Legering

En legering er en homogen blanding av to eller flere grunnstoffer , hvorav minst ett må være et metall . Den resulterende forbindelsen har generelt svært forskjellige egenskaper fra de inngående elementene separat, og noen ganger er det nok å tilsette en veldig liten mengde av en av dem for at de skal vises. Legeringsteknikken brukes til å forbedre noen egenskaper til rene metaller, for eksempel mekanisk styrke , hardhet eller motstand mot korrosjon . Dermed er stål mye hardere enn jern , som utgjør det nesten utelukkende og som er tilsatt litt karbon . På den annen side skiller ikke noen fysiske egenskaper som tetthet, reaktivitet, elastisitetsmodul eller termisk og elektrisk ledningsevne til legeringen seg mye fra primærelementene. Noen vanlige legeringer er, i tillegg til stål, messing , laget av kobber og sink , eller bronse , laget av kobber og tinn .

Legeringer er definert av en metallisk bindingskarakter . [ 1 ] For det meste regnes legeringene som blandinger , siden det ikke er stabile bindinger mellom atomene til de involverte elementene . Unntaksvis genererer noen legeringer kjemiske forbindelser . [ 2 ]

Klassifisering

De er klassifisert under hensyntagen til det elementet som finnes i størst andel (jernholdige legeringer, kobberbaserte legeringer, etc.). Når legeringene ikke har en metallisk karakter, er de vanligvis funnet i en svært liten andel , mens hvis bare metaller blandes, kan legeringene vises i lignende proporsjoner.

Egenskaper

Legeringer viser metallisk glans og høy elektrisk og termisk ledningsevne , men vanligvis mindre enn rene metaller. De fysiske og kjemiske egenskapene er generelt lik de til metaller, men de mekaniske egenskapene som hardhet, duktilitet, seighet og andre kan være svært forskjellige, derav interessen disse materialene vekker.

Legeringene har ikke en enkelt smeltetemperatur, avhengig av konsentrasjonen smelter hvert rent metall ved en temperatur, samtidig som den flytende fasen og den faste fasen, som kan sees i fasediagrammene . Det er visse spesifikke konsentrasjoner av hver legering som smeltetemperaturen er enhetlig for. Denne konsentrasjonen og den oppnådde legeringen kalles eutektisk, og har et lavere smeltepunkt enn smeltepunktene til komponentene.

Forberedelse

Legeringer har tradisjonelt blitt laget ved å varme og smelte komponentene for å lage flytende former som kan blandes og avkjøles til fast løsning. Alternativt kan legeringer lages ved å spinne pulveriserte komponenter, blande dem og smelte dem takket være høyt trykk og høy temperatur. Historisk sett ble de fleste legeringer laget ved å blande de smeltede materialene. Mer nylig har pulvermetallurgi oppnådd stor betydning i fremstillingen av legeringer med spesielle egenskaper. I denne prosessen fremstilles legeringer ved å blande tørre pulveriserte materialer, presse dem under høyt trykk og deretter varme dem opp til temperaturer like under smeltepunktene deres . Resultatet er en solid og homogen legering. Masseproduserte produkter kan tilberedes med denne teknikken, noe som reduserer kostnadene betydelig. Blant legeringene som kan oppnås ved pulvermetallurgi er cermets . Disse legeringene av metall og karbon (karbider), bor (borider), oksygen (oksider), silisium (silicider) og nitrogen (nitrider) kombinerer fordelene med den keramiske forbindelsen, stabilitet og motstand mot høye temperaturer og oksidasjon, med fordelene med metallet, duktiliteten og støtmotstanden. En annen legeringsteknikk er ioneimplantasjon , som har blitt tilpasset fra prosesser som brukes til å lage datamaskin- eller databrikker. Stråler av ioner av karbon , nitrogen og andre elementer skytes på metaller plassert i et vakuumkammer for å produsere et seigt, tynt legeringslag på metalloverflaten. Ved å bombardere titan med nitrogen, kan for eksempel en legering egnet for proteseimplantater produseres.

Sterling sølv , 18 karat gull og hvitt gull er legeringer av edle metaller. Antifriksjonslegering, messing , bronse , Dow-metall , tysk sølv , torpedobronse , monel , tinn og loddemetall er legeringer av mindre edle metaller. På grunn av dets urenheter er kommersielt aluminium faktisk en legering. Legeringer av kvikksølv med andre metaller kalles amalgamer .

