ფერადი ლითონების ჩამოსხმა

შავი ლითონები ფართოდ გამოიყენება საინჟინრო ინდუსტრიაში მათი უპირატესობის, მექანიკური თვისებების დიაპაზონისა და დაბალი ხარჯების გამო. მიუხედავად ამისა, ფერადი ლითონები ასევე გამოიყენება სხვადასხვა აპლიკაციებში მათი სპეციფიკური თვისებების გამო, შავი შენადნობებთან შედარებით, მათი ზოგადად მაღალი ღირებულების მიუხედავად. ამ შენადნობებში სასურველი მექანიკური თვისებების მიღება შესაძლებელია სამუშაო გამკვრივებით, ასაკობრივი გამკვრივებით და ა.შ., მაგრამ არა ჩვეულებრივი თერმული დამუშავების პროცესების მეშვეობით, რომლებიც გამოიყენება შავი შენადნობებისთვის. ზოგიერთი ძირითადი ფერადი ფერადი მასალაა ალუმინი, სპილენძი, თუთია და მაგნიუმი

1. ალუმინი

ყველა ფერადი შენადნობიდან, ალუმინი და მისი შენადნობები ყველაზე მნიშვნელოვანია მათი შესანიშნავი თვისებების გამო. სუფთა ალუმინის ზოგიერთი თვისება, რისთვისაც იგი გამოიყენება საინჟინრო ინდუსტრიაში, არის:

• 1) შესანიშნავი თბოგამტარობა (0.53 კალ/სმ/ჩ)
• 2) შესანიშნავი ელექტროგამტარობა (376 600/ohm/cm)
• 3) დაბალი მასის სიმკვრივე (2,7 გ/სმ)
• 4) დაბალი დნობის წერტილი (658C)
• 5) შესანიშნავი კოროზიის წინააღმდეგობა
• 6) არატოქსიკურია.
• 7) მას აქვს ერთ-ერთი ყველაზე მაღალი არეკვლა (85-დან 95%) და ძალიან დაბალი ემისიურობით (4-დან 5%-მდე).
• 8) არის ძალიან რბილი და დრეკადი, რის შედეგადაც მას აქვს ძალიან კარგი საწარმოო თვისებები.

ზოგიერთი პროგრამა, სადაც ჩვეულებრივ გამოიყენება სუფთა ალუმინი, არის ელექტრო გამტარებლები, რადიატორების ფარფლის მასალებში, კონდიცირების ბლოკებში, ოპტიკურ და სინათლის ამრეკლერებში, ფოლგასა და შესაფუთ მასალებში.

ზემოაღნიშნული სასარგებლო აპლიკაციების მიუხედავად, სუფთა ალუმინი ფართოდ არ გამოიყენება შემდეგი პრობლემების გამო:

• 1) მას აქვს დაბალი ჭიმვის ძალა (65 მპა) და სიმტკიცე (20 BHN)
• 2. ძალიან რთულია შედუღება ან შედუღება.

ალუმინის მექანიკური თვისებები შეიძლება არსებითად გაუმჯობესდეს შენადნობით. გამოყენებული ძირითადი შენადნობის ელემენტებია სპილენძი, მანგანუმი, სილიციუმი, ნიკელი და თუთია.

ალუმინი და სპილენძი ქმნიან ქიმიურ ნაერთს CuAl2. 548 C ტემპერატურაზე ის მთლიანად იხსნება თხევად ალუმინში. როდესაც ეს ჩაქრება და ხელოვნურად დაძველდება (ხანგრძლივი შენახვა 100 - 150C ტემპერატურაზე), მიიღება გამაგრებული შენადნობი. CuAl2, რომელიც არ არის დაძველებული, არ აქვს დრო, რომ დალექოს ალუმინის და სპილენძის მყარი ხსნარი და, შესაბამისად, იმყოფება არასტაბილურ მდგომარეობაში (ზედმეტად გაჯერებულია ოთახის ტემპერატურაზე). დაბერების პროცესი წარმოქმნის CuAl2-ის ძალიან წვრილ ნაწილაკებს, რაც იწვევს შენადნობის გაძლიერებას. ამ პროცესს ხსნარის გამკვრივება ეწოდება.

