Sekta ya metallurgiska ina jukumu muhimu katika maisha ya kila mtu, kwa sababu kila siku unapaswa kushughulika na bidhaa mbalimbali za chuma. Na hutengenezwa kwa aloi mbalimbali, ambazo zinapatikana kwa njia ya kuyeyusha. Katika uzalishaji wa nyenzo hizi, angalau metali mbili hutumiwa, na viongeza maalum hutumiwa kuboresha mali. Makala haya yatapitia aloi kadhaa za nikeli za chuma, sifa na matumizi yake.
Kuhusu sifa za chuma
Aini safi ina rangi ya fedha-kijivu na inaweza kutengenezwa na kuyeyuka. Ingo za asili zinazopatikana katika asili zina mng'ao wa metali na ugumu mkubwa. Kwa urefu na conductivity ya umeme ya nyenzo, huhamisha kwa urahisi sasa kwa msaada wa elektroni za bure. Ya chuma ina refractoriness wastani, hupunguza kwa joto la digrii +1539 Celsius na kupoteza mali yake ya ferromagnetic. Ni kipengele kinachofanya kazi kwa kemikali. Kwa joto la kawaida, humenyuka kwa urahisi, na inapokanzwa, mali hizi zinaimarishwa. Katika hewa, inafunikwa na filamu ya oksidi, ambayo inazuia kuendelea kwa majibu. Inapowekwa kwenye mazingira yenye unyevunyevukutu inaonekana, ambayo haizuii tena kutu. Lakini, licha ya hili, chuma na aloi zake hutumika sana.
Historia kidogo
Invar ni aloi ya chuma na nikeli, ambayo inajumuisha 36% ya nyongeza ya aloi. Iligunduliwa kwa mara ya kwanza huko Ufaransa mnamo 1896 na mwanafizikia Charles Guillaume. Kwa wakati huu, alikuwa akifanya kazi ya kutafuta chuma cha bei nafuu kwa viwango vya vipimo vya wingi na urefu, ambavyo vilifanywa kutoka kwa aloi ya gharama kubwa ya platinamu-iridium. Shukrani kwa uvumbuzi huu, mwanasayansi alipokea Tuzo ya Nobel ya Fizikia mwaka wa 1920.
Neno "invar" katika Kilatini linamaanisha kutobadilika. Hii ina maana kwamba mgawo wa upanuzi wa joto wa aloi ya chuma-nickel inabaki mara kwa mara juu ya aina mbalimbali za joto - kutoka -80 hadi 100 digrii Celsius. Aloi hii ina majina mengine kadhaa: nilvar, vakodyl, nilo-alloy, radiometal. Invar ni chapa ya biashara ya Imphy Alloys Inc., ambayo inamilikiwa na Arcelor Mittal steel group.
Aloi ya nikeli ya chuma
Ili kuboresha sifa za chuma, kwa kutumia viungio mbalimbali, aloi hupatikana. Wanasayansi waliamini kuwa haitakuwa vigumu kupata aloi ya chuma-nickel, kwa kuzingatia mali ya thermodynamic ya metali. Lakini katika mazoezi, waliingia kwenye matatizo. Wakati wa mwingiliano wa metali, wakati wa utengenezaji wa aloi ya chuma na nikeli, kama matokeo ya mchakato wa oxidation ya upande, chuma kutoka kwa hali ya mgawanyiko hupita kwenye hali ya trivalent.
Kwa sababu hiyo, mavuno ya aloi hupungua na sifa fulani za kimaumbile huharibika. Ili kutatua tatizo hili, amini na asidi za kikaboni huongezwa kwa electrolyte, ambayo huunda misombo na umumunyifu mdogo na chuma cha feri. Katika suala hili, elasticity ya precipitate inakuwa bora, na kwa usambazaji wake sare, electrolytes ni mchanganyiko. Aloi inayotokana ya chuma na nikeli inaitwa invar.
Matumizi ya aloi ya Invar
Mgawo usio na maana wa upanuzi wa mafuta huruhusu kutumika kwa uzalishaji:
- sehemu za ala;
- mkanda na waya kwa kazi za kijiografia;
- Miundo ya leza;
- sehemu za miondoko ya saa, pendulum za kronomita;
- bidhaa zilizoviringishwa: paa na karatasi iliyovingirishwa, ukanda unaoviringishwa kwa baridi, bomba zisizo na mshono, pau ghushi.
Ili kuongeza nguvu, urekebishaji baridi wa plastiki ya aloi ya nikeli ya chuma hufanywa, kisha matibabu ya joto la chini hufanywa. Kwa upinzani mkubwa wa kutu chini ya hali ya kawaida ya anga, uso wake hupigwa na safu ya kinga hutumiwa ikiwa bidhaa imekusudiwa kutumika katika mazingira ya fujo. Sifa za kuzuia kutu za Invar pia zitaongezeka wakati takriban 12% ya chromium inapoongezwa kwenye utungaji wake, huku ikihifadhi unyumbufu mara kwa mara inapokanzwa hadi digrii 100.
