تبلیغات
وبسایت تخصصی متالورژی - آلیاژهای غیرآهنی
یکشنبه 26 اردیبهشت 1389  10:48 ب.ظ

آلیاژهای غیرآهنی :

آلیاژهای غیرآهنی آلیاژهایی‌اند كه آهن و كربن در اجزاء تشكیل دهنده اولیه‌ی آنها وجود ندارد. بعضی از آلیاژهای غیر آهنی متداول عبارتند از آلیاژهای :

 •آلومینیوم

 • مس

 • برنج 

 • برنز

 •نیكل

 

آلومینیوم :

 

آلومینیوم برای ساخت محصولاتی نظیر وسایل آشپزخانه، هادی‌های الكتریكی و ظروف غذا به كار می‌رود. به علاوه‌، در نتیجه‌ی وزن سبك آن و مقاومت به خوردگی بالای آن برای ساختن اجزاء خودرو و صنایع هوانوردی استفاده می‌شود.

برخی از خواص آلومینیوم عبارتند از :

• سبك وزن بودن    

• هدایت‌گر الكتریكی و گرمایی خوب بودن

• براحتی با عناصر دیگر مثل مس (cu)، سیلسیم (Si)، منیزیم (Mg)، منگنز(Mn)، و روی (Zn) آلیاژ تشكیل می‌دهد.

• داشتن مقاومت به خوردگی و اكسیداسیون بالا

• غیر مغناطیس بودن ولی داشتن قابلیت انعكاس انرژی گرمایی و رادیویی

• داشتن مقاومت كششی بالا ( (95-157   

• رنگ خاكستری روشن یا سفید مایل به آبی

• هم نرم و هم چكش‌خوار بودن

 

برخی خواص متداول آلیاژهای آلومینیوم عبارتند از :


چگالی كم، هادی گرما و الكتریسیته، مقاومت به خوردگی

برخی آلیاژهای مهم آلومینیوم عبارتند از :

آلیاژ (Al-Si)‌: وجود سیلسیم سیالیت و مشخصه‌های ریخته گری آلومینیوم را افزایش می‌دهد، افزایش محتوای سلیسیم، خواص مقاومت خوردگی و اكسیداسیون آن را بهبود می‌بخشد. در عین حال افزایش سلیسیم ضریب انبساط گرمایی را كاهش می‌دهد. این آلیاژ به خاطر مشخصه تحمل بالایش برای ساخت پیستون به كار می‌رود.

آلیاژ (Al- Cu)‌: وجود مس سختی و استحكام آلومینیوم را افزایش می‌دهد. به علاوه، افزایش آن مقاومت خوردگی را نیز افزایش می‌دهد. در نتیجه‌ی استحكام بالا و مقاومت شوك بالا، این آلیاژ برای ساخت اجزاء ریخته گری هواپیما استفاده می‌شود.

آلیاژ Y‌: این آلیاژ شامل 4 درصد مس، 2 درصد نیكل، 5/2 درصد منیزیم و 5/91 درصد آلومینیوم است. این تركیب مواد آلومینیوم را برای داشتن استحكام بالا و مقاومت خوردگی در دمای بالا قادر می‌سازد. این آلیاژ برای ساخت پیستون‌ها و سرسیلندرها كه در معرض دمای بالا قرار دارند به كار می‌رود.

 

مس :

مس خالص از كانه‌هایش مثل گلانس Cu2s ، پریت‌های مس (CuFes2)، مالاشیت و آزوریت بدست می‌آید. از آن به طور گسترده برای ساخت رساناهای الكتریكی، میله‌های اتوبوس، رادیاتورهای اتومبیل، سقف سازی، مجاری تحت فشار، كتری‌ها و ظروف آشپزخانه به كار می‌رود. برخی از خواص آن عبارتند از :

• رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز   

• غیر مغناطیس است 

• بسیار نرم و چكش خوار است  

• داشتن ضریب هدایت الكتریكی و گرمایی بالا  

• مقاوم به خوردگی است.

 

عناصر آلیاژ ساز مس، روی (Zn)، آلومینیوم (Al)، قلع (Sn)، بریلیوم (Be)، فسفر (P)، نیكل (Ni)، منگنز(Mn)، منیزیم (Mg)، و سیلیسیم (Si) هستند بعضی از آلیاژهای مهم مس عبارتند از :

 

آلیاژ مس- روی :

 این آلیاژ حالتی از برنج است. اگر درصد روی كمتر از 36 درصد باشد، نتیجه برنج بسیار داكتیل و شكل پذیر خواهد شد. بنابراین، در ابتدا برای عملكرد شكل دادن ورق به كار می‌رود. یك آلیاژ مس- روی با محتوای بالاتر از 36 درصد منجر به خصوصیتی از برنج می‌شود كه ترد است و داكتیلیتی پایین دارد. خصوصیات متفاوت برنج می‌تواند بوسیله‌ی تغییر درصد روی در آلیاژ، رو به تكامل گذارده شود. جدول (5.5) تركیبات متفاوت مس و روی را با كاربردهایش نشان می‌دهد.