გამოყენებული სხვა შენადნობი ელემენტებია 7%-მდე მაგნიუმი, 1.5%-მდე მანგანუმი, 13%-მდე სილიციუმი, 2%-მდე ნიკელი, 5%-მდე თუთია და 1.5%-მდე რკინა. გარდა ამისა, ტიტანი, ქრომი და კოლუმბი ასევე შეიძლება დაემატოს მცირე პროცენტებში. ზოგიერთი ტიპიური ალუმინის შენადნობების შემადგენლობა, რომლებიც გამოიყენება მუდმივ ჩამოსხმასა და ჩამოსხმაში, მოცემულია ცხრილში 2. 10 მათი აპლიკაციებით. ამ მასალებისგან მოსალოდნელი მექანიკური თვისებები მუდმივი ჩამოსხმის ან წნევის ქვეშ ჩამოსხმის შემდეგ ნაჩვენებია ცხრილში 2.1.

2. სპილენძი

ალუმინის მსგავსად, სუფთა სპილენძი ასევე ფართოდ გამოიყენება შემდეგი თვისებების გამო

• 1) სუფთა სპილენძის ელექტრული გამტარობა მაღალია (5,8 x 105 /ohm/cm) მისი სუფთა სახით. ნებისმიერი მცირე მინარევები მკვეთრად ამცირებს გამტარობას. მაგალითად, 0.1% ფოსფორი ამცირებს გამტარობას 40%-ით.
• 2) აქვს ძალიან მაღალი თბოგამტარობა (0.92 cal/cm/C)
• 3) ეს არის მძიმე მეტალი (სპეციფიკური წონა 8.93)
• 4) მისი ადვილად შეერთება შესაძლებელია ბრაზით
• 5) ის ეწინააღმდეგება კოროზიას,
• 6) მას აქვს სასიამოვნო ფერი.

სუფთა სპილენძი გამოიყენება ელექტრო მავთულის, ავტობუსის ზოლების, გადამცემი კაბელების, მაცივრის მილებისა და მილების წარმოებაში.

სპილენძის მექანიკური თვისებები მის სუფთა მდგომარეობაში არც თუ ისე კარგია. ის არის რბილი და შედარებით სუსტი. მექანიკური თვისებების გასაუმჯობესებლად შესაძლებელია მისი შენადნობის მომგებიანად. გამოყენებული ძირითადი შენადნობის ელემენტებია თუთია, კალა, ტყვია და ფოსფორი.

სპილენძისა და თუთიის შენადნობებს სპილენძი ეწოდება. თუთიის შემცველობით 39%-მდე, სპილენძი ქმნის ერთფაზიან (α-ფაზა) სტრუქტურას. ასეთ შენადნობებს აქვთ მაღალი გამტარიანობა. შენადნობის ფერი რჩება წითელი 20%-მდე თუთიის შემცველობამდე, მაგრამ ამის გარდა ის ყვითელი ხდება. მეორე სტრუქტურული კომპონენტი, რომელსაც ეწოდება β-ფაზა, ჩნდება თუთიის 39-დან 46%-მდე. სინამდვილეში ეს არის მეტალთაშორისი ნაერთი CuZn, რომელიც პასუხისმგებელია გაზრდილ სიმტკიცეზე. სპილენძის სიძლიერე კიდევ უფრო იზრდება, როდესაც მცირე რაოდენობით მანგანუმი და ნიკელი ემატება.

სპილენძის შენადნობებს თუნუქით ბრინჯაო ეწოდება. ბრინჯაოს სიმტკიცე და სიმტკიცე მატულობს თუნუქის შემცველობის შეკუმშვით. ელასტიურობა ასევე მცირდება თუნუქის პროცენტის 5-ზე მატებასთან ერთად. როდესაც ალუმინს ასევე ემატება (4-დან 11%-მდე), მიღებულ შენადნობას უწოდებენ ალუმინის ბრინჯაოს, რომელსაც აქვს მნიშვნელოვნად მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა. ბრინჯაო შედარებით ძვირია სპილენძთან შედარებით კალის არსებობის გამო, რომელიც ძვირადღირებული ლითონია.

