بایگانی برچسب برای: فلزات غیر آهنی سنگین

فلزات غیر آهنی و آلیاژهای آنها

فلزات غیر آهنی بر خلاف آهن گاهی به صورت خالص کاربرد فنی دارند.در جدول ذیل به شرح فلزات غیر آهنی  بر اساس جرم مخصوص آنها به گرم بر سانتیمتر مکعب می پردازیم.

 

فلزات سنگین	فلزات سبک
روی ۷٫۱	منیزیم ۱٫۷
قلع ۷٫۳	بریلیم ۱٫۸
نیکل ۸٫۹	آلومینیم ۲٫۷
مس ۸٫۹۵	تیتانیم ۴٫۵
سرب ۱۱٫۳۴

 

فلزات غیر آهنی سبک و آلیاژهای آنها – آلومینیم

آلومینیم –( AL ( DIN 1712 بعد از اکسیژن و سیلیسیم سومین عنصر پوسته زمین از نظر مقدار است. در طبیعت آلومینیم به صورت شیمیایی پیوندهای اکسیدی پایدار دارد که برای احیاء آن هزینه انرژی بالایی لازم است.

خواص آلومینیم خالص

۱- خواص آلیاژ سازی خوب

۲- قابلیت براده برداری و شکل دهی خوب

۳- قابلیت رسانایی گرما و الکتریسیته زیاد

۴- غیر مقاوم در برابر مواد قلیایی

۵- استحکام و سختی پایین

۶- مقاوم به خوردگی، آلومینیم یک پوشش اکسیدی محافظ در ست می کند.

آلیاژهای آلومینیم ( DIN 1725 )

از طریق آلیاژ سازی می توان قبل از هر چیزی قابلیت ریخته گری، استحکام و سختی آلومینیم را بهبود بخشید.

آلیاژهای ریختگی آلومینیم

این آلومینیمها چنانچه از نامش مشخص است  قابلیت ریخته گری خوب دارد که این امر موجب می شود از آن در ریخته گری تحت فشار، ریخته گری قالب فلزی و ریخته گری ماسه ای استفاده به عمل بیاید.

در ذیل به شرح آلیاژهای ریختگی غیر قابل سختی رسوبی می پردازیم.

۱- آلیاژهای ALSi  : با خواص قابلیت ریخته گری، جوشکاری و پایداری شیمیایی خوب مشخص می شود. در قطعات پیچیده جدار نازک و تحت تنش شیمیایی به کار می رود.

۲- آلیاژهای ALMg : پایداری خیلی بالا نسبت به خوردگی، استحکام و قابلیت ریخته گری متوسط دارد. در ساختمان کشتی و صنایع شیمیایی به کار می رود.

۳- آلیاژهای ALSiMg : خواص و کاربرد آن تقریبا شبیه آلیاژهای ALSi است، با این همه استحکام و پرداخت بهتر نیز دارد.

۴- آلیاژهای ALSiCu : بالاترین استحکام و سختی را دارد و قابلیت ریخته گری آن با کاهش Si و افزایش Cu بدتر می شود. قابلیت براده برداری آن خیلی خوب است. در سفینه های فضایی و مدلهای ریخته گری به کار می رود.

آلیاژهای خمیری آلومینیم

آلیاژهای خمیری باید دارای قابلیت شکل دهی خوب برای ساخت قطعه نیمه تمام باشد.

آلیاژهای خمیری غیر قابل سختی رسوبی

آلیاژهای ALMg : قابلیت خوب شکل دادن سرد و پرداخت کاری دارد ولی استحکام آن کمتر  است. از این آلیاژ برای پوشش ظروف، تابلوهای خیابانی و زوارهای زینتی استفاده می شود.

آلیاژهای  خمیری قابل سختی رسوبی

آلیاژهای –ALCuMg : برای قطعاتی که تحت تنش بالا قرار می گیرند به کار می رود.

آلیاژهای –ALMgSi : با استحکام متوسط خاصیت رسانایی خوب الکتریکی دارد. این آلیاژ در خودروها، دستگاهها و ماشین سازی استفاده می شود.

آلیاژهای –ALZnMg : در صورتی که عاری از مس باشد پایداری شیمیایی و استحکام بالا دارد. در صنایع معدنی، ساختمان خودروها و ماشینها به کار می رود.

بهبود کیفی آلیاژهای ریخته گری فلزات سبک

با خنک کردن آرام قالبهای ماسه ای و قالبهای فلزی جدار ضخیم، اکثر آلیاژهای حاوی سیلیسیم دارای دانه های درشت می شوند. ریز کردن دانه ها با اضافه کردن سدیم ۰٫۱% یا نمک استرونسیم عملی است و بدین وسیله قابلیت تغییر طول و استحکام آلیاژ بهبود می آید.

سخت کردن رسوبی یک عملیات حرارتی است که بدین وسیله می توان استحکام آلیاژ را زیادتر کرد، سخت کردن رسوبی در سه مرحله صورت می گیرد که در ذیل به شرح آن می پردازم.

