طبقه‌بندی و انواع آلیاژ غیر آهنی

معرفی آلیاژهای غیر آهنی

طبقه بندی و انواع آلیاژهای غیر آهنی

آلیاژ نیکل: رتبه بندی و فحش دادن در آنجا

آلیاژهای مس؛ طبقه بندی و انواع آن

آلیاژ آلومینیوم؛ طبقه بندی و انواع آن

آلیاژ کبالت؛ طبقه بندی و انواع

آلیاژ منیزیم؛ طبقه بندی و انواع آن

ریخته گری آلیاژی غیر آهنی

خواص آلیاژهای غیر آهنی

اولین آلیاژ غیر فلزی به طور تصادفی در زمین پیدا شد، پنج هزار سال پیش، زمانی که انسان سعی کرد مس را ذوب کند، به طور تصادفی مس و قلع را با هم ذوب کرد و به این ترتیب مس متولد شد.

انسان نمی دانست که آلیاژی را کشف کرده است، اما می دانست که فلز تولید شده با فلز موجود متفاوت است و از فلز جدید ابزارهای مختلفی می ساخت. ; با این حال، ساخت آلیاژهای برنز امکان ساخت ابزارهایی مانند ابزار جنگ، ارابه، نیزه، ادوات کشاورزی و نمادهای تشریفاتی را فراهم کرد.

البته این میزان تولید در یک سال یا ده سال اتفاق نیفتاد، بلکه در طول هزاران سال متالوژیست ها توانستند برنزی بادوام و بسیار مقاوم تولید کنند که با موفقیت هلیکوپترهای جنگی را ساختند.

هزار سال بعد، ساکنان شمال عراق کنونی توانستند آهن را کشف کنند، کشف آهن معادل عصر فلز بود و شاید کشف فلز آهن نقطه عطفی در زندگی مردم باستان بود. آهن و توسعه بعدی بشر به انسان اجازه داد تا فولاد و سایر فلزات را بدست آورد.

امروزه دنیای اطراف ما مملو از آلیاژهایی است، از فولاد گرفته تا الکتروم و نیتینول. ترکیب حاصل از علم و دانش بشری.

در آلیاژ غیرآهنی، فلز پایه فلزی نیست و عناصری غیر از فلز مانند نیکل، مس، آلومینیوم و غیره با فلزات دیگر مخلوط می‌شوند و گاهی اوقات به فولاد اضافه می‌شوند. آلیاژهای غیر آهنی دارای خواصی هستند که از نظر مقاومت در برابر حرارت و خوردگی نسبت به فلزات خالص برتری دارند.

آشنایی با فلزات غیر آهنی

فلزات غیر آهنی معنای خاصی دارند. اما ابتدا نوشتن خلاصه ای از این کلمات مهم است. آلیاژ واژه ای فرانسوی است که در فارسی به معنای همجوشه به عنوان واژه دیگری به کار برده شده است.

اگرچه فلزات عموماً از استحکام بالاتری نسبت به سایر عناصر جدول مندلیف برخوردارند. اما گاهی اوقات اهداف عملی مستلزم استفاده از استحکام بالاتر است، مثلاً اگر هنوز از چدن استفاده می شود و بشر هنوز فولاد را کشف نکرده است، آیا تولید همه چیز با آهن به صرفه است؟ ارزش درخت در آن مورد چگونه ارزیابی شد؟ شاید امروز تیر آهن از طلا گرانتر و کمیاب تر بود، آیا ساختن همه پل ها، راه آهن ها، کشتی ها و هزاران چیز دیگر ممکن بود؟ کشف آلیاژها منجر به پیشرفت بشر شد و تولید فلزات مقاوم در برابر اسیدها، قلیاها و نیروهای جانبی را آسان کرد.

در واقع آلیاژها از ترکیب دو فلز برای افزایش و بهبود دوام، استحکام و سختی مواد پایه تشکیل می شوند.

یک آلیاژ از دو یا چند عنصر تشکیل شده است که یکی از آنها فلز اصلی است، عناصر فلزی اصلی و اصلی و عناصر دیگر خواص فلز اصلی را تقویت می کنند، باز هم آهن موجود در این آلیاژ را به عنوان مثال در نظر می گیریم. آهن عنصر اصلی و کربن ترکیبی از فلزات است که منجر به استحکام بالای فولاد می شود. یا فولاد آلیاژی است که از اختلاط آهن، کربن و عناصری مانند نیکل، کروم، منگنز و آلومینیوم به وجود می آید. اگر متوجه شدید که فلز پایه و پایه آهن، آهن است. به همین دلیل به این آلیاژ فروآلیاژ نیز می گویند.

