Legerade metaller: beskrivning, lista och applikationsfunktioner

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Utveckling identifieras med förbättring. Förbättring av industriella och inhemska kapaciteter utförs genom användning av material med progressiva egenskaper. Dessa är i synnerhet legerade metaller. Deras mångfald bestäms av möjligheten att korrigera den kvantitativa och kvalitativa sammansättningen av legeringsämnen.

naturlegerat stål

Det första smälta järnet, som skilde sig från sina släktingar i sina egenskaper, var naturligt legerat. Smält förhistoriskt meteoriskt järn innehöll en ökad mängd nickel. Den hittades i forntida egyptiska begravningar 4-5 årtusenden f. Kr. t.ex. byggdes det arkitektoniska monumentet Qutab Minar i Delhi (400-talet) av detsamma. Japanska damasksvärd var gjorda av järn mättat med molybden, och Damaskus-stål innehöll volfram, karakteristiskt för modern höghastighetsskärning. Dessa var metaller, vars malm bröts från vissa platser.

Modern tillverkningslegeringar kan innehålla naturligt förekommande metalliska ochicke-metalliskt ursprung, vilket återspeglas i deras egenskaper och egenskaper.

Historisk väg

Grunden för utvecklingen av legering lades genom motiveringen av degelmetoden för att smälta stål i Europa på 1700-talet. I en mer primitiv version användes deglar i antiken, bland annat för att smälta damask och damaskstål. I början av 1700-talet förbättrades denna teknik i industriell skala och gjorde det möjligt att justera källmaterialets sammansättning och kvalitet.

• Den samtidiga upptäckten av fler och fler nya kemiska grundämnen drev forskare till experimentella smältexperiment.
• Den negativa effekten av koppar på stålkvaliteten har fastställts.
• Mässing som innehåller 6 % järn upptäcktes.

Experiment utfördes i termer av kvalitativa och kvantitativa effekter på stållegeringen av volfram, mangan, titan, molybden, kobolt, krom, platina, nickel, aluminium och andra.

Den första industriella produktionen av stål legerat med mangan etablerades i början av 1800-talet. Det har utvecklats sedan 1856 som en del av Bessemers smältningsprocessen.

Dopningsfunktioner

Moderna möjligheter gör det möjligt att smälta legerade metaller av vilken sammansättning som helst. Grundprinciperna för tekniken i fråga:

1. Komponenter anses vara legerande endast om de introduceras målmedvetet och innehållet i varje överstiger 1%.
2. Svavel, väte, fosfor anses vara föroreningar. som icke-metalliskinneslutningar, bor, kväve, kisel används, sällan - fosfor.
3. Bulklegering är införandet av komponenter i en smält substans inom ramen för metallurgisk produktion. Yta är en metod för diffusionsmättnad av ytskiktet med de nödvändiga kemiska elementen under inverkan av höga temperaturer.
4. Under processen ändrar tillsatser kristallstrukturen i "dotter"-materialet. De kan skapa penetrations- eller uteslutningslösningar, samt placeras vid gränserna för metalliska och icke-metalliska strukturer, vilket skapar en mekanisk blandning av korn. Graden av löslighet av grundämnen i varandra spelar en stor roll här.

Legeringskomponenter

Enligt den allmänna klassificeringen delas alla metaller in i järn och icke järn. Svarta inkluderar järn, krom och mangan. Icke-järn delas in i lätt (aluminium, magnesium, kalium), tung (nickel, zink, koppar), ädel (platina, silver, guld), eldfast (volfram, molybden, vanadin, titan), lätt, sällsynta jordartsmetaller och radioaktiva. Legerade metaller inkluderar en mängd olika lätta, tunga, ädla och eldfasta icke-järnmetaller, såväl som alla järnh altiga.

Beroende på förhållandet mellan dessa element och legeringens huvudmassa, delas de senare in i låglegerade (3 %), medellegerade (3-10 %) och höglegerade (mer än 10 %). %).

legerade stål

Teknologiskt orsakar processen inga svårigheter. Utbudet är mycket brett. Huvudmål förstål är följande:

• Öka styrkan.
• Förbättra värmebehandlingsresultat.
• Ökande korrosionsbeständighet, värmebeständighet, värmebeständighet, värmebeständighet, motståndskraft mot aggressiva arbetsförhållanden, livslängd.

Huvudkomponenterna är järnlegeringar och eldfasta metaller, som inkluderar Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, såväl som icke-järnh altigt Al, Ni, Cu.

Krom och nickel är huvudkomponenterna som definierar rostfritt stål (X18H9T), såväl som värmebeständigt stål, vars driftsförhållanden kännetecknas av höga temperaturer och stötbelastningar (15X5). Upp till 1,5 % används för lager och friktionsdelar (15HF, SHKH15SG)

Mangan är en grundläggande komponent i slitstarka stål (110G13L). I små mängder bidrar det till deoxidation, vilket minskar koncentrationen av fosfor och svavel.

Kisel och vanadin är element som ökar elasticiteten i en viss mängd och används för att tillverka fjädrar och fjädrar (55C2, 50HFA).

Aluminium kan användas för järn med högt elektriskt motstånd (X13Y4).

Ett betydande innehåll av volfram är typiskt för verktygsstål med hög hastighet (R9, R18K5F2). En legerad metallborr gjord av detta material är mycket mer produktiv och motståndskraftig mot utlösning än samma verktyg gjord av kolstål.

