling van legeringselemente reg te stel.

Natuurlike Allooistaal

Die eerste gesmelte yster, wat van sy familielede in sy eienskappe verskil het, was natuurlik gelegeer. Gesmelte prehistoriese meteoriese yster het 'n groter hoeveelheid nikkel bevat. Dit is gevind in antieke Egiptiese begrafnisse van 4-5 millennia vC. e., die argitektoniese monument van Qutab Minar in Delhi (5de eeu) is uit dieselfde gebou. Japannese damast-swaarde is gemaak van yster wat met molibdeen versadig is, en Damaskus-staal het wolfraam bevat, kenmerkend van moderne hoëspoedsnywerk. Dit was metale, waarvan die erts van sekere plekke ontgin is.

Moderne produksie-legerings kan natuurlik voorkomende metaal- ennie-metaaloorsprong, wat in hul eienskappe en eienskappe weerspieël word.

Historiese pad

Die grondslag vir die ontwikkeling van legering is gelê deur die regverdiging van die smeltkroesmetode om staal in Europa in die 18de eeu te smelt. In 'n meer primitiewe weergawe is smeltkroeë in antieke tye gebruik, onder meer vir die smelt van damast en Damaskus-staal. Aan die begin van die 18de eeu is hierdie tegnologie op industriële skaal verbeter en dit moontlik gemaak om die samestelling en kwaliteit van die bronmateriaal aan te pas.

• Die gelyktydige ontdekking van meer en meer nuwe chemiese elemente het navorsers tot eksperimentele smelteksperimente gedryf.
• Die negatiewe effek van koper op die kwaliteit van staal is vasgestel.
• Geelkoper wat 6% yster bevat is ontdek.

Eksperimente is uitgevoer in terme van kwalitatiewe en kwantitatiewe effekte op die staallegering van wolfram, mangaan, titanium, molibdeen, kob alt, chroom, platinum, nikkel, aluminium en ander.

Die eerste industriële produksie van staal wat met mangaan gelegeer is, is aan die begin van die 19de eeu gevestig. Dit is sedert 1856 ontwikkel as deel van die Bessemer-smeltproses.

Kenmerke van doping

Moderne moontlikhede maak dit moontlik om gelegeerde metale van enige samestelling te smelt. Die basiese beginsels van die betrokke tegnologie:

1. Komponente word slegs as legering beskou as hulle doelgerig ingestel word en die inhoud van elkeen 1% oorskry.
2. Swael, waterstof, fosfor word as onsuiwerhede beskou. as nie-metaalinsluitings, boor, stikstof, silikon word gebruik, selde - fosfor.
3. Grootmaat legering is die inbring van komponente in 'n gesmelte stof binne die raamwerk van metallurgiese produksie. Oppervlakte is 'n metode van diffusieversadiging van die oppervlaklaag met die nodige chemiese elemente onder die invloed van hoë temperature.
4. Gedurende die proses verander bymiddels die kristalstruktuur van die "dogter"-materiaal. Hulle kan penetrasie- of uitsluitingsoplossings skep, sowel as by die grense van metaal- en nie-metaalstrukture geplaas word, wat 'n meganiese mengsel van korrels skep. Die mate van oplosbaarheid van elemente in mekaar speel hier 'n groot rol.

legeringskomponente

Volgens die algemene klassifikasie word alle metale in ysterhoudende en nie-ysterhoudende verdeel. Swartes sluit yster, chroom en mangaan in. Nie-ysterhoudende word verdeel in lig (aluminium, magnesium, kalium), swaar (nikkel, sink, koper), edel (platinum, silwer, goud), vuurvaste (wolfram, molibdeen, vanadium, titanium), lig, seldsame aarde en radioaktief. Legeringsmetale sluit 'n wye verskeidenheid ligte, swaar, edel- en vuurvaste nie-ysterhoudende metale in, sowel as alle ysterhoudende metale.

