Сплавы металла: Металлы и сплавы, из которых изготавливается крепёж. Общий обзор

alexxlab | 08.03.1975 | 0 | Разное

Содержание

Металлы и сплавы

Металлы и сплавы

Подробности
Категория: Металл

Металлы и сплавы 

                                                
В промышленности металлы применяются в основном в виде сплавов: черных (чугун, сталь) и цветных (бронза, латунь, дюралюминий и др.)

.
Сталь и чугун — это сплавы железа с углеродом. Но в стали содержание углерода немного меньше, чем в чугуне.


В чугуне содержится от 2 до 4% углерода. В состав чугуна входят также кремний, марганец, фосфор и сера. Чугун — хрупкий твердый сплав. Поэтому его используют в тех изделиях, которые не будут подвергаться ударам. Например, из чугуна отливают радиаторы отопления, станины станков и другие изделия.

Сталь, как и чугун, имеет примеси кремния, фосфора, серы и других элементов, но в меньшем количестве.


Сталь не только прочный, но и пластичный металл. Благодаря этому она хорошо поддается механической обработке. Сталь бывает мягкой и твердой.

                      
Более твердая сталь используется для изготовления проволоки, гвоздей, шурупов, заклепок и других изделий.


Из очень твердой стали делают металлические конструкции (конструкционная сталь) и режущие инструменты (инструментальная сталь). Инструментальная сталь имеет большую, чем конструкционная, твердость и прочность.


Добавление в сталь таких элементов, как хром, никель, вольфрам, ванадий, позволяет получить сплавы с особыми физическими свойствами — кислотостойкие, нержавеющие, жаропрочные и т. д.


Чугун выплавляют из железной руды в доменных печах. Руду вместе с коксом (специально обработанным углем, который дает при горении высокую температуру) загружают в доменную печь сверху. Снизу в домну все время вдувают чистый горячий воздух, чтобы кокс лучше горел. Внутри печи образуется высокая температура, руда плавится, и полученный чугун стекает на дно печи. Расплавленный металл вытекает из отверстия домны в ковши. Из смеси чугуна со стальным ломом в мартеновских печах, конверторах и электропечах получают сталь.

                        
Из цветных сплавов наиболее широко применяются бронза, латунь и дюралюминий.


Бронза — желто-красный сплав на основе меди с добавлением олова, алюминия и других элементов. Отличается высокой прочностью, стойкостью против коррозии. Из бронзы отливают художественные изделия, делают сантехническую арматуру, трубопроводы, детали, работающие в условиях трения и повышенной влажности.


Латуньсплав меди с цинком, желтого цвета. Имеет высокую твердость, пластичность, коррозийную стойкость. Выпускается в виде листов, проволоки, шестигранного проката и применяется чаще всего для изготовления деталей, работающих в условиях повышенной влажности.


Дюралюминийсплав алюминия с медью, цинком, магнием и другими металлами, серебристого цвета. Обладает высокими антикоррозийными свойствами, хорошо обрабатывается. Дюралюминий широко применяют в авиастроении, машиностроении и строительстве, где требуются легкие и прочные конструкции.

 

                     


Основные свойства металлов


Вы знаете, что металлы обладают различными свойствами. Одни из них мягкие, вязкие, другие твердые, упругие или хрупкие. Знать свойства металлов необходимо для того, чтобы правильно определить наиболее подходящий для того или иного изделия материал.


Физические свойства.


К этим свойствам относятся: цвет, удельный вес, теплопроводность, электропроводность, температура плавления.


Цвет металла или сплава является одним из признаков, позволяющих судить о его свойствах.
Металлы различаются по цвету. Например, стальсероватого цвета, цинксиневато-белого, медьрозовато-красного.
При нагреве по цвету поверхности металла можно примерно определить, до какой температуры он нагрет, что особо важно для сварщиков. Однако некоторые металлы (алюминий) при нагреве не меняют цвета.


Поверхность окисленного металла имеет иной цвет, чем не окисленного.


Удельный весвес одного кубического сантиметра вещества, выраженный в граммах. Например, углеродистая сталь имеет удельный вес, равный 7,8 г/см3. В авто- и авиастроении вес деталей является одной из важнейших характеристик, поскольку конструкции должны быть не только прочными, но и легкими. Чем больше удельный вес металла, тем более тяжелым (при равном объеме) получается изделие.


Теплопроводностьспособность металла проводить тепло — измеряется количеством тепла, которое проходит по металлическому стержню сечением в 1 см2 за 1 мин. Чем больше теплопроводность, тем труднее нагреть кромки свариваемой детали до нужной температуры.


Температура плавлениятемпература, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое. У стали, например, температура плавления гораздо более высокая, чем у олова.


Чистые металлы плавятся при одной постоянной температуре, а сплавы — в интервале температур.


Механические свойства.


К механическим свойствам металлов и сплавов относятся прочность, твердость, упругость, пластичность, вязкость.
Эти свойства обычно являются решающими показателями, по которым судят о пригодности металла к различным условиям работы.


Прочность способность металла сопротивляться разрушению при действии на него нагрузки.


Твердостьспособность металла сопротивляться внедрению в его поверхность другого более твердого тела. Если ударить молотком по кернеру, поставленному на стальную пластинку, образуется небольшая лунка. Если то же самое сделать с пластинкой из меди, лунка будет больше. Это свидетельствует о том, что сталь тверже меди.


Упругостьсвойство металла восстанавливать свою форму и размеры после прекращения действия нагрузки. Высокой упругостью должна обладать, например, рессоры и пружины, поэтому они изготовляются из специальных сплавов. Попробуйте одновременно растянуть и отпустить пружины из стальной и медной проволоки. Вы увидите, что первая вновь сожмется, а вторая останется в том же положении. Значит, сталь более упругий материал, чем медь.


Пластичностьспособность металла изменять форму и размеры под действием внешней нагрузки и сохранять новую форму и размеры после прекращения действия сил. Пластичность — свойство, обратное упругости. Чем больше пластичность, тем легче металл куется, штампуется, прокатывается.


Вязкостьспособность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам. Например, если наносить удары по чугунной плите, она разрушится. Чугун — хрупкий металл. Вязкость — свойство, обратное хрупкости. Вязкие металлы применяются в тех случаях, когда детали при работе подвергаются ударной нагрузке (детали вагонов, автомобилей и т. п.).

Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа – РТС-тендер


ГОСТ 25086-87

Группа В59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ СПЛАВЫ

ОКСТУ 1709

Дата введения 1988-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24.11.87 N 4241

3. ВЗАМЕН ГОСТ 25086-81

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4645-84

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 21.09.92 N 1225

7. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в сентябре 1992 г. (ИУС 12-92)

1. Настоящий стандарт устанавливает общие требования к методам анализа цветных металлов и их сплавов.

Настоящий стандарт не распространяется на твердые сплавы и на металлы и сплавы высокой чистоты.

2. Отбор и подготовка проб металлов и сплавов проводятся по ГОСТ 24231 или по нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3. Для проведения анализа применяют мерную лабораторную стеклянную посуду не ниже 2-го класса точности по ГОСТ 29251, ГОСТ 29227 (бюретки, пипетки) и ГОСТ 1770 (цилиндры, мензурки, колбы и пробирки), посуду и оборудование по ГОСТ 25336, фарфоровую посуду и оборудование (тигли, лодочки, вставки для эксикаторов и др.) по ГОСТ 9147, посуду из прозрачного кварцевого стекла (тигли, колбы, пробирки и др.) по ГОСТ 19908, а также тигли и чашки из платины по ГОСТ 6563, посуду из стеклоуглерода марки СУ-2000.

4. Применяемые стандартизованные средства измерений должны пройти государственную поверку. Применяемые нестандартизованные аналитические приборы и аналитические комплексы универсального назначения должны проходить аттестацию и поверку по РД 50-674, МИ 1788 и ГОСТ 8.326*.

______________

* В Российской Федерации действуют ПР 50.2.009-94.     

 

Допускается применение наряду со средствами измерения, регламентированными в конкретном стандарте на метод анализа, других средств измерения данного типа, обеспечивающих метрологические характеристики результатов анализа, нормированные в методике анализа.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5. Применяемые реактивы должны иметь квалификацию не ниже "чистые для анализа". Допускается применение реактивов более низкой квалификации при условии обеспечения ими метрологических характеристик результатов анализа, нормированных в методике анализа. Обязательное применение реактивов более высокой квалификации оговаривается в методике анализа.

6. Для приготовления растворов и при проведении анализов применяется дистиллированная вода по ГОСТ 6709, если не предусмотрена другая.

7. В выражении "разбавленный 1:1, 1:2 и т.д." и обозначении (1:1), (1:2) и т.д. первые цифры означают объемную часть разбавляемого реактива (например, концентрированной кислоты), вторые - объемную часть используемого растворителя (например, воды, бутанола и т.п.).

8. Содержание вещества в растворах выражают:

относительной плотностью () с указанием вещества, по которому приводится плотность;

массовой концентрацией, г/дм или г/см;

молярной концентрацией, моль/дм.

Содержание вещества в металлах и сплавах выражают массовой долей, %.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

9. Если в методике анализа не указана концентрация или степень разбавления раствора реактива (кислота, щелочь и т.д.), то имеется в виду концентрированный раствор реактива.

10. Массовую концентрацию растворов титранта устанавливают не менее чем по трем аликвотным частям раствора или трем навескам материала с известным содержанием определяемого компонента. Концентрацию растворов определяемого компонента при ее нахождении методом титрования устанавливают не менее чем по трем аликвотным частям раствора.

Точность приведения массовой концентрации определяется конкретными условиями приготовления и назначения раствора.

11. Для приготовления растворов с известной концентрацией металлов применяют металлы и их соединения, содержащие не менее 99,9% основного вещества.

12. Взвешивание анализируемого вещества, вещества для приготовления растворов с известной концентрацией металлов и осадков в гравиметрическом анализе проводится, если это специально не оговорено в методике анализа, на весах, имеющих погрешность измерений не более 0,0002 г.

10-12. (Измененная редакция, Изм. N 1).

13. При приготовлении растворов и проведении анализа после каждого добавления реактива раствор перемешивают.

14. Обозначение "горячая" вода (раствор) означает, что вода (раствор) имеет температуру свыше 70 °С, в других случаях температура воды (раствора) должна быть указана в методике анализа.

15. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов параллельных определений. Число параллельных определений, усредняемых при вычислении результата анализа, указывается в методике анализа.

Числовое значение результата анализа должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и значение величины допускаемого расхождения результатов параллельных определений, указанной в методике анализа.

16. Если параллельно с проведением анализа в тех же условиях проводят контрольный опыт для внесения соответствующей поправки в результаты анализа, то число параллельных определений при контрольном опыте должно соответствовать числу параллельных определений, указанному в методике анализа.

Поправку результатов определения на результат контрольного опыта проводят вычитанием значения контрольного опыта из результата определения при анализе пробы.

17. Расхождение наибольшего и наименьшего результатов параллельных определений при анализе пробы или в контрольном опыте при доверительной вероятности =0,95 не должно превышать допускаемого расхождения ( - сходимость), значение которого приводится в методике анализа.

Допускается представлять для отдельных массовых долей с расчетом значения для промежуточных массовых долей путем линейной интерполяции.

Допускается приведение в виде уравнений или таблицы, включающей весь интервал массовых долей определяемого компонента, установленный в методике анализа и разбитый на подынтервалы, внутри которых соответствующие значения могут быть приняты постоянными.

Если расхождение наибольшего и наименьшего результатов параллельных определений превышает значение , нормированное в методике анализа, то анализ повторяют.

Если в этом случае расхождение наибольшего и наименьшего результатов параллельных определений превышает нормированное значение , то выполнение анализа по данной методике прекращают до выявления и устранения причин, вызвавших наблюдаемое расхождени

е.

18. Расхождение результатов анализа одной и той же пробы, полученных в двух лабораториях, а также в одной лаборатории, но в различных условиях, при доверительной вероятности =0,95 не должно превышать допускаемого расхождения () - двух результатов анализа ( - воспроизводимость) - устанавливаемого экспериментально и указываемого в методике анализа.

19. Точность анализа контролируют с помощью государственных стандартных образцов состава (ГСОС). При отсутствии ГСОС контроль точности анализа допускается проводить по отраслевым стандартным образцам (ОСО) или по стандартным образцам предприятия (СОП), утвержденным по ГОСТ 8.315.

Допускается проводить контроль точности анализа методом добавок, анализом синтетических смесей и сравнением результата анализа с результатом анализа той же пробы, полученным по другой, не менее точной стандартизованной или аттестованной методике анализа.

20. Контроль точности анализа по стандартным образцам проводят путем анализа самого образца, химический состав которого соответствует требованиям стандарта, или другой нормативно-технической документации на состав контролируемого материала проб по методике анализа.

Массовую долю определяемого компонента в стандартном образце находят из числа параллельных определений, регламентированных методикой анализа.

Среднее арифметическое значение результатов параллельных определений принимают за воспроизведенную массовую долю определяемого компонента в стандартном образце.

Расхождение наибольшего и наименьшего результатов параллельных определений при анализе стандартного образца не должно превышать значения , приведенного в методике анализа.

Анализ проб считается точным, если результат анализа стандартного образца на содержание данного компонента отличается от аттестованной характеристики не более чем на значение 0,71, которое приводится в методике анализа.

Если указанная выше разность между найденным и аттестованным значениями массовых долей не выполняется, то проведение анализов по данной методике прекращают до выяснения причин, вызвавших наблюдаемое смещение.

За окончательный результат анализа принимают результат, удовлетворяющий требованиям п.17, при условии удовлетворения требований п.20.

21. Контроль точности анализа методом добавок осуществляют нахождением массовой доли определяемого компонента в анализируемом материале после добавления соответствующей навески чистого металла или аликвотной части стандартного раствора определяемого компонента к пробе до проведения анализа.

Массу добавки (объем стандартного раствора) выбирают таким образом, чтобы аналитический сигнал определяемого компонента увеличился в 2-3 раза по сравнению с данным аналитическим сигналом в отсутствие добавки.

Для пробы с добавкой должны выполняться условия анализа, предусмотренные методикой анализа.

В тех случаях, если массовая доля определяемого компонента в пробе с добавкой превышает верхнюю границу интервала массовых долей, регламентированных методикой анализа, необходимо ее привести к массовым долям, отвечающим этому интервалу.

Это достигается соответствующим разбавлением раствора анализируемой навески пробы или варьированием навески.

Определение массовой доли компонента в пробе с добавкой проводят из того же числа параллельных определений, что и при анализе проб. Среднее арифметическое значение результатов параллельных определений принимают за массовую долю данного компонента в пробе с добавкой. Найденную величину добавки находят как разность между найденными массовыми долями этого компонента в пробе с добавкой и в пробе без добавки.

Расхождение наибольшего и наименьшего результатов параллельных определений компонента в пробе с добавкой не должно превышать значения , нормированного в методике анализа.

Анализ проб считается точным, если найденная величина добавки отличается от введенной ее величины не более чем на 0,71, где и - допускаемое расхождение двух результатов анализа для пробы и пробы с добавкой, соответственно.

За окончательный результат анализа проб принимают результат, удовлетворяющий требованиям п.17, при условии удовлетворения требований п.21.

22. Контроль точности анализа проб по синтетическим смесям проводится путем воспроизведения введенного в эту смесь массовой доли определяемого компонента по методике анализа.

Определение массовой доли компонента в синтетической смеси проводят одновременно с анализом проб из того же числа параллельных определений, установленных методикой анализа.

Расхождение наибольшего и наименьшего результатов параллельных определений данного компонента при анализе синтетической смеси не должно превышать значения , нормированного в методике анализа.