Legerat stål har kommit in i daglig användning. Samtidigt är de så kallade legeringarna med fantastiska egenskaper, även erhållna genom legeringsmetoder, kända. Så "trästål" innehåller 1% kromoch 35 % nickel, vilket bestämmer dess höga värmeledningsförmåga, karakteristisk för trä. Diamant innehåller också 1,5 % kol, 0,5 % krom och 5 % volfram, vilket kännetecknar den som särskilt hård, i likhet med diamant.

Legering av gjutjärn

Gjutjärn skiljer sig från stål genom en betydande kolh alt (från 2,14 till 6,67%), hög hårdhet och korrosionsbeständighet, men låg hållfasthet. För att utöka utbudet av betydande egenskaper och applikationer är det legerat med krom, mangan, aluminium, kisel, nickel, koppar, volfram, vanadin.

På grund av de speciella egenskaperna hos detta järn-kolmaterial är dess legering en mer komplex process än för stål. Var och en av komponenterna påverkar omvandlingen av kolformer i den. Så mangan bidrar till bildandet av "korrekt" grafit, vilket ökar styrkan. Införandet av andra resulterar i övergången av kol till ett fritt tillstånd, blekning av gjutjärn och en minskning av dess mekaniska egenskaper.

Tekniken kompliceras av den låga smälttemperaturen (i genomsnitt upp till 1000 ˚C), medan den för de flesta legeringsämnen överstiger denna nivå avsevärt.

Komplex legering är den mest effektiva för gjutjärn. Samtidigt bör man ta hänsyn till den ökade sannolikheten för segregering av sådana gjutgods, risken för sprickbildning och gjutdefekter. Det är mer rationellt att utföra den tekniska processen i elektromagnetiska och induktionsugnar. Ett obligatoriskt sekventiellt steg är värmebehandling av hög kvalitet.

Kromgjutjärn kännetecknas av hög slitstyrka, styrka, värmebeständighet, motståndskraft mot åldring och korrosion (CH3, CH16). De används inom kemiteknik och vid tillverkning av metallurgisk utrustning.

Gjutjärn legerat med kisel kännetecknas av hög korrosionsbeständighet och motståndskraft mot aggressiva kemiska föreningar, även om de har tillfredsställande mekaniska egenskaper (ChS13, ChS17). De utgör delar av kemisk utrustning, rörledningar och pumpar.

Värmebeständigt gjutjärn är ett exempel på högproduktiv komplex legering. De innehåller järnh altiga och legerande metaller som krom, mangan, nickel. De kännetecknas av hög motståndskraft mot korrosion, slitstyrka och motståndskraft mot höga belastningar under höga temperaturer - delar av turbiner, pumpar, motorer, kemisk industriutrustning (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh).

En viktig komponent är koppar, som används i kombination med andra metaller, samtidigt som legeringens gjutegenskaper ökar.

legering koppar

Används i ren form och som en del av kopparlegeringar, som har en stor variation beroende på förhållandet mellan bas- och legeringselement: mässing, brons, cupronickel, nickelsilver och andra.

Ren mässing - en legering med zink - är inte legerad. Om den innehåller legerande icke-järnmetaller i en viss mängd, anses den vara multikomponent. Bronser är legeringar med andra metalliska beståndsdelar,kan vara tenn och som inte innehåller tenn, är legerade i alla fall. Deras kvalitet förbättras med hjälp av Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si.

Kiselinnehåll i kopparföreningar ökar deras korrosionsbeständighet, styrka och elasticitet; tenn och bly - bestäm antifriktionsegenskaperna och positiva egenskaper avseende bearbetbarhet; nickel och mangan - komponenter i de så kallade smideslegeringarna, som också har en positiv effekt på korrosionsbeständigheten; järn förbättrar mekaniska egenskaper, medan zink förbättrar tekniska egenskaper.

Används inom elektroteknik som huvudråvara för tillverkning av olika trådar, material för tillverkning av kritiska delar till kemisk utrustning, inom maskinteknik och instrumentering, i rörledningar och värmeväxlare.

Aluminiumlegering

Används som smide eller gjutna legeringar. Legerade metaller baserade på det är föreningar med koppar, mangan eller magnesium (duraluminer och andra), de senare är föreningar med kisel, de så kallade siluminerna, medan alla deras möjliga varianter är legerade med Cr, Mg, Zn, Co, Cu, Si.

Koppar ökar dess duktilitet; kisel - flytbarhet och högkvalitativa gjutegenskaper; krom, mangan, magnesium - förbättra styrkan, tekniska egenskaper bearbetbarhet genom tryck och korrosionsbeständighet. Även B, Pb, Zr,Ti, Bi.

Järn är en oönskad komponent, men det används i små mängder vid tillverkning av aluminiumfolie. Siluminer används för gjutning av kritiska delar och hus inom maskinteknik. Duralumin och aluminiumbaserade stämplingslegeringar är ett viktigt råmaterial för tillverkning av skrovelement, inklusive bärande strukturer, inom flygplansindustrin, skeppsbyggnad och maskinteknik.

Legererade metaller används inom alla industriområden eftersom de har förbättrade mekaniska och tekniska egenskaper jämfört med originalmaterialet. Utbudet av legeringselement och kapaciteten hos modern teknik möjliggör en mängd olika modifieringar som utökar möjligheterna inom vetenskap och teknik.