Afhangende van die verhouding van hierdie elemente en die hoofmassa van die legering, word laasgenoemde verdeel in laag-gelegeerde (3%), medium-gelegeerde (3-10%) en hoog-gelegeerde (meer as 10) %).

Allooistaal

Tegnologies veroorsaak die proses nie probleme nie. Die reeks is baie wyd. Hoofdoelwitte virstaal is soos volg:

• Verhoog sterkte.
• Verbeter hittebehandelingsresultate.
• Verhoogde weerstand teen korrosie, hittebestandheid, hittebestandheid, hittebestandheid, weerstand teen aggressiewe werksomstandighede, dienslewe.

Die hoofkomponente is ysterhoudende legerings- en vuurvaste metale, wat Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, sowel as nie-ysterhoudende Al, Ni, Cu, insluit.

Chroom en nikkel is die hoofkomponente wat vlekvrye staal (X18H9T) definieer, sowel as hittebestande staal, waarvan die bedryfstoestande gekenmerk word deur hoë temperature en skokladings (15X5). Tot 1,5% word gebruik vir laers en wrywingonderdele (15HF, SHKH15SG)

Mangaan is 'n fundamentele komponent van slytvaste staal (110G13L). In klein hoeveelhede dra dit by tot deoksidasie, wat die konsentrasie van fosfor en swael verminder.

Silicon en vanadium is elemente wat elastisiteit in 'n sekere hoeveelheid verhoog en word gebruik om vere en vere te maak (55C2, 50HFA).

Aluminium is van toepassing op yster met hoë elektriese weerstand (X13Y4).

'n Beduidende inhoud van wolfram is tipies vir hoëspoed-bestande gereedskapstaal (R9, R18K5F2). 'n Gelegeerde metaalboor wat van hierdie materiaal gemaak is, is baie meer produktief en bestand teen snellers as dieselfde gereedskap wat van koolstofstaal gemaak is.

Allooistaal het alledaagse gebruik betree. Terselfdertyd is die sogenaamde allooie met wonderlike eienskappe, ook verkry deur legeringsmetodes, bekend. So "houtstaal" bevat 1% chroomen 35% nikkel, wat sy hoë termiese geleidingsvermoë, kenmerkend van hout, bepaal. Diamant bevat ook 1,5% koolstof, 0,5% chroom en 5% wolfram, wat dit as besonder hard kenmerk, soortgelyk aan diamant.

legering gietyster

Gietysters verskil van staal deur 'n aansienlike koolstofinhoud (van 2,14 tot 6,67%), hoë hardheid en weerstand teen korrosie, maar lae sterkte. Ten einde die reeks beduidende eienskappe en toepassings uit te brei, word dit met chroom, mangaan, aluminium, silikon, nikkel, koper, wolfram, vanadium gelegeer.

As gevolg van die spesiale eienskappe van hierdie yster-koolstofmateriaal, is die legering daarvan 'n meer komplekse proses as vir staal. Elkeen van die komponente beïnvloed die transformasie van koolstofvorme daarin. Mangaan dra dus by tot die vorming van die "korrekte" grafiet, wat sterkte verhoog. Die bekendstelling van ander lei tot die oorgang van koolstof na 'n vrye toestand, bleiking van gietyster en 'n afname in die meganiese eienskappe daarvan.

Die tegnologie word bemoeilik deur die lae smelttemperatuur (gemiddeld tot 1000 ˚C), terwyl dit vir die meeste legeringselemente hierdie vlak aansienlik oorskry.

Komplekse legering is die doeltreffendste vir gietysters. Terselfdertyd moet 'n mens die verhoogde waarskynlikheid van segregasie van sulke gietstukke, die risiko van krake en gietfoute in ag neem. Dit is meer rasioneel om die tegnologiese proses in elektromagnetiese en induksie-oonde uit te voer. 'n Verpligte opeenvolgende stap is hittebehandeling van hoë geh alte.