Анализ проб считается точным, если воспроизведенная массовая доля данного компонента в синтетической смеси отличается от введенной в смесь ее массовой доли не более чем на значение 0,71, которое приводится в методике анализа.

Если указанная выше разность между воспроизведенной и введенной массовыми долями компонента не выполняется, то проведение анализов по данной методике прекращают до выяснения причин, вызвавших наблюдаемое смещение.

За окончательный результат анализа принимают результат, удовлетворяющий требованиям п.17, при условии удовлетворения требований п.22.

23. Контроль точности анализа проб проводят путем их сопоставления с результатами анализа тех же проб, полученных по другой методике, включенной в стандарт на метод анализа или аттестованной по ГОСТ 8.010* и имеющей погрешность, не превышающую погрешность контролируемой методики.

________________

* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 8.563-96.

Анализ проб считается точным при выполнении разности 0,71, где и - допускаемые расхождения двух результатов анализа, численные значения которого регламентированы в конкретных контролируемой и контрольной методиках анализа.

За окончательный результат анализа принимают результат, удовлетворяющий требованиям п.17 при условии удовлетворения требований п.23.

24. Градуировочные графики строят в прямоугольных координатах. По оси абсцисс откладывают массу или массовую долю, или концентрацию в процентах определяемого компонента или функцию от нее, а по оси ординат - значение аналитического сигнала, измеренный параметр или функцию от него.

Допускается применять градуировочную функцию, представляющую собой уравнение градуировочного графика.

17-24. (Измененная редакция, Изм. N 1).

25. (Исключен, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ (Исключено, Изм. N 1).

Особенности использования металлических порошков для 3D-принтеров

Основные преимущества 3D-печати металлами | Виды металлов, применяемых в аддитивном производстве | Особенности металлических порошков | Вопросы безопасности при работе на металлических 3D-принтерах | Потенциал 3D-печати металлами

Одно из важных преимуществ 3D-печати металлами – возможность создать изделие из практически любого сплава. Помимо стандартных металлов существует широкая номенклатура специальных сплавов – уникальных высокотехнологичных материалов, которые производятся под определенные задачи заказчика.

Процесс 3D-печати металлами заключается в последовательном послойном сплавлении металлических порошков при помощи мощного излучения иттербиевого лазера. В индустрии используется несколько различных наименований одного и того же процесса, в том числе селективное лазерное плавление (SLM). 

Ведущий мировой производитель, применяющий селективное лазерное плавление, – немецкая компания SLM Solutions. Аддитивные установки этой компании, в зависимости от функциональных возможностей и решаемых задач, могут быть задействованы и как лабораторные установки с гибкими настройками и возможностью быстрой смены материалов для 3D-печати, и как производственные машины для серийного изготовления.

Промышленные установки SLM Solutions: SLM 125, SLM 280 2.0, SLM 500, SLM 800
Профессиональный 3D-принтер Sharebot MetalOne

Основные преимущества 3D-печати металлами:
  • высокие показатели плотности: в 1,5 раза выше, чем при литье;
  • возможность создания миниатюрных и геометрически сложных объектов и других неповторимых форм в виде закрытых бионических структур;
  • широкий выбор металлических сплавов, как стандартных, так и специальных;
  • сокращение циклов производства и ускорение выхода готовой продукции.

Сферы применения:
Смотрите видео: как происходит селективное лазерное плавление

Виды металлов, применяемых в аддитивном производстве

Современные аддитивные технологии предполагают использование около двадцати протестированных и готовых к эксплуатации материалов, в их числе – инструментальные, нержавеющие, жаропрочные сплавы, алюминиевые и титановые сплавы, медицинские кобальт-хром и титан.

Поскольку металлов очень много, и каждый из них обладает определенными свойствами, один металл можно заменить другим исходя из технологических задач. К примеру, если в технологической цепочке необходимо задействовать титановый сплав, то технолог сможет выбрать один из множества титановых сплавов с теми свойствами, которые нужны для производства конкретного изделия.

В эту категорию входят сложнолегированные стали с содержанием хрома (не менее 12%). Оксид хрома образует на поверхности металла коррозионностойкую пленку, которая может разрушаться под воздействием механических повреждений или химических сред, но восстанавливается в результате реакции с кислородом. Нержавеющие сплавы применяются при производстве клапанов гидравлических прессов, арматуры крекинг-установок, пружин, сварной аппаратуры, работающей в агрессивных средах, и изделий, используемых при высоких температурах (+550…800°C).

  • Инструментальные сплавы: 1.2343, 1.2344, 1.2367, 1.2709

Основное предназначение инструментальных сплавов – изготовление различных видов инструментов (режущих, измерительных, штамповых и др.), вкладок в пресс-формы при горячем деформировании конструкционных сталей и цветных сплавов на крупносерийном производстве, пресс-форм для литья под давлением сплавов алюминия, цинка и магния. Эти сплавы содержат как минимум 0,7% углерода и обладают повышенной твердостью, износостойкостью, вязкостью, теплопроводностью и прокаливаемостью.

Никель обладает способностью растворять в себе многие другие металлы, сохраняя при этом пластичность, поэтому существует множество никелевых сплавов. Например, в соединении с хромом они широко применяются в авиационных двигателях, из них изготавливают рабочие и сопловые лопатки, диски ротора турбин, детали камеры сгорания и т.п. Наиболее жаропрочными являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, которые выдерживают температуры до +1100°C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках.

  • Кобальт-хром: CoCr

CoCr представляет собой высококачественный кобальт-хромовый сплав для модельного литья, соответствующий современным техническим требованиям. Благодаря отличным механическим свойствам он хорошо подходит для изготовления корпусов сложной геометрии в электронике, пищевом производстве, авиа-, ракето- и машиностроении, а также кламмерных протезов.

  • Цветные металлы: CuSn6, CuSn10 

Сплавы из меди и олова обладают высокими теплопроводящими свойствами и коррозионной стойкостью и идеальны для создания уникальных систем охлаждения.

Это наиболее дешевые из литейных сплавов. К их преимуществам относятся высокая коррозионная стойкость, жидкотекучесть, электро- и теплопроводность. В промышленности используются, как правило, для изготовления крупногабаритных тонкостенных отливок сложной формы.

Ti6Al4V – наиболее распространенный сплав титана с превосходными механическими свойствами. Считается самым прочным и жестким титановым сплавом, отличается особо высокой сложностью обработки. Имеет плотность 4500 кг/м и прочность на разрыв более 900 МПа. Сплав Ti6Al4V предоставляет неоспоримые преимущества в плане снижения веса изделий в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение и судостроение. Эти металлы применяются, в частности, при изготовлении вкладок в пресс-формы, турбинных лопаток, камер сгорания, а также изделий, предназначенных для работы при высоких температурах (до +1100°C).

Схема аддитивной установки SLM Solutions 

Особенности металлических порошков

  1. Металл для аддитивных установок выпускается в виде мелкодисперсных сферических гранул с величиной зерна от 4 до 80 микрон. Этот показатель определяет толщину объекта, который будет выращен в аддитивной установке. При создании порошка задается величина и состав зерна, так как необходимо соблюсти определенное процентное соотношение крупных и мелких зерен. Таким образом определяется текучесть металла, проверяемая с помощью прибора Холла (воронки с калиброванным отверстием). Если у зерна будет слишком мелкая фракция, металл не будет течь через воронку и, соответственно, плохо подаваться на стол построения, а это напрямую влияет на равномерность получаемых слоев и качество выращиваемого изделия.
  2. У каждой компании, производящей данный тип 3D-принтеров, свои требования к текучести в зависимости от принципа нанесения материала на платформу построения. В аддитивных установках SLM Solutions (технология SLM) металл на рабочий стол подается и сверху, из фидера (камеры с материалом), и переносится рекоутером. В этом случае текучесть очень важна для того, чтобы порошок поступал из фидера в рекоутер и слои наносились должным образом  (см. схему построения изделий на рисунке выше).
  3. Разным металлам требуется разная термообработка, и иногда для этого используются специально подогреваемые платформы. В процессе построения, при плавлении металла, вырабатывается большое количество тепла, которое нужно отводить. Роль радиаторов, отводящих тепло, выполняют поддержки, применяемые при построении изделий. В некоторых случаях сама деталь без поддержек приваривается к рабочему столу, как к радиатору.
  4. Структура металлических изделий, полученных аддитивным способом, зависит как от технологии построения, так и от настроек оборудования. Ведущие производители добились плотности металла порядка 99,9% от теоретической. Наряду с селективным лазерным плавлением существуют и менее эффективные, уже устаревшие технологии, сходные с методом SLS, которые обеспечивают меньшую плотность.
  5. Внутренняя структура металла – мелкозернистая. Если в дальнейшем мы собираемся уплотнить деталь, то есть воздействовать на нее физически, надо учитывать, что маленькое зерно сжать гораздо сложнее, чем большое. Но при этом мы очень близко подходим к прокатному металлу – т.е. к металлу, который уже уплотнили. Плотность изделий, напечатанных на 3D-принтере, на 10-15% ниже, чем при прокате, но примерно на 50% выше, чем у литейных металлов.

Читайте истории внедрения:

Вопросы безопасности при работе на металлических 3D-принтерах

Как известно, металлы, попадающие в человеческий организм в микроскопических дозах, полезны. В макродозах они несут опасность для здоровья – получить отравление металлами очень легко, а кроме того, порошки взрывоопасны. При дисперсности порошка от 4 микрон он проникает сквозь поры кожи, органы дыхания, зрения и т.д. В связи с этим при работе на металлических 3D-принтерах необходимо строго соблюдать технику безопасности. Для этого предусмотрена защитная спецодежда – костюм, перчатки и обувь. Аддитивные машины, как правило, комплектуются пылесосом для удаления основного порошка, однако и после его использования некоторая взвесь металлов остается.

Производители стремятся улучшить условия безопасности, и сейчас наблюдается тенденция по созданию на аддитивном производстве так называемых закрытых циклов, т.е. полностью герметичных помещений, за пределы которого порошок не попадает. Оператор работает в специальной одежде, которая затем утилизируется.

Потенциал 3D-печати металлами

Итак, мы выяснили, что современные технологии позволяют получить порошок для 3D-печати металлом с определенными свойствами для решения конкретных производственных задач. А так как распылению можно подвергнуть практически любые металлы, то и номенклатура металлических материалов для 3D-принтеров чрезвычайно обширна.

Достижения металлургии в полной мере реализуются в аддитивном производстве, позволяя использовать уникальные сплавы для изготовления геометрически сложных изделий повышенной точности, плотности и повторяемости. В то же время, внедрение металлических аддитивных установок имеет и сдерживающие факторы, главный из которых – высокая стоимость порошков.

3D-печать металлами обладает серьезным потенциалом для повышения эффективности производства во многих отраслях промышленности и используется все большим числом компаний и исследовательских организаций. Пример для всемирной индустрии показывают такие промышленные лидеры, как General Electric, Airbus, Boeing, Michelin, которые уже перешли от изготовления единичных металлических изделий к серийному аддитивному производству.

Статья опубликована 23.01.2018 , обновлена 13.07.2021

Сплавы металлов

Сплавы металлов - это системы, состоящие из нескольких металлов или металлов и неметаллов. Все металлы и образованные из них сплавы делят на две группы: черные и цветные.

К черным металлам относятся железо и сплавы на его основе – стали и чугуны, остальные металлы являются цветными. В строительстве в основном применяют черные металлы – чугуны и стали для каркасов зданий, мостов, труб, кровли, арматуры в бетоне и для других металлических конструкций и изделий.

Рис. Черный металл

К цветным металлам относятся все металлы и сплавы на основе алюминия, меди, цинка, титана. Цветные металлы являются более дорогостоящими и дефицитными.

Рис. Цветные металлы

Чугун получают в ходе доменного процесса, основанного на восстановлении железа из его природных оксидов коксом при высокой температуре. Процесс восстановления железа оксидом углерода в верхней части доменной печи можно представить по обобщенной схеме: Fe2O3 > Fe3O4 > >FeO > Fe. Опускаясь в нижнюю часть печи, расплавленное железо соприкасается с коксом и превращается в чугун.

Рис. чугун

Чугуны в зависимости от состава и структуры подразделяются на серые (углерод в виде цементита и свободного графита) и белые (углерод в виде цементита). В зависимости от формы графита и условий его образования различают: серый, высокопрочный и ковкий чугуны.

Стали можно подразделить на две основные группы – углеродистые и легированные.

Углеродистые стали – основной конструкционный материал, который используется в различных областях промышленности. Они дешевле легированных и проще в производстве. В углеродистой стали свойства зависят от количества углерода, поэтому эти стали классифицируются на низкоуглеродистые, средне- и высокоуглеродистые.

Рис. Углеродистые стали

Классификация сталей по качеству основывается на содержании вредных примесей серы и фосфора. Различают углеродистую сталь обыкновенного качества, сталь качественную конструкционную и сталь высококачественную.

Легированные стали содержат специально вводимые элементы для получения заданных свойств. По степени легированости стали подразделяются на низколегированные, средне- и высоколегированные.

Рис. Легированные стали

По назначению стали подразделяются на три группы: конструкционные, инструментальные и с особыми свойствами.

Конструкционные углеродистые стали содержат углерод в количестве 0,02 – 0,7 мас.%, к ним относятся и строительные стали, содержащие до 0,3 мас.% углерода. Низкое содержание углерода обусловлено тем, что строительные конструкции соединяются сваркой, а углерод ухудшает свариваемость.

Рис. Конструкционные углеродистые стали

Инструментальные стали, содержащие углерод в пределах 0,7 – 1,5 мас.%, используют для изготовления режущего и ударного инструмента.

Рис. Инструментальные стали

К группе сталей и сплавов с особыми свойствами относятся коррозионностойкие, нержавеющие и кислотоупорные, жаропрочные и жаростойкие стали и т.д.

Купим лом металлов

сплавы металлов

Любое производство, от крупного до гаражного, имеет дело именно со сплавами металлов, а не с чистыми металлами (чистые металлы применяют лишь в атомной промышленности). Ведь даже широко распространённая сталь является сплавом, в котором содержится до двух процентов углерода, но об этих нюансах будет написано подробнее ниже. В этой статье будет описано большинство сплавов, их получение, основные и полезные свойства, применение и многие другие нюансы.

Эта статья о сплавах металлов, причём мы не будем особо углубляться в дебри материаловедения и описывать абсолютно все сплавы, да и нереально это в пределах одной статьи. Ведь если углубиться в эту тему, и затронуть хотя бы большинство, то можно растянуть статью в необъятное полотно. Здесь будут описаны самые популярные сплавы с точки зрения автомобилестроения и мотопрома (согласно тематике сайта), хотя немного будут затронуты и другие аспекты промышленности.

Но кроме сплавов, всё же следует написать пару слов о самих металлах, точнее о их удивительном свойстве, благодаря которому и появились различные сплавы. И главное свойство металлов в том, что они образуют сплавы, как с другими металлами, так и с неметаллами.

Само понятие сплав — это совсем не обязательное химическое соединение, ведь уникальные свойства кристаллической решётки заключаются в том, что часть атомов одного металла замещается атомами другого металла, либо две кристаллические решётки как бы встраиваются друг в друга.

И при этом получаются как бы неправильные сплавы, но самое удивительное в том, что эти неправильные сплавы, по своим свойствам получаются гораздо лучше чистых металлов. Причём экспериментируя и манипулируя с добавками, на выходе можно получить материалы (сплавы) с нужными и полезными качествами.

Следует отметить, что по технологии применения все сплавы делятся на две большие группы. Первая группа — это деформируемые сплавы, из которых многие детали изготавливают механической обработкой: ковка, штамповка, резание и т.д. И вторая группа сплавов — это литейные и из них получают детали с помощью литья в формы.

