Video: Metal Meltdown | Brainiac75 2024
Legeringer er metalliske forbindelser sammensat af et metal og en eller flere metal- eller ikke-metalelementer.
Eksempler på almindelige legeringer omfatter:
- Stål, en kombination af jern (metal) og kulstof (ikke-metal)
- Bronze, en kombination af kobber (metal) og tin (metal) og
- Messing , en blanding af kobber (metal) og zink (metal)
Egenskaber
Individuelle rene metaller kan have nyttige egenskaber, såsom god elektrisk ledningsevne, høj styrke og hårdhed eller varme og korrosionsbestandighed.
Kommercielle metallegeringer forsøger at kombinere disse gavnlige egenskaber for at skabe et metal, der er mere nyttigt til en bestemt applikation end nogen af dens komponentelementer.
Udviklingen af stål for eksempel kræves at finde den rigtige kombination af kulstof og jern (ca. 99% jern og 1% kulstof, som det viser sig) for at fremstille et metal, der er stærkere, lettere og mere brugbart metal end rent jern.
De præcise egenskaber ved nye legeringer er vanskelige at beregne, fordi elementer ikke blot kombineres til at blive en sum af dele, men dannes gennem kemiske interaktioner, der afhænger af deres komponenter samt produktionsmetoden. Som følge heraf kræves der meget test i udviklingen af nye metallegeringer.
En ting der er sikkert er, at når metaller legeres, er smeltetemperaturen altid påvirket. Galinstan®, en lavmeltig legering indeholdende gallium, tin og indium, er flydende ved temperaturer over 2 ° F (-19 ° C), hvilket betyder, at dens smeltepunkt er 122 ° F (50 ° C) lavere end rent gallium og mere end 212 ° F (100 ° C) under indium og tin.
Galinstan® og Wood's Metal er eksempler på eutektiske legeringer. Eutektiske legeringer har det laveste smeltepunkt for en legeringskombination, der indeholder de samme elementer.
Sammensætning
Tusindvis af legeringssammensætninger er i regelmæssig produktion, mens nye sammensætninger udvikles regelmæssigt.
Accepterede standardkompositioner indbefatter renhedsniveauerne af bestanddele (baseret på vægtindhold).
Sminken samt mekaniske og fysiske egenskaber for almindelige legeringer overvåges af internationale organisationer som ISO, SAE International og ASTM International.
Produktion
Nogle metallegeringer er naturligt forekommende og kræver lidt behandling, der skal omdannes til materialer af industriel kvalitet. Ferrolegeringer, såsom ferrochrom og ferrosilicium, fremstilles f.eks. Ved smeltning af blandede malme og anvendes til fremstilling af forskellige stål.
Handels- og handelslegeringer kræver imidlertid generelt større forarbejdning og er oftest dannet ved at blande smeltede metaller i et kontrolleret miljø. Alligevel ville man begå fejl ved at tro, at legeringsmetaller er en simpel proces.
Hvis man for eksempel blot skulle blande smeltet aluminium med smeltet bly, ville vi opdage, at de ville adskille sig i lag, ligesom olie og vand. Fremgangsmåden til at kombinere smeltede metaller eller blande metaller med nonmetals varierer meget afhængigt af egenskaberne af de krævede elementer.
Metalelementer har en stor variation i deres tolerance over for varme og gasser. Mens elementer som de ildfaste metaller er stabile ved høje temperaturer, begynder andre at interagere med deres omgivelser, hvilket kan påvirke renhedsniveauet og i sidste ende legeringskvaliteten.
Vigtige overvejelser, når legeringsmetaller omfatter smeltetemperaturen for komponentmetaller, urenhedsniveauer, blandingsmiljøet og legeringsproceduren.
I nogle tilfælde skal der fremstilles mellemlegeringer for at overtale elementer til at kombinere.
En legering af 95,5% aluminium og 4,5% kobber fremstilles ved først at fremstille en 50% blanding af de to elementer. Denne blanding har et lavere smeltepunkt end enten rent aluminium eller rent kobber og virker som en "hærderlegering". Dette introduceres så til smeltet aluminium med en hastighed, der skaber den rigtige legeringsblanding.
Kilder: Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metaller i Service of Man . 11. udgave (1998).