Pridobite informacije o lastnostih, sestavi in proizvodnji kovinske zlitine
Zlitine so kovinske spojine, sestavljene iz ene kovine in enega ali več kovinskih ali nekovinskih elementov.
Primeri skupnih zlitin so:
- Jeklo , kombinacija železa (kovine) in ogljika (nekovine)
- Bronza, kombinacija bakra (kovine) in kositra (kovine) in
- Medenina, mešanica bakra (kovine) in cinka (kovina)
Lastnosti
Posamezne čiste kovine lahko imajo koristne lastnosti, kot so dobra električna prevodnost , visoka trdnost in trdota ali toplotna in korozijska obstojnost.
Komercialne kovinske zlitine poskušajo združiti te koristne lastnosti, da bi ustvarile kovino, ki je bolj uporabna za določeno aplikacijo kot kateri koli od njegovih sestavnih elementov.
Razvoj jekla je na primer zahteval, da najde pravo kombinacijo ogljika in železa (približno 99% železa in 1% ogljika, kot se izkaže), da se proizvede kovina, ki je močnejša, lažja in bolj uporabna kovina kot čisto železo .
Natančne lastnosti novih zlitin je težko izračunati, ker elementi ne kombinirajo le, da postanejo vsota delov, temveč se tvorijo s kemičnimi interakcijami, ki so odvisne od njihovih sestavnih delov in proizvodne metode. Zato se pri razvoju novih kovinskih zlitin zahteva veliko testiranja.
Ena stvar, ki je gotovo, je, da je, če so kovine legirane, temperatura taljenja vedno prizadeta. Galinstan® , zlitina z nizkim tališčem, ki vsebuje galij , kositer in indij, je tekoča pri temperaturah nad 2,2 ° F (-19 ° C), kar pomeni, da je njena tališče 122 ° F (50 ° C) nižja od čistega galija in več kot 212 ° F (100 ° C) pod indijem in kositrom.
Galinstan® in Wood's Metal sta primeri evtektičnih zlitin. Eutektične zlitine imajo najnižjo točko taljenja katere koli kombinacije zlitin, ki vsebuje iste elemente.
Sestava
Na tisoče zlitin so v redni proizvodnji, medtem ko se nove sestavine redno razvijajo.
Sprejete standardne sestavine vključujejo ravni čistosti sestavnih elementov (glede na vsebnost teže).
Ličila, kot tudi mehanske in fizikalne lastnosti skupnih zlitin, standardizirajo mednarodne organizacije, kot so ISO, SAE International in ASTM International.
Proizvodnja
Nekatere kovinske zlitine se naravno pojavljajo in zahtevajo, da se malo predelave pretvori v materiale industrijskega razreda. Ferozlitine, na primer ferokrom in fero-silicij, se na primer proizvajajo s taljenjem mešanih rud in se uporabljajo pri proizvodnji različnih jekel.
Komercialne in trgovske zlitine pa na splošno zahtevajo večjo predelavo in se najpogosteje oblikujejo z mešanjem staljenih kovin v nadzorovanem okolju. Kljub temu bi se kdo zmotil pri premisleku, da so legirne kovine preprost postopek.
Na primer, če bi se preprosto mešali staljeni aluminij s staljenim svincem , bi ugotovili, da bi se ločili v sloje, podobno kot olje in voda. Postopek za kombiniranje staljenih kovin ali mešanje kovin z nemetali se zelo razlikuje glede na lastnosti elementov, ki so potrebni.
Kovinski elementi imajo veliko odstopanje pri toleranci toplote in plinov. Medtem ko so elementi, kot so ognjevzdržne kovine , stabilni pri visokih temperaturah, drugi začnejo komunicirati s svojim okoljem, kar lahko vpliva na ravni čistosti in, končno, kakovost zlitine.
Pomembni premisleki pri legiranju kovin vključujejo talilne temperature sestavnih kovin, ravni nečistoč, mešalno okolje in postopek legiranja.
V nekaterih primerih je treba pripraviti vmesne zlitine, da bi prepričali elemente za združevanje.
Zlitina 95,5% aluminija in 4,5% bakra se naredi tako, da najprej pripravimo 50% mešanico obeh elementov. Ta mešanica ima nižjo tališče kot čisti aluminij ali čisti baker in deluje kot "trdilca". To se nato uvede v staljeni aluminij s hitrostjo, ki ustvarja pravo mešanico zlitin.
Viri: Ulica, Arthur. & Alexander, WO 1944. Kovine v službi človeka . 11. izdaja (1998).