Metalų lydinių savybės, sudėtis ir gamyba

Lydiniai yra metalo junginiai, sudaryti iš vieno metalo ir vieno ar daugiau metalinių ar nemetalinių elementų.

Paprastųjų lydinių pavyzdžiai:

• Plienas: A Kombinacija geležies (metalas) ir anglis (nemetalo)
• Bronza: Derinys varis (metalas) ir alavas (metalas)
• Žalvaris: Vario (metalo) ir cinko (metalas)

Atskiri grynieji metalai gali turėti naudingų savybių, tokių kaip geros elektrinis laidumas, didelis stipris ir kietumas, arba šiluma ir korozija pasipriešinimas. Komerciniai metalų lydiniai bando sujungti šias naudingas savybes, kad metalai būtų naudingesni konkrečioms reikmėms nei bet kuris jų komponentas.

Plienaspavyzdžiui, norint gauti metalą, kuris yra stipresnis, lengvesnis ir darbingesnis už gryną geležį, reikia tinkamo anglies ir geležies (apie 99% geležies ir 1% anglies) derinio.

Tikslias naujų lydinių savybes sunku apskaičiuoti, nes elementai ne tik sujungiami, kad taptų dalių suma. Jie susidaro per cheminę sąveiką, kuri priklauso nuo komponentų ir specifinių gamybos metodų. Todėl kuriant naujus metalų lydinius reikia atlikti daug bandymų.

Lydymosi temperatūra yra pagrindinis metalų legiruojamumo veiksnys. Galinstan, mažai lydyto lydinio, kurio sudėtyje yra galilijaalavas ir indis yra skysti esant aukštesnei kaip -19 ° C (2,2 ° F) temperatūrai, tai reiškia, kad jo lydymosi temperatūra yra 122 ° F (50 ° C) žemesnė už gryną galiliją ir daugiau kaip 212 ° F (100 ° C) žemiau. indis ir alavas.

„Galinstan®“ ir „Wood's Metal“ yra eutektinių lydinių pavyzdžiai - lydiniai, kurių lydymosi temperatūra yra mažiausia iš visų lydinių derinių, turinčių tuos pačius elementus.

Tūkstančiai lydinių kompozicijų nuolat gaminami, kiekvienais metais kuriamos naujos kompozicijos.

Priimtinos standartinės kompozicijos apima sudedamųjų elementų grynumo lygius (atsižvelgiant į svorio kiekį). Makiažas, taip pat įprastų lydinių mechaninės ir fizinės savybės yra standartizuotos tarptautiniu mastu organizacijos, tokios kaip Tarptautinė standartizacijos organizacija (ISO), SAE International ir ASTM Tarptautinis.

Kai kurie metalų lydiniai susidaro savaime ir reikalauja mažai perdirbimo, kad būtų paversti pramoninio naudojimo medžiagomis. Pvz., Ferolydiniai, tokie kaip feromromas ir chromas ir silikonas, gaminami lydant mišrias rūdas ir naudojami įvairių plienų gamyboje. Vis dėlto būtų klaidinga manyti, kad metalų legiruoti yra paprastas procesas. Pvz., Jei kas nors paprasčiausiai sumaišytų išlydytą aliuminio su išlydytu vadovauti, jie suprato, kad abu atsiskirs į sluoksnius, panašiai kaip aliejus ir vanduo.

Komerciniams ir prekybiniams lydiniams paprastai reikalingas didesnis perdirbimas ir dažniausiai jie susidaro maišant išlydytus metalus kontroliuojamoje aplinkoje. Išlydytų metalų sujungimo ar metalų sumaišymo su nemetalais metodika labai skiriasi, atsižvelgiant į naudojamų elementų savybes.

Kadangi metalinių elementų tolerancija šilumai ir dujoms labai skiriasi, tokie faktoriai kaip lydymosi temperatūra Sudėtiniai metalai, priemaišų lygiai, maišymo aplinka ir lydinio ruošimo procedūros yra pagrindiniai sėkmingo lydinio aspektai procesas.

Nors tokie elementai kaip ugniai atsparūs metalai yra stabilūs aukštoje temperatūroje, kiti pradeda sąveikauti su savo aplinka, o tai gali turėti įtakos grynumo lygiui ir galiausiai lydinio kokybei. Dažnai tokiais atvejais reikia paruošti tarpinius lydinius, kad įtikintumėte elementus sujungti.

Kaip pavyzdys, 95,5% aliuminio ir 4,5% vario lydinys yra pagamintas pirmiausia paruošiant 50% dviejų elementų mišinį. Šis mišinys turi žemesnę lydymosi temperatūrą nei grynas aliuminis arba grynas varis ir veikia kaip „kietiklio lydinys“. Tada jis ištirpinamas išlydytam aliuminiui tokiu greičiu, kad būtų sukurtas tinkamas lydinių mišinys.

_Šaltiniai: Gatvė, Artūras. Ir Aleksandras, W. O. 1944. Metalai tarnaujant žmogui. 11-asis leidimas (1998).