V neželeznih zlitin so tisti, ki nimajo v svojem sestava železove kovine. Zato ne vsebuje nobene vrste jekel, njegova glavna podlaga pa je lahko kateri koli drug kovinski element; kot so aluminij, srebro, baker, berilij, magnezij, titan itd.
Za razliko od gostih jekel, idealnih za kovinsko podporo stavb in mostnih kablov, so železove zlitine običajno lažje in bolj odporne proti koroziji. Od tod do tega se število njihovih aplikacij povečuje eksponentno, pri čemer vsaka zahteva določeno vrsto zlitine, z natančno kovinsko sestavo.
Bronasta skulptura - primer barvne zlitine. Vir: Pixabay.
Nekatere najstarejše in najbolj znane zlitine barvnih kovin v zgodovini sta bron in medenina. Oba imata baker kot kovinsko podlago, s to razliko, da je v bronu pretežno pomešan s kositrom, v medenini pa s cinkom. Glede na kombinacije in sestavo lahko nastanejo bronasti in modrčki z obsežnimi lastnostmi.
Zlitine, ki sestavljajo elektronske naprave, so v bistvu neželezne. Tudi ogrodje najbolj izpopolnjenih vozil in zrakoplovov je narejeno iz teh zlitin, da jim dajo moč pri najmanjši možni teži.
Strukture neželeznih zlitin
Vsaka kovina ima svoje kristalne strukture, ki so lahko hcp (kompaktni šesterokotni), ccp (kompaktni kubik), bcc (telo v središču kubika) ali druge.
Ko se stapijo in zvarijo v trdno raztopino, ki se nato kristalizira, se atomi vseh kovin združijo skozi kovinsko vez in nastale strukture se dodajo ali spremenijo.
Zato bo imela vsaka zlitina določene sestave svoje kristalne strukture. Zato jih za njihovo proučevanje raje uporabljamo pojmi faz (ponavadi jih označujemo kot α in β), ki so v faznem diagramu predstavljeni grafično kot funkcija spremenljivk, kot so temperatura, tlak in sestava.
Iz teh faznih diagramov je mogoče predvideti, pri kateri temperaturi (tekoča faza) se bo talila neželezna zlitina sistema, sestavljena iz dveh ali več kovin, ter narava njegovih trdnih faz.
Predpostavimo par srebrno-bakreni. Z analizo njenega faznega diagrama lahko iz več zlitin pridobimo fizikalne in strukturne informacije z različnimi kombinacijami srebra in bakra (10% Ag in 90% Cu, 25% Ag in 75% Cu itd.). Očitno morajo biti kovine med seboj topne, da lahko kristalizirajo v zlitino na homogen način.
Lastnosti
Lastnosti barvnih zlitin so zelo raznolike. Za jekla ni težko posplošiti, saj kažejo sinergijo lastnosti železa z lastnostmi železa-ogljika, Fe-C. Namesto tega so lastnosti barvnih zlitin večinoma odvisne od kovinske osnove.
Na primer, če so zlitine aluminij ali magnezij, obe lahki kovini, se pričakuje, da bodo lahki. Če titan, gostejšo kovino, pomešamo s katero koli drugo lažjo kovino, mora biti nastala zlitina nekoliko lažja in prožnejša.
Če je znano, da sta baker in zlato dobra prevodnika toplote in električne energije, morata njune zlitine ponujati cenejše, manj mehke in bolj odporne na mehansko delo in korozijo.
Če bi lahko posplošili vse lastnosti in značilnosti te vrste zlitin, bi morale biti: manj goste, mehansko bolj odporne glede na svojo težo, bolj inertne proti oksidaciji, ki jih povzroča njihovo okolje, deformabilne, visoko prevodne toplote in električne energije. Za konec je veliko izjem.
Prijave
Aluminij
So zelo lahke zlitine, zato bi morala biti njihova struktura bcc (najmanj kompaktna). Lahko se deformirajo, da dobijo več oblik, kot so pločevinke, za shranjevanje hrane in pijač.
Običajno imajo visoko odpornost proti koroziji, vendar je obratno sorazmerna z njihovo mehansko odpornostjo, ki se poveča pri mešanju z bakrom, magnezijem ali manganom. Tisti z boljšo mehansko trdnostjo se uporabljajo za avtomobilske dele karoserije in za dele zrakoplova.
