Ένα κράμα είναι ένα ομοιογενές σύνθετο υλικό. Ιδιότητες κράματος

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Όλοι έχουν ακούσει τη λέξη «κράμα» και κάποιοι τη θεωρούν συνώνυμη με τον όρο «μέταλλο». Αλλά αυτές οι έννοιες είναι διαφορετικές. Τα μέταλλα είναι μια ομάδα χαρακτηριστικών χημικών στοιχείων, ενώ ένα κράμα είναι προϊόν του συνδυασμού τους. Στην καθαρή τους μορφή, τα μέταλλα πρακτικά δεν χρησιμοποιούνται, επιπλέον, είναι δύσκολο να ληφθούν στην καθαρή τους μορφή. Ενώ τα κράματα είναι πανταχού παρόντα.

Τι είναι το κράμα

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτό το ζήτημα. Άρα, ένα κράμα είναι ένας συνδυασμός πολλών μετάλλων ή ενός και διαφόρων μη μεταλλικών πρόσθετων. Τέτοιες συνδέσεις χρησιμοποιούνται παντού. Ένα κράμα είναι ένα μακροσκοπικό ομοιογενές σύστημα που λαμβάνεται με τήξη. Είναι γνωστά από την αρχαιότητα, όταν η ανθρωπότητα, χρησιμοποιώντας πρωτόγονες τεχνολογίες, έμαθε να παράγει χυτοσίδηρο, μπρούτζο και λίγο αργότερα, χάλυβα.

Η παραγωγή και χρήση αυτών των υλικών οφείλεται στο γεγονός ότι είναι δυνατό να ληφθεί ένα κράμα με τις επιθυμητές τεχνολογικές ιδιότητες, ενώ πολλά χαρακτηριστικά (αντοχή, σκληρότητα, αντοχή στη διάβρωση και άλλα) είναι υψηλότερα από αυτά τουτα επιμέρους συστατικά του.

Κύριο είδος

Πώς ταξινομούνται τα κράματα; Αυτό γίνεται σύμφωνα με τον τύπο του μετάλλου, που είναι η βάση της σύνδεσης, δηλαδή:

1. Μαύρο. Η βάση είναι σιδερένια. Τα σιδηρούχα κράματα περιλαμβάνουν όλους τους τύπους χάλυβα και χυτοσιδήρου.
2. Έγχρωμο. Η βάση είναι ένα από τα μη σιδηρούχα μέταλλα. Τα πιο κοινά μη σιδηρούχα κράματα βασίζονται στον χαλκό και το αλουμίνιο.
3. Κράματα σπανίων μετάλλων. Με βάση το βανάδιο, το νιόβιο, το ταντάλιο, το βολφράμιο. Χρησιμοποιείται κυρίως στην ηλεκτρική μηχανική.
4. Κράματα ραδιενεργών μετάλλων.

Στο κύριο συστατικό, προστίθενται άλλα στοιχεία στο κράμα - μέταλλα και αμέταλλα, τα οποία βελτιώνουν τις τεχνολογικές του ιδιότητες. Αυτά τα πρόσθετα ονομάζονται κράματα. Επίσης, επιβλαβείς ακαθαρσίες υπάρχουν στα κράματα - εάν ξεπεραστεί η επιτρεπόμενη τιμή τους, πολλά χαρακτηριστικά του υλικού μειώνονται. Λοιπόν, τώρα ξέρετε τι είναι κράμα.

Τα κράματα ταξινομούνται επίσης σε διπλά, τριπλά και άλλα - ανάλογα με τον αριθμό των συστατικών. Σύμφωνα με την ομοιογένεια της δομής - σε ομοιογενή και ετερογενή. Με χαρακτηριστικές ιδιότητες - εύτηκτο και πυρίμαχο, υψηλής αντοχής, ανθεκτικό στη θερμότητα, αντιτριβικό, ανθεκτικό στη διάβρωση και υλικά με ειδικές ιδιότητες.

Μηχανικές ιδιότητες

Οι μηχανικές ιδιότητες των κραμάτων καθορίζουν την απόδοση του υλικού όταν εκτίθεται σε εξωτερικές δυνάμεις. Προκειμένου να βρεθούν τα χαρακτηριστικά της σύνδεσης, το δείγμα υποβάλλεται σε διάφορες δοκιμές (διάταση, γρατσουνιά, φόρτωση, πίεση σε αυτό μια μεταλλική μπάλα ή κώνο διαμαντιού, μελέτη κάτω απόμικροσκόπιο) για τον προσδιορισμό της αντοχής, της ελαστικότητας, της πλαστικότητας.

