Ysterhoudende materiale word op groot skaal in die ingenieursbedryf gebruik vanweë hul superioriteit, verskeidenheid meganiese eienskappe en laer koste. Nie-ysterhoudende materiale word ook in verskillende toepassings gebruik vir hul spesifieke eienskappe in vergelyking met ysterlegerings ten spyte van hul algemeen hoë koste. Gewenste meganiese eienskappe kan in hierdie legerings verkry word deur werkverharding, ouderdomsverharding, ens., Maar nie deur normale hittebehandelingsprosesse wat vir ysterlegerings gebruik word nie. Van die belangrikste nie-ysterhoudende materiale wat van belang is, is aluminium, koper, sink en magnesium
1. Aluminium
Van alle nie-ysterhoudende legerings is aluminium en die legerings daarvan die belangrikste vanweë hul uitstekende eienskappe. Sommige van die eienskappe van suiwer aluminium waarvoor dit in die ingenieursbedryf gebruik word, is:
1) Uitstekende termiese geleidingsvermoë (0,53 cal / cm / C)
2) Uitstekende elektriese geleidingsvermoë (376 600 / ohm / cm)
3) Lae massadigtheid (2,7 g / cm)
4) Lae smeltpunt (658C)
5) Uitstekende weerstand teen korrosie
6) Dit is nie-giftig.
7) Dit het een van die hoogste reflektiwiteite (85 tot 95%) en 'n baie lae emissiwiteit (4 tot 5%)
8) Dit is baie sag en rekbaar en het gevolglik baie goeie vervaardigingseienskappe.
Sommige toepassings waar suiwer aluminium gewoonlik gebruik word, is elektriese geleiers, radiatorvinmateriaal, lugversorgingseenhede, optiese en ligreflektore, en foelie- en verpakkingsmateriaal.
Ten spyte van bogenoemde toepassings, word suiwer aluminium nie baie gebruik nie weens die volgende probleme:
1) Dit het 'n lae treksterkte (65 MPa) en hardheid (20 BHN)
2. Dit is baie moeilik om te sweis of te soldeer.
Die meganiese eienskappe van aluminium kan aansienlik verbeter word deur legering. Die belangrikste legeringselemente wat gebruik word, is koper, mangaan, silikon, nikkel en sink.
Aluminium en koper vorm die chemiese verbinding CuAl2. Bo 'n temperatuur van 548 C los dit heeltemal op in vloeibare aluminium. Wanneer dit geblus en kunsmatig verouder word (langdurige houvas by 100 - 150 ° C), word 'n geharde allooi verkry. Die CuAl2, wat nie verouder is nie, het nie tyd om uit die vaste oplossing van aluminium en koper te neerslaan nie en is dus in 'n onstabiele posisie (superversadig by kamertemperatuur). Die verouderingsproses presipiteer baie fyn deeltjies CuAl2, wat die legering versterk. Hierdie proses word oplossingverharding genoem.
Die ander legeringselemente wat gebruik word, is tot 7% magnesium, tot 1. 5% mangaan, tot 13% silikon, tot 2% nikkel, tot 5% sink en tot 1,5% yster. Daarbenewens kan titaan, chroom en columbium ook in klein persentasies bygevoeg word. Die samestelling van 'n paar tipiese aluminiumlegerings wat in permanente vorm en gietvorms gebruik word, word in Tabel 2. 10 gegee met hul toepassings. Die meganiese eienskappe wat van hierdie materiale verwag word nadat dit gegiet is met permanente vorms of drukafgietsels, word in Tabel 2.1 getoon
2. Koper
Soortgelyk aan aluminium, vind suiwer koper ook wye toepassing as gevolg van die volgende eienskappe
1) Die elektriese geleiding van suiwer koper is hoog (5,8 x 105 / ohm / cm) in sy suiwerste vorm. Enige klein onreinheid laat die geleidingsvermoë drasties daal. Byvoorbeeld, 0. 1% fosfor verminder die geleidingsvermoë met 40%.
2) Dit het 'n baie hoë termiese geleidingsvermoë (0,92 cal / cm / C)
3) Dit is 'n swaar metaal (soortlike gewig 8.93)
4) Dit kan maklik deur soldeerwerk saamgevoeg word
5) Dit weerstaan korrosie,
6) Dit het 'n aangename kleur.
