Oppia Metal Alloys

Metalliseokset ovat metallisia yhdisteitä, jotka koostuvat yhdestä metallista ja yhdestä tai useammasta metallista tai ei-metallisesta elementistä.

Esimerkkejä yleisistä seoksista ovat:

• Teräs, rautaa (metalli) ja hiili (ei-metalliset)
• Pronssi, kuparin (metallin) ja tinan (metalli) , kuparin (metallin) ja sinkin (metallin) seos
• Ominaisuudet

Yksittäisistä puhtaista metalleista voi olla hyödyllisiä ominaisuuksia, kuten hyvä sähkönjohtavuus, suuri lujuus ja kovuus tai lämmön- ja korroosionkestävyys.

Kaupalliset metalliseokset yritetään yhdistää nämä hyödylliset ominaisuudet metallin luomiseksi, joka on käyttökelpoisempi tietyssä sovelluksessa kuin mikään sen komponenttielementeistä.

Esimerkiksi teräksen kehitys edellyttänyt hiilen ja raudan oikeaa yhdistelmää (noin 99% rautaa ja 1% hiiltä), jotta saataisiin aikaan metalli, joka on vahvempi, kevyempi ja käyttökelpoisempi metalli kuin puhdasta rautaa.

Uusien seosten täsmällisiä ominaisuuksia on vaikea laskea, koska elementit eivät ole pelkästään yhdistettyjä, vaan ne muodostavat osia, mutta ne muodostuvat kemiallisista vuorovaikutuksista, jotka riippuvat niiden osien ja tuotantomenetelmistä. Tämän seurauksena runsaasti testausta tarvitaan uusien metalliseosten kehittämisessä.

Yksi asia, joka on varmaa, on se, että kun metalleja seostetaan, sulamislämpötila vaikuttaa aina. Galitiani, alumiiniseos, joka sisältää galliumia, tinaa ja indiumia, on nestemäinen yli 2 ° F: n lämpötilassa (-19 ° C), mikä tarkoittaa, että sen sulamispiste on alle 50 ° C (122 ° F) alhaisempi kuin puhdas gallium ja yli 212 ° F (100 ° C) alle indiumia ja tinaa.

Galinstan® ja Wood's Metal ovat esimerkkejä eutektisista metalliseoksista. Eutektisten seosten sulamislämpötila on alhaisin sulamispiste missä tahansa seosyhdistelmässä, joka sisältää samat elementit.

Kokoonpano

Tuhansia metalliseoskoostumuksia on säännöllisessä tuotannossa, kun taas uusia koostumuksia kehitetään säännöllisesti.

Hyväksytyt standardikoostumukset sisältävät ainesosien puhtausmäärät (painopitoisuuden perusteella).

Kansainvälisten järjestöjen, kuten ISO: n, SAE Internationalin ja ASTM Internationalin, valvomaan mekaanisten ja fysikaalisten ominaisuuksien koostumusta sekä mekaanisia ja fysikaalisia ominaisuuksia.

Tuotanto

Jotkut metalliseokset ovat luonnossa esiintyviä ja vaativat vähäistä käsittelyä muunnettaviksi teollisuusmateriaaleiksi. Esimerkiksi ferrosekseista, kuten ferrokromista ja ferrosilikosta valmistetaan sulattamalla sekoitettuja malmia ja niitä käytetään erilaisten terästen valmistuksessa.

Kaupalliset ja kaupalliset seokset vaativat kuitenkin yleensä suurempaa käsittelyä ja useimmiten muodostetaan sekoittamalla sula metalleja valvotussa ympäristössä. Silti olisi erehtynyt ajatella, että metallien seostaminen on yksinkertainen prosessi.

Jos esimerkiksi yksinkertaisesti sekoitetaan sulaa alumiinia sulaneen lyijyn kanssa, havaitsisimme, että ne erottaisivat kerroksiin, aivan kuten öljy ja vesi. Menetelmä sulan metallin yhdistämiseksi tai metallien sekoittami- seksi ei-metallien kanssa vaihtelee suuresti riippuen vaadittujen elementtien ominaisuuksista.

Metallielementeillä on suuri vaihtelu niiden lämmön ja kaasujen toleranssissa. Kun elementit kuten tulenkestävät metallit ovat pysyviä korkeissa lämpötiloissa, muut alkavat vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa, mikä voi vaikuttaa puhtausasteisiin ja viime kädessä seoksen laatuun.

Tärkeät näkökohdat metallien seostuksessa ovat komponenttimetallien sulamislämpötilat, epäpuhtaustasot, sekoitusympäristö ja seostusmenetelmä.

Joissakin tapauksissa väliseokset on valmisteltava, jotta ne voisivat yhdistää elementtejä.

Seos, jossa on 95,5% alumiinia ja 4,5% kuparia, valmistetaan ensin valmistelemalla näiden kahden elementin 50%: n seos. Tämä seos on alempi sulamispiste kuin joko puhtaalla alumiinilla tai puhtaalla kuparilla ja toimii "koveteesterina". Sitten se lisätään sulaan alumiiniin nopeudella, joka luo oikean seosyhdistelmän.

Lähteet:

_{Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944.} Metals in the Service of Man . 11. painos (1998).