Легирани метали: описание, списък и характеристики на приложението

Развитието се идентифицира със съвършенството. Подобряването на възможностите за промишлени и битови нужди се постига чрез използването на материали с прогресивни характеристики. Това, по-специално, легирани метали. Разнообразието им се определя от възможностите за коригиране на количествения и качествен състав легиращи елементи.

Естествена легирана стомана

Първото топено желязо, което в своето свойство се отличава от роднините си, е естествено легирано. Разтопената праисторическа метеоритна жлеза съдържаше по-голямо количество никел. Той е открит в древни египетски погребения 4-5 хилядолетие пр. Хр. д., от същия построен паметник на архитектурата Kutab Minar в Делхи (V век). Японски ножове дамаска от желязо, молибден наситени и Дамаск стомана съдържа волфрам типичен за модерно висока скорост. Това са метали, рудата, за която е извлечена от определени места.

Сплавите на модерното производство могат да съдържат естествени компоненти от метален и неметален произход, които са отразени в техните характеристики и свойства.

Исторически път

Основата за развитието на сплавянето бе положена от основаването на тигелния метод за стопяване на стомана в Европа през 18 век. В по-примитивна версия тигелите са били използвани в древни времена, включително за дамаска и стомана Дамаск. В началото на 18 век тази технология се подобрява в промишлен мащаб и позволява да се коригира състава и качеството на изходния материал.

• Едновременното откриване на все повече и повече нови химически елементи накара изследователите да експериментират експериментално върху топенето.
• Отрицателното влияние на медта върху качеството на стоманата се установява.
• Отворен месинг, съдържащ 6% желязо.

Експериментите бяха проведени по отношение на количествен и качествен влияние върху стоманена сплав от волфрам, манган, титан, молибден, кобалт, хром, платина, никел, алуминий и др.

Първото промишлено производство на стомана, сплави с манган, е създадено в началото на XIX век. Разработена е от 1856 г. в рамките на процеса на топене на Бесемер.

Характеристики на легирането

Съвременните възможности позволяват топенето на легирани метали от всякакъв състав. Основни принципи на въпросната технология:

1. Компонентите се считат за допинг само ако са въведени целенасочено и съдържанието на всеки от тях е по-голямо от 1%.
2. Сяра, водород, фосфор се считат за примеси. Като неметални включвания се използват бор, азот, силиций и рядко фосфор.
3. Обемният допинг е въвеждането на компоненти в стопено вещество в рамките на металургичното производство. Повърхността е метод за дифузионно насищане на повърхностния слой с необходимите химически елементи под действието на високи температури.
4. По време на процеса на добавяне кристалната структура на "дъщерния" материал се променя. Те могат да създадат решения за проникване или изключване, както и да бъдат поставени на границите на метални и неметални конструкции, създавайки механична смес от зърна. Голяма роля тук играе степента на разтворимост на елементите един в друг.

Сплавяване на компонентите

Според общото класиране, всички метали се делят на черни и цветни. Черното е желязо, хром и манган. Цветна разделена на лека (алуминий, магнезий, калий), тежка (никел, цинк, мед), благороден (платина, сребро, злато), огнеупорни метали (волфрам, молибден, ванадий, титан), белите дробове, редкоземен и радиоактивни. Чрез легиране метали включват значително разнообразие от леки, тежки, благороден и огнеупорен цветни и черно.

В зависимост от съотношението на тези елементи и по-голямата част от сплавта, последните се разделят на нисколегирани (3%), среднолегирани (3-10%) и високолегирани (повече от 10%).

Легирана стомана

Технологично, процесът не причинява усложнения. Асортиментът е много широк. Основните цели за стоманата са следните:

• Укрепване на здравината.
• Подобряване на резултатите от топлинната обработка.
• Увеличаване на устойчивостта на корозия, топлоустойчивост, топлоустойчивост, топлоустойчивост, устойчивост на агресивни експлоатационни условия, експлоатационен живот.

Основните компоненти са черни легиращи и огнеупорни метали, които включват Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, както и цветни Al, Ni, Cu.

Хром и никел - основните компоненти, определящи неръждаема стомана (X18H9T) и огнеупорен, които работни условия, характеризиращи се с високи температури и ударни натоварвания (15H5). В количество до 1,5% се използват за лагери и фрикционни части (15ХФ, ШХ15СГ)

Манганът е основен компонент на устойчивите на износване стомани (110G13L). В малки количества, подпомага дезоксидацията, намалява концентрацията на фосфор и сяра.

Силиконовата и ванадий - елементи, които определено количество повишена еластичност и се използват за производство на пружини (55S2, 50HFA).

Алуминият е приложим за желязо с голямо електрическо съпротивление (X13O4).

Значително съдържание на волфрам е характерно за високоскоростните стабилни инструментални стомани (P9, P18K5F2). Дозираната метална бормашина, изработена от такъв материал, е много по-продуктивна и устойчива на откъсване, отколкото при същия инструмент въглеродна стомана.

