DEMIR DIŞI ALAŞIMLAR: YAPI, ÖZELLIKLER, KULLANIMLAR, ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Demir dışı alaşımları bunların bileşimi demir metal olmayan olanlardır. Bu nedenle, herhangi bir çelik tipini içermez ve ana tabanı herhangi bir diğer metalik element olabilir; alüminyum, gümüş, bakır, berilyum, magnezyum, titanyum vb.

Binaların ve köprü kablolarının metalik desteği için ideal olan yoğun çeliklerin aksine, demir alaşımları genellikle daha hafiftir ve korozyona daha dayanıklıdır. Buradan bu noktaya kadar, uygulama sayısı katlanarak artıyor, her biri tam bir metalik bileşime sahip belirli bir alaşım türü talep ediyor.

Bronz heykel - demir içermeyen bir alaşım örneği. Kaynak: Pixabay.

Tarihteki en eski ve en iyi bilinen demir dışı alaşımlardan bazıları bronz ve pirinçtir. Her ikisinde de metalik taban olarak bakır bulunur, ancak bronzda ağırlıklı olarak kalayla ve pirinçte çinko ile karıştırılır. Kombinasyonlarına ve bileşimlerine bağlı olarak, kapsamlı özelliklere sahip bronzlar ve pirinçler ortaya çıkabilir.

Ve modern günümüze geçersek, elektronik cihazları oluşturan alaşımlar esasen demir içermez. Ayrıca, en sofistike araçların ve uçakların şasisi, onlara mümkün olan en düşük ağırlıkta güç vermek için bu alaşımlardan yapılmıştır.

Demir dışı alaşımların yapıları

Her metal, hcp (kompakt altıgen), ccp (kompakt kübik), bcc (gövde merkezli kübik) veya diğerleri olabilen kendi kristal yapılarına sahiptir.

Eriyik ve daha sonra kristalleşen katı bir çözelti halinde kaynaklandığında, tüm metallerin atomları metalik bağ ile birbirine bağlanır ve ortaya çıkan yapılar eklenir veya değişir.

Bu nedenle, belirli bir bileşime göre her alaşım kendi kristal yapılarına sahip olacaktır. Bu nedenle, onları incelemek için, sıcaklık, basınç ve bileşim gibi değişkenlerin bir fonksiyonu olarak bir faz diyagramında grafiksel olarak gösterilen faz terimleri (genellikle α ve β olarak gösterilir) kullanılır.

Bu faz diyagramlarından, iki veya daha fazla metalden oluşan bir sistemin demir dışı alaşımının hangi sıcaklıkta (sıvı faz) eriyeceği ve katı fazlarının doğası tahmin edilebilir.

Gümüş-bakır çiftini varsayalım. Faz diyagramını analiz ederek, farklı gümüş-bakır kombinasyonları (% 10 Ag ve% 90 Cu,% 25 Ag ve% 75 Cu, vb.) İle çoklu alaşımlardan fiziksel ve yapısal bilgiler çıkarılabilir. Açıktır ki, homojen bir şekilde bir alaşım halinde kristalleşebilmeleri için metallerin birbiri içinde çözünür olması gerekir.

Özellikleri

Demir dışı alaşımların özellikleri çok çeşitlidir. Çelikler için, demirin özelliklerinin demir-karbon, Fe-C ile sinerjisini sergiledikleri için genelleme yapmak çok zor değildir. Bunun yerine, demir içermeyen alaşımların özellikleri çoğunlukla metal tabana bağlıdır.

Örneğin, alaşımlar alüminyum veya magnezyum ise, her ikisi de hafif metaller, hafif olmaları beklenir. Daha yoğun bir metal olan titanyum başka herhangi bir hafif metalle karıştırılırsa, ortaya çıkan alaşım biraz daha hafif ve daha esnek olmalıdır.

Bakır ve altının iyi ısı ve elektrik iletkenleri olduğu biliniyorsa, alaşımları daha ucuz, daha az yumuşak ve mekanik işlere ve korozyona daha dayanıklı malzemeler sunmalıdır.

Bu tür alaşımların tüm özellikleri ve özellikleri genelleştirilebilseydi: daha az yoğun, ağırlıklarına göre mekanik olarak daha dirençli, çevrelerinin neden olduğu oksidasyona karşı daha inert, deforme olabilir, ısı ve elektrik iletkenliği yüksek olmalıdır. Geri kalanı için birçok istisna var.

Uygulamalar

Alüminyum

Çok hafif alaşımlardır ve bu nedenle yapıları bcc (en az kompakt) olmalıdır. Yiyecek ve içecekleri saklamak için kutular gibi birden çok şekle deforme olabilirler.

Korozyona karşı yüksek direnç gösterme eğilimindedirler, ancak bakır, magnezyum veya manganez ile karıştırıldıklarında artan mekanik dirençleriyle ters orantılıdır. Daha iyi mekanik mukavemete sahip olanlar, otomobil gövdesi parçaları ve uçak parçaları olarak kullanım bulur.