در آلیاژهای غیرآهنی، فلز اصلی یا پایه آهن نیست و عناصری غیر از آهن با فلزات دیگر حتی گاهی اوقات با آهن ترکیب می شوند.

در دنیای امروز استفاده از آلیاژهای غیرآهنی به دلیل فراوانی و در دسترس بودن رایج است. امکان ترکیب فلزات مختلف و تولید فلزی خاص با مشخصات اولیه نسبت به روز قبل متالورژها را بر آن داشت تا هر روز آلیاژ جدیدی بسازند. چهار سال پیش، دانشمندان در روسیه موفق به ترکیب طلا و تیتانیوم برای تولید قوی ترین آلیاژ در جهان شدند.

انواع و اقسام آلیاژهای غیر آهنی

توضیح داده شد که یک آلیاژ غیرآهنی از ترکیب دو یا چند فلز غیرآهنی به دست می آید. عناصر رنگی که می توانند با فلزات دیگر آلیاژ شوند. فلزات بی شماری در جهان می توانند آلیاژ شوند. اما به طور کلی، برخی از فلزات قوی‌تر از سایرین به هم متصل می‌شوند.

در شاخه آلیاژ آهنی معمولاً آهن را با کربن ترکیب می کنند و آلیاژی از فولاد و چدن به دست می آید. جالب توجه است، تغییر تنها کربن در طول ریخته‌گری منجر به ایجاد دو آلیاژ مختلف به نام‌های چدن و ​​فولاد می‌شود.

همین الگو در مورد آلیاژهای غیر آهنی نیز صدق می کند، افزودن مقدار کمی روی به ترکیبی از آلومینیوم و منیزیم، آلیاژ آلومینیوم-منیزیم متفاوتی ایجاد می کند.

گسترش فلزات غیرآهنی و ترکیب آنها با یکدیگر، فهرست مواد غیرآهنی را بسیار طولانی کرده است. اما معمولاً برخی از فلزات شرایط پیوند بیشتری نسبت به سایرین دارند. این فلزات عبارتند از:

آلومینیوم

نیکل

فلز مس

کبالت

منیزیم

اکثر محصولات آلیاژی فلزات غیرآهنی از این گروه انتخاب می شوند.

آلیاژ نیکل؛ طبقه و گونه

آلیاژ نیکل غیر آهنی بر اساس فلز نیکل تولید می شود. نیکل یک فلز همه کاره است که به وفور در پوسته و هسته زمین یافت می شود. این فلز در سال 1751 توسط یک دانشمند سوئدی (Axel Fredrik Kronscht)، شیمیدان سوئدی که بیش از هر چیز دیگری از چکش خواری نیکل متعجب شده بود، کشف شد که با یک چکش، فلز به راحتی تغییر شکل می دهد و در عین حال استحکام فوق العاده آن را می دهد. . او یک دانشمند بود.

خواص نیکل کارشناسان را به فکر ترکیب این فلز با فلزات دیگر انداخته است. آلیاژهای مبتنی بر نیکل به دو نوع تقسیم می شوند: آلیاژهای آهنی و آلیاژهای غیر آهنی.

آلیاژهای پایه آهن نیکل به گروه های زیر طبقه بندی می شوند.

آلیاژ آهن نیکل

کورانو نیکل کروم آهن

آلیاژ نیکل کروم آهن مولیبدن

اما آلیاژهای اصلی غیر آهنی مبتنی بر نیکل به شرح زیر خلاصه می شوند.

مس نیکل:

نام تجاری این آلیاژ مونل است. فلز پایه نیکل و فلز مس است. درصد ترکیب این مخلوط بسته به استفاده از مخلوط متفاوت است. اما به طور متوسط ​​67 درصد فلز نیکل با 33 درصد فلز مس مخلوط می شود. انواع آلیاژ مس نیکل:

جدول انواع آلیاژ مس نیکل را نشان می دهد

این آلیاژ غیر آهنی مقاومت بالایی در برابر اسیدهای قوی و عوامل کاهنده مانند اسید سولفوریک دارد. ترکیب این آلیاژ با نیکل، مولیبدن بین 30-34 درصد و مقدار نیکل بین 66-74 درصد است. این آلیاژ بیشتر برای پمپ ها، شیرآلات، واشرها و مخازن تحت فشار استفاده می شود.

