Biasanya digunakan logam bukan ferus : -
a) Aluminium
b) Copper
c ) Magnesium
d ) Nikel
e) Titanium
Logam ini secara amnya memberikan prestasi yang lebih baik berbanding dengan besi aloi berasaskan , namun kerana ia bahan mahal , logam bukan ferus yang seldomly digunakan mengelilingi kami.
aluminium
Mengekstrak Aluminium daripada bijihnya adalah agak berbeza daripada hasil besi. Ini adalah kerana Oksida Aluminium adalah sukar untuk memecahkan kerana ikatan yang kuat di antara atom aluminium dan oksigen.
Bijih aluminium dipanggil bauksit adalah bahan utama untuk menghasilkan aluminium tulen yang mengandungi aluminium oksida terhidrat.
Proses Bayer digunakan untuk menghasilkan aluminium. Proses langkah: -
. a) bauksit bertindak balas dengan natrium hidroksida panas yang menukar aluminium oksida ke dalam natrium aluminat
. b) penyelesaian kemudiannya ditapis untuk bahan tidak larut
. c) remainingaluminumhydroxideisprecipitatedfromaluminatesolution
. d) aluminium hidroksida adalah menebal dan calcined untuk aluminium oksida
. e) aluminium hidroksida dibubarkan di mandi lebur cryolite ( Na3AlF6 )
. f) Elektrolisis dilakukan pada penyelesaian ini untuk menghasilkan aluminium tulen menggunakan anod karbon dan chatode
. g) aluminium lebur akan tenggelam ke bawah dan dipungut untuk proses seterusnya
Rajah 1 : Proses Elektrolisis untuk mengeluarkan aluminium
Aluminium lebur kemudian dipindahkan ke relau lain untuk rawatan lanjut.
Di sini, aluminium cecair dibersihkan dengan gas klorin untuk membuang gas hidrogen dibubarkan dari electroysis . Proses ini dipanggil degassed .
Permukaan cecair adalah skim untuk menghapuskan pembentukan oksida. Cecair itu kemudian dibuang ke dalam bentuk jongkong atau dalam bentuk kepingan, atau lantak penyemperitan untuk fabrikasi lagi.
Aloi aluminium tempa
Aloi aluminium dihasilkan dalam bentuk tempa iaitu: lembaran , plat , penyemperitan, rod dan dawai ).
Aloi tempa dikelaskan mengikut elemen utama pengaloian mengandungi dalam aloi tempa.
Empat digit bilangan digunakan untuk mengenal pasti kumpulan. Digit pertama menunjukkan kumpulan aloi, angka kedua menunjukkan had najis dan lepas 2 digit menunjukkan kesucian aluminium.
Jadual 1: klasifikasi aluminium tempa
jawatan sabar
Selain daripada menunjukkan kandungan aloi, aluminium tempa juga diklasifikasikan kepada keupayaan dan sejarah proses.
Jawatan sabar dipisahkan oleh sempang .
Contoh: - 1100 - H14
Jika H menunjukkan pengerasan terikan proses , proses yang dinyatakan angka pertama selepas pengerasan terikan , dan angka kedua menunjukkan tahap proses dilakukan untuk aloi.
Penetapan asas: -
F - sebagai palsu , tidak ada kawalan ke atas jumlah proses dilakukan
O - licin dan recrystallized (kekuatan dan kemuluran terendah tertinggi)
H - tekanan keras
T - dirawat haba
Tekanan pecah keras (H)
H1 - tekanan keras sahaja ( H12 - H18 minimum kepada maksimum 75 % daripada kawasan pengurangan)
H2 - tekanan keras dan sebahagiannya licin
H3 - tekanan keras dan stabil
Dirawat haba pecah
T1 - secara semula jadi tua
T3 - panas penyelesaian dirawat, kerja sejuk dan secara semula jadi berusia keadaan stabil
T4 - penyelesaian adalah dirawat haba dan secara semula jadi berusia keadaan stabil
T5 - disejukkan dari suhu proses membentuk dan
T6 buatan berumur - panas penyelesaian dirawat dan kemudian buatan berumur haba
T7 -penyelesaian dirawat dan stabil
T8 - panas penyelesaian dirawat, sejuk bekerja dan kemudian buatan berumur
Bukan haba dirawat aloi Aluminium tempa
Ini kumpulan aloi tidak boleh mengubah sifat-sifat mekanikal (kekuatan ) oleh rawatan haba. Hanya kerja sejuk yang boleh dilakukan untuk meningkatkan kekuatannya.
