2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44
Phát triển được xác định với sự cải tiến. Nâng cao năng lực công nghiệp và nội địa được thực hiện thông qua việc sử dụng các vật liệu có đặc tính tiến bộ. Đặc biệt, đây là các kim loại hợp kim. Sự đa dạng của chúng được xác định bởi khả năng điều chỉnh thành phần định lượng và định tính của các nguyên tố hợp kim.
Thép hợp kim tự nhiên
Sắt nấu chảy đầu tiên, khác với các họ hàng của nó về tính chất, là hợp kim tự nhiên. Sắt thiên thạch thời tiền sử được nấu chảy chứa một lượng niken tăng lên. Nó được tìm thấy trong các khu chôn cất của người Ai Cập cổ đại từ 4-5 thiên niên kỷ trước Công nguyên. e., di tích kiến trúc của Qutab Minar ở Delhi (thế kỷ thứ 5) được xây dựng từ cùng. Kiếm gấm hoa của Nhật Bản được làm bằng sắt bão hòa với molypden, và thép Damascus chứa vonfram, đặc trưng của cắt tốc độ cao hiện đại. Đây là kim loại, quặng được khai thác từ những nơi nhất định.
Hợp kim sản xuất hiện đại có thể chứa kim loại tự nhiên vànguồn gốc phi kim loại, được phản ánh trong các đặc điểm và tính chất của chúng.
Chặng đường lịch sử
Nền tảng cho sự phát triển của hợp kim được đặt ra bởi sự biện minh của phương pháp nấu chảy thép nấu chảy ở Châu Âu vào thế kỷ 18. Trong một phiên bản nguyên thủy hơn, những chiếc chén nung được sử dụng trong thời cổ đại, bao gồm cả để nấu chảy gấm hoa và thép Damascus. Vào đầu thế kỷ 18, công nghệ này đã được cải tiến trên quy mô công nghiệp và có thể điều chỉnh thành phần và chất lượng của nguyên liệu gốc.
- Việc phát hiện đồng thời ngày càng nhiều nguyên tố hóa học mới đã đẩy các nhà nghiên cứu đến các thí nghiệm nấu chảy thực nghiệm.
- Ảnh hưởng tiêu cực của đồng đến chất lượng thép đã được hình thành.
- Đồng thau chứa 6% sắt được phát hiện.
Các thí nghiệm được thực hiện về tác dụng định tính và định lượng đối với hợp kim thép của vonfram, mangan, titan, molypden, coban, crom, bạch kim, niken, nhôm và các loại khác.
Sản xuất công nghiệp đầu tiên của thép hợp kim với mangan được thành lập vào đầu thế kỷ 19. Nó đã được phát triển từ năm 1856 như một phần của quá trình nấu chảy Bessemer.
Đặc điểm của doping
Khả năng hiện đại giúp bạn có thể nấu chảy kim loại hợp kim ở bất kỳ thành phần nào. Các nguyên tắc cơ bản của công nghệ được đề cập:
- Các thành phần chỉ được coi là hợp kim nếu chúng được giới thiệu có mục đích và hàm lượng của mỗi thành phần vượt quá 1%.
- Lưu huỳnh, hydro, phốt pho được coi là tạp chất. như phi kim loạitạp chất, bo, nitơ, silic được sử dụng, hiếm khi - phốt pho.
- Hợp kim số lượng lớn là việc đưa các thành phần vào một chất nóng chảy trong khuôn khổ sản xuất luyện kim. Bề mặt là một phương pháp khuếch tán bão hòa của lớp bề mặt với các nguyên tố hóa học cần thiết dưới tác động của nhiệt độ cao.
- Trong quá trình này, các chất phụ gia làm thay đổi cấu trúc tinh thể của vật liệu "con gái". Chúng có thể tạo ra các giải pháp thâm nhập hoặc loại trừ, cũng như được đặt ở ranh giới của các cấu trúc kim loại và phi kim loại, tạo ra một hỗn hợp cơ học của các loại hạt. Mức độ hòa tan của các nguyên tố với nhau đóng một vai trò lớn ở đây.
