Defnyddir deunyddiau fferrus yn helaeth yn y diwydiant peirianneg oherwydd eu rhagoriaeth, ystod eu priodweddau mecanyddol a'u costau is. Yn dal i fod, defnyddir deunyddiau anfferrus hefyd mewn amrywiol gymwysiadau ar gyfer eu priodweddau penodol o gymharu ag aloion fferrus er gwaethaf eu cost uchel yn gyffredinol. Gellir cael priodweddau mecanyddol dymunol yn yr aloion hyn trwy galedu gwaith, caledu oedran, ac ati, ond nid trwy brosesau trin gwres arferol a ddefnyddir ar gyfer aloion fferrus. Rhai o'r prif ddeunyddiau anfferrus o ddiddordeb yw alwminiwm, copr, sinc a magnesiwm
1. Alwminiwm
O'r holl aloion anfferrus, alwminiwm a'i aloion yw'r pwysicaf oherwydd eu priodweddau rhagorol. Dyma rai o briodweddau alwminiwm pur y mae'n cael eu defnyddio yn y diwydiant peirianneg:
1) Dargludedd thermol rhagorol (0.53 cal / cm / C)
2) Dargludedd trydanol rhagorol (376 600 / ohm / cm)
3) Dwysedd màs isel (2.7 g / cm)
4) Pwynt toddi isel (658C)
5) Gwrthiant cyrydiad rhagorol
6) Mae'n wenwynig.
7) Mae ganddo un o'r adlewyrchiadau uchaf (85 i 95%) ac emissivity isel iawn (4 i 5%)
8) Mae'n feddal iawn ac yn hydwyth ac o ganlyniad mae ganddo briodweddau gweithgynhyrchu da iawn.
Mae rhai o'r cymwysiadau lle mae alwminiwm pur yn cael ei ddefnyddio'n gyffredinol mewn dargludyddion trydanol, deunyddiau esgyll rheiddiaduron, unedau aerdymheru, adlewyrchyddion optegol a golau, a deunyddiau ffoil a phecynnu.
Er gwaethaf y cymwysiadau defnyddiol uchod, ni ddefnyddir alwminiwm pur yn helaeth oherwydd y problemau canlynol:
1) Mae ganddo gryfder tynnol isel (65 MPa) a chaledwch (20 BHN)
2. Mae'n anodd iawn weldio neu sodro.
Gellir gwella priodweddau mecanyddol alwminiwm yn sylweddol trwy aloi. Y prif elfennau aloi a ddefnyddir yw copr, manganîs, silicon, nicel a sinc.
Mae alwminiwm a chopr yn ffurfio'r cyfansoddyn cemegol CuAl2. Uwchlaw tymheredd o 548 C mae'n hydoddi'n llwyr mewn alwminiwm hylif. Pan fydd hwn yn cael ei ddiffodd ac yn artiffisial oed (daliad hir yn 100 - 150C), ceir aloi caledu. Nid oes gan y CuAl2, nad yw'n oed, amser i waddodi o doddiant solet alwminiwm a chopr ac felly mae mewn sefyllfa ansefydlog (uwch-dirlawn ar dymheredd ystafell). Mae'r broses heneiddio yn gwaddodi gronynnau mân iawn o CuAl2, sy'n achosi cryfhau'r aloi. Gelwir y broses hon yn caledu datrysiad.
Yr elfennau aloi eraill a ddefnyddir yw hyd at 7% magnesiwm, hyd at 1. 5% manganîs, hyd at 13% o silicon, hyd at 2% nicel, hyd at 5% sinc a hyd at 1.5% o haearn. Heblaw am y rhain, gellir ychwanegu titaniwm, cromiwm a cholumbiwm mewn canrannau bach hefyd. Rhoddir cyfansoddiad rhai aloion alwminiwm nodweddiadol a ddefnyddir mewn mowldio parhaol a castio marw yn Nhabl 2. 10 gyda'u cymwysiadau. Dangosir yr eiddo mecanyddol a ddisgwylir o'r deunyddiau hyn ar ôl i'r rhain gael eu castio gan ddefnyddio mowldiau parhaol neu gastio marw pwysau yn Nhabl 2.1
2. Copr
Yn debyg i alwminiwm, mae copr pur hefyd yn cael ei gymhwyso'n eang oherwydd ei briodweddau canlynol
1) Mae dargludedd trydanol copr pur yn uchel (5.8 x 105 / ohm / cm) yn ei ffurf buraf. Mae unrhyw amhuredd bach yn gostwng y dargludedd yn sylweddol. Er enghraifft, mae 0. 1% ffosfforws yn lleihau'r dargludedd 40%.
2) Mae ganddo ddargludedd thermol uchel iawn (0. 92 cal / cm / C)
3) Mae'n fetel trwm (disgyrchiant penodol 8.93)
4) Gellir ei uno'n rhwydd trwy bresyddu
5) Mae'n gwrthsefyll cyrydiad,
6) Mae ganddo liw dymunol.