У первой группы сплавов имеются такие свойства, как хорошая пластичность в твёрдом виде, ну и высокая прочность, но литейные качества у первой группы не высоки. У второй группы напротив литейные свойства отличные, они хорошо заполняют форму при литье, но когда застынут, то прочность их оставляет желать лучшего.

А что такое прочность? — это ценное свойство оценивают по разным параметрам, которых более десяти, но самое ценное свойство — это предел прочности сплава при растяжении. Говоря научным языком — это напряжение сплава (измеряется в Н/м², ну или в кг/мм²) которое соответствует наибольшей нагрузке, предшествующей началу разрушения испытуемой детали, относительно изначальной площади поперечного сечения детали.

А теперь говоря более простым языком: берём специально изготовленную деталь (согласно стандарту испытаний) из испытываемого сплава и закрепив её в специальной машине растягиваем её, постепенно увеличивая нагрузку, пока не происходит разрушение детали (её разрыв).

Ну а приложенное усилие, (которое контролируется приборами и которое было приложено к детали, в самый момент перед её разрывом) разделенное на площадь поперечного сечения детали, и показывает предел её прочности (ну и разумеется предел прочности сплава, из которого изготовлена испытываемая деталь).

Самые распространённые на нашей планете металлы (и разумеется на их основе получаемые сплавы) — это железо, алюминий, магний и как ни странно для многих — титан. Все эти металлы в чистом виде не употребимы в технике, а вот их сплавы напротив — очень распространены.

И о сплавах будет описано далее, но всё же и о самих металлах я тоже кое что напишу, ведь без металлов не было бы и сплавов. К тому же при описании самих металлов будет понятно и из чего получают сплавы металлов.

Железо и сплавы металлов на его основе.

Металл железо — это «хлеб» всей мировой промышленности. Ведь большинство сплавов, используемых в мировой промышленности (более девяноста процентов) используют именно сплавы железа. Причём очень важной добавкой в железо является совсем не добавки металла, а неметалла — углерода.

Если в железо добавить не более двух процентов углерода, то получим самый востребованный сплав (сплав номер один) — это сталь. Ну а если в сплаве железа содержание углерода будет более двух процентов (от двух до пяти) то получим чугун, который тоже является важнейшим материалом в мировой промышленности. Теперь остановимся на сплавах железа более подробно.

Сталь.

Сплав железа с углеродом, в котором углерода содержится не более двух процентов. Так же содержит примеси кремния, марганца, фосфора, серы и др. Как было сказано выше, является важнейшим сплавом для промышленности, так как обладает отличной ковкостью и довольно высокой прочностью.

К какой бы детали автомобиля, мотоцикла, ну или оборудования (на заводе или в обычном гараже) мы бы не кинули взор, везде мы увидим присутствие стальных деталей. Те же элементы подвески машин и мотоциклов, кузовные элементы автомобиля, рамы, рули, подвеска и навеска большинства мотоциклов, внутренние детали двигателя, или коробки передач, да много ещё чего, начиная от сложнейших деталей различного оборудования и заканчивая обычными болтами и гайками.

Предел прочности на разрыв составляет от 30 до 115 кг/мм² — это для углеродистой стали, ну и предел прочности для легированной стали достигает 165 кг/мм².

Легированную сталь получают добавкой, кроме углерода, ещё и различных легирующих элементов, добавляющих стали различных важных и полезных свойств.

  • Так например добавка марганца увеличивает стойкость стали к ударным нагрузкам и добавляет твёрдости.
  • Добавка никеля повышает коррозионную стойкость и пластичность, ну и добавляет прочности.
  • Ванадий повышает сопротивление ударным нагрузкам, истиранию (уменьшает коэффициент трения) и тоже добавляет прочности стали.
  • Хром в составе стали тоже повышает коррозионную стойкость и прочность.

Ну а при добавке хрома и молибдена в определённых пропорциях, получают самую прочную и податливую хром-молибденовую сталь, которая используется для производства ответственных деталей, например для производства рам спортивных автомобилей и мотоциклов.

Ну и вершиной металлургической эволюции стала легендарная прочнейшая сталь «хромансиль» (хромо-кремне-марганцовая сталь) с самым высоким показателем прочности на разрыв.

И хотя новейшие технологии не стоят на месте и сейчас кроме хром-молибденовых и алюминиевых рам уже изготавливают (точнее склеивают) рамы из композитных материалов (тот же карбон, кевлар и т.п), но всё же стальные рамы кроме своей прочности ещё и ощутимо дешевле и поэтому используются до сих пор. Ну а большинство внутренних деталей двигателей, коробок передач и оборудования (станков) думаю ещё долго будут изготавливать из стали.

Выше были перечислены далеко не все компоненты, добавка которых может существенно улучшить свойства стали и при умелом подходе позволит достичь нужных и важных качеств стальных деталей, работающих в разных условиях.

Кроме множества плюсов, главными из которых являются прочность и ковкость, у стали имеются и минусы. Первый из них — это довольно высокая стоимость и ограничения по свариваемости легированных сталей (используют сложную технологию сварки), так как обычные способы электро-дуговой сварки «улетучивают» большинство легирующих элементов и ощутимо снижают прочность сварного шва.

Ну и у большинства сталей (кроме нержавеющих) ещё одним существенным минусом является малая стойкость к коррозии, хотя опять же при грамотной добавке нужных элементов можно существенно повысить коррозионную стойкость.

Сталь разных сортов выпускают в виде проката: полосы, ленты, листы, прутки (круглые и шестигранные) профильный материал, трубы, проволока и др.

По назначению сталь делят на конструкционную, инструментальную и специальную:

  • Конструкционная содержит до 0,7 процентов углерода и из неё изготавливают детали машин, оборудования, различных приборов и приспособлений.
  • Инструментальная сталь содержит от 0,7 до 1,7 процентов углерода и её используют как правило для изготовления различного инструмента.
  • Специальная сталь — это жаропрочная сталь, нержавеющая, немагнитная и другие стали с особыми свойствами.

По качеству разделяют сталь обыкновенного качества, качественную и высококачественную:

Углеродистая конструкционная сталь обыкновенного качества содержит от 0,08 до 0,63 процента углерода. Содержание углерода в каждой марке этой стали как правило точно не выдерживают и марку определяют по механическим свойствам этой стали.

Из стали №1 изготавливают листовой и полосовой материал, а так же различные прокладки, заклёпки, шайбы, бачки и т.п. А из стали №2 делают ручки, петли, крючки, болты, гайки и т.п. Из стали №3 и №4 изготавливают как правило строительные конструкции, а из стали №7 делают шпонки, кулачковые муфты, клинья, рельсы, рессоры, которые затем термически обрабатывают.

Углеродистая конструкционная качественная сталь содержит до 0,2 процентов углерода и из неё изготавливают детали, к которым предъявляются повышенные требования по их механическим свойствам и для термически обработанных деталей. Эта сталь имеет марку от №8 и вплоть до сталь №70. А число показывает примерно среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Эта сталь довольно пластичная и вязкая и благодаря этому отлично штампуется и сваривается. А при изготовлении деталей работающих с ударными нагрузками, или подвергающиеся трению, такие детали из этой стали цементируют. А сталь с содержанием углерода свыше 0,3 процента не цементируют.

Из сталей марок Ст 30 или 35 делают гайки, болты, шпильки и шайбы (для ответственных конструкций), а из сталей 45 изготавливают валы, муфты, втулки и другие подобные детали, которые подвергают термической обработке (закалке и отпуску). Ну а из прочной и твёрдой стали марок Ст 50, 55 и 60 изготавливают шестерни, звёздочки (зубчатые колёса), шатуны, рессоры и другие детали, которые так же подвергаются термической обработке.

Углеродистую конструкционную качественную сталь, с повышенным содержанием марганца, который увеличивает твёрдость и прочность, выпускают марок от 15Г, 20Г, 30Г и вплоть до 70Г или марки с цифрой 2: 10Г2, 30Г2 и вплоть до 50Г2. Ну а цифра, стоящая перед буквой Г опять же показывает среднее процентное содержание углерода (в сотых долях процента). Буква Г означает, что марганца в этой стали около 1 процента, а если за буквой Г стоит цифра 2, то содержание марганца в такой стали около 2 процентов.

Из сталей 10Г2,  15Г и 20Г изготавливают цементируемые детали, из стали 45Г2 делают шатуны двигателей, вагонные оси, а из стали 65Г изготавливают клапанные пружины двигателей.

Из конструкционной легированной стали делают детали машин, у которых должна быть большая прочность, кислотостойкость, твёрдость (даже при сильном нагреве) и другие качества, которые достигаются добавкой легирующих компонентов.

Двузначное число, стоящее  в начале марки стали, указывает на процентное содержание углерода в сотых долях. А стоящие далее буквы обозначают легирующую добавку: Н — никель, Х-хром, С — кремний, В — вольфрам, К — кобальт, Т — титан, М — молибден, Г — марганец, Ю — алюминий, Д — медь …..

  • Добавка хрома способствует повышению твёрдости и прочности стали (атак же коррозионную стойкость) при этом сохраняется достаточная вязкость стали. Из хромистых сталей делают зубчатые колёса (шестерни) коленвалы, червяки и др. детали. Если же встали содержится хрома до 14 процентов, то она отлично сопротивляется коррозии. Из такой стали изготавливают контрольно-измерительные и медицинские инструменты. Ну а если процентное содержание хрома составляет более 17 процентов, то такая сталь становится кислотостойкой и нержавеющей.
  • Добавка никеля повышает прочность стали и также повышает коррозионную стойкость, ну и делает сталь более вязкой (менее хрупкой).
  • Добавка кремния повышает прочность и упругость стали и поэтому его добавляют в рессорную сталь Если же встали содержится значительное содержание кремния и хрома, то такая сталь называется сильхромовой и обладает высокой жаропрочностью. Из сильхромовой стали изготавливают клапаны двигателей.
  • Добавка Молибдена и вольфрама повышает твёрдость и прочность стали, причём эти качества сохраняются и при довольно высоких температурах и поэтому из такой стали изготавливают режущие инструменты.

Числа за буквой показывают процентное содержание легирующего компонента. Если же за буквой отсутствуют цифры, то значит легирующего компонента содержится в стали всего около 1 процента. Если же в конце маркировки стоит буква А, то значит эта сталь высококачественная.

Конструкционную сталь выпускают в виде листов, полос и лент, труб, разной толщины, а так же прутков (круглых, квадратных и шестигранных) в виде различных балок, которые имеют различное сечение (тавровое, двутавровое, угловое, швеллерное и др.).

Из углеродистой инструментальной стали делают различные слесарные инструменты: зубила, молотки, полотна, напильники, кернеры, бородки, свёрла, гаечные ключи, торцовые головки и другой различный инструмент.

Чугун.

Как было сказано выше, если содержание углерода в сплаве металла (точнее железа) содержится от двух до пяти процентов, то такой материал — чугун. Кроме углерода в чугун добавляются примеси фосфора, кремния, серы и др. компонентов. Чугун со специальными примесями (хром, никель, и др.) которые придают чугуну особые свойства , называют легированным. Температура плавления чугуна 1100 — 1200 градусов.

Литейный чугун бывает серый, белый, высокопрочный и ковкий.

  • Серый чугун содержит углерод в виде пластинчатого графита (и часть цементита) и обладает относительно небольшой твёрдостью и хрупкостью, легко обрабатывается резанием. Но благодаря малой стоимости и отличными литейными свойствами, из серого чугуна льют различные колонны, плиты, станины станков, корпуса электро-моторов, шкивы, маховики, зубчатые колёса, радиаторы отопления, и многие другие детали. Серый чугун обозначается буквами СЧ и двумя двухзначными цифрами. К примеру серый чугун марки СЧ21-40 имеет предел прочности при растяжении 210 Мн/м² (или 21 кгс/мм²) а при изгибе предел прочности составляет 400 Мн/м² (или 40 кгс/мм²).
  • Белый чугун  — в нём весь углерод содержится в виде цементита и это придаёт белому чугуну большую твёрдость, но и хрупкость и этот чугун трудно поддаётся обработке резанием.
  • Высокопрочный чугун содержит углерод в виде включений шаровидного свободного графита (с добавлением цементита) и  это придаёт высокопрочному чугуну бóльшую прочность, по с равнению с выше описанным серым чугуном. Прочность этого чугуна увеличивают добавками легирующих компонентов, таких как никель, хром, молибден, титан. Но высокопрочный чугун труднее обрабатывается резанием, чем серый чугун. Из этого чугуна отливают ответственные детали: блоки, головки, гильзы, поршни и цилиндры двигателей, компрессоров, зубчатые колёса и другие детали машин и оборудования. Маркируется этот чугун двумя буквами ВЧ и двумя числами. К примеру марка ВЧ40-10 говорит о том, что это высокопрочный чугун, спределом прочности при растяжении 400 Мн/м² (или 40 кгс/мм²) с относительным удлинением в 10 процентов.
  • Ковкий чугун производят с помощью длительного томления болванок (отливок) из белого чугуна при высокой температуре, которая способствует выжиганию части углерода и переходу остальной части в графит. Ковкий чугун при этом получает полезные качества: относительно большое сопротивление изгибу, хорошую обрабатываемость, меньшую плотность. Из ковкого чугуна делают детали механизмов, которые работают в условиях повышенных напряжений и ударных нагрузок, а так же работающих при высоком давлении пара, воды, газов. Делают картеры задних мостов и коробок передач автомобилей, корпуса редукторов промышленного оборудования, тормозные диски, суппорта и тормозные цилиндры, задвижки водопроводов, патроны и планшайбы токарных станков и другие детали. Обозначается ковкий чугун буквами КЧ и двумя цифрами. К примеру буквы и цифры марки КЧ45-6 означают, что такой чугун ковкий и имеет предел прочности при растяжении 450 Мн/м² (или 45 кгс/мм²) с относительным удлинением 6 процентов.

Он распространён в промышленности (особенно в станкостроительной при производстве станин металлорежущих станков) не менее стали, а его дешевизна (ведь он самый дешёвый из конструкционных материалов) наверное является одним из главных факторов его популярности.

К тому же у чугуна, кроме его минусов, имеется достаточно полезных свойств. Литейный чугун прекрасно заполняет различные формы, но один из главных его минусов — это хрупкость. Но несмотря на малую прочность, чугун издавна применяют в двигателестроении. Ещё не так давно из чугуна отливали блоки двигателей, картерные детали, картеры различных редукторов, гильзы цилиндров, головки блоков двигателей, поршни.

 

Кстати, оторвусь от темы: чугунные поршни, в отличие от алюминиевых, имеют такой же коэффициент расширения как и чугунная гильза и поэтому зазор поршень-цилиндр можно сделать минимальным, а это способствует повышению мощности и других полезных свойств. Конечно же алюминиевые поршни ощутимо легче чугунных и лучше ведут себя на больших оборотах и в алюминиевом блоке с никасилевым покрытием, но всё же поршни различных компрессоров предпочтительнее изготавливать из чугуна.

Ну и ещё, несмотря на то, что алюминиевые блоки с никасилевым покрытием сейчас уже изготавливают для современных машин, но всё же до сих пор многие заводы льют и чугунные блоки. Ведь если добавить в чугун немного графита, то можно существенно снизить коэффициент трения поршня о гильзу.

Но всё же чугунные блоки двигателей постепенно вытесняются лёгкосплавными, особенно блоки моторов мотоциклов. А всё из-за того, что у чугуна имеется ещё один существенный минус — он довольно тяжёлый. И поэтому блоки (и цилиндры) двигателей спортивных машин и мотоциклов уже с двадцатых готов прошлого века начали отливать из алюминия (об алюминии ниже).