Kumpulan-kumpulan ini adalah: - 1xxx , 3xxx , dan 5xxx adalah aloi bukan haba dirawat.
Details: -
1xxx - sekurang-kurangnya 99.0% Aluminium, besi dan silikon adalah kekotoran utama. 0.12% cooper ditambah untuk kekuatan tambahan. Gunakan terutamanya untuk lembaran kerja logam
3xxx - mangan sebagai unsur mengaloi utama. Kekuatan yang dicapai oleh pepejal penyelesaian pengerasan. Kekuatan lebih tinggi daripada aloi 1xxx . Multi penggunaan tujuan dan mudah untuk dibentuk
5xxx - magnesium sebagai unsur mengaloi utama, kekuatan yang lebih tinggi daripada aloi 3xxx . Sesuai untuk lembaran kerja logam (bas trak, dan marin permohonan)
Haba dirawat aloi tempa
Kumpulan 2xxx , 6xxx dan 7xxx semua boleh dirawat haba untuk meningkatkan kekuatan oleh pemendakan pengerasan.
2xxx - cooper sebagai unsur mengaloi utama. Paling penting dari kumpulan ini adalah 2024 4.5% Cu, 1.5% Mg dan 0.6% Mn. Kekuatan aloi tinggi yang digunakan untuk membuat struktur pesawat.
6xxx - magnesium dan silikon sebagai unsur mengaloi utama. Digunakan untuk tujuan struktur umum.
7xxx - zink, magnesium dan cooper sebagai unsur mengaloi utama. Mempunyai kekuatan yang tinggi setanding dengan kumpulan 2xxx . Digunakan untuk struktur pesawat.
Permohonan utama untuk aluminium adalah untuk pemutus. Ini adalah kerana suhu lebur yang rendah (berbanding dengan keluli) dan ketidakstabilan baik cecair yang sesuai untuk pemutus.
Unsur mengaloi utama adalah silikon, yang ditambah dari 5-12% . Silikon akan membuat cecair lebur aloi lebih mengukuhkan pepejal .
Unsur lain ditambah : -
Magnesium - 0,3-1 % kepada kekuatan meningkat dan boleh dirawat haba
Cooper - 1 - 4% kepada kekuatan meningkat terutamanya pada suhu
yang tinggi yang lain , zink , timah , titanium dan kromium juga ditambah .
Rajah 2: - produk oleh aluminium cast
Proses Die
pemutus
Rajah 3: - mati cast proses skema
Popular proses untuk menghasilkan bahagian-bahagian yang agak kecil seperti permainan kanak-kanak dan beberapa komponen automotif. Menghasilkan kemasan permukaan yang baik untuk produk.
Acuan tetap digunakan dan boleh automatik untuk pengeluaran cepat.
pemutus pasir
Rajah 4: pemutus pasir digunakan untuk menghasilkan bahagian-bahagian yang besar seperti kepala enjin automotif.
Acuan pasir dihasilkan pertama dengan acuan tetap yang mempunyai bahagian atas dan bahagian-bahagian yang lebih rendah. Teras digunakan untuk bentuk berongga dihasilkan dan lubang.
Kedua-dua bahagian atas dan bawah dipasang dan aloi lebur akan dicurahkan . Selepas keras lebur, acuan pasir kemudian digodam dan membuang bahagian-bahagian yang dihasilkan.
Proses ini adalah sesuai bagi bahagian-bahagian bentuk kompleks.
Penjelasan mengenai kerja sejuk panjang dan penyepuhlindapan
Kesan kerja sejuk pada logam
Rajah 28 : Proses Dingin logam ( a) proses rolling sejuk (b) proses penyemperitan sejuk
Rajah 28a : Metal tegang untuk titik alah , selepas menghasilkan kita boleh diperolehi titik alah lebih tinggi disebabkan oleh tekanan mekanisme pengerasan
Kerja sejuk ditakrifkan sebagai proses yang digunakan pada logam untuk cacat untuk membentuk pada suhu yang jauh di bawah suhu penghabluran , atau dalam erti kata umum, proses membentuk logam pada suhu ambien.
