ფერადი ლითონები

შავი მასალები ინტენსიურად გამოიყენება საინჟინრო ინდუსტრიაში მათი უპირატესობის, მექანიკური თვისებების დიაპაზონისა და დაბალი ხარჯების გამო. მიუხედავად ამისა, ფერადი მასალები ასევე გამოიყენება სხვადასხვა პროგრამებში, მათი სპეციფიკური თვისებებით, ვიდრე შავი შენადნობები, მიუხედავად მათი ზოგადად მაღალი ღირებულებისა. სასურველი მექანიკური თვისებები მიიღება ამ შენადნობებში მუშაობის გამკვრივებით, ასაკობრივი გამკვრივებით და ა.შ., მაგრამ არა ნორმალური სითბური დამუშავების საშუალებით, რომლებიც გამოიყენება შავი შენადნობებისათვის. საინტერესო ფერადი მასალების ზოგიერთი ძირითადი ნაწილია ალუმინი, სპილენძი, თუთია და მაგნიუმი

1. ალუმინის

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

1) შესანიშნავი თერმული კონდუქტომეტრული (0.53 cal / cm / C)
2) შესანიშნავი ელექტროგამტარობა (376 600 / ომ / სმ)
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 ამრეკლავი (85-დან 95% -მდე) და ძალიან დაბალი გამოსხივება (4-დან 5% -მდე)
8) ის ძალიან რბილი და დუქტურია, რის შედეგადაც მას აქვს ძალიან კარგი საწარმოო თვისებები.

ზოგიერთი პროგრამა, სადაც ჩვეულებრივ სუფთა ალუმინს იყენებენ, არის ელექტრული გამტარები, რადიატორების ფარფლების მასალები, კონდიციონერები, ოპტიკური და სინათლის ამრეკლი, ფოლგისა და შესაფუთი მასალები. 

ზემოთ ჩამოთვლილი სასარგებლო პროგრამების მიუხედავად, სუფთა ალუმინის ფართოდ არ გამოიყენება შემდეგი პრობლემების გამო:

1) მას აქვს დაბალი სიმტკიცე (65 მპა) და სიმტკიცე (20 BHN)
2. ძალზე რთულია შედუღება ან შედუღება.

ალუმინის მექანიკური თვისებები შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდეს შენადნობით. ძირითადი შენადნობი ელემენტები გამოიყენება სპილენძი, მანგანუმი, სილიციუმი, ნიკელი და თუთია.

ალუმინი და სპილენძი ქმნიან ქიმიურ ნაერთს CuAl2. 548 C ტემპერატურის ზემოთ იგი მთლიანად იხსნება თხევად ალუმინში. როდესაც ეს ჩაქრება და ხელოვნურად იბერება (100 წთ – ის ხანგრძლივად შენარჩუნება - 150C), მიიღება გამაგრებული შენადნობი. CuAl2– ს, რომელიც არ არის დაძველებული, არ აქვს დრო, რომ დაელექოს ალუმინის და სპილენძის მყარი ხსნარიდან და, შესაბამისად, ის არის არასტაბილურ მდგომარეობაში (სუპერ გაჯერებულია ოთახის ტემპერატურაზე). დაბერების პროცესი აჩქარებს CuAl2– ის ძალიან წვრილ ნაწილაკებს, რაც იწვევს შენადნობის გაძლიერებას. ამ პროცესს ხსნარის გამკვრივება ეწოდება.

სხვა შენადნობიანი ელემენტებია 7% მაგნიუმი, 1. 5% მანგანუმი, 13% სილიციუმი, 2% ნიკელი, 5% თუთია და 1.5% რკინა. გარდა ამისა, ტიტანის, ქრომის და კოლუმბიუმის დამატება შეიძლება მცირე პროცენტებით. ზოგიერთი ტიპიური ალუმინის შენადნობების შემადგენლობა, რომლებიც გამოიყენება მუდმივი ჩამოსხმისა და კენჭისყრისას, მოცემულია ცხრილში 2.10 მათი გამოყენებისათვის. მექანიკური თვისებები, რომლებიც ამ მასალებისგან მოსალოდნელია მუდმივი ფორმების გამოყენებით ან წნევის ქვეშ მყოფი ჩამოსხმის გამოყენებით, ნაჩვენებია ცხრილში 2.1

2. სპილენძი

ალუმინის მსგავსად, სუფთა სპილენძი ფართო გამოყენებას პოულობს შემდეგი თვისებების გამო

1) სუფთა სპილენძის ელექტროგამტარობა არის სუფთა (5,8 x 105 / ohm / cm) მისი სუფთა სახით. ნებისმიერი მცირე უწმინდურება მკვეთრად ამცირებს გამტარობას. მაგალითად, 0. 1% ფოსფორი ამცირებს გამტარობას 40% -ით.

2) მას აქვს ძალიან მაღალი თერმული კონდუქტომეტრული (0. 92 cal / cm / C)

3) ეს არის მძიმე მეტალი (სპეციფიკური სიმძიმე 8.93)

4) მას ადვილად შეუერთდება დადუღება

5) ის ეწინააღმდეგება კოროზიას,

6) მას აქვს სასიამოვნო ფერი.