Titan
-Titanijeve zlitine najdejo veliko aplikacij za oblikovanje kostnih protez in na splošno je ta kovina zelo združljiva s fiziološkimi matricami.
Uporablja se tudi kot deli okvirja in površine letal, vozil, motociklov, golf klubov, med drugimi artefakti in predmeti.
-Zmešane z aluminijem so bile njegove zlitine uporabljene pri gradnji streh japonskih templjev in pagod ter pri kipih njihovih zmajev.
Srebrna
-Svoja zlitina z grafitom (Ag-C) ima nizko električno upornost, zato se uporablja kot sestavni deli odklopnikov.
-Zmešana z živim srebrom dobimo amalgam s 50% Hg in nižjim odstotkom bakra in kositra, ki se uporablja za zapolnitev zobnih okvar.
-Zalitina z bakrom mu daje tako odpornost, da ustvarja kovinske rezalne plošče in žage.
-V nakitu se uporablja v zlitini paladija in platine, odporne na praske in izgubo lesk.
Magnezij
Gostejši so od aluminija, sicer pa so njihove lastnosti podobne. Dobro se upirajo atmosferskim razmeram, zato so jih uporabili za izdelavo avtomobilskih delov, v menjalnikih, kolesih, projektilih, skratka, v hitrih strojih (pa tudi v kolesih).
Berilij
-Je zlitina Be-Cu se uporablja za elektronske komponente za majhne naprave, kot so pametni telefoni, iPadi, ročne ure, tablice itd.
-Keramika (mešana z galijem, arzenom ali indijem) se uporablja v elektronskih vezjih z visoko gostoto toka.
- V medicini berilijeve zlitine med drugim ponarejajo številne svoje instrumente in naprave, kot so srčni spodbujevalniki, laserski skalpeli, optični bralniki, okvir opreme za jedrsko magnetno resonanco.
-Preizvaja tudi del vojaškega in jedrskega orožja, izdelal je tudi ogledala za satelite z berilijevimi zlitinami.
-Orodji, kovani s temi zlitinami, ne povzročajo iskre, kadar so izpostavljeni visokemu trenju.
Primeri
Nekaj konkretnih primerov barvnih zlitin je:
-Monel in Constantán, zlitine niklja in bakra, vendar s sestavo 2: 1 in 45% (55% bakra).
-Cromel, katerega sestava je 90% niklja in 10% bakra. Uporablja se kot del električnega sistema industrijskih peči, ki lahko prenese visoke temperature.
-Ti-6Al-4V, zlitina titana z vanadijem, aluminijem in drugimi kovinami, ki se posebej uporabljajo v biološke namene.
-Stelit, zlitina kobalta in kroma.
-Magnalij, aluminijeva zlitina z nizkim odstotkom magnezija (manj kot ali enakim 10%). Praktično so aluminijaste plošče bolj odporne na oprijem in so bolj trpežne.
-Belo zlato, katerega sestava je sestavljena iz 90% zlata z 10% katere koli bele kovine, na primer srebra ali paladija.
Reference
- Dr.C.Ergun. (sf). Neželezne zlitine. . Pridobljeno od: users.fs.cvut.cz
- Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation. (2012). Neželezni konstrukcijski materiali (titan, aluminij). . Pridobljeno: nipponsteel.com
- WA Monteiro, SJ Buso in LV da Silva (2012). Uporaba magnezijevih zlitin v prometu, nove lastnosti na magnezijevih zlitinah, Waldemar Alfredo Monteiro, IntechOpen, DOI: 10.5772 / 48273.
- Združenje za razvoj bakra (2018). Baker in bakrene zlitine. Pridobljeno: copperalliance.org.uk
- Michael Oistacher. (7. marec 2018). Srebrne zlitine in njihove uporabe. Pridobljeno: mgsrefining.com
- Terrence Bell. (26. september 2018). Aplikacije za berilij. Pridobljeno od: thebalance.com
- Cosmolinux. (sf). Fazni diagrami dejavnosti. Obnovljeno iz: cosmolinux.no-ip.org