نیکل کروم:

این آلیاژ در برابر خوردگی، دمای بالا و جریان الکتریکی بسیار مقاوم است. این نوع آلیاژ Inconel نام دارد. بسیاری از مردم فکر می کنند که آلیاژهای اینکونل و هیستول یکسان هستند، با این تفاوت که آلیاژهای هیستول حاوی فلز آهن همراه با نیکل و کروم هستند. انواع اینکونل:

جدول انواع آلیاژ نیکل کروم (اینکونل)

سوپر آلیاژ پایه نیکل

نیکل غیرآهنی کلاس خاصی از آلیاژهای نیکل سوپرآلیاژی نیست، اما گروه هایی از آلیاژهای مبتنی بر نیکل مانند نیکل-کروم و نیکل-مس با سایر فلزات ترکیب می شوند تا خواص آلیاژ را افزایش دهند.

طبقه بندی آلیاژ مس و انواع آن

مس یکی از مهم ترین فلزات در جهان است. این فلز در صنعت هم به صورت آلیاژی و هم به صورت فلزی کاربرد فراوانی دارد. فلز مس دارای خواص ویژه زیر است.

برخی از خواص فیزیکی و مکانیکی مس

همانطور که در شکل بالا مشخص است یکی از مهمترین خواص فلز مس حلالیت آن است. امروزه بیش از 400 آلیاژ مس در جهان کشف شده است که آن را به بزرگترین خانواده فلزات مس در گروه آلیاژهای غیرآهنی تبدیل می کند. انواع لوله ها و صفحات مسی از این ماده اولیه ساخته می شود. ترکیبات این گروه را می توان به دو نوع تقسیم کرد.

دسته اول یک گروه سنتی است که از ترکیب عناصر نامگذاری شده است. به عنوان مثال، آلیاژ رنگی مس و روی برنج یا برنز ساخته شده از ترکیب مس و قلع نامیده می شود.

طبقه‌بندی و انواع آلیاژ غیر آهنی

تعداد آلیاژهای مس

نوع دیگر نامگذاری انجمن توسعه مس آمریکا (CDA) است که آلیاژهای مس غیرآهنی را با کد ارائه می دهد.این کدها به دو گروه آلیاژهای فرفورژه و آلیاژهای ریختگی تقسیم می شوند. در این مقاله با توجه به کاملتر بودن این گروه، این طبقه بندی نشان داده شده است. همچنین قیمت مس به عنوان یکی از پرمصرف ترین فلزات دغدغه بسیاری از فعالان صنایع مختلف است.

جدولی که مواد مبتنی بر مس را فهرست می کند

آلیاژهای آلومینیوم؛ طبقه بندی و انواع آن

پس از فولاد، آلومینیوم پرمصرف ترین فلز در جهان است و به دلیل خواص الکتریکی و حرارتی خوب و همچنین پتانسیل ریخته گری عالی، اولین کاندید تولید آلیاژ در جهان است. آلومینیوم یک فلز غیرآهنی موثر است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی در کلیه صنایع حمل و نقل مورد استفاده قرار می گیرد.

آلیاژهای آلومینیوم از نظر تولید به دو گروه تقسیم می شوند که عبارتند از:

شمش قابل اجرا: این نوع شمش ابتدا در شمش های شمش تولید می شود و سپس مراحل برش و ماشین کاری انجام می شود.

آلیاژ ریخته گری: در این روش آلیاژ با ریخته گری تولید می شود، عناصر ذوب شده و به شکل نهایی می رسد.

در سیستم کاربردی، آلیاژهای آلومینیوم به 8 گروه تقسیم می شوند که با کدگذاری 4 رقمی این آلیاژها نشان داده می شود.

خلاصه کدگذاری آلیاژ آلومینیوم

رقم اول نشان دهنده تیم لیگ برتر است.

عدد دوم شماره اصلاح آلیاژ است، رژیمی آتش 0 شلوار 9. عدد صفر نشان دهنده خلوص 100٪ آلیاژ است.

آخرین کد دو رقمی نیز برای تشخیص آلیاژها از یکدیگر نشان داده شده است و معنای خاصی ندارد.

آلیاژ آلومینیوم از 1XXX تا 9XXX ادامه دارد، یعنی از 1000 تا 9000 نوع آلیاژ آلومینیوم نامگذاری شده است.