Chroom-gietysters word gekenmerk deur hoë slytvastheid, sterkte, hittebestandheid, weerstand teen veroudering en korrosie (CH3, CH16). Hulle word gebruik in chemiese ingenieurswese en in die vervaardiging van metallurgiese toerusting.

Gietyster wat met silikon gelegeer is, word gekenmerk deur hoë korrosiebestandheid en weerstand teen aggressiewe chemiese verbindings, hoewel dit bevredigende meganiese eienskappe het (ChS13, ChS17). Hulle vorm dele van chemiese toerusting, pypleidings en pompe.

Hittebestande gietyster is 'n voorbeeld van hoogs produktiewe komplekse legering. Hulle bevat ysterhoudende en legeringsmetale soos chroom, mangaan, nikkel. Hulle word gekenmerk deur hoë weerstand teen korrosie, slytasie weerstand en weerstand teen hoë vragte onder hoë temperatuur toestande - dele van turbines, pompe, enjins, chemiese industrie toerusting (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh).

'n Belangrike komponent is koper, wat in kombinasie met ander metale gebruik word, terwyl die gieteienskappe van die legering verhoog word.

Allooi koper

Gebruik in suiwer vorm en as deel van koperlegerings, wat 'n wye verskeidenheid het, afhangende van die verhouding van basiese en legeringselemente: koper, brons, cupronickel, nikkelsilwer en ander.

Suiwer koper - 'n legering met sink - is nie legering nie. As dit legerende nie-ysterhoudende metale in 'n sekere hoeveelheid bevat, word dit as multikomponent beskou. Brons is legerings met ander metaalbestanddele,kan tin wees en nie tin bevat nie, is in alle gevalle gelegeer. Hul kwaliteit word verbeter met behulp van Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si.

Siliconinhoud in koperverbindings verhoog hul korrosiebestandheid, sterkte en elastisiteit; tin en lood - bepaal die anti-wrywing eienskappe en positiewe eienskappe met betrekking tot bewerkbaarheid; nikkel en mangaan - komponente van die sogenaamde bewerkte legerings, wat ook 'n positiewe uitwerking op weerstand teen korrosie het; yster verbeter meganiese eienskappe, terwyl sink tegnologiese eienskappe verbeter.

Gebruik in elektriese ingenieurswese as die hoof grondstof vir die vervaardiging van verskeie drade, materiaal vir die vervaardiging van kritieke onderdele vir chemiese toerusting, in meganiese ingenieurswese en instrumentasie, in pypleidings en hitteruilers.

Aluminiumlegering

Gebruik as bewerkte of gegote legerings. Gelegeerde metale wat daarop gebaseer is, is verbindings met koper, mangaan of magnesium (duralumines en ander), laasgenoemde is verbindings met silikon, die sogenaamde silumins, terwyl al hul moontlike variante met Cr, Mg, Zn, Co, Cu, So.

Koper verhoog sy rekbaarheid; silikon - vloeibaarheid en hoë kwaliteit gieteienskappe; chroom, mangaan, magnesium - verbeter sterkte, tegnologiese eienskappe van werkbaarheid deur druk en weerstand teen korrosie. Ook B, Pb, Zr,Ti, Bi.

Yster is 'n ongewenste komponent, maar dit word in klein hoeveelhede in die vervaardiging van aluminiumfoelie gebruik. Silumine word gebruik vir die giet van kritieke onderdele en omhulsels in meganiese ingenieurswese. Duraluminiums en aluminium-gebaseerde stamplegerings is 'n belangrike grondstof vir die vervaardiging van rompelemente, insluitend lasdraende strukture, in die vliegtuigbedryf, skeepsbou en meganiese ingenieurswese.

Gelegeerde metale word in alle gebiede van die industrie gebruik as dié wat meganiese en tegnologiese eienskappe verbeter het in vergelyking met die oorspronklike materiaal. Die reeks legeringselemente en die vermoëns van moderne tegnologie maak voorsiening vir 'n verskeidenheid wysigings wat die moontlikhede in wetenskap en tegnologie uitbrei.