Titanyum

-Titanyum alaşımları kemik protezlerinin tasarımı için pek çok uygulama bulmaktadır ve genel olarak bu metal fizyolojik matrislerle oldukça uyumludur.

Ayrıca, diğer eserler ve nesnelerin yanı sıra uçak, araç, motosiklet, golf sopası çerçeve ve yüzeyinin parçaları olarak da kullanılır.

-Alüminyumla karıştırılmış alaşımları Japon tapınak ve pagodalarının çatılarının yapımında ve ejderhalarının heykellerinde kullanılmıştır.

Gümüş

-Grafit (Ag-C) alaşımı düşük elektrik direncine sahiptir ve bu nedenle devre kesicilerin bileşenleri olarak kullanılır.

-Cıva ile karıştırılarak% 50 Hg ve daha düşük oranda bakır ve kalay içeren bir amalgam elde edilerek diş kusurlarını doldurmak için kullanılır.

-Bakır ile alaşımı ona öyle bir direnç kazandırır ki metal kesme diskleri ve testereler oluşturur.

- Kuyumculukta paladyum ve platin alaşımında kullanılır, çizilmeye ve parlaklığını kaybetmeye dayanıklıdır.

Magnezyum

Alüminyumdan daha yoğundurlar, ancak bunun dışında özellikleri benzerdir. Atmosferik koşullara çok iyi direnç gösterirler, bu nedenle otomobil parçalarının üretiminde, dişli kutularında, tekerleklerde, füzelerde, kısaca, yüksek hızlı makinelerde (ve bisikletlerde) kullanılmıştır.

Berilyum

-Be-Cu alaşımı, akıllı telefonlar, iPad'ler, kol saatleri, tabletler vb. Gibi küçük cihazlar için elektronik bileşenler için kullanılır.

-Seramikler (galyum, arsenik veya indiyum ile karıştırılmış), yüksek akım yoğunluğuna sahip elektronik devrelerde kullanılır.

-Tıpta berilyum alaşımları, kalp pilleri, lazer neşterler, tarayıcılar, nükleer manyetik rezonans ekipmanlarının çerçevesi gibi alet ve cihazlarının çoğunu oluşturur.

-Ayrıca askeri ve nükleer silahların bir kısmını da dövüyor, berilyum alaşımlı uydular için de aynalar yaptı.

-Bu alaşımlarla dövülen takımlar, yüksek sürtünmeye maruz kaldıklarında kıvılcım üretmezler.

Örnekler

Demir dışı alaşımların bazı özel örnekleri şunlardır:

-Monel ve Constantán, her ikisi de nikel-bakır alaşımlarıdır, ancak sırasıyla 2: 1 ve% 45 (% 55 bakır) bileşimine sahiptir.

- Bileşimi% 90 nikel ve% 10 bakır olan kromel. Yüksek sıcaklıklara dayanabilen endüstriyel fırınların elektrik sisteminin bir parçası olarak kullanılır.

-Ti-6Al-4V, özellikle biyolojik amaçlar için kullanılan vanadyum, alüminyum ve diğer metallerle titanyum alaşımıdır.

-Stelit, bir kobalt ve krom alaşımı.

-Magnalium, düşük magnezyum yüzdesine sahip alüminyum alaşımı (% 10'dan az veya buna eşit). Çekişe karşı daha dayanıklı ve daha sağlam olan pratik olarak alüminyum levhalardır.

- Bileşimi% 90 altından ve% 10'u gümüş veya paladyum gibi beyaz metallerden oluşan beyaz altın.

Referanslar

1. Dr.C.Ergun. (Sf). Demirdışı Alaşımlar. . Kullanıcılardan kurtarıldı: users.fs.cvut.cz
2. Nippon Steel ve Sumitomo Metal Corporation. (2012). Demir Dışı Yapısal Malzemeler (Titanyum, Alüminyum). . Kurtarıldı: nipponsteel.com
3. WA Monteiro, SJ Buso ve LV da Silva (2012). Magnezyum Alaşımlarının Taşımada Uygulanması, Magnezyum Alaşımlarında Yeni Özellikler, Waldemar Alfredo Monteiro, IntechOpen, DOI: 10.5772 / 48273.
4. Bakır Geliştirme Derneği. (2018). Bakır ve Bakır Alaşımları. Bakıralliance.org.uk adresinden kurtarıldı
5. Michael Oistacher. (7 Mart 2018). Gümüş Alaşımları ve Kullanımları. Mgsrefining.com adresinden kurtarıldı
6. Terrence Bell. (26 Eylül 2018). Berilyum Uygulamaları. Thebalance.com'dan kurtarıldı
7. Cosmolinux. (Sf). Faaliyetler Faz diyagramları. Kurtarıldı: cosmolinux.no-ip.org