Metalurji endüstrisi herkesin hayatında önemli bir rol oynar, çünkü her gün çeşitli metal ürünlerle uğraşmak zorundasınız. Ve eritme yoluyla elde edilen çeşitli alaşımlardan yapılırlar. Bu malzemelerin üretiminde en az iki metal kullanılır ve özelliklerini geliştirmek için özel katkı maddeleri kullanılır. Bu makale birkaç demir-nikel alaşımını, özelliklerini ve uygulamalarını gözden geçirecektir.
Demirin özellikleri hakkında
Saf demir gümüş grisi rengindedir ve dövülebilir ve dövülebilir. Doğada bulunan yerli külçeler, belirgin bir metalik parlaklığa ve önemli bir sertliğe sahiptir. Malzemenin yüksekliğinde ve elektriksel iletkenliğinde serbest elektronlar yardımıyla akımı kolayca aktarır. Metal ortalama bir refrakterliğe sahiptir, +1539 santigrat derece sıcaklıkta yumuşar ve ferromanyetik özelliklerini kaybeder. Kimyasal olarak aktif bir elementtir. Normal sıcaklıklarda kolayca reaksiyona girer ve ısıtıldığında bu özellikler artar. Havada, reaksiyonun devamını engelleyen bir oksit film ile kaplanır. Nemli bir ortama maruz kaldığındaartık korozyonu önlemeyen pas görünür. Ancak buna rağmen demir ve alaşımları yaygın olarak kullanılmaktadır.
Biraz tarih
Invar, %36 alaşım katkı maddesi içeren bir demir ve nikel alaşımıdır. İlk olarak 1896'da fizikçi Charles Guillaume tarafından Fransa'da keşfedildi. Bu sırada, çok pahalı bir platin-iridyum alaşımından yapılmış kütle ve uzunluk ölçü standartları için ucuz bir metal arayışı üzerinde çalışıyordu. Bu keşif sayesinde bilim insanı 1920 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü aldı.
Latince "invar" kelimesi değişmeyen anlamına gelir. Bu, bir demir-nikel alaşımının termal genleşme katsayısının geniş bir sıcaklık aralığında -80 ila 100 santigrat derece arasında sabit kaldığı anlamına gelir. Bu alaşımın başka isimleri de vardır: nilvar, vakodyl, nilo-alloy, radiometal. Invar, Arcelor Mittal çelik grubuna ait olan Imphy Alloys Inc.'in ticari markasıdır.
Demir-nikel alaşımı
Demirin özelliklerini iyileştirmek için çeşitli katkı maddeleri kullanılarak alaşımlar elde edilir. Bilim adamları, metallerin termodinamik özelliklerini dikkate alarak bir demir-nikel alaşımı elde etmenin zor olmayacağına inanıyorlardı. Ama pratikte sorunlarla karşılaştılar. Metallerin etkileşimi sırasında, bir yan oksidasyon işleminin bir sonucu olarak, bir demir alaşımının nikel ile üretimi sırasında, iki değerlikli haldeki demir, üç değerlikli duruma geçer.
Sonuç olarak, alaşımın verimi düşer ve bazı fiziksel özellikler bozulur. Bu sorunu çözmek için elektrolite, ferrik demir ile çözünürlüğü düşük bileşikler oluşturan aminler ve organik asitler eklenir. Bu bağlamda, çökeltinin esnekliği daha iyi hale gelir ve düzgün dağılımı için elektrolitler karıştırılır. Ortaya çıkan demir ve nikel alaşımına invar denir.
Invar alaşımının kullanımı
Önemsiz termal genleşme katsayısı, üretim için kullanılmasına izin verir:
- enstrüman parçaları;
- jeodezik çalışmalar için bant ve tel;
- Lazer destekleyici yapılar;
- saat hareketlerinin parçaları, kronometre sarkaçları;
- haddelenmiş ürünler: sıcak haddelenmiş çubuk ve levha, soğuk haddelenmiş şerit, dikişsiz borular, dövme çubuklar.
Dayanımı arttırmak için demir-nikel alaşımının soğuk plastik deformasyonu yapılır ve ardından düşük sıcaklıkta ısıl işlem yapılır. Normal atmosfer koşullarında korozyona karşı daha fazla direnç için yüzeyi parlatılır ve ürünün agresif ortamlarda kullanılması amaçlanıyorsa koruyucu bir tabaka uygulanır. Invar'ın korozyon önleyici özellikleri, bileşimine yaklaşık %12 krom eklendiğinde de artacak ve 100 dereceye kadar ısıtıldığında sabit elastikiyetini koruyacaktır.
Manyetik alaşımlar
Bu alaşımlar elektrik mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kalıcı mıknatıslar, trafo çekirdekleri yapmak için kullanılırlar,elektriksel ölçüm aletleri, elektromıknatıslar. İnsanlar uzun zamandır demirin manyetik olduğunu biliyorlar ve sonuç olarak birçok faydası var.
