Zliatiny sú kovové zlúčeniny vyrobené z jedného kovu a jedného alebo viacerých kovových alebo nekovových prvkov.
Príklady bežných zliatin:
- Ocel: A kombinácia železo (kov) a uhlík (nekovový)
- bronz: Kombinácia meď (kov) a cín (Kov)
- Brass: Zmes medi (kovu) a zinok (Kov)
vlastnosti
Jednotlivé čisté kovy môžu mať užitočné vlastnosti, ako sú dobré elektrická vodivosť, vysoká pevnosť a tvrdosť alebo teplo a korózie odolnosť. Komerčné kovové zliatiny sa snažia kombinovať tieto prospešné vlastnosti, aby vytvorili kovy, ktoré sú pre konkrétne aplikácie užitočnejšie ako ktorýkoľvek z ich komponentov.
oceľNapríklad vyžaduje správnu kombináciu uhlíka a železa (asi 99% železa a 1% uhlíka) na výrobu kovu, ktorý je pevnejší, ľahší a spracovateľnejší ako čisté železo.
Presné vlastnosti nových zliatin je ťažké vypočítať, pretože prvky sa nielen kombinujú, aby sa stali súčtom častí. Tvoria sa chemickými interakciami, ktoré závisia od komponentov a špecifických výrobných metód. Výsledkom je, že pri vývoji nových zliatin kovov je potrebné veľa skúšok.
Teplota topenia je kľúčovým faktorom pri legovaní kovov. galinstanzliatina s nízkou teplotou topenia obsahujúca gálium, cín a indium, sú kvapalné pri teplotách nad -19 ° C, čo znamená, že jeho teplota topenia je o 50 ° C nižšia ako čisté gálium a o viac ako 100 ° C nižšia. indium a cín.
Galinstan® a Wood's Metal sú príklady eutektických zliatin - zliatin s najnižším bodom topenia akejkoľvek kombinácie zliatin obsahujúcich rovnaké prvky.
zloženie
Tisíce zliatinových kompozícií sa pravidelne vyrábajú, pričom každý rok sa vyvíja nové zloženie.
Akceptované štandardné kompozície zahŕňajú úrovne čistoty základných prvkov (na základe hmotnostného obsahu). Makeup, ako aj mechanické a fyzikálne vlastnosti bežných zliatin sú štandardizované medzinárodne organizácie, ako je Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO), SAE International a ASTM International.
výroba
Niektoré zliatiny kovov sa vyskytujú prirodzene a na premenu na materiály priemyselnej kvality je potrebné len malé spracovanie. Napríklad ferozliatiny, ako napríklad ferochróm a ferosilikón, sa vyrábajú tavením zmiešaných rúd a používajú sa na výrobu rôznych ocelí. Dalo by sa však mýliť, keď si myslíme, že legovanie kovov je jednoduchý proces. Napríklad, ak by niekto jednoducho miešal roztavený hliník s roztaveným viesť, zistili by, že sa tieto dve vrstvy rozdelia do vrstiev, podobne ako ropa a voda.
Komerčné a obchodné zliatiny všeobecne vyžadujú väčšie spracovanie a najčastejšie sa vyrábajú zmiešaním roztavených kovov v kontrolovanom prostredí. Postup kombinovania roztavených kovov alebo zmiešania kovov s nekovmi sa veľmi líši v závislosti od vlastností použitých prvkov.
Pretože kovové prvky majú veľké odchýlky v tolerancii tepla a plynov, faktory, ako napríklad teploty topenia kovy kovov, úrovne nečistôt, zmiešavacie prostredie a postup legovania sú hlavnými faktormi úspešnej zliatiny proces.
Zatiaľ čo prvky ako žiaruvzdorné kovy sú stabilné pri vysokých teplotách, iní začínajú interagovať so svojím prostredím, čo môže ovplyvniť úroveň čistoty a nakoniec kvalitu zliatiny. V takýchto prípadoch sa často musia pripraviť zliatiny, aby presvedčili kombináciu prvkov.
Ako príklad je možné uviesť, že zliatina z 95,5% hliníka a 4,5% medi sa vyrobí tak, že sa najskôr pripraví 50% zmes týchto dvoch prvkov. Táto zmes má nižšiu teplotu topenia ako čistý hliník alebo čistá meď a pôsobí ako „zliatina tvrdidla“. Toto sa potom zavedie do roztaveného hliníka takou rýchlosťou, aby sa vytvorila správna zmes zliatin.
zdroj: Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Kovy v službe človeka. 11. vydanie (1998).