جدول انواع، خواص و کاربرد آلیاژهای مفید آلومینیوم

لیست اسامی ریخته گری

بنابراین، نامگذاری فلزات غیر آهنی کمی با مورد قبلی متفاوت است

شرح مختصری از کدگذاری ریخته گری برای آلیاژهای آلومینیوم

ارقام اول نوع آلیاژ را نشان می دهد. دو عدد دوم نشان دهنده خلوص آلیاژ آلومینیوم و عدد سوم که بعد از ترازو بیان می شود، نوع محصول را توصیف می کند که در آن عدد 0 نشان دهنده محصول ریخته گری، 1 ریخته گری و 2 ریخته گری شمش با ترکیب شیمیایی است. محدودیت های. آلومینیوم ریخته گری که فلزی نیست در مقایسه با اجزای مورد استفاده، میزان استفاده از قطعات بیشتر از شرایط استفاده است که منجر به تغییرات زمانی در دوز می شود و ویژگی های آن با آنچه استفاده می شود متفاوت است. قیمت لوله آلومینیوم به عنوان یکی از محصولات تولید شده در صنعت آهن و آلومینیوم برای استفاده کنندگان از این محصول بسیار حائز اهمیت است.

آلیاژ کبالت؛ طبقه بندی و انواع آن

یکی دیگر از آلیاژهای غیر آهنی که به طور گسترده در صنعت استفاده می شود، آلیاژ کبالت است. این آلیاژ اولین بار در جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفت و در جنگ جهانی دوم به دلیل مقاومت در برابر حرارت و تنش های مکانیکی برای مصارف نظامی بسیاری مورد استفاده قرار گرفت.

آلیاژهای مبتنی بر کبالت معمولاً با عناصری مانند تنگستن، کروم، نیکل و آهن ساخته می شوند. آلیاژ کبالت مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد و در شرایط سخت استفاده می شود. مکان هایی با دمای بسیار بالا یا بارهای مکانیکی قوی.

آلیاژهای کبالت معمولاً به عنوان سوپرآلیاژ شناخته می شوند و می توان آنها را به سه گروه اصلی طبقه بندی کرد.

گروه اول

در دمای بالای 650 تا 1150 قابل استفاده است.این نوع سوپر چوب به صورت قابل استفاده تولید می شود و در مصارفی مانند محفظه های احتراق و کانال های انتقال گاز موتورهای هوایی مورد استفاده قرار می گیرد. انواع این آلیاژها عبارتند از:

هاینز 188: این آلیاژ خواص خود را در برابر دماهای بالا و نیروهای مکانیکی حفظ می کند. برای تقویت این آلیاژ از رسوبات کاربید استفاده می شود.

S-816: این آلیاژ غیر آهنی یک آلیاژ پیری سخت است که برای استفاده در محدوده دمایی 1500 تا 2000 طراحی شده است. این آلیاژ در دو دمای مختلف قابل استفاده است.

هاینز25

گروه دوم

آلیاژهایی تا 650 درجه استفاده می شود. این آلیاژها MP35n و MP159 هستند. به عنوان مثال، آلیاژ MP159 یک آلیاژ مبتنی بر نیکل- کبالت است که توسط ذوب القایی خلاء و به دنبال آن VAC-ARC تولید می شود. این روش تولید امکان کنترل بهتر نسبت ترکیب مواد تشکیل دهنده را فراهم می کند. از خواص این آلیاژ فلز غیرآهنی می توان به استحکام بالا، شکل پذیری و مقاومت در برابر خوردگی اشاره کرد.

گروه سوم

این گروه که بیشتر آلیاژهای کبالت را شامل می شود، ماهواره ای است. سوپرآلیاژهای مبتنی بر کبالت ماهواره ای ترکیبات گسترده ای از کبالت و کروم هستند که استحکام و خواص بیولوژیکی را ارائه می دهند. این ماهواره به ترکیب کبالت و کروم محدود نمی شود، از عناصر دیگری مانند تنگستن، مولیبدن و مقادیر کمی کربن نیز استفاده شده است. کاربید و بارش کاربید در طول ساخت برای تقویت بیشتر ماهواره استفاده می شود. تشکیل و رسوب کاربید با استفاده از کروم انجام می شود و در صورت نیاز به استحکام بیشتر از تنگستن و مولیبدن استفاده می شود.

مشخصات اصلی ماهواره ها عبارتند از:

قدرت مکانیکی

پایداری در برابر بارهای ساکن

مقاومت در برابر خستگی و خزش

مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی

آلیاژهای ماهواره ای فلزات غیرآهنی در صنایع هوافضا، نفت و گاز و خودروسازی استفاده می شود.

آلیاژ منیزیم؛ طبقه بندی و انواع آن

منیزیم فلزی سفید رنگ است که سومین عنصر فراوان در پوسته زمین است. آلیاژ منیزیم یک آلیاژ غیر آهنی است که می تواند با بسیاری از فلزات مخلوط شود. منیزیم فلزی بسیار سبک است و با ترکیب آن سبک شده و استحکام بسیار بالایی از خود نشان می دهد.