Сначала делали алюминиевые блоки и цилиндры с чугунной гильзой, затем от чугунной гильзы отказались и сейчас начали покрывать стенки цилиндров различными твёрдыми и износостйкими гальваническими покрытиями, сначала хром, затем никасиль, далее более сложные металло-керамические композиции, самое продвинутое из которых керонайт, о котором подробнее я написал вот тут.

Но всё же чугун используют до сих пор, (особенно в станкостроительной промышленности) и особенно ковкий чугун. Ведь ковкий чугун пластичнее обычного и прочнее. Предел прочности ковкого чугуна от 30 до 60 кг/мм² и это позволяет использовать его не только в станкостроении, но и изготавливать даже детали машин и мотоциклов, ведь тормозные диски до сих пор изготавливают из ковкого чугуна.

Ну а некоторые марки чугуна до сих пор используют для изготовления коленвалов двигателей (например в двигателе Днепра), а также для изготовления поршневых колец, не забываем, что при добавке графита, чугунные кольца имеют малый коэффициент трения, а это важно для любого двигателя. Ну и ещё: многие наверное знают, что чугунная головка двигателя (несмотря на свой бóльший вес) меньше подвержена деформации при перегреве мотора, чем более лёгкая алюминиевая головка.

И всё же ещё достаточно долго чугун будет материалом номер два (после стали) практически в любой тяжёлой промышленности.

Цветные металлы и сплавы металлов.

Несмотря на то, что тема статьи сплавы металлов, обязательно следует упомянуть и о цветных металлах, на основе которых и получают большинство сплавов. К цветным металлам относятся практически все металлы кроме железа. И они делятся на:

  • лёгкие : рубидий, литий, натрий, калий, натрий, церий, бериллий, кальций, магний, титан и алюминий.
  • тяжёлые: свинец, цинк, медь, кобальт, никель, марганец, олово, сурьма, хром, висмут, мышьяк и ртуть.
  • благородные: платина, золото, серебро, палладий, родий, иридий, осьмий, рутений.
  • редкие: молибден, вольфрам, ванадий, тантал, теллур, селен, индий, цезий, германий, цирконий и т.д.

Но если начать описывать все, то как уже говорилось в начале статьи, она превратится в необъятное полотно. И ниже будут описаны только те металлы и их сплавы, которые наиболее распространены и используются в авто-мото промышленности.

Алюминий.

Как знают многие, железо знакомо человечеству несколько тысяч лет, но вот алюминий используют всего то пару сотен лет. И самое интересное то, что алюминий вначале считался ювелирным материалом, а технологии его добычи и получения были такими дорогостоящими, что он считался чуть ли не дороже серебра.

Многим известна история о том, как какой то правитель, получив в руки от ювелира изготовленный и отполированный им алюминиевый кубок, был настолько поражён красотой этого металла и изделия из него, что начал беспокоиться о своих запасах серебра и о том, что его серебро обесценится благодаря алюминию. От этого бедный ювелир был казнён, а кубок надёжно спрятан.

И наверное так и остался бы этот белый металл и его сплавы ювелирным материалом, если б не развитие авиации. Ведь рано или поздно первые летательные аппараты, изготовленные из дерева, должны были доказать свою непрочность, что и случилось и далее инженеры всерьёз взялись за усовершенствование добычи алюминия.

А постараться стоило, ведь этот конструкционный материал в три раза легче стали. Плотность алюминиевых сплавов составляет от 2,6 до 2,85 г/см² (в зависимости от состава). Конечно же инженеры вначале столкнулись и с тем, что механические свойства алюминия совсем не высокие, ведь предел прочности даже для литейных алюминиевых сплавов всего от 15 до 35 кг/мм², а для деформируемых сплавов от 20 до 50 кг/мм² и лишь для самых дорогих и многокомпонентных сплавов прочность достигает 65 кг/мм².

И если сравнивать со сталью, то на первый взгляд покажется, что ведь выигрыша вовсе нет: алюминий втрое легче стали, но зато и в трое слабее. Но ведь законы сопромата никто не отменял и они стали спасением для инженеров, ведь жёсткость конструкционной детали зависит не только от прочности материала, из которого она изготовлена, но ещё и от её геометрической формы и размеров.

И в итоге стал ясно, что алюминиевая деталь того же веса, что и стальная, гораздо жёстче её на кручение и изгибание. Ну а если показатели жесткости стальной и алюминиевой детали одинаковые, то при этом алюминиевая деталь всё равно будет легче по весу, что и нужно для авиации и не только для неё.

И примерно после первой мировой войны, алюминиевые сплавы начали завоёвывать мировую промышленность. Конечно же в начале алюминий хлынул в авиационную промышленность (корпуса, крылья самолётов), позже из него стали отливать картеры, поршни и не только для моторов самолётов, но и автомобилей и мотоциклов. А ещё позднее начали отливать головки цилиндров и сами цилиндры, или блоки двигателей практически для всего транспорта.

Кстати, деталями двигателей дело не ограничилось и ещё в конце двадцатых годов прошлого века были замечены попытки изготавливать из алюминиевых сплавов рамы спортивных автомобилей и мотоциклов, а так же и кузова, но всё же на поток для многих серийных машин и мотоциклов такие изделия удалось поставить лишь к концу 80-х годов прошлого столетия.

Ну а в современной технике алюминиевые детали (кроме перечисленных выше) можно перечислять почти бесконечно — это и детали подвески, как автомобилей, так и мотоциклов (скутеров, велосипедов), колёса, рамы, маятники, рули, траверсы, различные кронштейны, вплоть до багажников на крышу машины или на заднее крыло мотоцикла. Да мало ли ещё чего.

Ну и далее стоит сказать про одну особенность самого алюминия и сплавов металла алюминия. Алюминий очень активный металл к воздействию окружающей среды, но самое интересное, что сама супер активность и помогает ему сохраниться (уберечься от коррозии). Ведь алюминий настолько активный металл, что он мгновенно вступает в реакцию с кислородом воздуха (и влагой, присутствующей в нём).

И от этого на поверхности алюминиевой детали моментально образуется тончайшая окисная плёнка, и именно она и защищает любую алюминиевую деталь от коррозии. Хотя у разных сплавов, в зависимости от компонентов, различная стойкость к коррозии. Например литейные сплавы имеют хорошую защиту, а вот на деформируемых сплавах окисная плёнка очень тонка и слаба и её защитные свойства напрямую зависят от легирующих добавок в сплав.

Например широко известный и применяемый в авиации такой алюминиевый сплав как дюралюминий, имеет настолько слабую окисную плёнку, что очень быстро корродирует, покрываясь белым налётом, и если его не покрыть защитным покрытием, то коррозия его быстро «съест».

В качестве покрытия его ранее покрывали (плакировали) тонкой плёнкой чистого алюминия, но сейчас, при широком развитии гальваники, покрывают различными покрытиями всевозможных довольно ярких цветов (золотого, ярко-синего, красного и т.д).

Ну и ещё стоит написать несколько слов про сам алюминий — это металл с малой плотностью, который хорошо поддаётся ковке, штамповке, прессованию, обработке резанием, да к тому же он обладает довольно высокой электро и теплопроводностью. И поэтому он довольно широко используется в электротехнике (электропромышленности), приборостроении, машиностроении, авиации, как в чистом виде, так и в виде сплавов.

Обладающие относительно достаточной прочностью и твёрдостью сплавы алюминия с медью, марганцем, кремнием и магнием называют дюралюминием, который,как было упомянуто выше, используется в самолётостроении, в машиностроении и других отраслях.

Наряду с дюралюминием, практически все сплавы на основе алюминия (как и сталь) выпускают в виде проката: полосы, ленты, листы, прутки (круглые и шестигранные) профильный материал, трубы, проволока…

Магний. 

Наверное всем, кто держал в руках кусок этого интересного и одного из самых лёгких металлов, кажется что не металл это вовсе, а кусок пластика, настолько он лёгкий. Относится к числу самых лёгких металлов, из применяемых в технике. А его сплавы с цинком, алюминием, кремнием и марганцем используют при изготовлении различных деталей радиоаппаратуры, приборов и т.п.

Раньше этот металл называли модным словом электрон. Плотность этого металла в четыре с половиной раза меньше, чем у железа и составляет всего 1,74 г/см³, и в 1,5 раза меньше чем у сплавов алюминия. Но и прочность магния ниже и предел прочности для литейных сплавов магния составляет от 9 до 27 кг/мм², а для деформируемых от 18 до 32 кг/мм².

Казалось бы совсем небольшая прочность, но опять же не забываем, что законы сопромата никто не отменял, да и очень малый вес перекрывает казалось бы всё.

Но кроме малой прочности, у магния есть и более существенные минусы, первым из которых является высокая цена. И детали мотоциклов или автомобилей, выполненные из магния, существенно поднимают их цену. Но и это ещё не все минусы: пи производстве маний очень легко возгорается при его литье (ну или при сварке) и даже при его механической обработке!

К тому же магний ну уж очень нестойкий к воздействию окружающей среды (к коррозии) и каждую деталь, выполненную из магния, приходится дважды защищать от коррозии — сначала оксидировать, а затем наносить покрытие (лакокрасочное или гальваническое). Но в плохих условиях (например в агрессивной среде зимних дорог) достаточно небольшой царапины на покрытии магниевой детали и она начинает мгновенно корродировать и быстро разрушаться.

Но всё же слишком маленький вес затмевает все минусы и магниевые сплавы используют для изготовления дорогих деталей автомобилей и мотоциклов (и не только). И начали применять его ещё в двадцатые годы прошлого века, а в 80-е годы его применение почти удвоилось даже на серийной технике. Например некоторые не слишком ответственные детали — крышки картеров, сами картеры, крышки головок и другие детали (кстати, картер двигателя даже нашей самой дешёвой советской машины — Запорожца отливали из магниевого сплава).

Но всё же применяли и применяют сплавы магния до сих пор лишь для изготовления рам, шасси, колёс и других деталей спортивной техники, точнее некоторых дорогих серийных автомобилей и мотоциклов, например элитные спортбайки итальянской фирмы «Агуста», модель мотоцикла MV Agusta F4 750 Serie Oro, которая стоила вдвое дороже спортбайков этой же фирмы, но с алюминиевыми рамами, а разница в весе составляла всего лишь в 10 кг.

Но думаю в будущем, с развитием гальванотехники и применения более стойких покрытий, использование магния ещё больше увеличится.

Титан.

Ну это уж совсем интересный материал и само название говорит за себя. Кстати оно появилось из-за титанических сложностей его извлечения из земной коры, особенно на начальном этапе его добычи. На первый взгляд титан внешне похож на сталь, пока не возьмёшь в руки и не почувствуешь, что весит он ощутимо меньше.

Как я упомянул чуть выше, довольно сложная технология извлечения его из земной коры и определила его высокую цену и небольшую распространённость. Большинство металлов и сплавов добывали уже несколько столетий, а вот металлический титан удалось получить только лишь в 1910 году прошлого века. А к 50-м годам прошлого столетия на всей нашей планете было добыто всего то чуть более двух тонн титана!

Но после 50-х годов прошлого века, с развитием покорения космоса (космической техники и скоростной авиации) титан оказался лучшим из конструкционных материалов, благодаря своей большой прочности и лёгкости (об уникальных свойствах титана чуть ниже), и его добыча начала развиваться быстрыми темпами.

Несмотря на то, что титан ощутимо легче стали (4,51 г/см³) прочность его сплавов практически такая же, как и у лучших легированных сталей (75 — 180 кг/см²). К тому же, в отличие от стали, титан обладает отличной коррозионной стойкостью, так как его окисная плёнка имеет высокую прочность. Но и это ещё не всё: некоторые сплавы титана обладают довольно высокой жаростойкостью.

К тому же титановые сплавы нормально свариваются в нейтральной среде, не плохо обрабатываются, ну и обладают хорошими литейными свойствами. Короче плюсов у титана предостаточно, и если б не один существенный минус — его высокая цена, то про стали наверное все бы забыли.

И именно из-за высокой цены, применение титана в авто-мото промышленности пока ограниченно. Но на спортивной технике, которая никогда не отличалась скромной ценой, применение титана с каждым годом увеличивается. Ведь ни для кого не секрет, что из космической промышленности, практически все технические достижения плавно переходят в авто-мото спорт.

И со временем из титана и его сплавов начали изготавливать детали ходовой части спортивных машин и мотоциклов, но всё же чаще всего из него изготавливают детали форсированных оборотистых моторов : клапаны и их пружины, шатуны и другие детали, для которых основное требование — это высокая прочность и лёгкость. А на самых дорогих спортивных машинах из титана даже изготавливают детали крепежа (болты, шпильки и гайки).

Следует сказать ещё вот что: так же, как наблюдалось плавное «перетекание» титановых деталей из космической промышленности в спорт, думаю впоследствии так же будет и постепенное перетекание использования титана и для серийных автомобилей и мотоциклов, впрочем, поживём увидим…

Медь.

Этот металл обладает относительно большой плотностью, имеет характерный красноватый цвет и отличную пластичность. Также медь обладает довольно высоким коэффициентом трения, и отличной электро и теплопроводностью.

Благодаря этому свойству из меди и её сплавов изготавливают электропроводку, контакты, клеммы, детали радиоаппаратуры и приборов (вплоть до паяльников), используют для оборудования пищевой промышленности. Ну а благодаря высокому коэффициенту трения медь используют даже для изготовления различных фрикционных накладок муфт трения и добавки меди можно встретить даже в дисках сцепления автомобилей и мотоциклов.

Но в большинстве случаев чистую медь сейчас довольно редко используют в целях экономии, преимущественно в составе сплавов на её основе (латуни и бронзы — о них позже) или в качестве покрытий (кстати сейчас медное покрытие даже стало популярнее хрома, например на мотоциклах кастомах в стиле старой школы кастомайзинга — олдскул).

Но всё же чистую медь, даже для покрытий, сейчас используют редко, и поэтому не будем особо задерживаться на чистой меди и перейдём к её сплавам.

Латунь.

Как знают многие — это сплав меди с цинком. Причём цинк, в составе этого сплава, повышает прочность и вязкость, ну и что немаловажно — удешевляет сплав. Латунь широко используется из-за своей относительной мягкости, пластичности, так же она отлично обрабатывается резанием, хорошо поддаётся гибке, штамповке, протяжке (вытягиванию) отлично спаивается.

Выпускают латунь в виде болванок (отливок) листов, полос, прутков, труб и проволоки. А так как латунь (так же как и бронза), в отличии от меди имеет малый коэффициент трения, то из отливок (или из прутков) делают подшипники скольжения.

Так же довольно широко применяют латунь при изготовлении различных приборов. Ну и благодаря довольно высокой антикоррозийной стойкости латуни, её широко используют в сантехнике: различные втулки (сгоны, муфты) водопроводные краны, задвижки и т.п. А из тонких листов латуни изготавливают различные регулировочные прокладки.

Ну и кроме коррозионной стойкости латунь обладает ещё и отличной теплопроводностью и поэтому из неё (наряду с алюминием) делают радиаторы, из трубок делают трубки радиаторов и различные трубопроводы в промышленности.

Бронза.

Бронза — это сплав меди с алюминием, оловом, марганцем, кремнием, свинцом и другими металлами. Бронза более хрупкий и твёрдый материал, чем выше описанная латунь, но зато она имеет ещё более низкий коэффициент трения и поэтому чаще используется в подшипниках скольжения.

Наиболее качественная и ценная считается оловянистая бронза, которая имеет более полезные качества, так как олово в составе сплава повышает механические свойства бронзы (делает её менее хрупкой) и добавляет коррозионную стойкость бронзе, ну и ещё делает этот сплав ещё более скользким (повышает антифрикционные свойства). Из оловянистой бронзы изготавливают наиболее качественные и достаточно долговечные подшипники скольжения (наряду с баббитами).

