Železovi materiali se v svoji strojni industriji pogosto uporabljajo zaradi svoje superiornosti, obsega mehanskih lastnosti in nižjih stroškov. Kljub splošnim visokim stroškom pa se neželezne snovi uporabljajo tudi za različne lastnosti zaradi svojih posebnih lastnosti v primerjavi z železovimi zlitinami. Želene mehanske lastnosti lahko v teh zlitinah dobimo z delovnim utrjevanjem, staranjem itd., Ne pa tudi z običajnimi postopki toplotne obdelave, ki se uporabljajo za železove zlitine. Nekateri glavni neželezni materiali, ki nas zanimajo, so aluminij, baker, cink in magnezij
1. Aluminij
Med vsemi neželeznimi zlitinami so zaradi odličnih lastnosti najpomembnejši aluminij in njegove zlitine. Nekatere lastnosti čistega aluminija, za katerega se uporablja v inženirski industriji, so:
1) Odlična toplotna prevodnost (0,53 cal / cm / C)
2) Odlična električna prevodnost (376 600 / ohm / cm)
3) Nizka masna gostota (2,7 g / cm)
4) nizko tališče (658C)
5) Odlična odpornost proti koroziji
6) Je netoksičen.
7) Ima eno največjih odbojnih lastnosti (85 do 95%) in zelo nizko sevalnost (4 do 5%)
8) Je zelo mehak in žilav, zaradi česar ima zelo dobre proizvodne lastnosti.
Nekatere aplikacije, kjer se čisti aluminij običajno uporablja, so v električnih vodnikih, materialih za radiatorje, klimatskih napravah, optičnih in svetlobnih odsevnikih ter foliji in embalaži.
Kljub zgoraj navedenim uporabnim aplikacijam se čisti aluminij ne uporablja pogosto zaradi naslednjih težav:
1) Ima natezno trdnost (65 MPa) in trdoto (20 BHN)
2. Zelo težko je variti ali spajkati.
Mehanske lastnosti aluminija je mogoče bistveno izboljšati z legiranjem. Glavni legirni elementi so baker, mangan, silicij, nikelj in cink.
Aluminij in baker tvorita kemično spojino CuAl2. Nad temperaturo 548 C se popolnoma raztopi v tekočem aluminiju. Ko je ta kaljena in umetno starana (daljše držanje pri 100 - 150 ° C), dobimo strjeno zlitino. CuAl2, ki se ne postara, nima časa, da se obori iz trdne raztopine aluminija in bakra in je zato v nestabilnem položaju (prenasičen pri sobni temperaturi). Proces staranja obori zelo drobne delce CuAl2, kar povzroči krepitev zlitine. Ta postopek se imenuje strjevanje z raztopino.
Drugi uporabljeni legirni elementi so do 7% magnezija, do 1,5% mangana, do 13% silicija, do 2% niklja, do 5% cinka in do 1,5% železa. Poleg teh lahko v majhnih odstotkih dodamo tudi titan, krom in kolumbij. Sestava nekaterih tipičnih aluminijevih zlitin, ki se uporabljajo pri trajnem oblikovanju in ulivanju, je podana v tabeli 2. 10 z njihovimi aplikacijami. Mehanske lastnosti teh materialov, ki se pričakujejo po odlitju s trajnimi kalupi ali tlačnim ulivanjem, so prikazane v tabeli 2.1
2. Baker
Podobno kot aluminij ima tudi čisti baker široko uporabo zaradi naslednjih lastnosti
1) Električna prevodnost čistega bakra je v najčistejši obliki visoka (5,8 x 105 / ohm / cm). Vsaka majhna nečistoča drastično zmanjša prevodnost. Na primer, 0,1% fosforja zmanjša prevodnost za 40%.
2) Ima zelo visoko toplotno prevodnost (0 92 cal / cm / C)
3) Je težka kovina (specifična teža 8,93)
4) Lahko ga zlahka združite s spajkanjem
5) se upira koroziji,
6) Ima prijetno barvo.