Kesan ke atas logam yang kerja sejuk adalah satu penyelewengan bentuk bijirin dan penghalusan bijian. Ini menyumbang kepada kenaikan kekerasan logam dan kekuatan. Mekanisme ini juga dikenali sebagai pengerasan terikan .
Sebutir terganggu atau bijirin perbaikan oleh kerja-kerja mekanikal disebabkan pesawat struktur kristal untuk memindahkan . Seperti yang kita belajar dari topik sebelum ini, kita tahu bahawa terkehel akan menurun kekuatan material. Walau bagaimanapun, jika kehelan adalah untuk banyak dan disusun dengan cara huru-hara, terkehel lain akan berhenti lagi penempatan ini menyebabkan pesawat kristal tidak boleh bergerak dengan mudah dan menggalakkan untuk kenaikan pada pengerasan dan kekuatan.
jumlah kerja sejuk digunakan dirumuskan oleh formula yang mudah: -
mana AO mewakili kawasan sebelum kerja-kerja sejuk dan kawasan Af selepas kerja sejuk.
Walaupun kerja sejuk menggalakkan kekerasan yang lebih tinggi dan kekuatan, rawatan haba lanjut masih digunakan ini adalah untuk melembutkan bahan-bahan untuk kemuluran yang lebih baik dan kestabilan bahan , ini juga akan meningkatkan kekonduksian elektrik wayar logam. Ini jenis rawatan haba dipanggil Penyepuhlindapan .
Rajah 28b : Hubungan antara sifat bahan kepada% kerja sejuk dilakukan
Penyepuhlindapan.
Penyepuhlindapan adalah proses yang recrystalize yang memutarbelitkan struktur kristal logam yang stabil baru dan meningkatkan sifat bahan mengikut keperluan reka bentuk.
Idea ini adalah untuk dipanaskan kembali hasil kerja sejuk ke suhu daripada untuk
daripada suhu lebur dan menyejukkan ke bawah mengikut lengkung penyejukan yang sesuai. Suhu ini dipanggil suhu recrystalzation .
The CW % lebih tinggi rendah suhu recrystalization yang ini adalah disebabkan oleh ketidakstabilan bahan.
Proses Anealling dibahagikan kepada 3 kategori bergantung kepada keperluan reka bentuk kami : -
a ) Pemulihan
Proses ini bertujuan untuk mengurangkan jumlah tertentu tekanan dalam hasil kerja sejuk tanpa kehilangan banyak kekerasan dan kekuatan. Saiz butiran dan struktur kekal tetapi bilangan kecacatan / penyelewengan dalam bijirin dikurangkan. Hasil kerja sejuk dipanaskan pada suhu rendah , kira-kira 100 ° C -200 ° C bagi aloi tembaga. Logam yang berbeza akan mempunyai suhu yang berbeza.
b) Recrystalization
Proses yang recrystalize bijirin yang lebih tua ( daripada kerja sejuk) ke dalam struktur kristal baru.
Proses ini boleh dilakukan dengan memanaskan hasil kerja sejuk ke suhu recrystalization dan memegang kepada suhu itu bagi tempoh tertentu untuk menggalakkan gandum baru .
Proses ini benar-benar meneutralkan semua tekanan dan ketidakstabilan daripada proses kerja sejuk.
Kekuatan produk akan menurun tetapi meningkat dalam kemuluran. a) pertumbuhan Grain
Proses ini dilakukan pada suhu yang lebih tinggi sebagai lanjutan dari suhu recrystalization .
Saiz butiran akan berkembang lebih besar. Kemuluran maksimum boleh mendapatkan tetapi kekuatan tegangan yang miskin.
Ringkasan proses itu boleh dilihat pada angka 29
Rajah 29 : Proses Penyepuhlindapan bagi aloi tembaga
Cooper aloi
Logam kejuruteraan penting di mana digunakan secara meluas dalam keadaan yang tulen serta keadaan aloi .