Бронза отлично обрабатывается резанием и хорошо паяется, но она дороже латуни. Как было сказано выше, из бронзы чаще всего делают подшипники скольжения, различные втулки, а так же детали, работающие под давлением до 25 кг/см². Выпускают бронзу, как и латунь, в виде прутков, полос, проволоки, трубок, отливок и т.п.

Баббиты.

Эти сплавы обладают очень низким коэффициентом трения (если со смазкой то коэффициент трения всего 0,004 — 0,009) и довольно низкой температурой плавления (всего 240 — 320 градусов). И поэтому баббиты чаще всего используют для заливки трущихся поверхностей подшипников скольжения. А так как температура плавления баббитов достаточно низкая, то в двигателях их не используют, а чаще всего для подшипников скольжения коленвалов компрессоров.

В сплавах баббитов основной компонент — это олово и в самом качественном баббите марки Б83 содержится 83% олова. Так же были разработаны заменители баббитов (например Б16) с меньшим содержанием олова, которые отливают на свинцовой основе с добавками мышьяка и никеля — это БН и БТ и другие сплавы металлов.

Свинец.

Этот металл и сплавы на его основе (например припои) имеет относительно малую температуру плавления (327,46 °C) и серебристо-белый (с синеватым отливом) цвет. Обладает хорошей вязкостью (ковкостью) отличными литейными свойствами. Но он очень мягкий, легко режется острым ножом и даже царапается ногтем. Достаточно тяжёлый металл (имеет плотность 11,3415 г/см³, а с повышением температуры, плотность его падает.

Прочность этого металла очень маленькая (предел прочности на растяжение — 12—13 МПа (МН/м²) .Известен и применяется ещё с глубокой древности, так как имел небольшую температуру плавления и чаще применялся для отливки трубопроводов в Кремле и древнем Риме (там же в древнем Риме его производство достигало больших объёмов — около 80-ти тысяч тонн в год).

Свинец и его соединения токсичны и особенно ядовиты водорастворимые, например ацетат свинца, ну и летучие соединения, например, тетраэтилсвинец. А во времена отливки водопроводов в древнем Риме и Кремле никто не знал про вредность свинца и вода, проходящая по свинцовым трубопроводам, существенно сокращала жизнь людей.

Сейчас же основное использование свинца — это отливка решёток аккумуляторных батарей, а также он используется для изготовления листов (камер), защищающих от рентгеновского излучения в медицине. А сплавы свинца, сурьмы и олова используют в декоративном литье (затем фигурки покрывают медью), а так же для изготовления подшипников скольжения (см. выше баббиты) и для различных припоев для пайки.

Твёрдые сплавы металлов.

Это сплавы на основе тугоплавких карбидов вольфрама, ванадия, титана и эти сплавы отличаются высокой прочностью, твёрдостью и износоустойчивостью, даже при повышенных температурах. Применяют твёрдые сплавы чаще всего для изготовления рабочих частей режущего инструмента (токарных резцов, фрез и т.п.).

Кобальто-вольфрамовые твёрдые сплавы выпускают под маркой от ВК2, ВК3 и вплоть до ВК15. Цифры в маркировке указывают на процентное содержание кобальта в сплаве, а остальное как правило составляет карбид вольфрама.

Титано-вольфрамовые твёрдые сплавы цифры в маркировке указывают на процентное содержание кобальта и титана, а остальное составляет карбид вольфрама (Т5К10, Т15К6).

Вот вроде бы и всё. Конечно же в одной статье нереально описать всю массу полезных и интересных фактов, связанных с различными металлами и сплавами металлов, но всё же, надеюсь, что многие металловеды (материаловеды) простят меня, ведь нельзя объять необъятное, успехов всем!

Литье металлических сплавов. Наши возможности.

Литье металлических сплавов.


Наши возможности.

Итак, что же такое литье?

Литье – это получение отливок нужных деталей протезов, путем заливки расплавленного металла в литейную форму.
Литье металлических сплавов позволяет получить более точные, индивидуально-ориентированные конструкции, которые служат очень долго.

В нашей клинике возможно изготовление таким путем следующих видов протезов и конструкций:

1) Литая культевая вкладка (рис.1) – данная конструкция позволяет восстановить практически полностью разрушенную коронку зуба. То есть, ранее казавшимися безнадежные зубы теперь могут быть восстановлены этими конструкциями, которые индивидуально отливаются для каждого зуба. Это создает возможность сохранения практически разрушенных зубов.

Рисунок 1- литая культевая штифтовая вкладка.

2)Литые металлические коронки (рис. 2) – данный вид протезов используется при различных дефектах коронковой части зуба. Преимущества данного вида коронок над штампованными заключается в более точном прилегании литых коронок к зубу, что обеспечивает защиту твердых тканей от кариеса и его осложнении. Так же то, где коронка будет заканчиваться, решает врач, тем самым обеспечивается профилактика заболеваний десны.
В добавок ко всему на металлические литые коронки можно наложить пластмассу или керамику, что может обеспечить прекрасный эстетический результат.

Рисунок 2 – цельнолитая коронка.

3) Литые мостовидные протезы (рис. 3) – данный вид протеза позволяет устранить не только дефект коронковой части зуба, но и отсутствующие зубы. Плюсы данной конструкции точно такие же как и у цельнолитых коронок.

Рисунок 3 – мостовидный протез.

4) Каркасы бюгельных протезов (Рис.4) – этот протез является съемным в отличие от литых культевых вкладок, коронок и мостовидных протезов. Но благодаря тому, каркас данного протеза отливается индивидуально для каждого пациента, данная конструкция не уступает вышеперечисленным протезам и является альтернативным вариантом при утрате зубов.
Каркас бюгельного протеза состоит из:

  • дуги, которая соединяет в единую конструкцию все части протеза;
  • кламмеров, которые благодаря точному литью позволяют качественно фиксироваться на зубах и передавать им необходимую нагрузку;
  • седловидной части, на которой располагаются искусственные зубы. 

Рисунок 4 – каркас бюгельного протеза.

Какие сплавы металлов используются при литье данных конструкций?

В большинстве случаев используется сплав на основе неблагородных металлов - кобальтохромовый сплав(КХС). Данный вид сплава обладает отличными антикоррозийными свойствами, из-за чего он не окисляется под воздействием щелочей и кислот, которые попадают в полость рта.

Так же в Ханты-Мансийской клинической стоматологической поликлинике используются золотосодержащие сплавы и серебряно-палладиевые сплавы.

Выполнил врач-стоматолог Пырьев А.А.

Физики из РФ и Украины получили "неуязвимый" сплав из пяти металлов

Ученые из российских и украинских вузов создали и изучили свойства сплава из кобальта, хрома, железа, никеля и марганца, не теряющего прочность и гибкость даже при сверхнизких температурах, говорится в статье, опубликованной в Journal of Alloys and Compounds.

"В настоящее время ученые по всему миру проявляют значительный интерес к так называемым высокоэнтропийным сплавам. Они состоят из 4-5 и более компонентов, содержащихся в приблизительно равных пропорциях, в противовес обычным металлическим сплавам, которые основаны на одном элементе",— заявил Никита Степанов из Белгородского государственного университета, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.

Подобные сплавы, как рассказывают ученые, были придуманы относительно недавно – сам термин "высокоэнтропийные сплавы" появился лишь в 2004 году, а исследования в этой области начались лишь пять-семь лет назад. По словам Степанова, практическое применение подобных сплавов оставалось минимальным до появления разработок его группы.

Степанов и его коллеги из БГУ и Харьковского физико-технического института  смогли лишить один из самых перспективных высокоэнтропийных сплавов, CoCrFeNiMn, его главного недостатка – низкой механической прочности.

Как рассказывают ученые, данное соединение является очень пластичным и тягучим даже при сверхнизких температурах, при которых "обычные" металлы становятся чрезвычайно хрупкими и ломкими, однако оно легко деформируется даже при приложении небольшой силы. Российские и украинские ученые обнаружили, что этот сплав можно сделать прочным, добавив к нему один процент углерода и обработав его особым образом.

По словам Степанова, это привело к удвоению механической прочности сплава и при этом почти не повлияло на его пластичность.  Как отмечают ученые, подобные сплавы  могут заинтересовать производителей ракетных двигателей, автомобилей, атомную промышленность и медиков.

"Наверное, на данный момент говорить о конкретном практическом применении высокоэнтропийных сплавов несколько преждевременно – мы еще не до конца понимаем их свойства, требуется оценка экономической обоснованности их применения, возможности организации производства конкретных деталей или механизмов из этих сплавов. Но прогресс в данной области идет очень быстро, новые интереснейшие результаты появляются практически каждый день. Это заставляет с оптимизмом смотреть в будущее", — заключает Степанов.

 

20 обычных металлических сплавов и из чего они сделаны

В мире, который становится все более и более взаимосвязанным, смартфоны стали неотъемлемой частью нашей жизни.

Более 60% населения мира владеет мобильными телефонами, и распространение смартфонов в развивающихся странах продолжает расти.

Несмотря на то, что у каждого бренда есть свой набор компонентов, будь то Samsung или iPhone, большинство смартфонов могут нести примерно 80% стабильных элементов из таблицы Менделеева.

Но некоторые из жизненно важных металлов для изготовления этих устройств считаются подверженными риску из-за геологической редкости, геополитических проблем и других факторов.

Деталь для смартфона Критический металл
Сенсорный экран Индий
Дисплей лантан; гадолиний; празеодим; европий; тербий; диспрозий
Электроника никель, галлий, тантал
Кожух никель, магний
Батарея литий, никель, кобальт
Микрофон, динамики, блок вибрации никель, празеодим, неодим, гадолиний, тербий, диспрозий

Что в твоем кармане?

В этой инфографике, основанной на данных Университета Бирмингема, подробно описаны все критические металлы, которые вы носите в кармане со своим смартфоном.

1. Сенсорный экран

Экраны состоят из нескольких слоев стекла и пластика, покрытых проводящим материалом, называемым индием, который обладает высокой проводимостью и прозрачностью.

Индий реагирует на контакт с другим проводником, например с нашими пальцами.

Когда мы касаемся экрана, замыкается электрическая цепь, в которой палец соприкасается с экраном, изменяя электрический заряд в этом месте. Устройство регистрирует этот электрический заряд как «событие касания», а затем запрашивает ответ.

2. Дисплей

Экраны смартфонов отображают изображение на жидкокристаллическом дисплее (LCD). Как и в большинстве телевизоров и компьютерных мониторов, ЖК-экран телефона использует электрический ток для регулировки цвета каждого пикселя.

Несколько редкоземельных элементов используются для создания цветов на экране.

3. Электроника

Смартфоны

используют несколько антенных систем, таких как Bluetooth, GPS и WiFi.

Расстояние между этими антенными системами обычно невелико, что чрезвычайно затрудняет достижение безупречной работы.Для фильтрации и настройки частоты используются конденсаторы из редкого твердого серо-голубого металлического тантала.

Никель также используется в конденсаторах и в электрических соединениях мобильных телефонов. Другой серебристый металл, галлий, используется в полупроводниках.

4. Микрофон, динамики, блок вибрации

Никель используется в диафрагме микрофона (которая вибрирует в ответ на звуковые волны).

В магнитах динамика и микрофона используются сплавы, содержащие редкоземельные элементы, неодим, празеодим и гадолиний.В вибрационной установке также используются неодим, тербий и диспрозий.

5. Кожух

Для изготовления корпусов телефонов используется множество материалов, таких как пластик, алюминий, углеродное волокно и даже золото. Обычно корпуса имеют никель для уменьшения электромагнитных помех (EMI) и магниевые сплавы для защиты от электромагнитных помех.

6. Аккумулятор

Если вы не купили свой смартфон десять лет назад, в вашем устройстве, скорее всего, установлен литий-ионный аккумулятор, который заряжается и разряжается ионами лития, перемещающимися между отрицательным (анод) и положительным (катод) электродами.

Что дальше?

Смартфоны

будут развиваться естественным образом, поскольку потребители будут искать все более полезные функции. Складные телефоны, технология 5G с более высокой скоростью загрузки и дополнительные камеры - это лишь некоторые из ожидаемых изменений.

По мере совершенствования технологий будет расти и спрос на металлы, необходимые для смартфонов следующего поколения.

Этот пост изначально был размещен на Elements

Общие сведения о металлических сплавах (с примерами)

Сплавы - это металлы, которые были смешаны с другими металлами или элементами для приобретения новых свойств.Металлические сплавы обычно обладают большей прочностью, долговечностью и гибкостью по сравнению с основным металлом. Некоторыми примерами металлических сплавов являются сталь, бронза, нержавеющая сталь и титан.

Одним из преимуществ металлического сплава является то, что он может снизить стоимость или упрочнить металл, сохраняя при этом некоторые из его собственных важных свойств. Например, железо - прочный и долговечный металл, но при смешивании с углеродом он образует сталь , которая легче, но прочнее железа. Это делает сталь идеальным строительным материалом для высоких конструкций, кораблей, транспортных средств, бытовой техники, оружия, промышленного производства металла и многого другого.

В алюминиевых сплавах преобладающим металлом является алюминий, смешанный с медью, магнием, цинком или другими металлами. Алюминий может производиться в большем разнообразии, чем любой другой металл в отрасли. Производители архитектурных и промышленных изделий из металла часто тяготеют к алюминию из-за присущего ему сочетания легкости и прочности.

Латунь , сплав меди и цинка, широко используемый сплав для изготовления гаек и болтов, фитингов, дверной фурнитуры, отделки приборов, компонентов часов, судовых двигателей, трубопроводов для забортной воды, газовых клапанов и многого другого.Латунь обладает акустическими свойствами, что делает ее отличным сплавом для литья музыкальных инструментов.

Бронза - прочный и прочный металлический сплав, используемый при производстве монет, лопастей и турбин. Техническая бронза из сплава меди прочнее меди, тяжелее стали и имеет низкую температуру плавления. Бронза часто образует поверхностную патину, но не окисляется за пределами поверхности.

Нержавеющая сталь представляет собой смесь стали (железо / углерод) и хрома, алюминия или других элементов, которая образует металл с высокой коррозионной стойкостью.При смешивании с хромом нержавеющая сталь устойчива к ржавчине. Доступный во многих различных сортах, этот универсальный металлический сплав используется в тысячах применений, от хирургических инструментов и промышленного оборудования до кухонной посуды и дверной фурнитуры.

Легкий, гибкий и устойчивый к коррозии, Титан - это металлический сплав, который используется в различных областях, от аэрокосмической промышленности до гребных винтов и даже зубных имплантатов и ювелирных изделий. Титан прочнее стали, вдвое прочнее алюминия и устойчив к коррозии, чем платина.

Применение является ключевым при выборе металлических сплавов. Вам нужен прочный и долговечный металлический сплав для вашего производственного проекта, ковкий металл, которому можно придать форму, или гибкий металл, который не сломается при изгибе? Прочность и коррозионная стойкость имеют первостепенное значение, когда металлический объект будет подвергаться воздействию погодных условий. Долговечные металлы могут стоить дороже, но могут быть более долговечными, что приносит пользу проекту в долгосрочной перспективе. Опытный персонал All Metals Fabrication может посоветовать вам металлические сплавы, которые лучше всего подходят для любого проекта изготовления металла.

Что такое металлический сплав? | Разница между металлами и металлическими сплавами

Знаете ли вы, что большинство используемых нами «металлов» на самом деле вовсе не металлы? Эти материалы представляют собой не металлы, а сплавы, и они повсюду вокруг нас! От зубных пломб до самолетов - сплавы составляют значительную часть нашей повседневной жизни. Узнайте, что такое сплав и как его производят.

