Ikke-jernholdige legeringer struktur, egenskaper, bruksområder, eksempler

4378
Robert Johnston

De ikke-jernholdige legeringer er de som ikke har jernmetall i sammensetningen. Derfor består den ikke av noen av ståltypene, og dens hovedbase kan være den for ethvert annet metallisk element; slik som aluminium, sølv, kobber, beryllium, magnesium, titan, etc..

I motsetning til tette stål, som er ideelle for metallstøtte av bygninger og brokabler, har jernholdige legeringer en tendens til å være lettere og mer motstandsdyktige mot korrosjon. Herfra til at antall applikasjoner øker eksponentielt, og hver krever en bestemt type legering, med en nøyaktig metallisk sammensetning..

Bronseskulptur - et eksempel på en ikke-jernholdig legering. Kilde: Pixabay.

Noen av de eldste og mest kjente ikke-jernholdige legeringene i historien er bronse og messing. Begge har kobber som metallbase, med den forskjellen at i bronse er det hovedsakelig blandet med tinn, og i messing med sink. Avhengig av kombinasjoner og sammensetning kan bronse og messing med omfattende egenskaper dukke opp..

Og når vi beveger oss inn i den moderne nåtiden, er legeringene som utgjør elektroniske enheter i det vesentlige ikke-jernholdige. På samme måte er rammen til de mest sofistikerte kjøretøyene og flyene laget av disse legeringene for å gi dem styrke med lavest mulig vekt..

Artikkelindeks

  • 1 Strukturer av ikke-jernholdige legeringer
  • 2 eiendommer
  • 3 bruksområder
    • 3.1 Aluminium
    • 3.2 Titan
    • 3.3 Sølv
    • 3.4 Magnesium
    • 3.5 Beryllium
  • 4 Eksempler
  • 5 Referanser

Strukturer av ikke-jernholdige legeringer

Hvert metall har sine egne krystallinske strukturer, som kan være hcp (kompakt sekskantet), ccp (kompakt kubikk), bcc (kroppssentrert kubikk) eller andre..

Når smeltet og sveiset inn i en fast løsning som deretter krystalliserer, forbinder atomer av alle metaller sammen gjennom metallbindingen, og de resulterende strukturer legger til eller endres..

Derfor vil hver legering til en bestemt sammensetning ha sine egne krystallstrukturer. Det er derfor å studere dem, men bruker heller begrepene faser (vanligvis betegnet som α og β), representert grafisk i et fasediagram som en funksjon av variabler som temperatur, trykk og sammensetning..

Fra disse fasediagrammene kan det forutsies ved hvilken temperatur (flytende fase) den ikke-jernholdige legeringen av et system bestående av to eller flere metaller vil smelte, samt arten av dens faste faser..

Anta sølv-kobberparet. Ved å analysere fasediagrammet, kan fysisk og strukturell informasjon hentes fra flere legeringer med forskjellige sølv-kobberkombinasjoner (10% Ag og 90% Cu, 25% Ag og 75% Cu, etc.). Åpenbart må metaller være løselig i hverandre slik at de kan krystallisere til en legering på en homogen måte..

Eiendommer

Egenskapene til ikke-jernholdige legeringer er veldig forskjellige. For stål er det ikke veldig vanskelig å generalisere, siden de viser en synergi av jernets egenskaper med de av jern-karbon, Fe-C. I motsetning til dette avhenger egenskapene til ikke-jernholdige legeringer hovedsakelig av metallbunnen.

For eksempel, hvis legeringene er aluminium eller magnesium, begge lettmetaller, forventes de å være lette. Hvis titan, et tettere metall, blandes med annet lettmetall, bør den resulterende legeringen være litt lettere og mer fleksibel..

Hvis kobber og gull er kjent for å være gode ledere av varme og elektrisitet, bør legeringene deres tilby materialer som er billigere, mindre myke og mer motstandsdyktige mot mekanisk arbeid og korrosjon..

Hvis alle egenskapene og egenskapene til denne typen legeringer kunne generaliseres, måtte de være: mindre tette, mekanisk mer motstandsdyktige i forhold til vekten, mer inert mot oksidasjon forårsaket av omgivelsene, deformerbare, svært ledende for varme og elektrisitet . For resten er det mange unntak.

applikasjoner

Aluminium

De er veldig lette legeringer, og derfor bør strukturen deres være bcc (minst kompakt). De kan deformeres i flere former, for eksempel bokser, for lagring av mat og drikke.