جدول 5.5 انواع آلیاژهای روی، مس و كاربردهایشان

نام تجاری       درصد روی     كاربردها

برنج پایین       20      شكل دادن ورق، كار مربوط به فن معماری

برنج كارتریج   30      ابزار موسیقی، لوله سازی

برنج    3/35   اجزاء ماشین پیچشی

برنج    40      لوله‌های متراكم كننده

 

آلیاژ مس- قلع (Cu-Sn):

این آلیاژ به عنوان برنز قلع نیز منسوب است.

این آلیاژ به طور ایده‌آل حاوی كمتر از 12 درصد قلع است. افزودن قلع به آلیاژ استحكام آلیاژ را زیاد می‌كند. اما افزایش بیش از 20 درصد قلع موجب تردی آلیاژ می‌شود به علاوه ‌ی استحكام بالا، آلیاژهای مس- قلع حقرمه، مقاومت ساییدگی و مقاومت خوردگی دارند. در نتیجه‌ی این خواص این آلیاژ برای ساخت یاتاقانها، چرخدنده‌ها و اتصالاتی كه باید توانایی تحمل بار فشاری بالایی داشته باشند به كار می‌رود.

 

آلیاژ مس- نیكل (Cu-Ni) ‌:

 وجود قلع در این آلیاژ هدایت گرمایی بالا، دما و مقاومت به خوردگی ایجاد می‌كند در نتیجه‌ی این خواص آلیاژهای مس، نیكل برای ساخت محصولاتی نظیر مبدل‌ها و سكه‌ها به كار می‌رود.

 

برنج:

برنج آلیاژی از مس و روی است. قابلیت انحلال تعادلی روی در مس حدود %38 است. و به شدت متأثر سرعت سرد كردن است. استحكام كششی برنج با افزایش مقدار روی افزایش می‌یابد. افزایش بیش از 30 درصد روی به برنج فاز   شكل می‌گیرد كه استحكام كششی زیاد می‌شود ولی داكتیلیتی كاهش می‌یابد. برنج به دو نوع دسته بندی می‌شود : برنج  - برنج  ،   برنج   حاوی كمتر از 30 درصد، روی است. برنج   حاوی 30 درصد تا 44 درصد روی است. رنگ برنج به درصد روی موجود در آن بستگی دارد. برنج وقتی درصد روی كمتر از 20 درصد باشد قرمز به نظر می‌رسد. اما رنگ برنج اگر درصد روی در حدود 20 درصد باشد زرد خواهد بود. خواص برنج   عبارتند از :

نرم، داكتیل و چكش‌خوار است. مقاومت خوردگی در شرایط آنیل شده خوبی دارد.

برای نورد سرد، كشش سیم و پرس كردن مناسب است.

انواع مهم برنج‌های   عبارتند از: طلای بدلی (برنج طلایی) : درصد روی بین 5 تا 15 درصد است. برنج طلایی برای لوله‌های متراكم كننده‌ها ( كندانسور)، سكه‌ها و سوزن‌ها بكار می‌رود.

 

برنج فشنگ :

 مقدار روی در حدود 30 درصد است، بسیار داكتیل و چكش‌خوار است. برنج فشنگ بوسیله كشش عمیق، كشش، تیركاری، شكل دادن چرخشی و بوسیله‌ی عملیات كارفشاری شكل داده می‌شود.

برنج دریایی :

 این برنج شبیه برنج فشنگ است. هر چند كه 1 درصد قلع در آن وجود دارد كه خواص مقاومت خوردگی برنج دریایی را بهبود می‌بخشد. این نوع برنج برای مبدل‌های حرارتی و لوله‌های متراكم كننده‌ها (كندانسورها) بكار می‌رود.

خواص برنج   عبارتند از :

مقدار روی بین 32 تا 40 درصد است، استحكام و سختی بالایی دارد، برای منظورهای ریخته‌گری مناسب است، مقاومت خوردگی كمتری در مقایسه با برنج   دارد.

انواع مهم برنج عبارتند از :

آلیاژ مونتز (برنج زرد) :

 محتوای روی در فلز مونتز در حدود 40 درصد است. كه در محدوده‌ی دمایی بین 600 تا 800 درجه سانتی‌گراد كار    ، اكستروژن و نورد می‌شود.

به عنوان برنج 40-60 نیز شناخته می‌شود. استحكام بالای  40- 35 و سختی PN120- 100 دارد. برای ظروف آشپزخانه، كار گرم، پیچ و مهره‌ها، اجزاء پمپ‌ها و لوله‌های متراكم كننده‌ها استفاده می‌شود.