3. სხვა ფერადი ლითონები

თუთია

თუთია ძირითადად გამოიყენება ინჟინერიაში მისი დაბალი დნობის ტემპერატურის (419.4 C) და მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობის გამო, რაც იზრდება თუთიის სისუფთავესთან ერთად. კოროზიის წინააღმდეგობა გამოწვეულია ზედაპირზე დამცავი ოქსიდის საფარის წარმოქმნით. თუთიის ძირითადი გამოყენებაა გალვანიზაციაში ფოლადის კოროზიისგან დასაცავად, ბეჭდვის მრეწველობაში და ჩამოსხმისთვის.

თუთიის უარყოფითი მხარეა დეფორმირებულ პირობებში გამოვლენილი ძლიერი ანიზოტროპია, დაბერების პირობებში განზომილებიანი სტაბილურობის ნაკლებობა, დაბალ ტემპერატურაზე დარტყმის სიძლიერის შემცირება და მარცვლოვანი კოროზიისადმი მგრძნობელობა. მისი გამოყენება არ შეიძლება 95.C-ზე მაღალი ტემპერატურისთვის, რადგან ეს გამოიწვევს დაჭიმვის სიმტკიცესა და სიმტკიცეს.

მისი ფართო გამოყენება კასტინგში არის იმის გამო, რომ ის მოითხოვს დაბალ წნევას, რის შედეგადაც კვარცხლბეკის სიცოცხლე უფრო მაღალია სხვა ჩამოსხმის შენადნობებთან შედარებით. გარდა ამისა, მას აქვს ძალიან კარგი დამუშავების უნარი. თუთიის დამუშავებით მიღებული დასრულება ხშირად ადეკვატურია შემდგომი დამუშავების გარანტიისთვის, გარდა გამყოფი სიბრტყეში არსებული ციმციმის მოცილებისა.

მაგნიუმი

მათი მსუბუქი წონისა და კარგი მექანიკური სიმტკიცის გამო, მაგნიუმის შენადნობები გამოიყენება ძალიან მაღალი სიჩქარით. იგივე სიმყარისთვის, მაგნიუმის შენადნობები მოითხოვს C25 ფოლადის წონის მხოლოდ 37.2%-ს, რაც ზოგავს წონას. გამოყენებული ორი ძირითადი შენადნობის ელემენტია ალუმინი და თუთია. მაგნიუმის შენადნობები შეიძლება იყოს ქვიშის ჩამოსხმა, მუდმივი ჩამოსხმა ან ტილო. ქვიშით ჩამოსხმული მაგნიუმის შენადნობის კომპონენტების თვისებები შედარებულია მუდმივი ჩამოსხმის ან ჩამოსხმის კომპონენტების თვისებებთან. ჩამოსხმის შენადნობებს, როგორც წესი, აქვთ სპილენძის მაღალი შემცველობა, რაც საშუალებას აძლევს მათ დამზადდეს მეორადი ლითონებისგან ხარჯების შესამცირებლად. ისინი გამოიყენება საავტომობილო ბორბლების, ამწეების დასამზადებლად და ა.შ. რაც უფრო მაღალია შემცველობა, მით უფრო მაღალია მაგნიუმით დამუშავებული შენადნობების მექანიკური სიმტკიცე, როგორიცაა ნაგლინი და ყალბი კომპონენტები. მაგნიუმის შენადნობები შეიძლება ადვილად შედუღდეს ტრადიციული შედუღების პროცესების უმეტესობით. მაგნიუმის შენადნობების ძალიან სასარგებლო თვისებაა მათი მაღალი დამუშავება. დამუშავებისთვის მათ მხოლოდ ენერგიის დაახლოებით 15% სჭირდებათ დაბალნახშირბადოვანი ფოლადისაგან.