En legering er teknisk sett et uren metall, men når det refereres til legeringer, betegner begrepet "urenheter" generelt uønskede elementer. Slike urenheter innføres fra uedle metaller og legeringselementer, men fjernes under behandlingen. For eksempel er svovel en vanlig urenhet i stål. Svovel kombineres lett med jern for å danne jernsulfid , som er veldig sprøtt og skaper svake flekker i stål. [ 3 ] Litium , natrium og kalsium er vanlige urenheter i aluminiumslegeringer, som kan ha negative effekter på den strukturelle integriteten til støpegods. Derimot kalles rene metaller som ganske enkelt inneholder uønskede urenheter ofte "urene metaller" og kalles ikke generelt legeringer. Oksygen, som finnes i luften, kombineres lett med de fleste metaller for å danne metalloksid ; spesielt ved høyere temperaturer som oppstår under legering. Det tas ofte stor forsiktighet under legeringsprosessen for å fjerne overflødige urenheter, ved å bruke flussmidler , kjemiske tilsetningsstoffer eller andre ekstraktive metallurgimetoder . [ 4 ]

Mest vanlige legeringer

De vanligste legeringene som brukes i industrien er:

  • Stål : Det er en jernlegering med en variabel mengde karbon mellom 0,008 og 1,7 vekt% av sammensetningen. Over 1,7 % (opptil 6,67 %) blir det et støperi.
  • Rustfritt stål : Rustfritt stål er definert som en stållegering med et minimum på 10 % til 12 % krominnhold etter masse
  • Alnico : Består hovedsakelig av kobolt (5.;%), aluminium (8-12%) og nikkel (15-26%), selv om det også kan inneholde kobber (6%), noen ganger titan (1%) og resten av jern.
  • Alpakka : Det er en ternær legering som består av sink (8-45%), kobber (45-70%) og nikkel (8-20%)
  • Bronse : Det er en hvilken som helst metallisk legering av kobber og tinn der den første utgjør basen og den andre vises i en andel på 3 til 20 %.
  • Constantan : Det er en legering som vanligvis består av 55 % kobber og 45 % nikkel.
  • Cupronickel : Det er en legering av kobber, nikkel og urenheter i konsolideringen, som jern og mangan .
  • Cuproaluminium : Det er en legering av kobber med aluminium.
  • Messing : Det er en legering av kobber med sink.
  • Magal : Det er en magnesiumlegering som tilsettes aluminium (8 eller 9 %), sink (1 %) og mangan (0,2 %).
  • Magnam : Det er en legering av mangan med tilsetning av aluminium og sink.
  • Nikrom : Det er en legering som består av 80 % nikkel og 20 % krom.
  • Nitinol : Titan og nikkel.
  • Hvitt gull (elektro): Det er en legering av gull og noe annet hvitt metall, for eksempel sølv, palladium eller nikkel.
  • Tinn : Det er en legering som består av tinn, kobber, antimon og bly.
  • Sterling sølv : Det er en legering av sølv og vanligvis kobber.
  • Zamak : Homogent produkt med metalliske egenskaper, resultatet av en legering, som er bygd opp av to eller flere elementer, hvorav minst ett er et metall.

Se også

Referanser

  1. ↑ Callister, WD "Materials Science and Engineering: An Introduction" 2007, 7. utgave, John Wiley and Sons, Inc. New York, avsnitt 4.3 og kapittel 9.
  2. ↑ Aranda, Beatriz. Konstitusjon av legeringer , s. 6.
  3. ↑ Verhoeven, John D. (2007). Stålmetallurgi for ikke-metallurger . ASM International. s. 56. ISBN  978-1-61503-056-9 . Arkivert fra originalen 5. mai 2016. 
  4. ↑ Davis, Joseph R. (1993) ASM Specialty Handbook: Aluminium and Aluminum Alloys . ASM International. s. 211. ISBN  978-0-87170-496-2 .

Bibliografi

  • Buchwald, Vagn Fabritius (2005). Jern og stål i oldtiden . Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab. ISBN  978-87-7304-308-0 . 

Eksterne lenker