Metalų lydinių paaiškinimas

Atrinktų metalų lydinių savybės, sudėtis ir gamyba

ThoughtCo / Nusha Ashjaee

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

Įprastų lydinių pavyzdžiai:

Plienas: AKombinacija geležies (metalas) ir anglis (ne metalas) Bronza:Derinys iš vario (metalas) ir tikėti (metalas) Žalvaris:Vario (metalo) mišinys ir cinko (metalas)

Savybės

Atskiri gryni metalai gali turėti naudingų savybių, pavyzdžiui, gerų elektrinis laidumas , didelio stiprumo ir kietumo, arba šilumos irkorozijapasipriešinimas. Komerciniai metalų lydiniai bando sujungti šias naudingas savybes, kad sukurtų metalus, naudingesnius tam tikroms reikmėms nei bet kuris iš jų sudedamųjų dalių.

Plienas Pavyzdžiui, reikalingas tinkamas anglies ir geležies derinys (apie 99 % geležies ir 1 % anglies), kad būtų pagamintas metalas, kuris būtų stipresnis, lengvesnis ir labiau apdirbamas nei gryna geležis.

Tikslias naujų lydinių savybes sunku apskaičiuoti, nes elementai ne tik susijungia ir tampa dalių suma. Jie susidaro dėl cheminės sąveikos, kuri priklauso nuo sudedamųjų dalių ir specifinių gamybos metodų. Dėl to, kuriant naujus metalų lydinius, reikia atlikti daug bandymų.

Lydymosi temperatūra yra pagrindinis veiksnys legiruojant metalus. Šis įrašas , mažai besilydančio lydinio, kurio sudėtyje yra galio , alavas ir indis yra skystis esant aukštesnei nei 2,2 °F (-19 °C) temperatūrai, o tai reiškia, kad jo lydymosi temperatūra yra 122 °F (50 °C) žemesnė nei gryno galio ir daugiau nei 212 °F (100 °C) žemesnė. indis ir alavas.

„Galinstan“ ir „Wood's Metal“ yra eutektinių lydinių pavyzdžiai – lydiniai, kurių lydymosi temperatūra yra žemiausia iš bet kurio lydinio derinio, kuriame yra tų pačių elementų.

Sudėtis

Reguliariai gaminama tūkstančiai lydinių kompozicijų, kiekvienais metais kuriamos naujos kompozicijos.

Priimtos standartinės kompozicijos apima sudedamųjų dalių grynumo lygius (pagal svorį). Įprastų lydinių sudėtis, taip pat mechaninės ir fizinės savybės yra standartizuotos tarptautinėse organizacijose, tokiose kaip Tarptautinė standartizacijos organizacija (ISO), SAE International ir ASTM International.

Gamyba

Kai kurie metalų lydiniai atsiranda natūraliai ir juos reikia mažai apdoroti, kad jie būtų paverčiami pramoninėmis medžiagomis. Pavyzdžiui, geležies lydiniai, tokie kaip ferochromas ir ferosilicis, gaminami lydant mišrias rūdas ir naudojami įvairiems plienams gaminti. Tačiau būtų klaidinga manyti, kad metalų legiravimas yra paprastas procesas. Pavyzdžiui, jei būtų tiesiog maišomas išlydytas aliuminio su išlydytu vadovauti , jie pastebėtų, kad jie išsiskirs į sluoksnius, panašiai kaip aliejus ir vanduo.

Komerciniai ir prekybiniai lydiniai paprastai reikalauja didesnio apdorojimo ir dažniausiai susidaro maišant išlydytus metalus kontroliuojamoje aplinkoje. Išlydyto metalo jungimo arba metalų maišymo su nemetalais procedūra labai skiriasi priklausomai nuo naudojamų elementų savybių.

Kadangi metalinių elementų tolerancija šilumai ir dujoms labai skiriasi, tokie veiksniai kaip sudedamųjų metalų lydymosi temperatūra, priemaišų lygis, maišymo aplinka ir legiravimo procedūra yra pagrindiniai sėkmingo lydinio proceso aspektai.

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

Pavyzdžiui, 95,5 % aliuminio ir 4,5 % vario lydinys gaminamas iš pradžių paruošus 50 % dviejų elementų mišinį. Šio mišinio lydymosi temperatūra yra žemesnė nei gryno aliuminio ar gryno vario ir veikia kaip „kietiklio lydinys“. Tada jis įpilamas į išlydytą aliuminį tokiu greičiu, kad susidarytų tinkamas lydinio mišinys.

_Šaltiniai:Gatvė, Artūras. ir Aleksandras, W. O. 1944 m. Metalai žmogaus tarnyboje . 11-asis leidimas (1998).