Aloi za sumaku
Aloi hizi hutumika sana katika uhandisi wa umeme. Zinatumika kutengeneza sumaku za kudumu, cores za transfoma,vyombo vya kupimia umeme, sumaku-umeme. Watu wamejua kwa muda mrefu kuwa chuma ni sumaku, na kwa sababu hiyo, kina matumizi mengi.
Baadaye baadaye iligunduliwa kuwa mali hiyo hiyo iko katika nikeli na metali zingine. Bidhaa zilizotengenezwa kwa aloi ya sumaku ya chuma na nikeli pia zina uwezo wa kudumisha uwanja wao wa sumaku wakati ile ya nje haipo tena. Zaidi ya hayo, uga huu wa kibinafsi unaweza tena kuathiri miili mingine ya sumaku.
Nikeli, kob alti na aloi zake
Kob alti na nikeli ni vipengele vya kikundi kidogo cha chuma. Vipengele vyote vitatu vina mali sawa, lakini pia kuna tofauti kubwa. Metali zote mbili ni mnene kuliko chuma na ni ngumu zaidi na zenye nguvu kuliko chuma. Hawana kazi kidogo katika suala la kemikali, hutofautiana katika upinzani wa kutu. Aidha, metali huthaminiwa kwa upinzani wao mkubwa dhidi ya kutu kwa gesi.
Hasara za kob alti na nikeli ni sumu ya juu na gharama yake kubwa ikilinganishwa na chuma. Wanapata matumizi yao ya mipako ya nje ya kuzuia kutu ya bidhaa zilizotengenezwa kwa vyuma vya kaboni na chuma kwa athari za kielektroniki. Na pia hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa vipengele na sehemu zinazohitaji kuimarishwa kwa nguvu na ugumu. Umuhimu maalum wa aloi za chuma, nickel na cob alt, ambazo huitwa koinvar, invar, supermalloy, permalloy na malloy, zinapaswa kuzingatiwa. Faida yao kuu iko katika hali ya juumali ya magnetic. Aloi hizi hutumika kutengeneza saketi za sumaku kwa vifaa mbalimbali vya sumakuumeme.
Aloi Kovar
Mchanganyiko unajumuisha metali zenye sifa bora za kiufundi. Wao ni rahisi kusindika, wanakabiliwa kwa urahisi na rolling, broaching, forging na stamping. Na aloi ya cob alt, nikeli na chuma inaitwa vinginevyo kovar. Mchanganyiko uliochaguliwa vizuri wa vipengele vya kemikali hutoa nyenzo na sifa bora. Aloi hii ina conductivity nzuri ya mafuta, mgawo wa juu wa upinzani wa umeme, na fahirisi za upanuzi wa mstari karibu na sifuri juu ya anuwai ya joto. Hasara pekee ni upinzani mdogo wa kutu katika mazingira ya mvua, hivyo mipako ya kinga ya fedha hutumiwa mara nyingi. Kovar inatumika sana katika tasnia kwa utengenezaji wa:
- mabomba, kanda na nyaya;
- capacitors;
- kesi za vifaa katika ala;
- maelezo katika vifaa vya kielektroniki vya redio;
- kesi katika tasnia ya utupu wa kielektroniki.
Aloi ina kob alti na nikeli ghali, ambayo huongeza gharama ya nyenzo, lakini utendakazi mzuri na maisha marefu ya huduma hufunika uwekezaji wa awali.
Aloi za Alni
Alni ni jina la kikundi cha aloi za sumaku za chuma-nikeli-alumini. Kwa ongezeko la mkusanyiko wa alumini na nickel ndani ya mipaka fulani, uingizaji wa mabaki hupungua, na nguvu ya kulazimisha huongezeka. Aloi zinazotumiwa zaidi ambazo alumini kutoka 11 hadi18%, na nickel - 20-34%. Mali kuu ya aloi hizo ni conductivity ya umeme, conductivity ya mafuta na ductility. Zote zina sifa ya uchomeleaji mzuri.
Ili kutumia aloi katika utengenezaji wa sumaku, hutiwa aloi ya kob alti na shaba. Katika kesi hiyo, nyenzo hupata ugumu na brittleness na ina muundo wa coarse-grained. Aloi za alni hutumika kama nyenzo ya kimuundo kwa sehemu za turbine ya gesi na injini za ndege zinazofanya kazi kwa joto la juu la zaidi ya nyuzi 1000 za Selsiasi kwa muda mrefu, hivyo basi kuweka chuma bila uharibifu.
Hitimisho
Metali zote zinazotumika kwa wingi katika tasnia ya kisasa ni aloi. Kwa mfano, karibu madini yote ya chuma yanayozalishwa duniani hutumiwa kuzalisha chuma na chuma. Hii inaweza kuelezewa na ukweli kwamba aloi zina sifa ya mali bora kuliko metali ambayo hupatikana. Ikumbukwe kwamba aloi zinazozalishwa na sekta hiyo zina mali ya kawaida kwao: nguvu, ugumu, elasticity na plastiki. Na zile za chuma-nikeli pia zina sifa za sumaku, ambazo huimarishwa wakati wa uzalishaji kwa usaidizi wa aloi ya ziada.