Thành phần hợp kim
Theo phân loại chung, tất cả các kim loại được chia thành kim loại đen và kim loại màu. Chất đen bao gồm sắt, crom và mangan. Kim loại màu được chia thành nhẹ (nhôm, magiê, kali), nặng (niken, kẽm, đồng), cao quý (bạch kim, bạc, vàng), vật liệu chịu lửa (vonfram, molypden, vanadi, titan), nhẹ, đất hiếm và phóng xạ. Kim loại hợp kim bao gồm nhiều loại kim loại màu nhẹ, nặng, quý và chịu lửa, cũng như tất cả các kim loại đen.
Tùy thuộc vào tỷ lệ của các nguyên tố này và khối lượng chính của hợp kim, sau này được chia thành hợp kim thấp (3%), hợp kim trung bình (3-10%) và hợp kim cao (hơn 10 %).
Thép hợp kim
Về mặt kỹ thuật, quy trình không gây khó khăn. Phạm vi rất rộng. Mục tiêu chính chothép như sau:
- Tăng sức mạnh.
- Cải thiện kết quả xử lý nhiệt.
- Tăng khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt, chịu nhiệt, chịu nhiệt, chống lại các điều kiện làm việc khắc nghiệt, tăng tuổi thọ.
Thành phần chính là hợp kim đen và kim loại chịu lửa, bao gồm Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, cũng như Al, Ni, Cu màu.
Crom và niken là các thành phần chính xác định thép không gỉ (X18H9T), cũng như thép chịu nhiệt, điều kiện hoạt động của chúng được đặc trưng bởi nhiệt độ cao và tải trọng sốc (15X5). Lên đến 1,5% được sử dụng cho vòng bi và các bộ phận ma sát (15HF, SHKH15SG)
Mangan là thành phần cơ bản của thép chịu mài mòn (110G13L). Với số lượng nhỏ, nó góp phần khử oxy, giảm nồng độ phốt pho và lưu huỳnh.
Silicon và vanadi là những nguyên tố làm tăng độ đàn hồi ở một lượng nhất định và được sử dụng để chế tạo lò xo và lò xo (55C2, 50HFA).
Nhôm được áp dụng cho sắt có điện trở cao (X13Y4).
Hàm lượng vonfram đáng kể là đặc trưng cho thép công cụ chịu tốc độ cao (R9, R18K5F2). Một mũi khoan kim loại hợp kim được làm từ vật liệu này có năng suất cao hơn nhiều và có khả năng chống kích hoạt hơn nhiều so với cùng một dụng cụ được làm từ thép carbon.
Thép hợp kim đã được sử dụng hàng ngày. Đồng thời, cái gọi là hợp kim với những đặc tính đáng kinh ngạc, cũng thu được bằng phương pháp tạo hợp kim, đã được biết đến. Vì vậy, "thép gỗ" chứa 1% cromvà 35% niken, xác định độ dẫn nhiệt cao, đặc trưng của gỗ. Kim cương cũng bao gồm 1,5% cacbon, 0,5% crom và 5% vonfram, đặc trưng cho nó là đặc biệt cứng, giống như kim cương.
Gang đúc hợp kim
Bàn là khác với thép bởi hàm lượng cacbon đáng kể (từ 2,14 đến 6,67%), độ cứng cao và chống ăn mòn, nhưng độ bền thấp. Để mở rộng phạm vi các đặc tính và ứng dụng quan trọng, nó được hợp kim với crom, mangan, nhôm, silicon, niken, đồng, vonfram, vanadi.
Do các đặc tính đặc biệt của vật liệu sắt-carbon này, việc tạo hợp kim của nó là một quá trình phức tạp hơn so với thép. Mỗi thành phần đều ảnh hưởng đến sự biến đổi của các dạng cacbon trong đó. Vì vậy mangan góp phần hình thành nên graphit "đúng chuẩn", giúp tăng sức bền. Sự ra đời của những người khác dẫn đến sự chuyển đổi cacbon sang trạng thái tự do, tẩy trắng gang và giảm tính chất cơ học của nó.