Что такое металл?

Металл - это чистый химический элемент, как в периодической таблице.91 из 118 элементов периодической таблицы - это металлы, что делает их одними из самых распространенных элементов в мире.

В периодической таблице все элементы делятся на металлы и неметаллы. Что делает что-то «металлом», так это то, что оно встречается в природе в природе, имеет блеск, хорошо проводит тепло и электричество и намного плотнее неметаллов.

Есть 5 основных категорий металлов:

  • Цветные металлы
  • Черные металлы
  • Благородные металлы
  • Драгоценные металлы
  • Тяжелые металлы

Цветные металлы

Цветные металлы очень распространены в земной коре, и потому в их количестве они недорогие.Цветные металлы отличаются от других металлов, потому что они легче всего подвержены коррозии или окислению. Они чрезвычайно реактивны, и такие вещества, как кислород, вода, кислоты, а также нахождение рядом с другим металлом могут вызвать их коррозию. (Узнайте больше о том, почему ржавеют металлы.)

Существует несколько различных определений «основного металла». В горнодобывающей и экономической областях базовые металлы - это металлы, которые не попадают ни в одну из других категорий, таких как медь, свинец, цинк и никель.

Черные металлы

Черные металлы - это металл, содержащий железо.Цветные металлы обычно дороже, потому что они имеют меньший вес, большую проводимость, немагнитность и устойчивость к коррозии. Цветные металлы включают алюминий, медь, свинец, никель, олово и цинк.

Благородные металлы

Благородные металлы известны своей устойчивостью к коррозии и окислению, в отличие от неблагородных металлов. Обычно это редкие или драгоценные металлы. Ученые не пришли к единому мнению о точной классификации каждого элемента в периодической таблице, но чаще всего соглашаются с тем, что металлы, попадающие в категорию «благородных», - это золото, серебро, рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина.Хотя некоторые драгоценные металлы являются благородными металлами, а благородные металлы часто бывают дорогими из-за их разнообразного использования (в искусстве, высоких технологиях, ювелирных изделиях), термины «благородный металл» и «драгоценный металл» не являются синонимами.

Драгоценные металлы

Драгоценные металлы - это редкие элементы, которые естественным образом встречаются в земной коре. Самыми известными являются золото и серебро, но другие драгоценные металлы включают рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платину. Несмотря на то, что алюминий является третьим по распространенности элементом на Земле и самым распространенным металлом, он некоторое время считался драгоценным металлом.Это потому, что было очень сложно надежно извлечь его из различных руд.

Некоторым из самых важных гостей Наполеона III подарили алюминиевые столовые приборы, в то время как более скромные посетители должны были есть, используя скудную серебряную посуду. Цена значительно упала после 1882 года, и изобретение новых процессов для коммерческого производства электроэнергии значительно упростило добычу алюминия.

Тяжелые металлы

Тяжелые металлы считаются очень плотными. Вот и все! Были предложены более конкретные определения, но научное сообщество еще не остановилось на одном.Некоторые тяжелые металлы заведомо токсичны, в то время как другие очень важно есть в своем рационе в незначительных количествах! Некоторые тяжелые металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, чрезвычайно ядовиты. С другой стороны, такие металлы, как железо, кобальт и цинк, выполняют в организме очень важные функции! Вы даже можете купить железо и цинк в качестве пищевых добавок в магазине здорового питания.

Остальные тяжелые металлы, такие как галлий, таллий, рутений, индий и серебро, довольно безвредны. В частности, тяжелые металлы можно найти повсюду! Они используются в клюшках для гольфа, автомобилях, антисептических средствах, самоочищающихся печах, пластмассах, солнечных панелях, сотовых телефонах, компьютерных микросхемах и даже ускорителях частиц на атомных электростанциях!

Что такое металлический сплав?

С другой стороны, сплавы - это искусственные материалы.Вы делаете их, комбинируя металлический элемент с чем-то другим. Сплавы могут включать сочетание металла с металлами, неметаллами или и тем, и другим.

Чугун - отличный пример неметаллического сплава (что немного вводит в заблуждение, потому что все сплавы имеют «металл» - это относится ко второму или добавленному ингредиенту). Железо представляет собой смесь железа и углерода. Он может содержать около 2-3% углерода. (Узнайте больше о чугуне и кованом железе здесь!)

Сплавы

также иногда получают забавные названия! Как и Alnico, сплав железа, алюминия, никеля, кобальта, меди и / или титана.Некоторые из их названий представляют собой смесь названий легирующих добавок. В других случаях они становятся настолько популярными, что получают свое собственное имя, звучащее «на каждый день», например, кованое железо.

Вы действительно можете найти сплавы повсюду. Фактически, они могут быть более распространены, чем их чистые «металлические» собратья.

Вы найдете их в зубных пломбах (амальгама), звукоснимателях для гитар (алнико), в виде музыкальных инструментов или дверных ручек (латунь), в украшениях (белое золото), в произведениях искусства (бронзовые статуи), в автомобилях и самолетах (дюралюминий). ), на оружии (бронза), внутри электроники (припой), внутри атомных электростанций (магнокс), на зданиях (сталь) и даже на вашем обеденном столе (олово)!

Существует более 160 известных сплавов!

Структуры из металлических сплавов

Когда металл увеличивается с помощью электронного микроскопа, атомы появляются в структуре кристаллической решетки.Также в этом составе присутствуют легирующие добавки. Обычно существует два типа структур сплава: сплавы замещения и сплавы внедрения. Замещение сплавов происходит, если атомы легирующего агента заменяют атомы основного металла. С другой стороны, сплавы внедрения возникают, когда сплавы образуются из-за того, что легирующие агенты становятся меньше, чем основной металл.

Как изготавливаются металлические сплавы?

Существует 3 основных метода создания металлических сплавов:

  • Нагревание и плавление
  • Порошковая металлургия
  • Ионная имплантация

Нагревание и плавление

Нагревание и плавление - один из наиболее часто используемых методов создания сплавов.Это действительно не сильно отличается от кулинарии!

Основной металл (самый высокий процент металла в сплаве) расплавляется, а любые другие металлы расплавляются до тех пор, пока они не станут жидкими. Затем их переливают друг в друга, смешивают и дают остыть до образования чего-то, что называется «твердым раствором». Что-то вроде твердого металлического блока, эквивалентного смешиванию соли с водой до ее растворения.

Порошковая металлургия

Порошковая металлургия - это очень круто, это, наверное, самое близкое к алхимии, что у нас есть сегодня.

Сначала необходимо превратить основной металл и легирующие добавки в порошки! Для этого существует несколько основных методов:

Процесс губчатого железа является старейшим из методов порошкообразования. Руду смешивают с чем-то, что называется коксовой мелочью (это то, что остается от угля после того, как вы ее сжигаете) и известью, чтобы получить особую серу, которая избегает загрязнения порошком основного металла.

Смесь кокса и извести (не как коктейли!) И руда затем помещаются в специальный барабан, где кокс и известь помещают руду между ними.

Затем барабан перегревается в печи. Ингредиенты оставляют после себя объект, напоминающий «бисквит», и шлак. На следующих этапах возможный порошок отделяется от шлака и измельчается до более однородной «порошковой» формы.

Затем порошок нагревается и сверхспрессовывается в сплав!

Другие способы превращения основных металлов в порошок - это распыление (почти как на атомных электростанциях), когда расплавленный металл проталкивается через очень узкую трубку, что создает высокое давление.Газ впрыскивается в поток кипящего металла точно так же, как он выходит из этой трубки, комбинация давления, температуры и молекул газа разделяет атомы металла.

Затем порошки смешиваются и расплавляются в «твердый раствор»!

Железный порошок, полученный методом губчатого железа, является самым дешевым на мировом рынке!

Ионная реализация

Последний распространенный метод создания сплавов - ионная имплантация.

«Ионы» происходят от электричества, поэтому метод ионной имплантации включает «ионный источник» (который, по сути, просто создает электричество), ускоритель, в котором ионы ускоряются очень быстро (трение и быстрое вращение создают тепло, которое ускоряет молекул), а также целевую камеру, куда ионы выбрасываются после того, как они закончили.

Метод ионной имплантации действительно лучше всего подходит для создания очень маленьких металлических деталей. Это наиболее распространенный метод создания полупроводников на компьютерных микросхемах.

Вот анимация этого процесса:

Металлические материалы и услуги в Tampa Steel and Supply

Металлические сплавы используются в различных проектах, от жилищного и коммерческого строительства до производства автомобилей и т. Д. Если вы работаете с металлическими сплавами, компания Tampa Steel and Supply может вам помочь.У нас есть обширный список изделий из металла, материалов для изготовления и дополнительных услуг, которые могут помочь в реализации вашего проекта. Чтобы узнать больше о наших продуктах и ​​услугах, позвоните нам сегодня или зайдите в наш выставочный зал в Тампе.

Сделайте запрос онлайн
или позвоните в Tampa Steel & Supply по телефону (813) 241-2801

Медные сплавы, медно-никелевые сплавы, Производитель медных сплавов

Адмиралтейские латунные трубы
Мы обладаем опытом в производстве и экспорте широкого спектра Латунных Труб Адмиралтейства...

»Читать дальше

Латунные трубы Адмиралтейства

  1. C44300 Латунные трубы Admiralty
  2. Asme Sb 111 Адмиралтейские латунные трубы
  3. Astm B 111 C 44300 Адмиралтейские латунные трубки
  4. BS 2871 Часть 3 Cz - 111 Адмиралтейские латунные трубки
  5. En 12451 Cuzn28 Sn1as Адмиралтейская латунная труба
  6. Nfa 51102 Труба латунная Admiralty
  7. Cuzn29sn1 Труба латунная Admiralty
  8. Jis H 3300 C 4430 Адмиралтейская латунная труба
Алюминиевые латунные трубки
Мы ясно показываем нашим клиентам исчерпывающую гамму Алюминиевых Латунных Пробок Трубок, которую предпочитают поперек...

»Читать дальше

Алюминиевые латунные трубки

  1. Astm B111 C 68700 Алюминиевые латунные трубки
  2. Asme Sb111 Алюминиевые латунные трубки
  3. C68700 Алюминиевые латунные трубки
  4. BS2871 Часть 3 Cz - 110 Алюминиевые латунные трубки
  5. En 12451 Cuzn20 Al2as Алюминиевая латунная труба
  6. Nfa 51102 Алюминиевая латунная труба
  7. Cuzn22 Al2 Алюминиевая латунная труба
  8. Jis H - 3300 C 6870 Алюминиевая латунная труба
Полые латунные стержни с выводами
При поддержке современной производственной единицы мы в состоянии удовлетворить различные требования клиентов...

»Читать дальше

Полые латунные стержни с выводами

  1. Латунные полые стержни с высоким содержанием свинца
  2. Кованые полые латунные стержни
  3. Латунные полые стержни с резьбой и прокаткой
  4. Полые латунные стержни для свободной обработки
  5. Архитектурный полый латунный стержень
  6. Полый латунный пруток Muntz для свободной резки
  7. Is 319 полый латунный стержень
  8. Cw713r Полый латунный стержень
Морская латунная труба
Naval Brass C46400 номинально состоит из 60% меди, 39.2% цинка и 0,8% олова. Как это характерно для латунных сплавов с дуплексом ...

»Подробнее

Морская латунная труба

  1. C46400 Морская латунная труба
  2. C48200 Труба из морской латуни
  3. C48500 Морская латунная труба
  4. Cw719r Труба из морской латуни
  5. Cz134 Морская латунная труба
  6. Cz114 Морская латунная труба
  7. Cz112 Морская латунная труба
  8. Cuzn37pb1sn1 ​​Морская латунь
Труба из бессвинцовой латуни
C26000 имеет самую высокую пластичность среди желтой латуни.Легко обрабатывается, но чаще подвергается холодной деформации ...

»Подробнее

Труба из бессвинцовой латуни

  1. C26000 Труба из бессвинцовой латуни 70/30
  2. C27000 Труба из бессвинцовой латуни 65/35
  3. C27200 63/37 Труба из бессвинцовой латуни
  4. C27400 63/37 Трубы из бессвинцовой латуни
  5. C28000 Металлические трубки Muntz 60/40
  6. Cz121 Бессвинцовые латунные трубки
  7. Cuzn30 Латунные трубки
  8. Cuzn37 Латунные трубки
Трубы из бессвинцовой латуни
Являясь лидерами отрасли, мы занимаемся производством и экспортом разнообразных ассортимент 70/30...

»Читать дальше

Трубы из бессвинцовой латуни

  1. 70/30 Латунные трубы / трубы
  2. 63/37 Латунные трубы / трубы
  3. Латунные трубки 60/40 (Muntz Metal 280)
Латунные трубки с низким содержанием свинца
C27450 Бессвинцовая латунь не только способствует соблюдению требований, связанных с отсутствием свинца, но и оптимизирует эффективность производства за счет повышения производительности и возможности полной вторичной переработки...

»Читать дальше

Латунные трубки с низким содержанием свинца

  1. C27450 Латунные трубки с низким содержанием свинца
  2. C33000 Латунные трубки с низким содержанием свинца
  3. C36300 Латунные трубки с низким содержанием свинца
  4. C36500 Латунные трубки с низким содержанием свинца
  5. C37000 Металлические латунные трубы Muntz
  6. Cw705r Латунные трубы с низким содержанием свинца
  7. Трубы из латуни C330 с низким содержанием свинца
  8. Cuzn40 Трубы из латуни с низким содержанием свинца
Dzr Латунные эко-полые латунные стержни
Сплав C352 Латунь - это сплав меди, цинка и свинца с небольшой добавкой мышьяка, имеющий в основном структуру альфа-фазы...

»Читать дальше

Dzr Латунные эко-полые латунные стержни

  1. Cw602n Dzr полые латунные стержни
  2. C27450 Dzr Бессвинцовые полые латунные прутки
  3. C69300 Эко-полые латунные стержни
  4. Полые латунные стержни C35330 Dzr
  5. C48600 Полые латунные стержни
  6. Cz132 Dzr полые латунные стержни
  7. Cz111 Латунные полые стержни
  8. Cw724r Dzr, полые латунные стержни Eco
  9. Cuzn21si3p Eco Латунные полые стержни
Устойчивая к децинкованию латунь (DZR) / эко-латунь
C27450 Бессвинцовая латунь, чтобы не только способствовать соблюдению требований без содержания свинца, но и оптимизировать эффективность производства за счет производительности...

»Читать дальше

Устойчивая к децинкованию латунь (DZR) / эко-латунь

  1. C27450 DZR Бессвинцовая латунь
  2. C33000 Латунь с низким содержанием свинца
  3. C36300 Медно-свинцовый сплав цинка
  4. Металл Muntz со свинцом C36500
  5. C37000 Бесплатная резка Muntz Metal
Труба из красной латуни
CuZn10 имеет очень хорошие свойства холодной штамповки и хорошо подходит для е.грамм. чеканка, чеканка, чеканка. Этот сплав имеет более высокую прочность, чем чистая медь ...

»Подробнее

Труба из красной латуни

  1. C22000 Труба из красной латуни
  2. C23000 Труба из красной латуни
  3. C24000 Труба из красной латуни
  4. C69400 Труба из кремния и красной латуни
  5. Трубы из красной латуни 90/10
  6. Трубы из красной латуни 80/20
  7. 85/15 Трубы из красной латуни
  8. Astm B134 Трубки из красной латуни
Высокопрочные полые латунные стержни
Марганцевая латунь C66800 относится к категории морской латуни и на 60% состоит из меди...

