Járnefni eru mikið notuð í verkfræðiiðnaðinum vegna yfirburða, sviðs vélrænna eiginleika og lægri kostnaðar. Samt eru járnlaus efni einnig notuð í ýmsum forritum vegna sérstakra eiginleika þeirra samanborið við járnblöndur þrátt fyrir almennt mikla kostnað. Æskilegra vélrænna eiginleika er hægt að fá í þessum málmblöndur með herða vinnu, aldursherða osfrv, en ekki með venjulegum hitameðferðarferlum sem notaðar eru í járnblendi. Sum helstu áhugamálin sem eru áhugaverð eru ál, kopar, sink og magnesíum
1. Ál
Af öllum járnblendi er ál og málmblöndur mikilvægastar vegna framúrskarandi eiginleika þeirra. Sumir af eiginleikum hreins áls sem það er notað í verkfræðiiðnaðinum eru:
1) Framúrskarandi hitaleiðni (0,53 cal / cm / C)
2) Framúrskarandi rafleiðni (376 600 / ohm / cm)
3) Lítill massi þéttleiki (2,7 g / cm)
4) Lágt bræðslumark (658C)
5) Framúrskarandi tæringarþol
6) Það er ekki eitrað.
7) Það hefur einna mestu endurskynjanleika (85 til 95%) og mjög lágt fráfall (4 til 5%)
8) Það er mjög mjúkt og sveigjanlegt vegna þess að það hefur mjög góða framleiðslueiginleika.
Sum forritin þar sem hreint ál er almennt notað eru í rafleiðslum, ofnum efnum, loftkælingareiningum, ljós- og ljósgljáa og filmu og umbúðaefni.
Þrátt fyrir ofangreind gagnleg forrit er hreint ál ekki mikið notað vegna eftirfarandi vandamála:
1) Það hefur lágan togstyrk (65 MPa) og hörku (20 BHN)
2. Það er mjög erfitt að suða eða lóða.
Hægt er að bæta vélræna eiginleika áls verulega með málmblöndun. Helstu málmblöndur sem notaðar eru eru kopar, mangan, kísill, nikkel og sink.
Ál og kopar mynda efnasambandið CuAl2. Yfir 548 C hitastig leysist það upp að fullu í fljótandi áli. Þegar þetta er svalað og tilbúið (tilbúið við 100 - 150C) fæst hert hert álfelgur. CuAl2, sem ekki er aldrað, hefur ekki tíma til að falla úr föstu lausninni af áli og kopar og er því í óstöðugri stöðu (ofmettað við stofuhita). Öldrunarferlið fellur út mjög fínar agnir af CuAl2, sem veldur styrkingu málmblöndunnar. Þetta ferli er kallað herða lausn.
Hinir málmblönduþættirnir sem notaðir eru eru allt að 7% magnesíum, allt að 1. 5% mangan, allt að 13% kísill, allt að 2% nikkel, allt að 5% sink og allt að 1,5% járn. Að auki má einnig bæta títan, króm og kólumbíum við í litlum prósentum. Samsetning nokkurra dæmigerðra álblöndu sem notuð eru við varanlega mótun og steypu steypu er gefin upp í töflu 2. 10 með notkun þeirra. Vélrænir eiginleikar sem búist er við af þessum efnum eftir að þeir eru steyptir með varanlegum mótum eða þrýstijúpu eru sýndir í töflu 2.1
2. Kopar
Líkt og áli, finnur hreinn kopar einnig víðtæka notkun vegna eftirfarandi eiginleika þess
1) Rafleiðni hreins kopars er mikil (5,8 x 105 / ohm / cm) í sinni tærustu mynd. Sérhver lítil óhreinindi dregur verulega úr leiðni. Til dæmis, 0. 1% fosfór dregur úr leiðni um 40%.
2) Það hefur mjög mikla varmaleiðni (0,92 cal / cm / C)
3) Það er þungmálmur (eðlisþyngd 8,93)
4) Það er auðvelt að tengja það saman með lóðun
5) Það þolir tæringu,
6) Það hefur ánægjulegan lit.