Φυσικά

Η σύνθεση ενός κράματος καθορίζει τις φυσικές του ιδιότητες. Αυτά περιλαμβάνουν το ειδικό βάρος, την ηλεκτρική αγωγιμότητα, το σημείο τήξης, την ειδική θερμοχωρητικότητα, τον συντελεστή ογκομετρικής και γραμμικής διαστολής. Οι φυσικές ιδιότητες περιλαμβάνουν επίσης τις μαγνητικές ιδιότητες των κραμάτων. Χαρακτηρίζονται από υπολειμματική επαγωγή και μαγνητική διαπερατότητα.

Χημικό

Ποιες είναι οι χημικές ιδιότητες του κράματος; Αυτά είναι χαρακτηριστικά που καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο το υλικό αντιδρά στην επίδραση διαφόρων ενεργών, συμπεριλαμβανομένων των επιθετικών παραγόντων. Η χημική επίδραση του περιβάλλοντος μπορεί να φανεί οπτικά: ο σίδηρος «τρώγεται» από τη σκουριά, μια πράσινη επίστρωση οξειδίων εμφανίζεται στον μπρούντζο, ο χάλυβας διαλύεται σε θειικό οξύ.

Στη μεταλλουργία και τη βαριά μηχανική, χρησιμοποιούνται πολλές μέθοδοι για την καταπολέμηση της επιθετικής επίδρασης του εξωτερικού περιβάλλοντος: αναπτύσσονται νέα, πιο ανθεκτικά υλικά με βάση τον χαλκό, το τιτάνιο και το νικέλιο, τα κράματα καλύπτονται με προστατευτικά στρώματα - βερνίκια, χρώματα, μεμβράνες οξειδίου, βελτιώνουν τη δομή τους. Ως αποτέλεσμα αρνητικών περιβαλλοντικών παραγόντων, η βιομηχανία ζημιώνεται ετησίως που ανέρχεται σε εκατομμύρια τόνους χάλυβα και χυτοσίδηρου.

Τεχνολογικά

Κατασκευαστικότητα - τι είναι; Ένα κράμα στη βιομηχανία δεν χρειάζεται από μόνο του, οποιοδήποτε μέρος κατασκευάζεται από αυτό. Κατά συνέπεια, το υλικό θα θερμανθεί, θα κοπεί, θα παραμορφωθεί, θα υποστεί θερμική επεξεργασία και θα πραγματοποιηθούν άλλοι χειρισμοί. Κατασκευαστικότητα είναι η ικανότητα ενός κράματος να υποβάλλεται σε διάφορες μεθόδους θερμής καιψυχρή επεξεργασία, όπως τήξη, εύκολο να απλωθεί και να γεμίσει το καλούπι, θερμή ή κρύα παραμόρφωση (σφυρηλάτηση, θερμή και κρύα σφράγιση), συγκόλληση, κοπή μετάλλων.

Οι τεχνολογικές ιδιότητες μπορούν να χωριστούν σε:

1. Χυτήριο. Χαρακτηρίζονται από ρευστότητα - ικανότητα πλήρωσης του καλουπιού για χύτευση, συρρίκνωση (ποσοστό απώλειας όγκου μετά από ψύξη, στερεοποίηση) και διαχωρισμό - μια πολύπλοκη διαδικασία κατά την οποία σχηματίζεται μια ανομοιογενής δομή του υλικού σε διαφορετικά μέρη της χύτευσης.
2. Πλαστιχότητα. Αυτή είναι η ικανότητα ενός κράματος να παραμορφώνεται υπό κρουστική φόρτιση και να παίρνει το επιθυμητό σχήμα χωρίς απώλεια ακεραιότητας. Ορισμένα μέταλλα είναι ελατά μόνο όταν είναι ζεστά, άλλα και κρύα και ζεστά. Για παράδειγμα, ο χάλυβας σφυρηλατείται σε θερμή μορφή. Τα κράματα αλουμινίου και ορείχαλκου παίρνουν το επιθυμητό σχήμα καλά σε θερμοκρασία δωματίου. Ο μπρούντζος δεν προσφέρεται καλά για την παραμόρφωση κρούσης, ενώ οι χυτοσίδηροι δεν είναι όλκιμοι και καταστρέφονται υπό την επίδραση ενός σφυριού (με εξαίρεση τον ελατό χυτοσίδηρο).
3. Συγκολλησιμότητα. Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει καλή συγκολλησιμότητα, αυτό το χαρακτηριστικό είναι πολύ χειρότερο για χάλυβες υψηλής κραματοποίησης και χυτοσίδηρο.