Čisti baker se uporablja pri izdelavi električne žice, vodila, prenosnih kablov, cevi hladilnikov in cevi.
Mehanske lastnosti bakra v najčistejšem stanju niso zelo dobre. Je mehak in razmeroma šibek. Donosno ga lahko legiramo za izboljšanje mehanskih lastnosti. Glavni legirni elementi so cink, kositer, svinec in fosfor.
Zlitine bakra in cinka imenujemo medenine. Z vsebnostjo cinka do 39% baker tvori enofazno (α-fazno) strukturo. Takšne zlitine imajo visoko duktilnost. Barva zlitine ostaja rdeča do vsebnosti cinka 20%, čez to pa postane rumena. Druga strukturna komponenta, imenovana β-faza, se pojavi med 39 in 46% cinka. Pravzaprav je za povečano trdoto odgovorna vmesna kovinska spojina CuZn. Moč medenine se še poveča, če ji dodamo majhne količine mangana in niklja.
Zlitine bakra s kositrom imenujemo bronaste. Trdota in trdnost brona se povečata z naraščanjem vsebnosti kositra. Duktilnost se zmanjša tudi s povečanjem deleža kositra nad 5. Ko dodamo tudi aluminij (4 do 11%), dobljeno zlitino imenujemo aluminijev bron, ki ima znatno večjo odpornost proti koroziji. Bronasti so v primerjavi z medeninami razmeroma dragi zaradi prisotnosti kositra, ki je draga kovina.
3. Druge neželezne kovine
Cink
Cink se v glavnem uporablja v inženirstvu zaradi nizke temperature taljenja (419,4 C) in večje korozijske odpornosti, ki narašča s čistočo cinka. Odpornost proti koroziji povzroča tvorba zaščitne oksidne prevleke na površini. Glavne uporabe cinka so pri pocinkanju za zaščito jekla pred korozijo, v tiskarstvu in za tlačno ulivanje.
Pomanjkljivosti cinka so močna anizotropija, ki se kaže v deformiranih pogojih, pomanjkanje dimenzijske stabilnosti v pogojih staranja, zmanjšanje udarne trdnosti pri nižjih temperaturah in dovzetnost za medzrnato korozijo. Ne more se uporabljati za obratovanje nad temperaturo 95 ° C, ker bo znatno zmanjšala natezno trdnost in trdoto.
Njegova široka uporaba pri ulivanju je zato, ker zahteva nižji tlak, kar ima za posledico daljšo življenjsko dobo tlaka v primerjavi z drugimi zlitinami za ulivanje. Poleg tega ima zelo dobro obdelovalnost. Končna obdelava, pridobljena z odlivanjem cinka, je pogosto primerna za nadaljnjo obdelavo, razen za odstranitev bliskavice, ki je prisotna v ločilni ravnini.
Magnezij
Zaradi svoje majhne teže in dobre mehanske trdnosti se magnezijeve zlitine uporabljajo pri zelo visokih hitrostih. Za enako togost magnezijeve zlitine zahtevajo le 37,2% teže jekla C25 in tako prihranijo pri teži. Dva glavna legirana elementa sta aluminij in cink. Magnezijeve zlitine so lahko peščene, trajno ulitke ali litine. Lastnosti komponent iz magnezijeve zlitine, ulite v pesek, so primerljive z lastnostmi komponent trajnega kalupa ali litja. Zlitine za tlačno ulivanje imajo na splošno visoko vsebnost bakra, tako da omogočajo njihovo izdelavo iz sekundarnih kovin, da se zmanjšajo stroški. Uporabljajo se za izdelavo avtomobilskih koles, ohišij ročične gredi itd. Večja kot je vsebnost, večja je mehanska trdnost zlitin, kovanih z magnezijem, kot so valjani in kovani sestavni deli. Magnezijeve zlitine je mogoče zlahka variti z večino tradicionalnih varilnih postopkov. Zelo koristna lastnost magnezijevih zlitin je njihova visoka obdelovalnost. Za obdelavo potrebujejo le približno 15% moči v primerjavi z nizkoogljičnim jeklom.
Čas objave: december 18-2020