یکی از جالب ترین خواص آلیاژ منیزیم جذب ارتعاش است. بنابراین از این آلیاژ غیر آهنی برای کنترل ارتعاشات خودروها استفاده می شود. متأسفانه آلیاژ منیزیم خوردگی و سایش ضعیفی را نشان می دهد.

همانطور که گفته شد منیزیم را می توان با بسیاری از فلزات ترکیب کرد و بسیاری از آلیاژهای رنگی از این فلز به دست می آید. نامگذاری این آلیاژها مشخص نیست و سازندگان معمولاً این آلیاژها را بر اساس فرآیند و ترکیب فلز نام می‌برند که رایج‌ترین آلیاژهای منیزیم عبارتند از:

آلومینیوم منیزیم

این آلیاژ غیرآهنی اولین بار در طول جنگ جهانی اول با چدن تولید شد و یکی از پرمصرف ترین فلزات غیرآهنی در جهان است. در یک زمان، آلومینیوم تنها با روی ترکیب می شد. اما به لطف خواص بهتر منیزیم، امروزه از منیزیم در ترکیب این آلیاژ استفاده می شود. در ترکیب با آلیاژ آلومینیوم منیزیم که با AM کاهش یافته در بازار عرضه می شود، در صورتی که میزان آلومینیوم از 8 درصد بیشتر شود، تغییر شکل این آلیاژ مشکل خواهد بود. این آلیاژ در ساخت هواپیما در خطوط تولید بوئینگ استفاده می شود.

آلیاژ منیزیم بر روی MgAlZn

این آلیاژ شاخه ای از آلیاژ آلومینیوم منیزیم است و با افزودن روی به آن استحکام می بخشد. استفاده از آلیاژ منیزیم روی به عنوان بهترین چالش خوردگی در نظر گرفته می شود. اما امروزه از این آلیاژ کمتر استفاده می شود و منیزیم جایگزین آلیاژ آلومینیوم شده است. از آنجایی که این آلیاژ دارای ترک های میکروسکوپی است، تا زمانی که شرایط ساخت مورد نهایی آلیاژ برآورده نشود، مناسب نیست.

آلیاژ منیزیم روی

گروهی از آلیاژها را آلیاژهای دوتایی می نامند این آلیاژها از دو عنصر تشکیل شده اند. آلیاژ منیزیم و روی نیز یک آلیاژ دوتایی است که فلز نیست و دارای استحکام پیری است که منجر به افزایش محتوای آب می شود، اما آلیاژ چندان بادوام نیست بنابراین برای افزایش مقاومت به آن مس اضافه می شود.

آلیاژ منیزیم در مس

برای افزایش دوام آلیاژ دوگانه منیزیم در فلز مس، به این ترکیب اضافه می شود. افزودن مس فلزی به آلیاژ آلومینیوم-منیزیم مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ را کاهش می دهد. اما در مورد آلیاژ منیزیم روی اینطور نیست و برعکس مقاومت به خوردگی را افزایش می دهد.

از دیگر آلیاژهای منیزیم می توان به آلیاژ زیرکونیوم منیزیم، آلیاژ منیزیم توریم و آلیاژ لیتیوم منیزیم اشاره کرد. یک آلیاژ غیر آهنی در شاخه منیزیم به دلیل استحکام آن اغلب در هوافضا استفاده می شود.

ریخته گری آلیاژی غیر فلزی.

یکی از روش های ساخت فلزات غیرآهنی ریخته گری است. با این تفاوت که هر تکه چوب بسته به نوع چدن متفاوت است. آلیاژهای ساخته شده به روش ریخته گری را ریخته گری می گویند که در آن قطعه با ریخته گری ساخته می شود، مانند دریچه ها با ریخته گری ساخته می شوند.

آلیاژهای آهنی به دلیل نقطه ذوب بالا اغلب ریخته گری نمی شوند. به عنوان مثال در مورد فولاد، قطعه پس از ریخته گری باید ماشین کاری شود. اما در آلیاژهای غیرآهنی معمولاً خنک سازی پس از ریخته گری بر اساس دمای انجماد انجام می شود.

ریخته گری آلیاژهای فلزات غیرآهنی فرآیندی چند مرحله ای است که به دو روش ریخته گری شن و ماسه و ریخته گری دقیق انجام می شود. در ریخته گری ماسه ای از ماسه برای ساخت قالب استفاده می شود، اما در ریخته گری دقیق یا ریخته گری موم مذاب، قالب با استفاده از آلیاژهای مختلف ساخته می شود و در نتیجه آلیاژ غیر آهنی با کیفیت بالاتری به دست می آید.