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

სპილენძის მექანიკური თვისებები მის სუფთა მდგომარეობაში არ არის ძალიან კარგი. ეს არის რბილი და შედარებით სუსტი. მისი შენადნობი შეიძლება იყოს მომგებიანი, რომ გაუმჯობესდეს მექანიკური თვისებები. ძირითადი შენადნობი ელემენტები გამოიყენება თუთია, კალის, ტყვიის და ფოსფორის.

სპილენძის და თუთიის შენადნობებს სპილენძს უწოდებენ. თუთიის შემცველობა 39% -მდე, სპილენძი ქმნის ერთ ფაზის (α-ფაზის) სტრუქტურას. ასეთ შენადნობებს აქვთ მაღალი დუქტურობა. შენადნობის ფერი წითლად რჩება თუთიის შემცველობით 20%, მაგრამ ამის მიღმა ხდება ყვითელი. მეორე სტრუქტურული კომპონენტი, სახელწოდებით 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.

თუნუქის სპილენძის შენადნობებს ბრინჯაოს უწოდებენ. ბრინჯაოს სიმტკიცე და სიმტკიცე იზრდება თუნუქის შემცველობით. Ductility ასევე მცირდება კალის პროცენტული მაჩვენებლის 5-ზე მეტი ზრდით. როდესაც ალუმინსაც ემატება (4-დან 11%), მიღებულ შენადნობს უწოდებენ ალუმინის ბრინჯაოს, რომელსაც აქვს მნიშვნელოვნად უფრო მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა. ბრინჯაოები შედარებით ძვირია, ვიდრე თითბერი, ძვირადღირებული ლითონის კალის არსებობის გამო.

3. სხვა ფერადი ლითონები

თუთია

თუთია ძირითადად გამოიყენება ინჟინერიაში დაბალი დნობის ტემპერატურის (419,4 C) და კოროზიის მიმართ მაღალი წინააღმდეგობის გამო, რომელიც იზრდება თუთიის სისუფთავეზე. კოროზიის წინააღმდეგობა გამოწვეულია ზედაპირზე დამცავი ოქსიდის საფარის წარმოქმნით. თუთიის ძირითადი გამოყენებაა ფოლადის კოროზიისგან დასაცავად გალვანირებაში, ბეჭდვის მრეწველობაში და კენჭისყრაში.

თუთიის უარყოფითი მხარეებია ძლიერი ანისოტროპია, დეფორმირებულ პირობებში გამოვლენილი, განზომილებიანი სტაბილურობის სიმცირე დაბერების პირობებში, ზემოქმედების სიძლიერის შემცირება დაბალ ტემპერატურაზე და მარცვლოვანი კოროზიისადმი მგრძნობელობა. ის არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას 95.C ტემპერატურაზე მაღალ მომსახურებაში, რადგან ეს გამოიწვევს ჭიმვის სიმტკიცის და სიმტკიცის მნიშვნელოვან შემცირებას.

მისი ფართოდ გამოყენება die კასტინგებში იმიტომ ხდება, რომ იგი მოითხოვს უფრო დაბალ წნევას, რის შედეგადაც იღუპება უფრო მაღალი სიცოცხლის ხანგრძლივობა სხვა კენჭისყრის შენადნობებთან შედარებით. გარდა ამისა, მას აქვს ძალიან კარგი დამუშავება. თუთიის დიასტინგის შედეგად მიღებული დასრულება ხშირად ადეკვატურია ნებისმიერი შემდგომი დამუშავების უზრუნველსაყოფად, გარდა დანაწევრების სიბრტყეში არსებული ციმციმის მოცილებისა.

მაგნიუმი

მსუბუქი წონისა და კარგი მექანიკური სიმტკიცის გამო, მაგნიუმის შენადნობები გამოიყენება ძალიან მაღალ სიჩქარეზე. მაგარი სიმტკიცისთვის მაგნიუმის შენადნობები საჭიროებს C25 ფოლადის წონის მხოლოდ 37. 2% -ს, რაც წონაში დაზოგავს. ორი ძირითადი შენადნობი ელემენტი გამოიყენება ალუმინის და თუთიის. მაგნიუმის შენადნობები შეიძლება იყოს ქვიშის ჩამოსხმა, მუდმივი ჩამოსხმა ან მკვდარი. ქვიშაზე ჩამოსხმული მაგნიუმის შენადნობის კომპონენტები შედარებულია მუდმივი ფორმით ჩამოსხმული ან დიზელისგან ჩამოსხმული კომპონენტებით. ზოგადად, კუტიკ-ჩამოსხმის შენადნობებს აქვთ სპილენძის მაღალი შემცველობა, რათა დაუშვან საშუალო ლითონებისგან მათი ხარჯების შემცირება. ისინი გამოიყენება საავტომობილო ბორბლების, ბრუნვის კორპუსების დასამზადებლად და ა.შ. რაც უფრო მაღალია შინაარსი, მით უფრო მაღალია მაგნიუმის დამუშავებული შენადნობების მექანიკური სიმტკიცე, როგორიცაა ნაგლინი და ყალბი კომპონენტები. მაგნიუმის შენადნობები ადვილად შედუღებულია ტრადიციული შედუღების უმეტესობის მეშვეობით. მაგნიუმის შენადნობების ძალიან სასარგებლო თვისებაა მათი მაღალი დამუშავება. ისინი მხოლოდ ელექტროენერგიის 15% –ს საჭიროებენ დამუშავებისათვის დაბალი ნახშირბადოვანი ფოლადისგან.