»Читать дальше

Высокопрочные полые латунные стержни

  1. C66800 Высокопрочные полые латунные стержни
  2. C67000 Высокопрочные полые латунные стержни
  3. C67300 Высокопрочные полые латунные стержни
  4. C67400 Полый латунный пруток с высоким пределом прочности
  5. Cw722r Высокопрочный полый латунный стержень
  6. Cz115 Высокопрочный полый латунный стержень
  7. Is 320 Ht1 полый пруток из латуни с высоким пределом текучести
  8. Is 320 Ht2 полый пруток из латуни с высоким пределом текучести
Стержни полые латунные для втулок
Мы - ведущие и хорошо известные имена в области предложения качественного законченного диапазона полых стержней с высоким пределом прочности...

»Читать дальше

Стержни полые латунные для втулок

  1. Cw 713r Латунные полые стержни для втулок
  2. Cz 135 Полые латунные стержни
  3. Cuzn31si Латунные полые стержни для втулок
  4. En 12164 Латунные полые стержни
  5. Подшипник полый из бронзы
  6. Cuzn40al2 Жесткий полый стержень
  7. BS En 12167 Полый латунный стержень
  8. Cuzn37mn3al2pbsi Высокопрочный полый латунный стержень
Латунные стержни и профили
Исключительные характеристики сплава C37700 при горячей обработке делают его классическим сплавом для поковок...

»Читать дальше

Латунные стержни и профили

  1. Кованые латунные стержни
  2. Высокопрочные латунные стержни
  3. Клепальные латунные стержни
  4. Латунные стержни для свободной резки
  5. Латунные профильные стержни
  6. Плоский латунный стержень
  7. Латунные стержни Sqaure
  8. Латунные шестигранные стержни
Провода латунные
Опираясь на современное производственное подразделение, мы можем удовлетворить разнообразные требования клиентов, производя и предлагая...

»Читать дальше

Провода латунные

  1. Клепка латунная проволока
  2. Латунная проволока для свободной резки
  3. Проволока из бессвинцовой латуни
  4. Плоская латунная проволока
  5. Молния латунная проволока
  6. Латунная проволока для шитья
  7. Паяльная латунная проволока
  8. Ковка латунной проволоки
Бронзовые полые стержни
C51000 Сплав фосфористой бронзы с номинальным составом 94.80% меди и 5,0% олова, раскисленных 0,2% фосфором ...

»Подробнее

Бронзовые полые стержни

  1. Полые стержни из фосфорной бронзы
  2. Полые стержни из алюминиевой бронзы
  3. Полые стержни из алюминиево-кремниевой бронзы
  4. C95400 Полый стержень из алюминиевой бронзы
  5. C91700 Полый пруток из бронзы со свинцом
  6. C93500 Полые бронзовые стержни с выводами из свинца
  7. Полая труба из бронзы
Бронзовые стержни
314 Коммерческая бронза - это стандартный сплав METALCO, который находит применение в аппаратных средствах, электротехнике, а также в крепежных изделиях и в промышленности...

»Читать дальше

Бронзовые стержни

  1. C 314 Коммерческая бронза
  2. C 510 Фосфорная бронза - марка A
  3. C 544 Фосфорная бронза - марка B
  4. Алюминиевые бронзовые стержни
  5. Алюминиевые стержни из силиконовой бронзы
Полый пруток из алюминиевой бронзы
Мы - ведущие и хорошо известные имена в области предложения качественного законченного диапазона полых стержней из алюминиевой бронзы...

»Читать дальше

Полый пруток из алюминиевой бронзы

  1. C95400 Полый стержень из алюминиевой бронзы (9c)
  2. Is 3091 полый пруток из алюминиевой бронзы
  3. Is 305 полый пруток из алюминиевой бронзы
  4. Ab1 Полый стержень из алюминиевой бронзы
  5. Полые трубки из алюминиевой бронзы
  6. Полый пруток из алюминиевой бронзы
Силиконовые полые стержни из алюминиевой бронзы
Силиконовая алюминиевая бронза C63600 обладает хорошей обрабатываемостью в горячем и холодном состоянии, способностью к ковке.Сплав изготавливается ...

»Подробнее

Полые стержни из кремний-алюминиевой бронзы

  1. C63600 Полые стержни из кремний-алюминиевой бронзы
  2. C64200 Полые стержни из кремний-алюминиевой бронзы
  3. C65100 Полые стержни из низкокремниевой бронзы
  4. C65500 Полые стержни из высококремниевой бронзы
  5. C65620 Полые стержни из кремниевой бронзы
Труба из марганцевой бронзы
Сплав обладает отличной горячей и холодной обрабатываемостью; хорошая кузнечная способность.Изготавливается гибкой, чеканкой, медником ...

»Подробнее

Труба из марганцевой бронзы

  1. C67600 Труба из марганцевой бронзы
  2. C86200 Труба из марганцевой бронзы
  3. C86300 Трубка из марганцевой бронзы
  4. C86500 Труба из марганцевой бронзы
  5. Cz116 Труба из марганцевой бронзы
  6. Cuzn37mn3al2pbsi полые стержни из марганцевой бронзы
  7. Cw721r полый из марганцевой бронзы
Никель-алюминий-бронзовые полые стержни
C63000 (AMS 4640 - CDA 630) Никель-алюминий-бронзовый сплав - отличный выбор для применений с большими нагрузками...

»Читать дальше

Никель-алюминий бронзовые полые стержни

  1. C63000 Никель-алюминий-бронзовые полые стержни
  2. C63200 Никель-алюминий-бронзовые полые стержни
  3. C95500 Никель-алюминиевая бронза (9d) Полые стержни
  4. C95800 Никель-алюминий бронзовые полые стержни
  5. C96900 Никель-олово-бронзовые полые шпинодальные стержни
  6. Ca104 Никель-алюминий-бронзовый полый стержень
  7. Ab2 Никель-алюминий-бронзовый полый стержень
  8. Cw307g Никель-алюминий-бронзовый полый стержень
  9. Cual10fe5ni5 Никель-алюминий-бронзовый полый стержень
Промышленный полый пруток из бронзы со свинцом
C19140 - это уникальные дисперсионно-твердеющие сплавы, содержащие медь, свинец, никель и фосфор.Никель и фосфор ...

»Подробнее

Промышленный полый пруток из бронзы со свинцом

  1. C19140 Коммерческая полая штанга из бронзы с низким содержанием свинца
  2. C19160 Никель-медный полый пруток с выводами
  3. Полый прутковый стержень из бронзы с выводами C31400 для коммерческого использования
  4. Полый пруток из бронзы с выводами C31600 для коммерческого использования
Трубка из купро-никеля
C70600, Медно-никелевый сплав обеспечивает отличную коррозионную стойкость, особенно в морской соленой воде...

»Читать дальше

Труба из купро-никеля

  1. Труба 90/10 из купро-никеля
  2. Труба 95/5 из купро-никеля
  3. Astm B 111 C 70600 Медно-никелевая трубка
  4. Astm B 111 C 70400 Медно-никелевая труба
  5. Asme Sb 111 C 70600 Медно-никелевая трубка
  6. BS 2871 Часть 3 Cn 102 Медно-никелевая трубка
  7. En 12451 Cuni10 Fe 1 мин медно-никелевая трубка
  8. Nfa51 102 Cuni10 Fe1mn медно-никелевые трубки
Медно-никелевые конденсаторные трубки
C71500, Медно-никелевый сплав обеспечивает отличную коррозионную стойкость, особенно в морской соленой воде...

»Читать дальше

Медно-никелевые конденсаторные трубки

  1. Медно-никелевые трубки конденсатора 70/30
  2. Astm B 111 C 71500 Медно-никелевая трубка конденсатора
  3. Asme Sb 111 C 71500 Медно-никелевая трубка конденсатора
  4. BS 2871 Часть 3 Cn 107 Медно-никелевый конденсаторная трубка
  5. En 12451 Cuni 30 Fe 1 Mn Медно-никелевый конденсаторная трубка
  6. Nfa 51102 Cuni 30 Fe 1 Mn Медно-никелевый конденсаторная трубка
  7. Jis H 3300 C 7150 Медно-никелевая трубка конденсатора
  8. Трубка конденсатора из купро-никеля 70/30
  9. Медно-никелевые конденсаторные трубки 90/10
  10. Медно-никелевые конденсаторные трубки 95/5
Медная труба
У нас также есть богатые знания о продукции и технологический опыт, чтобы успешно справляться с требованиями, предъявляемыми к медным трубам DHP...

»Читать дальше

Медная труба

  1. C12200 Медные трубы Dhp
  2. Cw024a Медные трубы Dhp
  3. Cu-Dhp Медь Cw024a (En 1412) Медная трубка
  4. C12000 Медные трубы DLP
  5. Cw023a Медные трубы DLP
  6. C1201 Медные трубы DLP
  7. C14200 Dpa Cppper Tubes
  8. C107 Медные трубы Dpa
Ребристые трубы / трубы
METALCO предлагает различные оребренные трубы: оребренные трубы с натяжной намоткой, медные оребренные трубы, оребренные трубы со встроенным оребрением...

»Читать дальше

Ребристые трубы / трубы

  1. Трубы с U-образным изгибом
Медная труба
Высокая электрическая и теплопроводность, хорошая коррозионная стойкость и способность к пайке. C11000 используется для сварочных приспособлений ...

»Подробнее

Медная труба

  1. C11000 Etp Медная труба
  2. C101 Медная труба Etp
  3. Круглая медная труба Etp
  4. Электролитическая медная трубка с сенсорным шагом
  5. Медные трубки Cu-Etp
  6. Cu-Etp Cw004a Медные трубы
  7. Astm Sb 111 C11000 Бесшовная медная труба
  8. Astm B152 C10100 Etp Медная труба
Медная труба для медицинского газа
В Metal Alloys Corporation мы с гордостью производим медные трубы медицинского назначения MEDIFLOW BY METALCO...

»Читать дальше

Медная труба для медицинских газов

  1. En 13348 Медная труба для медицинского газа
  2. BS EN 1057 Медная труба для медицинского газа
  3. Astm B 819 Медная труба для медицинского газа
  4. Astm B 75 Медная труба для медицинского газа
  5. Фитинги для медицинских газовых медных труб
  6. Медицинская медная трубка с покрытием
  7. Медная труба для медицинского газа
  8. Медицинский газопровод
Медные трубки теплообменника
C70600, Медно-никелевый сплав обеспечивает отличную коррозионную стойкость, особенно в морской соленой воде...

»Читать дальше

Медные трубки теплообменника

  1. Медные ребристые трубы теплообменника
  2. Ребристые трубы для теплообменника
  3. U-образные медные трубки теплообменника
  4. Теплообменник из медных труб
  5. Astm B919 Медные трубки теплообменника
  6. Морская латунь для теплообменника
  7. Трубы из медного сплава для теплообменников.
Трубки конденсатора
Медно-никелевый сплав обеспечивает отличную коррозионную стойкость, особенно в морской соленой воде...

»Читать дальше

Трубки конденсатора

  1. Трубки конденсатора электростанции
Ниппели для труб из латуни
Мы - ведущие и хорошо известные имена в области предложения качественной готовой продукции из бессвинцовых латунных труб / трубок ...

»Подробнее

Ниппели для латунных труб

  1. Ниппели для труб из бессвинцовой латуни
  2. Ниппели для труб из красной латуни
Труба из полированной латуни для смесителя
C27450 Бессвинцовая латунь, чтобы не только способствовать соблюдению требований без содержания свинца, но и оптимизировать эффективность производства...

»Читать дальше

Полированная латунная трубка для смесителя

  1. Полированная латунная трубка для держателя душа
Латунная квадратная трубка
C27450 Бессвинцовая латунь, чтобы не только способствовать соблюдению требований, касающихся бессвинцовой, но и оптимизировать производственную эффективность ...

»Подробнее

Латунная квадратная трубка

  1. Латунная квадратная трубка для смесителя
Полые латунные трубки для кольца синхронизатора
Мы поставляем полые латунные стержни. Для производителей колец синхронизатора эти кольца синхронизатора могут использоваться в трансмиссиях, подвергающихся высоким нагрузкам...

»Читать дальше

Полые латунные трубки для кольца синхронизатора

Латунная трубка для автомобильной втулки
Компания Metal Alloys Corporation с гордостью представляет инновационное решение для втулок. Традиционно куст ...

»Подробнее

Латунная трубка для автомобильной втулки

Типы металлических сплавов и когда их использовать

Типы металлических сплавов и когда их использовать

Автор: Эрик Кейн | 17 июля 2018 г.,

Помните, когда мы все задавались вопросом, как Т-1000 мог превращаться в жидкость, изменять форму и восстанавливать себя в Terminator 2 еще в 1991 году? В фильме нам рассказывают, что этот усовершенствованный прототип Терминатора из будущего и состоит из «миметического полиаллоя», который придает ему эти особые способности.Учитывая, что прошло почти 30 лет, мне хотелось бы, чтобы мы были достаточно далеко в будущем, чтобы раскрыть металлургические секреты, лежащие в основе этой технологии, но, к сожалению (или к счастью, поскольку Терминаторы не бегают), эти металлические сплавы все еще не существуют. Однако у нас есть ряд всевозможных постоянно развивающихся сплавов, которые мы используем в промышленности для борьбы с такими факторами, как температура, коррозия и физическая нагрузка. Пока мы продолжаем ждать появления Skynet и вывода мировых технологий легирования на новый уровень: давайте посмотрим, почему у нас есть металлические сплавы и какие из них мы чаще всего видим в промышленности сегодня.

Что такое металлические сплавы и зачем они нужны?

Есть много разных металлов, которые мы добываем с Земли для использования в производстве, и каждый из них имеет немного разные свойства. Металлы по определению являются чистыми элементами периодической таблицы Менделеева и составляют большую часть известных строительных блоков жизни. Когда мы добываем руды, содержащие элементарные металлы, они подвергаются различным физическим и химическим процессам для извлечения элементов и удаления примесей, чтобы их можно было использовать.

После синтеза мы стараемся использовать их в приложениях, которые лучше всего соответствуют их природным качествам, но сами по себе они зачастую неэффективны. Чтобы улучшить их природные характеристики и сделать их более подходящими для выполнения поставленной задачи (сильнее, слабее, жестче, мягче и т. Д.), Мы плавим их или присыпаем их порошком и добавляем другие ингредиенты. «Сплав» просто относится к любой комбинации различных металлов и других элементов, которые смешиваются вместе, где металл является основным ингредиентом.Сталь - особенно хороший пример обычного сплава (железо + углерод), потому что мы называем ее так неформально, что ее можно принять за элемент!

Какие виды металлических сплавов существуют?

Из металлических сплавов можно делать удивительные вещи, и существует так много качеств, которые могут быть желательны в зависимости от применения, что существует целый ряд различных сплавов массового производства, которые мы используем для производства различных вещей. Мы склонны думать о повышенных характеристиках как о таких вещах, как более высокая температура плавления или более высокая устойчивость к коррозии, но это часто достигается за счет увеличения веса, снижения пластичности и увеличения стоимости.Более того, существуют приложения, в которых эти «отрицательные» характеристики могут быть желательными качествами! Итак, чтобы описать некоторые из наиболее распространенных сплавов, мы можем сгруппировать их вместе по «основному металлу», который является основным ингредиентом, составляющим большую часть сплава. Некоторые из наиболее распространенных неблагородных металлов включают алюминий, медь, никель и железо.

Некоторые распространенные недрагоценные металлы и их сплавы

Алюминий

Алюминий полезен из-за его легкости и гибкости, но ему не хватает прочности.Добавьте магний или литий, и вы получите чрезвычайно прочный сплав, который сохраняет свои легкие свойства и теперь достаточно прочен для использования в аэрокосмическом производстве.