۱- محلول سازی : با حرارت دادن در حدود ۵۰۰ درجه سانتی گراد عناصر معینی همچون Mg، Si، Cu، Zn حتی در حالت جامد هم در بلورهای مخلوط بوجود می آید.

۲- سرد کردن سریع: با سرد کردن ساختار مورد نظر در محلول ثابت می ماند.

۳- پیر سختی : با گذشت زمان سختی آلیاژ افزایش پیدا می کند. با حرارت دادن (۱۸۰ – ۱۳۰ درجه سانتی گراد) می توان مدت زمان رسیدن به سختی حداکثر را کاهش داد (به مدت ۵ تا ۱۴ ساعت). در پیر سختی عادی (در دمای اتاق) جهت رسیدن به سختی بالا نیاز به گذشت مدت زمان زیادی دارد.

فلزات سنگین و آلیاژهای آنها – مس

مس فلزی است که به خاطر خواص مناسب کاربردی از هزاران سال پیش مورد استفاده قرار می گیرد.

روش تولید مس

مس اغلب از سنگ معدن سولفیدی یا اکسیدی به دست می آید. تهیه مس طی چهار مرحله صورت می گیرد:

۱- آماده سازی سنگ معدن: با شکستن، آسیاب کردن و شناور سازی، مواد معدنی از هم جدا شده و مس تغلیظ شده به دست می آید.

۲- سرخ کردن : در این مرحله قسمتی از گوگرد و آهن آزاد شده و اکسید گوگرد و اکسید آهن به دست می آید.

۳- ذوب کردن : در کوره کوپل یا کوره شعله ای به عنوان محصول میانی سنگ مس باقی می ماند و مقداری آهن نیز شلاکه می شود.

۴- احیاء : با دمش هوا به زیر پوشش شلاکه در کنتور، مس خام ۹۸ تا ۹۹% به همراه گوگرد ۱% و فاقد سایر فلزات به دست می آید. تصفیه مس  به صورت حرارتی یا الکترولیزی صورت می گیرد.تصفیه گرمایی بر اساس ذوب کردن اکسید مرتب در کوره شعله ای است، در صورت استفاده از روش تصفیه الکترولیزی، مس با درجه خلوص بالا به دست می آید لازم به ذکر است که حداکثر خلوص به دست آمده ۹۹٫۹۹%است.

خواص و کاربرد مس

۱-قابلیت شکل دادن سرد و گرم خوب، کاهش سختی و شکنندگی افزاینده آن با عملیات حرارتی میانی( اشیاء، هنری، ورق، میله وسیم)

۲-قابلیت بالای رسانایی گرمایی

۳-قابلیت بالای رسانایی جریان الکتریسیته

۴-در معرض هوا پوشش مقاومتی از کربنات مس درست می کند، پایداری بالا نسبت به خوردگی با جوهر سرکه زنگ مسی سمی درست می کند.

۵-قابلیت ریخته گری بد، استحکام و سختی کمتر، کار براده برداری سخت

۶-قابلیت آلیاژسازی خوب

در این قسمت به شرح آلیاژهای مس می پردازیم.

آلیاژهای مس در مدلسازی به کار می رود، این آلیاژها قابلیت ریخته گری، ماشینکاری و پرداخت خوب دارد و چسبندگی کمی در قبال مواد قالب گیری از خود نشان می دهد، رسانای خوب گرما است و در برابر خوردگی پایدار است. جرم مخصوص بالا و قیمت گران آن جزء معایب این آلیاژها است. مهمترین عناصر آلیاژی آن روی، قلع، آلومینیم، نیکل، سرب و بریلیم است.

 

آلیاژهای مس – روی (برنج DIN 1709)

برنج با حداقل مس ۵۰% است. افزایش درصد روی باعث افزایش تغییر طول، سختی و استحکام می شود. وقتی مقدار روی از یک درصد معین افزایش پیدا می کند درصد تغییر طول کاهش یافته و آلیاژ شکننده می شود. مقدار سرب تا ۳% قابلیت براده برداری را  بهتر ولی قابلیت رسانایی گرما را بدتر می کند. بسته به کاربرد آلیاژ، آلیاژ ریختگی و خمیری به کار می رود.

 

آلیاژهای مس – قلع (برنز DIN 1705)

برنزها آلیاژی با حداقل مس ۶۰% هستند که البته روی به عنوان عنصر اصلی آلیاژی در آن به حساب نمی آید. برنزها در مقایسه با برنج دارای استحکام کششی و سایش و پایداری به خوردگی بالا هستند و سختی و خواص لغزشی بهتری دارند. در صنعت برای اتصالات تاسیسات بخار داغ – سرد- اسیدی، پمپها، یاتاقانهای لغزشی، دسته پیستون حلزونها، فنر، زنگ و… به کار می رود.

 

آلیاژهای مس – آلومینیم (برنزهای آلومینیم دار DIN 1714)

خواص این آلیاژها عبارت اند از : استحکام بالا، سختی و چقرمگی بالا، قابلیت جوشکاری خوب، مقاوم نسبت به اسیدها