Công nghệ phức tạp do nhiệt độ nóng chảy thấp (trung bình lên đến 1000 ˚C), trong khi đối với hầu hết các nguyên tố hợp kim, nó vượt quá mức này đáng kể.
Hợp kim phức hợp là hiệu quả nhất đối với gang. Đồng thời, người ta nên tính đến khả năng gia tăng khả năng tách biệt của các vật đúc như vậy, nguy cơ nứt và các khuyết tật của vật đúc. Hợp lý hơn là thực hiện quy trình công nghệ trong các lò điện từ và lò cảm ứng. Một bước tuần tự bắt buộc là xử lý nhiệt chất lượng cao.
Bàn là mạ crom có đặc điểm là chịu mài mòn cao, chịu lực, chịu nhiệt, chống lão hóa và ăn mòn (CH3, CH16). Chúng được sử dụng trong kỹ thuật hóa học và sản xuất thiết bị luyện kim.
Bàn là đúc hợp kim với silicon được phân biệt bởi khả năng chống ăn mòn cao và khả năng chống lại các hợp chất hóa học xâm thực, mặc dù chúng có các tính chất cơ học đạt yêu cầu (ChS13, ChS17). Chúng tạo thành các bộ phận của thiết bị hóa chất, đường ống dẫn và máy bơm.
Bàn là đúc chịu nhiệt là một ví dụ về hợp kim phức tạp có năng suất cao. Chúng chứa các kim loại đen và hợp kim như crom, mangan, niken. Chúng được đặc trưng bởi khả năng chống ăn mòn cao, chống mài mòn và khả năng chịu tải cao trong điều kiện nhiệt độ cao - các bộ phận của tuabin, máy bơm, động cơ, thiết bị công nghiệp hóa chất (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh).
Một thành phần quan trọng là đồng, được sử dụng kết hợp với các kim loại khác, đồng thời làm tăng đặc tính đúc của hợp kim.
Đồng hợp kim
Được sử dụng ở dạng tinh khiết và là một phần của hợp kim đồng, có nhiều loại tùy thuộc vào tỷ lệ của các nguyên tố cơ bản và hợp kim: đồng thau, đồng thau, cupronickel, bạc niken và các loại khác.
Đồng thau nguyên chất - hợp kim với kẽm - không phải là hợp kim. Nếu nó chứa các kim loại màu hợp kim với một lượng nhất định, nó được coi là đa thành phần. Đồng là hợp kim với các thành phần kim loại khác,có thể là thiếc và không chứa thiếc, được hợp kim hóa trong mọi trường hợp. Chất lượng của chúng được cải thiện với sự trợ giúp của Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si.
Hàm lượng silic trong các hợp chất đồng làm tăng khả năng chống ăn mòn, độ bền và độ đàn hồi của chúng; thiếc và chì - xác định chất lượng chống ma sát và các đặc tính tích cực liên quan đến khả năng gia công; niken và mangan - các thành phần của cái gọi là hợp kim rèn, cũng có tác dụng tích cực trong việc chống ăn mòn; sắt cải thiện tính chất cơ học, trong khi kẽm cải thiện tính chất công nghệ.
Được sử dụng trong kỹ thuật điện làm nguyên liệu chính để sản xuất các loại dây khác nhau, vật liệu để sản xuất các bộ phận quan trọng cho thiết bị hóa chất, trong kỹ thuật cơ khí và thiết bị đo đạc, trong đường ống và bộ trao đổi nhiệt.
Hợp kim nhôm
Được sử dụng như hợp kim rèn hoặc đúc. Các kim loại hợp kim dựa trên nó là các hợp chất với đồng, mangan hoặc magiê (duralumin và những loại khác), sau này là các hợp chất với silic, được gọi là silumin, trong khi tất cả các biến thể có thể có của chúng là hợp kim với Cr, Mg, Zn, Co, Cu, Sĩ.