De har en tendens til å ha høy motstand mot korrosjon, men det er omvendt proporsjonalt med deres mekaniske motstand, som øker når de blandes med kobber, magnesium eller mangan. De med bedre mekaniske styrker finner bruk som auto kroppsdeler, og til flydeler.

Titan

-Titanlegeringer finner mange bruksområder for design av beinproteser, og generelt er dette metallet svært kompatibelt med fysiologiske matriser.

Den brukes også som deler av rammen og overflaten til fly, kjøretøy, motorsykler, golfkøller, blant annet gjenstander og gjenstander..

-Blandet med aluminium har legeringene blitt brukt i konstruksjonen av takene til japanske templer og pagoder, og i statuene til drakene..

Sølv

-Legeringen med grafitt (Ag-C) har lav elektrisk motstand og brukes derfor som komponenter i effektbrytere..

-Blandet med kvikksølv oppnås en amalgam med 50% Hg og en lavere prosentandel av kobber og tinn, som brukes til å fylle tannfeil..

-Legeringen med kobber gir den en slik motstand at den lager metallskjæreskiver og -sager.

-I smykker brukes det i en legering av palladium og platina, motstandsdyktig mot riper og tap av glans.

Magnesium

De er tettere enn aluminium, men ellers er egenskapene deres like. De motstår atmosfæriske forhold godt, og det er derfor de har blitt brukt til produksjon av bildeler, i girkasser, hjul, missiler, kort sagt, i høyhastighets maskiner (så vel som på sykler)..

Beryllium

-Be-Cu-legeringen brukes til elektroniske komponenter for små enheter, for eksempel smarttelefoner, iPads, armbåndsur, nettbrett, etc..

-Keramikk (blandet med gallium, arsen eller indium) brukes i elektroniske kretser med høy strømtetthet.

-I medisin smirer berylliumlegeringer mange av dets instrumenter og enheter, for eksempel pacemakere, laserskalpeller, skannere, rammen til kjernemagnetisk resonansutstyr, blant andre..

-Den smir også en del av militæret og atomvåpenet, det er også laget med berylliumlegerings speil for satellitter.

-Verktøy smidd fra disse legeringene produserer ikke gnister når de utsettes for høy friksjon.

Eksempler

Noen spesifikke eksempler på ikke-jernholdige legeringer er:

-Monel og Constantán, begge nikkellegeringer med kobber, men med en sammensetning på henholdsvis 2: 1 og 45% (55% kobber).

-Cromel, hvis sammensetning er 90% nikkel og 10% kobber. Den brukes som en del av det elektriske systemet til industrielle ovner, som tåler høye temperaturer.

-Ti-6Al-4V, en legering av titan med vanadium, aluminium og andre metaller, spesielt brukt til biologiske formål.

-Estelite, en legering av kobolt og krom.

-Magnalium, aluminiumslegering med en lav andel magnesium (mindre enn eller lik 10%). De er praktisk talt aluminiumsplater som er mer motstandsdyktige mot trekkraft og er mer seige.

-Hvitt gull, hvis sammensetning består av 90% gull med 10% av hvilket som helst hvitt metall, som sølv eller palladium.

Referanser

  1. Dr.C. våpen. (s.f.). Ikke-jernholdige legeringer. [PDF]. Gjenopprettet fra: users.fs.cvut.cz
  2. Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation. (2012). Ikke-jernholdige strukturelle materialer (titan, aluminium). [PDF]. Gjenopprettet fra: nipponsteel.com
  3. W.A. Monteiro, S.J. Buso og L.V. da Silva (2012). Anvendelse av magnesiumlegeringer i transport, nye funksjoner på magnesiumlegeringer, Waldemar Alfredo Monteiro, IntechOpen, DOI: 10.5772 / 48273.
  4. Kobberutviklingsforening. (2018). Kobber og kobberlegeringer. Gjenopprettet fra: copperalliance.org.uk
  5. Michael Oistacher. (7. mars 2018). Sølvlegeringer og deres bruk. Gjenopprettet fra: mgsrefining.com
  6. Terrence Bell. (26. september 2018). Beryllium-applikasjoner. Gjenopprettet fra: thebalance.com
  7. Cosmolinux. (s.f.). Aktiviteter Fasediagrammer. Gjenopprettet fra: cosmolinux.no-ip.org

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.