A kohászati ipar mindenki életében fontos szerepet tölt be, hiszen minden nap különféle fémtermékekkel kell megküzdenie. És különféle ötvözetekből készülnek, amelyeket olvasztással nyernek. Ezen anyagok gyártása során legalább két fémet használnak, és speciális adalékokat használnak a tulajdonságok javítására. Ez a cikk számos vas-nikkel ötvözetet, azok tulajdonságait és alkalmazásait ismerteti.
A vas tulajdonságairól
A tiszta vas ezüstszürke színű, alakítható és alakítható. A természetben előforduló őshonos ingotnak kifejezett fémes fénye és jelentős keménysége van. Az anyag magasságában és elektromos vezetőképességében a szabad elektronok segítségével könnyen átadja az áramot. A fém átlagos tűzállósággal rendelkezik, +1539 Celsius fokos hőmérsékleten meglágyul és elveszíti ferromágneses tulajdonságait. Ez egy kémiailag aktív elem. Normál hőmérsékleten könnyen reagál, melegítéskor ezek a tulajdonságok javulnak. Levegőben oxidfilm borítja, ami megakadályozza a reakció folytatását. Ha nedves környezetnek van kitéverozsda jelenik meg, ami már nem akadályozza meg a korróziót. Ennek ellenére a vasat és ötvözeteit széles körben használják.
Egy kis történelem
Az Invar vas és nikkel ötvözete, amely 36%-ban ötvöző adalékot tartalmaz. Először 1896-ban fedezte fel Franciaországban Charles Guillaume fizikus. Ebben az időben egy olcsó fém keresésén dolgozott a tömeg- és hosszúságmérő szabványokhoz, amelyeket egy nagyon drága platina-iridium ötvözetből készítettek. Ennek a felfedezésnek köszönhetően a tudós 1920-ban megkapta a fizikai Nobel-díjat.
Az "invar" szó latinul azt jelenti, hogy változatlan. Ez azt jelenti, hogy a vas-nikkel ötvözet hőtágulási együtthatója széles hőmérsékleti tartományban - -80 és 100 Celsius fok között állandó marad. Ennek az ötvözetnek több más neve is van: nilvar, vakodyl, nilo-ötvözet, radiometal. Az Invar az Imphy Alloys Inc. védjegye, amely az Arcelor Mittal acélcsoport tulajdonosa.
Vas-nikkel ötvözet
A vas tulajdonságainak javítása érdekében különféle adalékanyagok felhasználásával ötvözeteket állítanak elő. A tudósok úgy vélték, hogy nem lesz nehéz vas-nikkel ötvözetet előállítani, figyelembe véve a fémek termodinamikai tulajdonságait. A gyakorlatban azonban problémákba ütköztek. A fémek kölcsönhatása során a vas nikkel ötvözetének előállítása során egy oldalsó oxidációs folyamat eredményeként a kétértékű vas három vegyértékű állapotba kerül.
Ennek eredményeként az ötvözet hozama csökken, és bizonyos fizikai tulajdonságok romlanak. A probléma megoldására aminokat és szerves savakat adnak az elektrolithoz, amelyek a vasvassal kevéssé oldódó vegyületeket képeznek. Ebben a tekintetben a csapadék rugalmassága javul, egyenletes eloszlása érdekében az elektrolitokat összekeverik. A kapott vas és nikkel ötvözetet invarnak nevezik.
Invar ötvözet használata
A jelentéktelen hőtágulási együttható lehetővé teszi a gyártáshoz való felhasználását:
- hangszeralkatrészek;
- szalag és huzal geodéziai munkákhoz;
- Lézeres tartószerkezetek;
- óra szerkezetek alkatrészei, kronométeringák;
- hengerelt termékek: melegen hengerelt rúd és lemez, hidegen hengerelt szalag, varrat nélküli csövek, kovácsolt rudak.
A szilárdság növelése érdekében a vas-nikkel ötvözet hideg képlékeny alakváltozását, majd alacsony hőmérsékletű hőkezelését végezzük. A normál légköri feltételek melletti nagyobb korrózióállóság érdekében felületét polírozzák, és védőréteget alkalmaznak, ha a terméket agresszív környezetben való használatra szánják. Az Invar korróziógátló tulajdonságai is javulnak, ha körülbelül 12% krómot adnak az összetételéhez, miközben 100 fokos hőmérsékletre melegítve megőrzi állandó rugalmasságát.
Mágneses ötvözetek
Ezeket az ötvözeteket széles körben használják az elektrotechnikában. Állandó mágnesek, transzformátormagok,elektromos mérőműszerek, elektromágnesek. Az emberek régóta tudják, hogy a vas mágneses, és ennek eredményeként számos felhasználási területe van.