Đồng làm tăng độ dẻo của nó; silicon - tính lưu động và tính chất đúc chất lượng cao; crom, mangan, magiê - cải thiện sức mạnh, đặc tính công nghệ của khả năng làm việc bằng áp suất và khả năng chống ăn mòn. Ngoài ra, B, Pb, Zr,Ti, Bi.
Sắt là một thành phần không mong muốn, nhưng nó được sử dụng với số lượng nhỏ trong sản xuất giấy nhôm. Silumin được sử dụng để đúc các bộ phận quan trọng và vỏ trong kỹ thuật cơ khí. Duralumins và hợp kim dập từ nhôm là nguyên liệu thô quan trọng để sản xuất các bộ phận thân tàu, bao gồm cả kết cấu chịu lực, trong ngành công nghiệp máy bay, đóng tàu và cơ khí.
Kim loại hợp kim được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực công nghiệp là những kim loại có đặc tính cơ học và công nghệ được cải thiện so với vật liệu ban đầu. Phạm vi của các yếu tố hợp kim và khả năng của công nghệ hiện đại cho phép tạo ra nhiều sửa đổi nhằm mở rộng khả năng trong khoa học và công nghệ.
Đề xuất:
Các loại của Phân loại Nice: mã số, danh sách và bộ phân loại. Phân loại hàng hóa và dịch vụ quốc tế là gì?
Đối với việc đăng ký từng nhãn hiệu của các sản phẩm mới đang kinh doanh, Bảng phân loại Quốc tế về Hàng hóa và Dịch vụ được sử dụng. Ở giai đoạn đầu, người nộp đơn xác định hoạt động của mình thuộc thể loại nào. Trong tương lai, đây sẽ là cơ sở để thực hiện các thủ tục đăng ký và xác định số phí mà doanh nhân phải nộp
Kim loại nhóm bạch kim: tổng quan, danh sách, tính chất và ứng dụng
Kim loại nhóm bạch kim là sáu nguyên tố hóa học quý hiếm nằm cạnh nhau trong bảng tuần hoàn. Tất cả chúng đều là kim loại chuyển tiếp của 8–10 nhóm từ 5–6 tiết
Hợp kim chịu nhiệt. Thép và hợp kim đặc biệt. Sản xuất và sử dụng hợp kim chịu nhiệt
Công nghiệp hiện đại không thể hình dung mà không có vật liệu như thép. Chúng ta gặp phải nó ở hầu hết mọi ngã rẽ. Bằng cách đưa các nguyên tố hóa học khác nhau vào thành phần của nó, có thể cải thiện đáng kể các đặc tính cơ học và hoạt động
Danh sách các kim loại nặng: loại và tính năng
Trong số 104 nguyên tố hóa học mà nhân loại biết đến ngày nay, 82 nguyên tố là kim loại. Kim loại chiếm một vị trí quan trọng trong đời sống của con người, đóng vai trò công nghiệp, sinh học và môi trường. Khoa học hiện đại chia kim loại thành nặng, nhẹ và cao quý. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét danh sách các kim loại nặng và tính năng của chúng
Danh sách các kim loại màu: đặc điểm, ứng dụng
Sự phát triển của nền văn minh không thể diễn ra nhanh chóng như vậy nếu con người không tìm ra cách khai thác và xử lý các kim loại khác nhau. Và nếu lúc đầu điều này được tạo điều kiện thuận lợi khi phát hiện thành công cốm tự nhiên nằm trực tiếp trên bề mặt đất, thì chẳng bao lâu sau danh sách các kim loại màu mà con người có thể “thuần hóa” bắt đầu mở rộng đáng kể. Các thí nghiệm đầu tiên và nghiên cứu chi tiết hơn về tính chất của các nguyên tố mới cho thấy rằng tất cả các chất đều có những tính chất và ứng dụng khác nhau
