آلیاژ چیست؟ با عناصر آلیاژی رایج آشنا شوید.
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
یک آلیاژ در واقع ترکیب یک فلز با حداقل یک فلز یا نافلز دیگر است. رایج‌ترین راه برای ترکیب فلزات و تبدیل آن‌ها به یک آلیاژ، ذوب کردن، سپس مخلوط کردن آن‌ها در حالت مذاب و در نهایت جامد کردن آن‌ها با سرد شدن در دمای محیط است. در ادامه این مطلب دانشنامه اصفهان آهن با ما همراه باشید تا به بررسی این موضوع بپردازیم که آلیاژ چیست و عناصر آلیاژ رایج و تاثیرآن‌ها را به شما معرفی نماییم.
چرا آلیاژها مورد استفاده قرار می‌گیرند؟
آلیاژهای فلزی به خاطر اینکه معمولاً خواص مکانیکی و شیمیایی آن‌ها بهبود پیدا کرده است، مورد استفاده قرار می‌گیرند. عناصر آلیاژی به‌منظور افزایش خواصی مانند سختی، استحکام، مقاومت به خوردگی، قابلیت ماشین کاری و …. می‌تواند به فلز اضافه شود.
آلیاژهای رایج چه چیزهایی هستند؟
آلیاژها در صنعت فلزات آن‌قدر زیاد هستند که لیست کردن آن‌ها ممکن نیست. در حقیقت، استفاده از غیرآلیاژها یا فلزات خالص در صنایع مختلف، کمتر ممکن است اتفاق بی افتد. حتی فولاد نرم کم کربن که به‌طور مکرر در ساخت انواع مقاطع فولادی مثل نبشی، ناودانی، تیرآهن و … به کار می‌رود در واقع یک آلیاژ از آهن و کربن است.
AISI 1018 یک مثال از فولاد آلیاژی است. چدن نیز آلیاژ دیگری از آهن و کربن است که حتی از فولاد نرم، کربن بیشتری دارد.
آلومینیوم اغلب اوقات با دیگر عناصر ترکیب می‌شود تا خواص مورد نیاز برای کاربرد دلخواه را پیدا کند. به‌طور مثال، آلومینیوم 6061 و 2024 به ترتیب مقادیر بالایی از منگنز و مس دارند. ساختن یک آلیاژ کار آمد با توجه به نیاز و کاربرد آن ممکن است به‌شدت پیچیده باشد.به عنوان مثال فولادهای ضدزنگ آستنیتی مانند گرید 316 از ترکیب آهن، کروم، نیکل و دیگر فلزات و نافلزات با درصد های متفاوت ساخته می‌شوند. برنز (که خود آلیاژی از مس و قلع است) اغلب اوقات با عناصری مانند آلومینیوم آلیاژ می‌شود. گرید C954 یک مثال از آلیاژ برنزی آلومینیوم است.
فولادهای ابزار مانند D2 اکثراً از آهن ساخته می‌شوند اما بسته به خواص مکانیکی مورد نیاز، مقادیر زیادی از دیگر فلزات و نافلزات مانند کروم، وانادیوم، منگنز، سیلیکون و کربن به آن اضافه می‌شود.
با عناصر آلیاژی رایج آشنا شوید
تنوع وسیعی از عناصر آلیاژی وجود دارد که برای اهداف مختلفی به فلزات پایه متفاوت اضافه می‌شوند که عبارتند از:
- کروم: فلزی است که به‌طور مکرر برای کمک به بهبود مقاومت به خوردگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بسته به نوع ماده پایه، کروم هم چنین می‌تواند سختی و استحکام را افزایش دهد.
- نیکل: در اکثر موارد از نیکل برای افزایش تافنس به مواد استفاده می‌شود. فولادهای ضدزنگ آستنیتی مقادیر زیادی از نیکل در خود دارند که به‌عنوان یک بهبود دهنده آستنیت عمل می‌کند.
- مس: مس فلزی است که باعث می‌شود موادی مانند آلومینیوم قابلیت پیر سختی پیدا کنند. اضافه کردن مس در فولاد بر خلاف آلومینیوم که باعث کاهش مقاومت به خوردگی می‌شود، افزایش مقاومت به خوردگی را به همراه دارد.
- منگنز: فلزی است که معمولاً آلیاژ می‌شود تا استحکام را افزایش دهد. این فلز به تنهایی برای کاربردهای دمای بالا مناسب است و نیازی به عملیات حرارتی ندارد.
- تنگستن: عنصر آلیاژی فلزی است که برای بهبود مقاومت پوششی (مخصوصاً در دماهای بالا)، تافنس و استحکام می‌شود.
- سرب: یک عنصر آلیاژی فلزی است که برای بهبود خواص ماشین‌کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- سیلیسیوم: یک عنصر آلیاژی نافلز است و اغلب اوقات به‌عنوان دی اکسیدایزر در فلزات استفاده می‌شود. سیلیسیوم هم چنین می‌تواند دمای ذوب را کاهش و استحکام را افزایش دهد.
- کربن: کربن هم یک عنصر آلیاژی نافلز است که برای تولید فولاد ضروری است. افزودنی‌های کربن اکثراً به‌منظور افزایش استحکام و سختی در آلیاژهای فولاد و چدن به کار می‌روند.
تاریخچه آلیاژها به چه زمانی باز می گردد؟
میتوان تاریخچه آلیاژ را مربوط به زمانی دانست که انسان فلز را شناخت؛ مس، قلع، سرب و روی از اولین فلزاتی بودند که انسان از آن‌ها آلیاژ ساخت.
نخستین آلیاژی که بشر ساخت چه بود؟
مفرغ نخستین آلیاژی ساخته شده توسط انسان است که از ترکیب مس و قلع به صورت مذاب و سرد کردن آن‌ها ساخته شد.