Çok sonra aynı özelliğin nikelde ve diğer bazı metallerde olduğu keşfedildi. Manyetik bir demir ve nikel alaşımından yapılan ürünler, harici manyetik alan artık mevcut olmadığında da kendi manyetik alanını koruma yeteneğine sahiptir. Ayrıca, bu kişisel alan yine diğer manyetik cisimleri etkileyebilir.
Nikel, kob alt ve alaşımları
Kob alt ve nikel, demir alt grubunun elementleridir. Her üç öğe de benzer özelliklere sahiptir, ancak önemli farklılıklar da vardır. Her iki metal de demirden daha yoğun ve demirden çok daha sert ve güçlüdür. Kimyasal olarak daha az aktiftirler, korozyon direncinde farklılık gösterirler. Ayrıca metaller, gaz korozyonuna karşı daha yüksek dirençleri nedeniyle değerlidir.
Kob alt ve nikelin dezavantajları, yüksek toksisiteleri ve demire göre önemli maliyetleridir. Elektrokimyasal reaksiyonlarla karbon çelikleri ve demirden yapılmış ürünlerin antikorozif dış kaplaması için uygulamalarını bulurlar. Ayrıca, daha fazla güç ve sertlik gerektiren bileşenlerin ve parçaların imalatında kullanılırlar. Koinvar, invar, supermalloy, permalloy ve malloy olarak adlandırılan demir, nikel ve kob alt alaşımlarının özel önemine dikkat edilmelidir. Onların ana avantajı yüksekmanyetik özellikler. Bu alaşımlar, çeşitli elektromanyetik cihazlar için manyetik devreler üretmek için kullanılır.
Alaşım Kovar
Karışım, mükemmel mekanik özelliklere sahip metallerden oluşur. İşlenmesi kolaydır, haddeleme, broşlama, dövme ve damgalama işlemlerine kolayca tabi tutulurlar. Kob alt, nikel ve demir alaşımına ise kovar denir. Kimyasal elementlerin iyi seçilmiş bir kombinasyonu, malzemeye mükemmel özellikler sağlar. Bu alaşım, iyi bir termal iletkenliğe, yüksek bir elektrik direnci katsayısına ve geniş bir sıcaklık aralığında sıfıra yakın doğrusal genleşme indekslerine sahiptir. Tek dezavantajı, ıslak ortamlarda düşük korozyon direncidir, bu nedenle genellikle koruyucu gümüş kaplamalar kullanılır. Kovar, endüstride aşağıdakilerin üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır:
- borular, bantlar ve teller;
- kapasitörler;
- enstrümantasyondaki ekipman vakaları;
- radyo elektroniğindeki ayrıntılar;
- elektrovakum endüstrisindeki durumlar.
Alaşım, malzemenin maliyetini artıran pahalı kob alt ve nikel içerir, ancak iyi performans ve uzun hizmet ömrü, ilk yatırımı karşılar.
Alni alaşımları
Alni, demir-nikel-alüminyum manyetik alaşımlarının grup adıdır. Alüminyum ve nikel konsantrasyonunun belirli sınırlar içinde artmasıyla artık indüksiyon azalır ve zorlayıcı kuvvet artar. Alüminyumun 11 ila 11 arasında olduğu en yaygın kullanılan alaşımlar%18 ve nikel - %20-34. Bu tür alaşımların ana özellikleri elektriksel iletkenlik, termal iletkenlik ve sünekliktir. Hepsi iyi kaynak ile karakterizedir.
Mıknatıs üretiminde alaşımları kullanmak için kob alt ve bakır ile alaşımlanırlar. Bu durumda malzeme sertlik ve kırılganlık kazanır ve iri taneli bir yapıya sahiptir. Alni alaşımları, uzun süre 1000 santigrat derecenin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda çalışan gaz türbini ve jet motorlarının parçaları için yapısal bir malzeme olarak kullanılır ve metali hasarsız tutar.
Sonuç
Modern endüstride yoğun olarak kullanılan tüm metaller alaşımlardır. Örneğin dünyada üretilen demirin neredeyse tamamı demir ve çelik üretiminde kullanılmaktadır. Bu, alaşımların, elde edildikleri metallerden daha iyi özelliklerle karakterize edilmesi gerçeğiyle açıklanabilir. Unutulmamalıdır ki, endüstri tarafından üretilen alaşımların kendileri için ortak özellikleri vardır: mukavemet, sertlik, elastikiyet ve plastisite. Ve demir-nikel olanlar ayrıca üretim sırasında ilave alaşımlama yardımıyla geliştirilen manyetik özelliklere de sahiptir.