Легирана стомана в ежедневната употреба. В същото време са известни така наречените сплави с изненадващи свойства, получени също и чрез допинг методи. Така че "дървената стомана" съдържа 1% хром и 35% никел, което определя неговата висока топлопроводимост, характерна за дървото. Diamond също съдържа 1,5% въглерод, 0,5% хром и 5% волфрам, който се характеризира като особено твърда, подобна на диамант.

Сплавяване на чугун

Чугунът се различава от стоманите със значително съдържание на въглерод (от 2,14 до 6,67%), висока твърдост и устойчивост на корозия, но незначителна здравина. За да се разшири обхвата на свойства и демонстрационни приложения, е легиран с хром, манган, алуминий, силиций, никел, мед, волфрам, ванадий.

Във връзка със специалните характеристики на този железен-въглероден материал, легирането му е по-сложно от това на стоманата. Всеки от компонентите влияе върху трансформацията на формите на въглерод в него. По този начин манганът допринася за образуването на "правилен" графит, което увеличава силата. Въвеждането на други води до прехода на въглерод към свободно състояние, избелване на чугун и намаляване на неговите механични свойства.

Технологията се усложнява от ниска точка на топене (средно до 1000 ° C), докато за повечето легиращи елементи значително надвишава това ниво.

Най-ефективно за сплавяване на чугунен комплекс. Едновременно с това е необходимо да се вземе предвид увеличаването на вероятността за отделяне на такива отливки, риска от напукване, дефекти при отливане. Да се ​​извърши по-рационален технологичен процес в електромагнитни и индукционни пещи. Задължителен последователен етап е качествената топлинна обработка.

Chromium чугуни се характеризират с висока износоустойчивост, якост, устойчивост на топлина, устойчивост на стареене и корозия (CHH3, CHH16). Те се използват в химическата промишленост и в производството на металургично оборудване.

Отливките с лепило със силиций се отличават с висока устойчивост на корозия и устойчивост на въздействието на агресивни химични съединения, макар и задоволителни механични свойства (ChS13, ChS17). Създайте подробности за химическото оборудване, тръбопроводите и помпите.

Пример за високопродуктивно сплавяване на сплавите са топлоустойчивите чугуни. Те съдържат черен и легиране на метали, като хром, манган, никел. Те се характеризират с висока устойчивост на корозия, устойчивост на износване и устойчивост на високи напрежения при условията на висока степен на въздействие - части от турбини, помпи, двигатели, химическа промишленост (CHN15D3SH, CHN19H3SH).

Важен компонент е медта, която се използва заедно с други метали, като същевременно се увеличават характеристиките на отливката на сплавта.

Сплав от мед

Той се използва в чист вид и съставен от медни сплави, които имат голямо разнообразие в зависимост от съотношението на основните и легиращи елементи, месинг, бронз, никел сребро и други nelziybery.

Чистият месинг - сплав с цинк - не е легиран. Ако неговият състав включва сплавяване цветни метали в определено количество - се счита за многокомпонентна. Бронзовете са сплави с други метални съставки, могат да бъдат калай и да не съдържат калай, във всички случаи са легирани. Подобрете качеството им с помощта на Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si.

Съдържанието на силиций на медни съединения подобрява тяхната устойчивост на корозия, трайност и uprugost- калай и олово - определя триене и положителни качествени характеристики, отнасящи обработваемост rezaniem- никел и манган - компоненти, така наречените, ковано сплави, които също имат положителен ефект върху устойчивостта на желязо korrozii- подобрява механичните свойства и цинко-технологичните.

Те се използват в електротехниката като основна суровина за производството на различни проводници, на материал за производството на критични компоненти за химическо оборудване, в машиностроенето и строителството апарат, в тръби и топлообменници.

Алуминиево сплавяване

Използва се под формата на деформируеми или отливани сплави. Легирани метали негова основа са съединенията с мед, манган, или магнезий (дуралуминиум, и т.н.), като последният - съединение с силиций, така наречените silumins, с всички възможни варианти са легирани използване Cr, Mg, Zn, Co, Cu, Si.

Медта увеличава своята пластичност - свойствата на леярната силиций - течливост и качество - хром, манган, магнезий - подобряват здравината, технологичните свойства на обработваемостта и устойчивостта на корозия. Също така, B, Pb, Zr, Ti, Bi могат да се приемат като сплавни компоненти, допринасящи за устойчивостта на стареене и агресивните условия на работа.

Желязо - нежелан компонент, но в малки количества, използвани за производството на алуминиево фолио. Силумин, използван за леене на критични части и корпуси в машиностроенето. Дъралумините и алуминиевите сплави са важна суровина за производството на корпусни елементи, включително мощните конструкции, в строителството на самолети, корабостроенето и машиностроенето.

Смесените метали са във всички сфери на промишлеността като тези, които имат повишени механични и технологични характеристики в сравнение със суровината. Асортиментът от легиращи елементи и възможностите на съвременните технологии позволяват да се създадат различни модификации, които разширяват възможностите в науката и технологиите.