آلیاژ چیست و انواع آن کدامند ؟ علت پیدایش آلیاژها و افزایش استفاده از آنها ؟

آلیاژ چیست ؟ این محصولات مخلوط یا محلول جامد فلزی متشکل از یک فلز اصلی که آن را فلز پایه می‌گویند با یک یا چند عنصر فلزی یا غیرفلزی است.

هدف از ساخت این محصولات چیست؟

هدف ازساخت این محصولات ، تغییر و بهبود خواص ماده مانند چقرمگی، استحکام، سختی و… ا‌ست. فلزات خالص معمولا برای استفاده های عملی مناسب نیستند.

برخی از خواص فلزات مانند دوام، سختی و… را می توان با اضافه کردن یک یا چند فلز دیگر به آن و تولید این محصولات، بهبود بخشید.

به طور کلی این محصولات بسیار مفیدتر از مواد اولیه تشکیل دهنده آنان هستند. به طور مثال آلومینیوم خالص یک فلز سبک با مقاومت نه چندان بالایی می باشد . اما با افزودن مس و منیزیم به آن و تولید یک محصولات جدید از این 3  ماده، آلیاژی با استحکام به مراتب بالاتر از تک تک فلزات قبل به وجود می آید.

آلیاژهای آلومینیوم به دلیل وزن پایین و استحکام بالایشان، در صنایع هواپیما سازی، فضاپیما و موشک سازی و همچنین ساخت وسایل نقلیه کاربرد های فراوانی را دارا می باشند.

برنج آلیاژی است که از مخلوط مس و روی مذاب و برنز آلیاژی است که از مخلوط مس و قلع مذاب بدست می آید.

این محصولات همیشه از ترکیب دو یا چند فلز به وجود نمی آیند . بلکه می توان از ترکیب یک یا چند فلز با یک یا چند غیر فلز، آلیاژهایی مقاوم با استحکام بالا به وجود آورد.

معروفترین این محصولات

فولاد یکی از معروف ترین این محصولات است که از ترکیب آهن که یک فلز بوده، با ” کربن ” که یک ماده غیر فلزی می باشد، به وجود می آید.

اصطلاح فولاد برای آلیاژ های آهن که بین 0.025 تا حدود 2 درصد کربن دارند بکار می ‌رود. فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.

این محصولات با افزودن فلز کُرُم به آنها تبدیل به فولاد زنگ نزن می شوند. فولاد های آلیاژی با توجه به درصد کربن استفاده شده در آن ها و استحکامشان در مواد و صنایع بسیاری کاربرد های فراوانی را دارا می باشند، از ساخت کارد و چنگال گرفته تا ساخت سیم و لوله و همچنین استفاده در صنایع ساختمان سازی، پل سازی و… .

انواع این محصولات

این محصولات را با توجه به فلز استفاده شده در آن به دو دسته آلیاژ های آهنی و آلیاژ های غیر آهنی تقسیم بندی می کنند.

آلیاژ های آهنی

آلیاژ های آهنی محصولاتی هستند که فلز پایه در آن ها آهن می باشد که فولاد از مهم ترین و معروف ترین انوع این محصولات است.

آلیاژ های غیر آهنی

آلیاژ های غیرآهنی محصولاتی هستند که فلز پایه در آنها فلزی غیر از آهن بوده مانند مفرغ، برنج و… . امروزه بیشتر فلزات مورد استفاده ما به صورت این محصولات می باشند .

به ندرت اتفاق می افتد که از فلزات به صورت خالص در مواد مصرفی استفاده شود. حتی فلزات گرانبهایی مانند طلا و نقره را نیز به صورت آلیاژ درآورده و مورد استفاده قرار می دهند. اضافه کردن فلزات ارزان قیمت به طلا و نقره نه تنها از ارزش آنها نمی کاهد، بلکه ویژگی های بهتری از جمله مقاومت در برابر سایش به آنها اضافه می کند.

آلیاژ مس و روی (برنج)

برنج ها آلیاژ های مس و روی می باشند که براساس تغییرات ترکیبی ورنگ ظاهری به برنج زرد، برنج قرمز، برنج سرب، برنج سیلیسیم، برنج قلع و برنج های نیکلی(ور شو) تقسیم بندی می شوند.

برنج ها یا همان آلیاژ های مس و روی از نقطه نظر شبکه محلول های جامد مس و روی دارای خواص زیر می باشند

الف) محلول جامد آلفا

این شبکه در سرما چکش خوار می باشد ولی چکش خواری آن در گرما منوط به نداشتن سرب دراین محصولات است (به دلیل تشکیل سرب مایع در گرما).

ب) محلول جامد بتا

در این شبکه وجود سرب کمتر مزاحم می باشد وشبکه خاصیت چکش خواری خود را در گرما حفظ می کند.

ج) محلول جامد گاما

این شبکه سخت و شکننده است و خواص عمومی شبکه گاما را دارد.

اگر مقدار فلز روی از ۵۰% کمترباشد ، این محصولات در ناحیه بتا بوده وبرای به وجود آمدن شبکه گاما باید مقدار فلز روی از ۵۰% تجاوز کند. به همین دلیل مقدار فلز روی در برنج ها همواره کمتر از ۴۷% است ورنگ برنج به مقدار روی بستگی دارد.

اگر برنج تنها از محلول جامد آلفا تشکیل شده باشد در این صورت خواص مکانیکی با افزایش فلزروی بالا می رود. سپس با افزایش بیش از حد روی دوباره کاهش می یابد.

اگر برنج از شبکه  آلفا و بتا تشکیل شده باشد مقدار درصد تغییر شکل به کم شدن ادامه می دهد در حالیکه سختی پیوسته زیاد می شود.

جدول این محصولات

در جدول زیر برخی از آلیاژ های پر کاربرد و نوع و کاربرد های آن ها را ملاحظه می کنید . شاهد این هستیم که در برنج ، مس با روی ترکیب برنج را ایجاد نموده ودر برنز مس با قلع ، فلز ارزشمند دیگری به نام برنز ساخته است . وهمچنین سایر محصولات …

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:

اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran

فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948

لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6

پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk

آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran