Giet van nie-ysterhoudende metale

Ysterhoudende metale word op groot skaal in die ingenieursbedryf gebruik as gevolg van hul meerderwaardigheid, reeks meganiese eienskappe en laer koste. Tog word nie-ysterhoudende metale ook in verskeie toepassings gebruik vir hul spesifieke eienskappe in vergelyking met ysterhoudende legerings, ten spyte van hul algemeen hoë koste. Gewenste meganiese eienskappe kan in hierdie legerings verkry word deur werkverharding, verouderingsverharding, ens., maar nie deur normale hittebehandelingsprosesse wat vir ysterhoudende legerings gebruik word nie. Sommige van die belangrikste nie-ysterhoudende materiale van belang is aluminium, koper, sink en magnesium

1. Aluminium

Van alle nie-ysterhoudende legerings is aluminium en sy legerings 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 baie lae emissievermoë (4 tot 5%)
• 8) Dit is baie sag en smeebaar, waardeur dit baie goeie vervaardigingseienskappe het.

Sommige van die toepassings waar suiwer aluminium oor die algemeen gebruik word, is in elektriese geleiers, verkoelersvinmateriale, lugversorgingseenhede, optiese en ligte weerkaatsers, en foelie en verpakkingsmateriaal.

Ten spyte van die bogenoemde nuttige toepassings, word suiwer aluminium nie algemeen gebruik nie as gevolg van die volgende probleme:

• 1) Dit het 'n lae treksterkte (65 MPa) en hardheid (20 BHN)
• 2. Dit is baie moeilik om te sweis of 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 in vloeibare aluminium op. Wanneer dit geblus en kunsmatig verouder word (langdurige hou by 100 - 150C), word 'n verharde legering verkry. Die CuAl2, wat nie verouder is nie, het nie tyd om uit die vaste oplossing van aluminium en koper te presipiteer nie en is dus in 'n onstabiele posisie (oorversadig by kamertemperatuur). Die verouderingsproses presipiteer baie fyn deeltjies van CuAl2, wat die versterking van die legering veroorsaak. Hierdie proses word oplossing verharding 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 gietvorm en gietgietwerk gebruik word, word in Tabel 2. 10 met hul toepassings gegee. Die meganiese eienskappe wat van hierdie materiale verwag word nadat dit gegiet is met behulp van permanente vorms of drukgietwerk, word in Tabel 2.1 getoon

2. Koper

Soortgelyk aan aluminium vind suiwer koper ook wye toepassing as gevolg van sy volgende eienskappe

• 1) Die elektriese geleidingsvermoë van suiwer koper is hoog (5,8 x 105 /ohm/cm) in sy suiwerste vorm. Enige klein onsuiwerheid bring die geleidingsvermoë drasties af. 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 (spesifieke gewig 8.93)
• 4) Dit kan maklik saamgevoeg word deur soldeer
• 5) Dit weerstaan ​​korrosie,
• 6) Dit het 'n aangename kleur.

Suiwer koper word gebruik in die vervaardiging van elektriese draad, busstawe, transmissiekabels, yskaspype 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 koper genoem. Met 'n sinkinhoud van 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 strukturele komponent genaamd β-fase kom tussen 39 tot 46% van sink voor. Dit is eintlik die intermetaalverbinding CuZn wat verantwoordelik is vir die verhoogde hardheid. Die sterkte van koper word verder verhoog wanneer 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 plooi in tininhoud. Die rekbaarheid word ook verminder met die toename in tinpersentasie bo 5. Wanneer aluminium ook bygevoeg word (4 tot 11%), word die resulterende legering aluminiumbrons genoem, wat 'n aansienlik hoër korrosiebestandheid het. Brons is relatief duur in vergelyking met koper as gevolg van die teenwoordigheid van tin wat 'n duur metaal is.

3. Ander nie-ysterhoudende metale

Sink

Sink word hoofsaaklik in ingenieurswese gebruik vanweë die lae smelttemperatuur (419.4 C) en hoër korrosiebestandheid, wat toeneem met die suiwerheid van sink. Die weerstand teen korrosie word veroorsaak deur die vorming van 'n beskermende oksiedbedekking op die oppervlak. Vernaamste toepassings van sink is in galvanisering om staal teen korrosie te beskerm, in die drukbedryf en vir gietwerk.

Die nadele van sink is die sterk anisotropie wat onder vervormde toestande vertoon word, gebrek aan dimensionele stabiliteit onder verouderingstoestande, 'n vermindering in slagsterkte by laer temperature en die vatbaarheid vir interkorrelkorrosie. Dit kan nie vir diens bo 'n temperatuur van 95.C gebruik word nie, want dit sal aansienlike vermindering in treksterkte en hardheid veroorsaak.

Die wydverspreide gebruik daarvan in gietstukke is omdat dit laer druk vereis, wat lei tot hoër matryslewe in vergelyking met ander gietlegerings. Verder het dit baie goeie verwerkbaarheid. Die afwerking wat deur sink-spuitgietwerk verkry word, is dikwels voldoende om enige verdere verwerking te regverdig, behalwe vir die verwydering van die flits wat in die skeidingsvlak teenwoordig is.

Magnesium

Vanweë hul ligte gewig en goeie meganiese sterkte word magnesiumlegerings teen baie hoë snelhede gebruik. Vir dieselfde styfheid benodig magnesiumlegerings slegs 37. 2% van die gewig van C25-staal en bespaar dus in gewig. Die twee vernaamste legeringselemente wat gebruik word, is aluminium en sink. Magnesium allooie kan sand gegote, permanente vorm gegote of spuitgiet. Die eienskappe van sandgegote magnesiumlegeringskomponente is vergelykbaar met dié van die permanente gietvorm of gegote komponente. Die gietlegerings het oor die algemeen 'n hoë koperinhoud sodat dit van die sekondêre metale gemaak kan word om koste te verminder. Hulle word gebruik vir die maak van motorwiele, krukkaste, ens. Hoe hoër die inhoud, hoe hoër is die meganiese sterkte van magnesium-bewerkte legerings soos gerolde en gesmee komponente. Magnesiumlegerings kan maklik deur die meeste van die tradisionele sweisprosesse gesweis word. 'n Baie nuttige eienskap van magnesiumlegerings is hul hoë bewerkbaarheid. Hulle benodig slegs sowat 15% van krag vir bewerking in vergelyking met laekoolstofstaal.