Defnyddir copr pur wrth weithgynhyrchu gwifren drydanol, bariau bysiau, ceblau trawsyrru, tiwbiau oergell a phibellau.
Nid yw priodweddau mecanyddol copr yn ei gyflwr puraf yn dda iawn. Mae'n feddal ac yn gymharol wan. Gellir ei aloi'n broffidiol i wella'r priodweddau mecanyddol. Y prif elfennau aloi a ddefnyddir yw sinc, tun, plwm a ffosfforws.
Gelwir aloion copr a sinc yn bres. Gyda chynnwys sinc hyd at 39%, mae copr yn ffurfio strwythur un cam (α-cyfnod). Mae gan aloion o'r fath hydwythedd uchel. Mae lliw yr aloi yn parhau i fod yn goch hyd at gynnwys sinc o 20%, ond y tu hwnt i hynny mae'n dod yn felyn. Mae ail gydran strwythurol o'r enw β-cyfnod yn ymddangos rhwng 39 i 46% o sinc. Mewn gwirionedd y cyfansoddyn rhyng-metelaidd CuZn sy'n gyfrifol am y caledwch cynyddol. Mae cryfder pres yn cynyddu ymhellach pan ychwanegir ychydig bach o fanganîs a nicel.
Gelwir aloion copr â thun yn efydd. Mae caledwch a chryfder efydd yn cynyddu gyda chryfder mewn cynnwys tun. Mae'r ductility hefyd yn cael ei leihau gyda'r cynnydd mewn canran tun uwchlaw 5. Pan ychwanegir alwminiwm hefyd (4 i 11%), gelwir yr aloi sy'n deillio ohono yn efydd alwminiwm, sydd ag ymwrthedd cyrydiad cryn dipyn yn uwch. Mae efydd yn gymharol gostus o'u cymharu â phres oherwydd presenoldeb tun sy'n fetel drud.
3. Metelau Anfferrus Eraill
Sinc
Defnyddir sinc yn bennaf mewn peirianneg oherwydd ei dymheredd toddi isel (419.4 C) a'i wrthwynebiad cyrydiad uwch, sy'n cynyddu gyda phurdeb sinc. Mae'r gwrthiant cyrydiad yn cael ei achosi trwy ffurfio gorchudd ocsid amddiffynnol ar yr wyneb. Mae prif gymwysiadau sinc wrth galfaneiddio i amddiffyn dur rhag cyrydiad, yn y diwydiant argraffu ac ar gyfer castio marw.
Anfanteision sinc yw'r anisotropi cryf sy'n cael ei arddangos o dan amodau dadffurfiedig, diffyg sefydlogrwydd dimensiwn o dan amodau heneiddio, gostyngiad mewn cryfder effaith ar dymheredd is a'r tueddiad i gyrydiad rhyng-ronynnog. Ni ellir ei ddefnyddio ar gyfer gwasanaeth uwchlaw tymheredd o 95.C oherwydd bydd yn achosi gostyngiad sylweddol mewn cryfder a chaledwch tynnol.
Mae ei ddefnydd eang mewn castiau marw oherwydd ei fod yn gofyn am bwysau is, sy'n arwain at fywyd marw uwch o'i gymharu ag aloion castio marw eraill. Ymhellach, mae ganddo machinability da iawn. Mae'r gorffeniad a geir trwy diecasting sinc yn aml yn ddigonol i warantu unrhyw brosesu pellach, heblaw am gael gwared ar y fflach sy'n bresennol yn yr awyren sy'n gwahanu.
Magnesiwm
Oherwydd eu pwysau ysgafn a'u cryfder mecanyddol da, defnyddir aloion magnesiwm ar gyflymder uchel iawn. Ar gyfer yr un stiffrwydd, dim ond 37. 2% o bwysau dur C25 sydd ei angen ar aloion magnesiwm, gan arbed pwysau. Y ddwy brif elfen aloi a ddefnyddir yw alwminiwm a sinc. Gall aloion magnesiwm fod yn gast tywod, cast llwydni parhaol neu gast marw. Mae priodweddau cydrannau aloi magnesiwm cast tywod yn debyg i briodweddau'r cydrannau cast llwydni parhaol neu gast marw. Yn gyffredinol, mae gan yr aloion castio marw gynnwys copr uchel er mwyn caniatáu iddynt gael eu gwneud o'r metelau eilaidd i leihau costau. Fe'u defnyddir ar gyfer gwneud olwynion ceir, casys crank, ac ati. Po uchaf yw'r cynnwys, yr uchaf yw cryfder mecanyddol aloion gyr magnesiwm fel cydrannau wedi'u rholio a'u ffugio. Gall y rhan fwyaf o'r prosesau weldio traddodiadol weldio aloion magnesiwm yn rhwydd. Eiddo defnyddiol iawn aloion magnesiwm yw eu machinability uchel. Dim ond tua 15% o bŵer sydd ei angen arnyn nhw ar gyfer peiriannu o'i gymharu â dur carbon isel.
Amser post: Rhag-18-2020