Sokkal később felfedezték, hogy ugyanez a tulajdonság a nikkelben és néhány más fémben is rejlik. A vas és nikkel mágneses ötvözetéből készült termékek akkor is képesek fenntartani saját mágneses terüket, amikor a külső már nincs jelen. Sőt, ez a személyes mező ismét képes befolyásolni más mágneses testeket.
Nikkel, kob alt és ötvözeteik
A kob alt és a nikkel a vas alcsoport elemei. Mindhárom elem hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, de vannak jelentős különbségek is. Mindkét fém sűrűbb a vasnál, és sokkal keményebb és erősebb a vasnál. Kémiai szempontból kevésbé aktívak, különböznek a korrózióállóságban. Ezenkívül a fémeket a gázkorrózióval szembeni nagyobb ellenállásuk miatt értékelik.
A kob alt és a nikkel hátránya a magas toxicitásuk és a vashoz viszonyított jelentős költségük. Alkalmazásukat szénacélból és vasból elektrokémiai reakciókkal készült termékek korróziógátló külső bevonására találják. Ezenkívül olyan alkatrészek és alkatrészek gyártására is használják, amelyek fokozott szilárdságot és keménységet igényelnek. Különös jelentőséget kell tulajdonítani a vas-, nikkel- és kob altötvözeteknek, amelyeket koinvarnak, invarnak, szupermalloynak, permalloynak és malloynak neveznek. Fő előnyük a magasban rejlikmágneses tulajdonságok. Ezeket az ötvözeteket különféle elektromágneses eszközök mágneses áramköreinek előállítására használják.
Alloy Kovar
A keverék kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkező fémekből áll. Könnyen megmunkálhatók, könnyen hengerelhetők, lyukaszthatók, kovácsolhatók és sajtolhatók. A kob alt, nikkel és vas ötvözetét pedig másképpen kovarnak nevezik. A kémiai elemek jól megválasztott kombinációja kiváló tulajdonságokat biztosít az anyagnak. Ennek az ötvözetnek jó a hővezető képessége, nagy az elektromos ellenállási együtthatója, és széles hőmérsékleti tartományban nullához közeli lineáris tágulási indexe van. Az egyetlen hátránya az alacsony korrózióállóság nedves környezetben, ezért gyakran használnak ezüst védőbevonatot. A Kovart széles körben használják az iparban:
- csövek, szalagok és vezetékek;
- kondenzátorok;
- a műszerekben lévő berendezések esetei;
- részletek a rádióelektronikában;
- esetek az elektrovákuumiparban.
Az ötvözet drága kob altot és nikkelt tartalmaz, ami növeli az anyag költségét, de a jó teljesítmény és a hosszú élettartam fedezi a kezdeti beruházást.
Alni ötvözetek
Az Alni a vas-nikkel-alumínium mágneses ötvözetek csoportneve. Az alumínium és a nikkel koncentrációjának bizonyos határokon belüli növekedésével a maradék indukció csökken, és a kényszerítő erő nő. A leggyakrabban használt ötvözetek, amelyekben az alumínium 11-től18%, és nikkel - 20-34%. Az ilyen ötvözetek fő tulajdonságai az elektromos vezetőképesség, a hővezetőképesség és a hajlékonyság. Mindegyikre jellemző a jó hegesztés.
Az ötvözetek mágnesek gyártásához való felhasználásához kob alttal és rézzel ötvözik őket. Ebben az esetben az anyag keménységet és törékenységet kap, és durva szemcsés szerkezetű. Az Alni ötvözetek szerkezeti anyagként szolgálnak a gázturbinák és sugárhajtóművek alkatrészeinek szerkezeti anyagaként, amelyek hosszú ideig, több mint 1000 Celsius fokon üzemelnek, így a fém károsodás nélkül marad.
Következtetés
A modern iparban erősen használt összes fém ötvözet. Például a világon előállított vas szinte teljes mennyiségét vas és acél előállítására használják fel. Ez azzal magyarázható, hogy az ötvözeteket jobb tulajdonságok jellemzik, mint a fémeket, amelyekből nyerik. Meg kell jegyezni, hogy az ipar által gyártott ötvözetek közös tulajdonságokkal rendelkeznek: szilárdság, keménység, rugalmasság és plaszticitás. A vas-nikkelesek pedig mágneses tulajdonságokkal is rendelkeznek, amelyek a gyártás során további ötvözéssel fokozódnak.