Ciri-ciri asas: -
a) kekonduksian elektrik yang tinggi (biasanya dalam keadaan murni)
b) kekonduksian haba yang tinggi (terutamanya digunakan sebagai penukar haba )
c ) kekuatan Corrosionresistance
d ) Mudah untuk memalsukan dan sendi
e) tinggi dalam bentuk aloi
Klasifikasi cooper aloi
Aloi Cooper adalah menetapkan oleh CDA ( cooper pembangunan persatuan). Semua jenis aloi dikodkan dari C10100 untuk C79900 untuk menetapkan aloi tempa dan C80000 untuk C99900 untuk menetapkan pemutus aloi.
Jadual 2 : Kod Standard untuk cooper aloi
Jadual 3: Permohonan aloi cooper mengikut kod bahan
Tempa cooper aloi
Unalloyed cooper - salah satu logam yang paling penting dalam aplikasi kejuruteraan kerana kekonduksian elektrik yang tinggi dan tahan rendah arus elektrik. Cooper kesucian lebih daripada 99.3 % dianggap unalloyed cooper atau tulen cooper .
Permohonan: -
a) wayar elektrik b) konduktor bas Elektrik c) Anodesforvacuumtubes d) tiub mikro
Boleh bekerja sejuk dan licin untuk mengubah suai kekuatan dan kekerasan .
Aloi Cooper- Zink - dikenali sebagai tembaga, unsur mengaloi utama adalah zink dengan komposisi yang terdiri daripada 5% kepada 40%. Sejumlah kecil timah hitam ditambah (0.5% -3% ) untuk meningkatkan di mesin .
Permohonan: -
a) teras Radiator dan tangki
b) perlawanan Lampu
c) Heatexchanger
d) Alat muzik
e) Valve
f) Aksesori
Brass mempunyai kemasan permukaan yang sangat baik, mudah untuk mesin dan membentuk ke dalam bentuk. Kekuatan boleh mengubah suai oleh kerja sejuk dan penyepuhlindapan.
Aloi Cooper -Tin - dikenali sebagai gangsa. Tin adalah unsur mengaloi utama dengan komposisi 1% kepada 10%. Tin menguatkan aloi oleh pepejal penyelesaian pengerasan. Gangsa umumnya lebih kuat dan lebih sukar daripada tembaga, ia juga mempunyai rintangan yang lebih baik hakisan.
Dalam beberapa aplikasi kejuruteraan , gangsa yang digunakan untuk membuat bearing dan gear. Dengan menambah 5 hingga 10 peratus plumbum, Satu permukaan pelinciran diri boleh dicapai untuk tujuan itu.
Permohonan: -
a) Bolt dan kacang
b) Paip aksesori
c ) Kunci
d) Paku
e) Heatexchanger
Cooper- berilium - dihasilkan oleh dengan menambah 0.6 ke 2 peratus Jadi dengan tambahan kobalt 0,2-2,5 peratus. Kekuatan yang dicapai oleh pemendakan pengerasan. Ia boleh dirawat haba dan licin untuk mengubah suai kekuatan
Kekuatan yang sangat tinggi, tahan kakisan dan ciri-ciri keletihan yang baik.
Salah satu penggunaan utama adalah alat di mana keadaan tidak mencetuskan diperlukan (minyak dan loji gas). Menjadikan ia bahan yang mahal.
Permohonan: -
a) Springs
b) Gear
c) Injap
d) Kimpalan peralatan
e) Alat
aloi magnesium
Magnesium adalah logam ringan ( ketumpatan = 1.74g/cm3 ) berbanding aluminium ( ketumpatan = 2.70g/cm3 ) yang sesuai untuk aplikasi yang memerlukan logam ringan.
Walau bagaimanapun magnesium mempunyai banyak kelemahan: -
a) Kos lebih daripada aluminium (kira-kira 6 kali lebih mahal) b) Sukar untuk membuang kerana kereaktifan yang tinggi kepada oksigen di udara. perlu khas
kaedah dan perlindungan. c) Lowstrengthanddifficulttocoldwork
Klasifikasi aloi : -
Aloi magnesium dibahagikan kepada 2 bahagian utama iaitu : haba haba dirawat dan tidak boleh dirawat dalam bentuk aloi tempa (lembaran , plat, penyemperitan , memalsukan ) dan aloi cast .