Медь

Медь - распространенный металл с высокой проводимостью тепла и электричества, но добавив цинк, вы получите латунь, которая используется там, где требуется низкое трение, например, дверные ручки или гильзы для боеприпасов; или добавьте олово и получите бронзу, которая исторически использовалась для изготовления доспехов, монет и предметов искусства.

Никель

Никель ценится за его коррозионно-стойкие свойства и может добавляться ко многим различным металлам для повышения их прочности, но он дорог и является мощным фактором, влияющим на стоимость других сплавов, в которых используется никель, таких как нержавеющие стали.

Утюг

И последнее, но не менее важное: у нас есть ферросплавы на основе железа. Это самые распространенные сплавы, которые мы видим в промышленных применениях, и включает в себя семейство сталей. Различные марки стали от 201 до 316 очень похожи по составу и используют железо в качестве основного металла, и все они являются «нержавеющими» из-за различной степени содержания в них других металлов и соединений, которые делают их более или менее устойчивыми к температуре и коррозии. .Это наиболее распространенные сплавы, которые мы видим в производстве шлангов и компенсаторов, поэтому давайте рассмотрим их поближе:

304

304 - самая распространенная из нержавеющих сталей и, следовательно, также один из самых распространенных сплавов, которые мы видим в металлических шлангах и компенсаторах. Основными легирующими компонентами 304 являются хром и никель, которые придают ей ожидаемые нами качества нержавеющей стали - превосходную устойчивость к ржавчине и агрессивным средам по сравнению с обычной углеродистой сталью.

321

321 очень похож на 304 с точки зрения коррозионной стойкости, но имеет добавку титана. В то время как 304 очень часто используется для плетения проволоки, металлических шлангов и компенсаторов, гофрированный металлический шланг часто делают из 321 из-за его превосходной термостойкости из титана.

316

Часто называемая «хирургической сталью» или «морской сорт» из-за повышенной стойкости к хлоридам, сталь 316 содержит добавку молибдена и поэтому обычно является самой благородной (химически стойкой) из нержавеющей стали серии 300, которую мы см. в шланге и компенсаторах.

201

201 по-прежнему относится к семейству нержавеющей стали, но он гораздо менее благороден, чем серия 300, поскольку содержит меньше никеля, который заменяет марганец. Это несколько снижает его химическую стойкость, но, что наиболее важно, значительно снижает его стоимость из-за того, что никель настолько чувствителен к цене. Это делает 201 обычный недорогой заменитель 304, который обычно используется в бытовой промышленности и пищевой промышленности.

C276

C276 похож на 316 в том, что он использует никель, хром и молибден в качестве основных ингредиентов сплава, но представляет собой гораздо более сложную смесь других элементов, которые придают ему еще большую химическую стойкость, чем у 316, особенно к хлоридам.Этот сплав часто используется в химической промышленности из-за его превосходной химической совместимости по сравнению с сплавами 316.

Инконель 800

Инконель 800 - это сплав, который чаще встречается в компенсаторах, чем в шлангах, потому что он намного жестче и его труднее формовать, особенно в небольших размерах. «Сплав 800» обычно используется из-за его повышенной способности выдерживать температуры, выходящие за пределы диапазона большинства сплавов. Он сохраняет большую прочность при более высоких температурах благодаря высокому процентному содержанию кобальта в его смеси.

При наличии всех доступных металлических сплавов бывает сложно выбрать подходящий для работы. Выбор неправильного может привести к катастрофическому отказу компонентов по множеству различных причин. Знание основ - отличное начало, но иногда для решения прикладных проблем требуется немного больше. Для получения дополнительной информации щелкните здесь, чтобы перейти к каталогу гофрированных металлических шлангов Hose Master. Или свяжитесь с отделом внутренних продаж Hose Master по телефону 216-481-2020 или напишите нам по адресу insidesales @ Hosemaster.com, и мы будем рады удовлетворить ваши потребности. Не забудьте подписаться на нас в LinkedIn и подписаться на наш блог Insights, чтобы получать регулярные обновления!

Авторские права 2018, Hose Master, LLC

Все права защищены

Невозможные сплавы: как делать невиданные ранее металлы

Сплавы - от бронзы до стали - составляют основу современного мира. Рецепт, который не должен работать, - это создание металлических смесей с совершенно неожиданными способностями

Технология 12 октября 2016 г.

Джеймс Митчелл Кроу

Продвигаясь вперед

Кристиан Бочи / Bloomberg через Getty Images

ОДНО из старейших когда-либо обнаруженных кораблекрушений находится у южного побережья Турции.Впервые замеченный молодым ныряльщиком за губками в 1982 году, он нес любопытный груз: 9 тонн меди и 1 тонну олова. Любопытный груз, если только вы не знаете рецепт получения бронзы. Обломки корабля Улубурун, названные в честь близлежащего города, датируются 1300 годом до нашей эры и находятся в середине бронзового века.

Затонувший корабль Улубурун доставил драгоценный груз бронзы

Борут Фурлан / Гетти

Сегодня, возможно, мы живем в эпоху стали, но принцип, лежащий в основе нашего определяющего материала, остается прежним.Вы берете чистый металл и улучшаете его, добавляя щепотку другого элемента. Одна часть олова на девять частей меди дает бронзу; небольшое количество углерода, добавленного к железу, дает сталь. Это рецепт изготовления сплавов - материалов, прочность, долговечность и технологичность которых делает их основой всего в современном мире, от столовых приборов до фонарных столбов и мостов.

Прочность и долговечность

Брюс Дэвидсон / Magnum Photos

Но разве традиционные сплавы - лучшее, что мы можем сделать? Металлурги все чаще ставят под сомнение эту полученную мудрость.Разрывая тысячелетний свод правил, они создают дикие металлические смеси, в которых не доминирует ни один элемент, и вместе с тем производят материалы, подобных которым мы никогда не видели. С приложениями от ядерных термоядерных реакторов до реактивных двигателей, базовой химии и многого другого, это богатый новый пласт материала для разработки - и мы только начали царапать поверхность.

[подпись…

Смешанные металлы делают сплавы более прочными, жесткими и эластичными

На первый взгляд кажется, что машина создает миниатюрный городской пейзаж.Кольцо сопел испускает четыре струи металлического порошка в направленный вниз лазерный луч, который объединяет сталкивающиеся зерна в ярком оранжевом свечении. Затем смешанные зерна затвердевают на растущем кончике небольшого столба из металлического сплава. Как только столб достигает высоты 1-2 сантиметра, платформа, удерживающая его, сдвигается в сторону, и машина начинает строить еще один прямо по соседству. В результате получился лес игрушечных небоскребов.

На самом деле эти башни, созданные в лаборатории Эймса в Айове, отражают серьезный сдвиг в том, как исследователи думают о сплавах.Стандартный рецепт, используемый в самых разных технологиях, от древних мечей и наконечников стрел до современных турбин реактивных двигателей, - это взять полезный металл и смешать немного того или иного металла, чтобы улучшить его свойства. Один из классических примеров - добавление углерода к железу для получения стали.

Но машина в Эймсе производит экспериментальные образцы «высокоэнтропийных» сплавов, которые состоят из четырех, пяти или более элементов, смешанных вместе примерно в равных соотношениях. Этот обманчиво простой рецепт позволяет получать сплавы, которые легче и прочнее, чем их обычные аналоги, но при этом гораздо более устойчивы к коррозии, радиации или сильному износу.Со временем, как надеются исследователи, с помощью этого подхода можно будет даже производить сплавы с невиданными ранее магнитными или электрическими свойствами, что приведет к появлению целого нового поколения технологий.

Источник: Взято из рис. 4 в Gludovatz, B. et al. Nature Commun. 7, 10602 (2016).
Nature News, 18 мая 2016 г. doi : 10.1038 / 533306a

«Мы почти все исследовали для традиционных сплавов», - говорит Юн Чжан, материаловед из Государственной ключевой лаборатории перспективных металлов и материалов при Научном университете. и технологии Пекин.«Для высокоэнтропийных сплавов наука очень нова», - говорит он, - настолько нова, что ни один такой сплав еще не перешел из лаборатории на рынок. Но некоторые исследователи работают над тем, чтобы это произошло, рассматривая потенциальные области применения, которые варьируются от футеровки высокотемпературных печей до сверхлегких аэрокосмических материалов. И эта область привлекла финансирование от исследовательских агентств в Китае, Европе, США и других странах.

«Мы не говорим об узком классе материалов, а об очень широкой философии комбинирования элементов», - говорит Дэниел Миракл, материаловед из исследовательской лаборатории ВВС на базе ВВС Райт-Паттерсон в Огайо.«Возможность найти что-то новое и интересное очень высока». В прошлом году он и его коллеги подсчитали, что почти 313 560 различных сплавов можно изготовить, комбинируя точно равные пропорции 3, 4, 5 или 6 металлических элементов из набора всего 26. Больше возможностей может появиться, если изменить пропорции или расширить выбор элементов.

Но не каждая комбинация является выигрышной, - говорит Иасо Джордж, инженер по материалам из Рурского университета в Бохуме в Германии. Ученые все еще изучают, что работает, а что нет.Тем не менее, по его словам, «пространство, доступное для исследования, действительно огромно, и мы рассмотрели лишь небольшую часть Вселенной».

Идея высокоэнтропийных сплавов впервые пришла в голову металлургу Цзянь-Вэй Йе в 1995 году, когда он проезжал по тайваньской сельской местности. «Физика обычных сплавов уже хорошо изучена», - говорит Йе, который работает в Национальном университете Цин Хуа в Синьчжу, Тайвань. На атомном уровне чистые металлы имеют регулярную кристаллическую структуру, состоящую из одинаковых атомов слой за слоем.Часто эти слои легко скользят друг мимо друга, что делает металл слишком мягким, чтобы его можно было использовать. Вот почему чистое золото редко используется в ювелирных изделиях: оно не выдерживает значительного износа. Но если кузнец подмешивает элемент с другим атомным размером, нарушитель случайным образом разрушит слои и уменьшит их склонность к скольжению, что приведет к образованию гораздо более твердого сплава. Правильный выбор компаундов может позволить металлургам подобрать и другие свойства, такие как коррозионная стойкость или температура плавления.

Но Йе также хорошо знал о возможных осложнениях. Если, например, добавить слишком много легирующего элемента, его атомы могут перестать беспорядочно падать между слоями и вместо этого могут начать чередоваться с атомами первичного металла в более регулярном порядке, давая соединение, которое будет слабым и хрупким.

И это дало ему идею, говорит Йе: вместо того, чтобы начинать с одного первичного материала и смешивать в небольших количествах один или два элемента, почему бы не смешать вместе одинаковые количества четырех или пяти элементов - или даже больше? Число возможных способов самоорганизации различных атомов резко увеличится, что приведет к тенденции к беспорядку или «высокой энтропии», которая подавит любое смещение в пользу регулярной структуры кристаллической решетки.Поскольку каждый из случайно смешанных элементов будет иметь разный размер, атомы будут застрять на своих местах и ​​не смогут скользить друг мимо друга, создавая очень твердый материал (см. «Прочный и прочный»).

В то время это была странная идея, и Йе придал ей низкий приоритет даже в своей собственной лаборатории; только в 2004 году его исследовательская группа впервые сообщила об успехе в смешивании пяти-десяти элементов вместе, в результате чего были получены сплавы, которые были значительно тверже нержавеющей стали. Другая группа независимо объявила о подобных результатах примерно в то же время.

Избалован выбором

После этого поле начало стремительно двигаться. В 2009 году Чжан описал сплав, состоящий из кобальта, хрома, меди, железа, никеля и алюминия, который был более чем в 14 раз прочнее чистого алюминия, но имел почти в 3 раза большую пластичность - показатель способности металла растягиваться без разрушения. В 2011 году Yeh изобрел сплав кобальта, хрома, железа, никеля, алюминия и титана, который в два раза более устойчив к повреждениям от трения, чем обычные износостойкие стали.А в 2014 году Джордж и его команда создали сплав кобальта, хрома, железа, марганца и никеля, который можно охлаждать ниже температур жидкого азота, не становясь хрупким. Материал может быть полезен для криогенных сосудов, трубопроводов природного газа и других низкотемпературных применений, таких как космические корабли.

Однако часто самое лучшее в высокоэнтропийных сплавах - огромное количество возможностей - также может быть самой большой проблемой для исследователей. С более чем 80 металлическими элементами в периодической таблице, говорит Миракл, «слишком много сплавов для тестирования, а времени недостаточно».Для своей собственной работы над высокоэнтропийными сплавами для авиационных двигателей и корпусов самолетов он ищет материалы, которые легче, устойчивее к коррозии и лучше сохраняют свою прочность при высоких температурах, чем все доступные в настоящее время. Чтобы справиться с обилием выбора, Miracle фокусируется на таких элементах, как ниобий, тантал и хром, которые изначально имеют высокие температуры плавления.

Другая стратегия - попытаться воспроизвести характеристики известных сплавов.Например, некоторые стали представляют собой не просто случайную смесь атомов, а вместо этого содержат небольшие узелки соединений, которые образуются при быстром охлаждении стали. Хотя такая композитная структура менее устойчива, чем случайная смесь, она придает сталям высокую пластичность. Джем Тасан, металлург из Массачусетского технологического института в Кембридже, использовал эти знания для смешивания железа, марганца, кобальта и хрома в высокоэнтропийный сплав, который одновременно является чрезвычайно твердым и очень пластичным - черты, которые когда-то казались совершенно несовместимыми.«Нет смысла отказываться от всего, что мы знаем», - говорит он.

Мини-небоскребы в Эймсе представляют собой другой, более систематический подход. Машина может построить до 30 столбов менее чем за час с немного разным составом сырья в каждой, так что исследователи могут быстро проверить свойства многих сплавов. Мэтью Крамер, материаловед из Эймса, возглавляет проект по поиску высокоэнтропийных сплавов, которые могут выдерживать высокие температуры и сопротивляться коррозии, которые могут помочь электростанциям работать при более высоких температурах и стать более эффективными.

Его команде помогает Дуэйн Джонсон, теоретик из Эймса, который в 1995 году разработал алгоритм для предсказания свойств обычных сплавов до их изготовления. В 2015 году он расширил код, чтобы работать с высокоэнтропийными сплавами. Алгоритм Джонсона оценивает, насколько один элемент притягивается или отталкивается другим, а затем использует эту информацию, чтобы предсказать, образует ли смесь элементов соединение, твердый раствор или их смесь. Это позволяет команде Крамера определить, какие сплавы стоит исследовать.Затем экспериментальные результаты возвращаются в алгоритм для проверки и улучшения кода.

Есть ряд препятствий, которые необходимо преодолеть, чтобы продвинуть вперед область высокоэнтропийных сплавов. До сих пор упор делался на улучшение структурных свойств, таких как прочность. Но гораздо меньше работ по разработке сплавов со специфическими «функциональными» свойствами, включая проводимость или реакцию на магнитное поле, - разработка, которая могла бы применяться в таких областях, как охлаждение и электроника.

Тем не менее, есть еще много возможностей, которые еще предстоит изучить, особенно когда исследователи начинают расширять концепцию далеко за пределы ее первоначального определения. Чжан, например, смешивает металлы с такими элементами, как углерод, азот и кремний, чтобы разработать новую высокотемпературную керамику для использования в солнечной энергии.

И некоторые, в том числе Тасан и Йе, начали экспериментировать со сплавами, которые содержат элементы, смешанные в высоких, но неравных пропорциях. Их предварительные результаты показывают, что многие из них по-прежнему обладают всеми свойствами, которые делают высокоэнтропийные сплавы в первую очередь желательными.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *