Castio Metelau Anfferrus

Defnyddir metelau fferrus yn helaeth yn y diwydiant peirianneg oherwydd eu rhagoriaeth, ystod o briodweddau mecanyddol a chostau is. Er hynny, mae metelau anfferrus hefyd yn cael eu defnyddio mewn amrywiol gymwysiadau am eu priodweddau penodol o'u cymharu 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 rhai pwysicaf oherwydd eu priodweddau rhagorol. Dyma rai o briodweddau alwminiwm pur y mae'n cael ei ddefnyddio ar eu cyfer 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) ymwrthedd cyrydiad rhagorol
• 6) Mae'n nontoxic.
• 7) Mae ganddo un o'r adlewyrchiadau uchaf (85 i 95%) ac allyriadau 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 defnyddir alwminiwm pur yn 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 eang oherwydd y problemau canlynol:

• 1) Mae ganddo gryfder tynnol isel (65 MPa) a chaledwch (20 BHN)
• 2. Mae'n anodd iawn i 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 cyfansawdd cemegol CuAl2. Uwchben tymheredd o 548 C mae'n hydoddi'n llwyr mewn alwminiwm hylifol. Pan gaiff hwn ei ddiffodd a'i heneiddio'n artiffisial (daliad hir ar 100 - 150C), ceir aloi caled. Nid oes gan y CuAl2, nad yw'n hen, amser i waddodi o hydoddiant solet alwminiwm a chopr ac felly mae mewn sefyllfa ansefydlog (gor-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 galedu datrysiad.

Yr elfennau aloi eraill a ddefnyddir yw hyd at 7% magnesiwm, hyd at 1. 5% manganîs, hyd at 13% silicon, hyd at 2% nicel, hyd at 5% sinc a hyd at 1.5% haearn. Ar wahân i'r rhain, gellir ychwanegu titaniwm, cromiwm a cholumbiwm hefyd mewn canrannau bach. Rhoddir cyfansoddiad rhai aloion alwminiwm nodweddiadol a ddefnyddir mewn mowldio parhaol a castio marw yn Nhabl 2. 10 gyda'u cymwysiadau. Dangosir y priodweddau mecanyddol a ddisgwylir gan y deunyddiau hyn ar ôl 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 dod â'r dargludedd i lawr 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 hawdd trwy bresyddu
• 5) Mae'n gwrthsefyll cyrydiad,
• 6) Mae ganddo liw dymunol.

Defnyddir copr pur i gynhyrchu gwifrau trydan, 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 bresau. Gyda chynnwys sinc hyd at 39%, mae copr yn ffurfio strwythur un cyfnod (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-phase yn ymddangos rhwng 39 a 46% o sinc. Mewn gwirionedd y cyfansawdd rhyng-fetelaidd CuZn sy'n gyfrifol am y caledwch cynyddol. Mae cryfder pres yn cynyddu ymhellach pan ychwanegir symiau bach o fanganîs a nicel.

Gelwir yr aloion o gopr â thun yn efydd. Mae caledwch a chryfder efydd yn cynyddu gyda chynnydd yn y cynnwys tun. Mae'r hydwythedd hefyd yn cael ei leihau gyda'r cynnydd yn y ganran tun yn uwch na 5. Pan ychwanegir alwminiwm hefyd (4 i 11%), gelwir yr aloi canlyniadol yn efydd alwminiwm, sydd â gwrthiant cyrydiad llawer uwch. Mae efydd yn gymharol gostus o gymharu 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 gwrthiant cyrydiad uwch, sy'n cynyddu gyda phurdeb sinc. Mae'r ymwrthedd cyrydiad yn cael ei achosi gan ffurfio gorchudd ocsid amddiffynnol ar yr wyneb. Mae prif gymwysiadau sinc mewn galfaneiddio i amddiffyn dur rhag cyrydiad, yn y diwydiant argraffu ac ar gyfer castio marw.

Anfanteision sinc yw'r anisotropi cryf a arddangosir o dan amodau anffurfiedig, diffyg sefydlogrwydd dimensiwn o dan amodau heneiddio, gostyngiad mewn cryfder effaith ar dymheredd is a thueddiad i gyrydiad rhyng-gronynnog. 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 bod angen pwysedd is arno, 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 ddeigastiad sinc yn aml yn ddigonol i warantu unrhyw brosesu pellach, ac eithrio tynnu'r fflach sy'n bresennol yn yr awyren wahanu.

Magnesiwm

Oherwydd eu pwysau ysgafn a'u cryfder mecanyddol da, defnyddir aloion magnesiwm ar gyflymder uchel iawn. Ar gyfer yr un anystwythder, dim ond 37 sydd ei angen ar aloion magnesiwm. 2% o bwysau dur C25 gan arbed pwysau. Y ddwy brif elfen aloi a ddefnyddir yw alwminiwm a sinc. Gall aloion magnesiwm fod yn bwrw tywod, yn bwrw llwydni parhaol neu'n bwrw marw. Mae priodweddau cydrannau aloi magnesiwm cast tywod yn debyg i briodweddau'r cydrannau cast mowld parhaol neu'r cydrannau marw-cast. Yn gyffredinol, mae gan yr aloion marw-castio gynnwys copr uchel er mwyn caniatáu iddynt gael eu gwneud o'r metelau eilaidd i leihau costau. Maent yn cael eu defnyddio ar gyfer gwneud olwynion Automobile, casys crank, ac ati Po uchaf yw'r cynnwys, yr uchaf yw cryfder mecanyddol aloion magnesiwm-gyr fel cydrannau rholio a ffug. Gellir weldio aloion magnesiwm yn rhwydd gan y rhan fwyaf o'r prosesau weldio traddodiadol. Nodwedd ddefnyddiol iawn o aloion magnesiwm yw eu peiriannu uchel. Dim ond tua 15% o bŵer sydd ei angen arnynt ar gyfer peiriannu o'i gymharu â dur carbon isel.