Kod Standard untuk aloi magnesium : -
Contoh: - HK31A - H24
Diperuntukkan oleh 2 huruf diikuti oleh 2 atau 3 nombor. Huruf berdiri untuk 2 unsur mengaloi utama di mana huruf pertama menetapkan unsur mengaloi yang mempunyai kepekatan tertinggi dan surat kedua untuk kepekatan kedua tertinggi .
Simbol surat yang digunakan dalam aloi magnesium penggredan : -
A = Aluminium
E = nadir bumi
H = torium
K = zirkonium
Q = perak
Z = zink
M =
S = mangan silikon
T = timah
Nombor pertama selepas huruf menetapkan peratusan berat unsur surat pertama dan nombor kedua selepas huruf menetapkan peratusan berat unsur surat kedua.
Surat selepas bilangan menetapkan pengubahsuaian dilakukan ke atas aloi (A, B, ... dll).
Kemarahan kod jawatan adalah sama dengan aluminium yang dipisahkan oleh '-' tanda selepas pengkodan.
Ringkasan: -
Elemen 2 % berat
HK31A - H24
jenis pengubahsuaian
Jawatan sabar (rujuk berat Tertinggi % mengaloi 1 elemen berat % kepada aluminium)
elemen
Contoh: -
HK31A - H24 : - 3% kandungan thorium , 1% zirkonium dengan pengubahsuaian A . H24 menetapkan bahawa bahan-bahan telah kerja sejuk dan sebahagiannya licin .
Permohonan: -
Bahagian-bahagian automotif : - penutup enjin , monoarm basikal , komponen enjin kecil ( rantai ), dan lain-lain
aloi titanium
Mengkategorikan sebagai aloi ringan dengan ketumpatan 4.54 g/cm3 sahaja , tetapi mempunyai ciri-ciri kekuatan yang tinggi. Kos lebih tinggi daripada aloi aluminium kira-kira 6 kali, tetapi titanium masih bahan yang digunakan aplikasi aeroangkasa.
Berfaedah titanium : -
a) Superior ringan dengan kekuatan yang tinggi b) tahan kakisan tinggi dalam kimia digunakan c) Doesnotsoftenathightemperature
Merugikan : -
a) Kos yang tinggi
b) Vey sukar untuk mengeluarkan untuk titanium tulen daripada bijih
c) Difficulttobemachinedforprecision
Jadual 4: kod aloi dan permohonan bagi magnesium , titanium dan nikel aloi
Aloi Ti- 6AL -4V adalah aloi titanium yang paling banyak digunakan kerana ia telah seimbang dari segi kekuatan dan kebolehkerjaan.
Kekuatan tegangan yang boleh ditingkatkan oleh penyelesaian pengerasan sehingga 1173 MPa (berbanding dengan keluli kira-kira 1000 MPa)
aloi nikel
Salah satu bahan-bahan kejuruteraan yang paling penting kerana karat dan tahan tinggi untuk pengoksidaan pada suhu tinggi.
Mudah dibentuk dan kerja sejuk tetapi mahal yang menghadkan penggunaannya (35 kali lebih mahal daripada keluli)
Perdagangan dan nikel aloi monel
Nikel tulen digunakan bagi bahagian-bahagian elektrik dan elektronik kerana kekonduksian yang baik elektrik dan peralatan pemprosesan makanan.
Biasanya aloi dengan cooper (32%) untuk dihasilkan monel 400 aloi yang mempunyai kekuatan yang agak tinggi, kebolehkimpalan dan tahan kakisan yang sangat baik dengan persekitaran banyak. Penambahan cooper juga mengurangkan kos bahan.
Untuk kekuatan lebih tambah , 3% Al dan 0.6% Ti ditambah kepada peningkatan kekuatan oleh pemendakan pengerasan.
Superalloys berasaskan nikel
Digunakan terutamanya di bahagian-bahagian turbin gas yang mempunyai operasi suhu tinggi dan keadaan pengoksidaan tinggi.
Kandungan superalloys : - 50% - nikel 60%, 15% - 20 % kromium , 15% - 20% kobalt, 1% - aluminium 4% dan 2% - 4% titanium.
Unsur mengaloi akan membentuk pelbagai jenis kompaun karbida yang menyumbang kepada kekuatan bahan pada suhu tinggi dan kimia tahan serangan.
No comments:
Post a Comment