Hreinn kopar er notaður við framleiðslu rafmagnsvíra, strætisvagna, flutningstrengja, kæliskáps og rör.
Vélrænir eiginleikar kopar í hreinasta ástandi eru ekki mjög góðir. Það er mjúkt og tiltölulega veikt. Það er hægt að blanda það á arðbæran hátt til að bæta vélrænni eiginleika. Helstu málmblöndur sem notaðar eru eru sink, tin, blý og fosfór.
Málmblöndur kopar og sink eru kallaðar kopar. Með sinkinnihaldi allt að 39% myndar kopar eins fasa (α-fasa) uppbyggingu. Slíkar málmblöndur hafa mikla liðleika. Litur málmblöndunnar er áfram rauður upp að sinkinnihaldi 20% en umfram það verður það gult. Annar uppbyggingarþáttur sem kallast β-fasi virðist á bilinu 39 til 46% af sinki. Það er í raun málmblönduna CuZn sem ber ábyrgð á aukinni hörku. Styrkur kopar eykst enn frekar þegar litlu magni af mangani og nikkel er bætt við.
Málmblöndur kopars með tini kallast brons. Harka og styrkur bronssins eykst með aukningu í tiniinnihaldi. Sveigjanleiki minnkar einnig með aukningu á hlutfalli úr tini yfir 5. Þegar ál er einnig bætt við (4 til 11%) er sú álfelgur sem kallast ál brons, sem hefur töluvert hærri tæringarþol. Brons er tiltölulega dýrt miðað við kopar vegna tilvistar tini sem er dýr málmur.
3. Aðrar málmlausar málmar
Sink
Sink er aðallega notað í verkfræði vegna lágs bræðsluhita (419,4 C) og hærra tæringarþols sem eykst með hreinleika sinki. Tæringarþol stafar af myndun hlífðar oxíðhúðar á yfirborðinu. Helstu forrit sink eru í galvaniserun til að vernda stál gegn tæringu, í prentiðnaði og til steypu.
Ókostir sinksins eru sterkir anisotropy sem sýndir eru við vansköpuð skilyrði, skortur á víddar stöðugleika við öldrunarskilyrði, minnkun á höggstyrk við lægra hitastig og næmi fyrir tæringu milli korna. Það er ekki hægt að nota það við þjónustu við hitastigið 95. C vegna þess að það mun valda verulegri lækkun á togstyrk og hörku.
Víðtæk notkun þess í steypusteypu er vegna þess að hún þarf lægri þrýsting, sem leiðir til hærra matarlífs miðað við aðrar málmblöndur. Ennfremur hefur það mjög góða vinnsluhæfni. Frágangurinn sem fæst með sinksteypu er oft fullnægjandi til að krefjast frekari vinnslu, nema að fjarlægja flassið sem er til staðar í skilnaðarplaninu.
Magnesíum
Vegna léttrar þyngdar og góðs vélrænna styrkleika eru magnesíumblöndur notaðar í mjög miklum hraða. Fyrir sömu stífleika þurfa magnesíumblöndur aðeins 37. 2% af þyngd C25 stáls og sparar þannig þyngd. Tveir aðal málmblöndunarþættirnir sem notaðir eru eru ál og sink. Magnesíum málmblöndur geta verið steyptar í sand, steypt steypu eða steypu. Eiginleikar sandsteypta íhluta úr magnesíumblöndu eru sambærilegir við varanlega steypta eða steypta hluti. Die-steypu málmblöndurnar hafa yfirleitt mikið koparinnihald til að gera þær mögulegar úr efri málmum til að draga úr kostnaði. Þau eru notuð til að framleiða bifreiðahjól, sveifarkassa o.s.frv. Því hærra sem innihaldið er, því meiri er vélrænni styrkur magnesíum-málmblöndu eins og veltra og svikinna íhluta. Magnesíumblöndur geta verið soðnar auðveldlega með flestum hefðbundnum suðuferlum. Mjög gagnlegur eiginleiki magnesíumblöndur er mikil vinnsluhæfni þeirra. Þeir þurfa aðeins um 15% afl til vinnslu miðað við kolefnislaust stál.
Færslutími: des-18-2020