Suiwer koper word gebruik vir die vervaardiging van elektriese draad, busstawe, transmissiekabels, yskasbuise en pype.
Die meganiese eienskappe van koper in sy suiwerste toestand is nie baie goed nie. Dit is sag en relatief swak. Dit kan winsgewend gelegeer word om die meganiese eienskappe te verbeter. Die belangrikste legeringselemente wat gebruik word, is sink, tin, lood en fosfor.
Die legerings van koper en sink word brasse genoem. Met 'n sinkinhoud tot 39% vorm koper 'n enkelfase (α-fase) struktuur. Sulke legerings het 'n hoë rekbaarheid. Die kleur van die legering bly rooi tot 'n sinkinhoud van 20%, maar verder word dit geel. 'N Tweede struktuurkomponent genaamd β-fase kom voor tussen 39 en 46% sink. Dit is eintlik die inter-metaalverbinding CuZn wat verantwoordelik is vir die verhoogde hardheid. Die sterkte van koper word verder verhoog as klein hoeveelhede mangaan en nikkel bygevoeg word.
Die legerings van koper met tin word brons genoem. Die hardheid en sterkte van brons neem toe met 'n toename in blikinhoud. Die rekbaarheid word ook verminder met die toename in blikpersentasie bo 5. As aluminium ook bygevoeg word (4 tot 11%), word die resulterende legering aluminiumbrons genoem, wat 'n aansienlik hoër korrosieweerstand het. Brons is relatief duur in vergelyking met koper, vanweë die teenwoordigheid van blik wat 'n duur metaal is.
3. Ander nie-ysterhoudende metale
Sink
Sink word hoofsaaklik in die ingenieurswese gebruik vanweë die lae smelttemperatuur (419,4 C) en die hoër weerstand teen korrosie, wat verhoog met die suiwerheid van sink. Die korrosieweerstand word veroorsaak deur die vorming van 'n beskermende oksiedlaag op die oppervlak. Die belangrikste toepassings van sink is in galvanisering om staal teen korrosie te beskerm, in die drukbedryf en vir gietgietwerk.
Die nadele van sink is die sterk anisotropie wat onder misvormde toestande vertoon word, gebrek aan dimensionele stabiliteit onder verouderingstoestande, 'n vermindering in die slagvastheid by laer temperature en die vatbaarheid vir koring tussen die korrels. Dit kan nie gebruik word vir diens bo 'n temperatuur van 95.C nie, want dit sal die treksterkte en hardheid aansienlik verminder.
Die wydverspreide gebruik daarvan in gietstukke is omdat dit laer druk benodig, wat 'n hoër matuurlewe tot gevolg het in vergelyking met ander gietvormlegerings. Verder het dit baie goeie bewerkbaarheid. Die afwerking wat met sinkvervaardiging verkry word, is dikwels voldoende om enige verdere verwerking te regverdig, behalwe vir die verwydering van die flits wat in die afskeidsvlak voorkom.
Magnesium
Vanweë hul ligte gewig en goeie meganiese sterkte word magnesiumlegerings in baie hoë snelhede gebruik. Vir dieselfde styfheid benodig magnesiumlegerings slegs 37. 2% van die gewig van C25-staal, wat dus gewig bespaar. Die twee belangrikste legeringselemente wat gebruik word, is aluminium en sink. Magnesiumlegerings kan gegiet word in sand, permanente gietvorm of gietvorm. Die eienskappe van sandgegote magnesiumlegeringskomponente is vergelykbaar met die van die permanente gegote of gegote komponente. Die gietgietallegerings het gewoonlik 'n hoë koperinhoud sodat dit van sekondêre metale vervaardig kan word om die koste te verlaag. Dit word gebruik vir die vervaardiging van motorwiele, krukas, ens. Hoe hoër die inhoud, hoe hoër is die meganiese sterkte van magnesiumgewerkte legerings soos gerolde en vervalste komponente. Magnesiumlegerings kan maklik gesweis word deur die meeste tradisionele sweisprosesse. 'N Baie nuttige eienskap van magnesiumlegerings is die hoë bewerkbaarheid daarvan. Hulle benodig slegs ongeveer 15% krag vir bewerking in vergelyking met lae koolstofstaal.
Plaas tyd: 18 Desember 2020