برنج كشتی :

 این نوع برنج بوسیله‌ی افزودن 1 درصد قلع به فلز مونتز شكل می‌گیرد. افزودن قلع مقاومت خوردگی برنج را افزایش می‌دهد. برنج كشتی حاوی 60 درصد مس، 39 درصد روی، و 1 درصد قلع است. برنج كشتی براس ساخت میل گاردان، و دسته پیستون و پیچ مهره‌ها بكار گرفته می‌شود. آن برنج كشتی، نام گرفته زیرا در ابتدا تنها برای كشتی جنگی بكار می‌رفته است.

برنج سرب دار :

 علاوه بر مس، روی برنج سربی حاوی 3/1 درصد سرب است. افزودن سرب خاصیت ماشین كاری برنج را افزایش می‌دهد. در هر دو حالت مایع و جامد نامحلول است. به علاوه، افزایش سرب داكتیلینی و استحكام ضربه را كاهش می‌دهد.

 

برنز :

برنز آلیاژی از مس و قلع است. اگر هر عنصر دیگری بجای قلع در مس وجود داشته باشد برنز آن عنصر نامیده می‌شود. اگر آلومینیوم به مس افزوده شود، برنز آلومینیوم نامیده می‌شود بعضی از انواع برنز عبارتند از :

برنز توپ (برنز قلع) : حاوی 20 درصد قلع، 2 درصد روی و 78 درصد مس است. حضور روی در آلیاژ توپ به عنوان اكسیژن زدا عمل می‌كند و خاصیت سیالیت فلز را نیز بهبود می‌بخشد. كه آن بطور وسیع برای ساخت بدنه توپ ها استفاده می‌شود. برای ساخت چرخدنده‌ها، یاتاقانها و لوله‌ها نیز كاربرد دارد.

برنز فسفر :

 این برنز حاوی فسفر به عنوان مهمترین جزء آلیاژی آن است. فسفر یك اكسیژن زدای خوب است. به علاوه خواص مكانیكی برنز را بهبود می‌بخشد. برنز فسفر خاكستری بطور گسترده برای ساخت پل‌ها، درجه‌های سیمی و بُرس‌های سیمی به كار می‌رود برنز فسفردار ریخته گری شده برای ساخت چرخدنده‌ها، بوش‌ها و شیرهای كشویی به كار می‌رود.

برنز آلومینیوم :

 این آلیاژی از مس و آلومینیوم است. این نوع برنز محكم، داكتیل و چقرمه است. كه تحمل و مقاومت به خودگی خوبی نشان می‌دهد. مقاومت خشكی بالایی دارد برنز با محتوای آلومینیوم كمتر بوسیله فرآیندهای كار سرد نظیر كشش، پرس و نورد ساخته می‌شود داكتیلیتی و چكش‌خواری خوبی دارد. استحكام كششی آن در حدود  35 است و سختی آن بین 80 تا 90 (VPN) است اینجا منظور از (VPN)‌ مقیاس تست سختی و یكرز است.

 

نیكل :

 

نیكل كاملاً داكتیل و چكش خوار است. سفید رنگ است، مقاوم به خوردگی و اكسیداسیون و هادی الكتریسیته خوبی است. آلیاژهای مهم نیكل عبارتند از :

آلیاژ هاست (هاستلوی) : حاوی 10 درصد سیلیس، 3 درصد مس و 87 درصد نیكل است. محكم، چقرمه و مقاوم به خوردگی است. هر چند كه قابلیت ماشین‌كاری كمی دارد. برای سرد كن‌ها (یخچال‌ها)، لوله‌های رآكتورها، خط لوله‌ها و اتصالات در صنایع شیمیایی كاربرد دارد.

انوار:

 آلیاژ آهن- نیكل با 36 درصد نیكل است. برای طول‌های استاندارد، انواع اندازه‌گیری‌ كننده‌ها، بخش‌های سنجه ها، متراكم كننده‌های متغیر و پل‌های مخصوص به كار گرفته می‌شود.

اینكونل:

 آلیاژی با قابلیت رسوب سختی است. بوسیله‌ی افزودن 025/2 تا 75/2 درصد تیتانیوم و 4/0 تا 1 درصد آلومینیوم ساخته می‌شود. در دمای حدود 800 درجه مستحكم‌تر می‌شود. به طور خیلی زیاد برای ساخت پل‌ها و توربین‌های گازی استفاده می‌شود.

پرم الوی:

 آلیاژ آهن- نیكل است. نفوذپذیری مغناطیسی بالایی دارد. حلقه‌ی هیسترزیس كم و مقاومت ویژه‌ی پایینی دارد. برای بارگذاری كویل‌ها و در مدارهای ارتباط الكتریكی بكار می‌رود.