Industri metalurgi memainkan peranan penting dalam kehidupan setiap orang, kerana setiap hari anda perlu berurusan dengan pelbagai produk logam. Dan mereka diperbuat daripada pelbagai aloi, yang diperoleh melalui peleburan. Dalam pengeluaran bahan-bahan ini, sekurang-kurangnya dua logam digunakan, dan bahan tambahan khas digunakan untuk memperbaiki sifat. Artikel ini akan mengkaji beberapa aloi besi-nikel, sifat dan kegunaannya.
Mengenai sifat besi
Besi tulen berwarna kelabu perak dan boleh ditempa dan ditempa. Jongkong asli yang ditemui di alam semula jadi mempunyai kilauan logam yang ketara dan kekerasan yang ketara. Pada ketinggian dan kekonduksian elektrik bahan, ia mudah memindahkan arus dengan bantuan elektron bebas. Logam mempunyai refraktori purata, melembutkan pada suhu +1539 darjah Celsius dan kehilangan sifat feromagnetiknya. Ia adalah unsur aktif kimia. Pada suhu biasa, ia mudah bertindak balas, dan apabila dipanaskan, sifat ini dipertingkatkan. Di udara, ia menjadi ditutup dengan filem oksida, yang menghalang penerusan tindak balas. Apabila terdedah kepada persekitaran yang lembapkarat muncul, yang tidak lagi menghalang kakisan. Tetapi, walaupun demikian, besi dan aloinya digunakan secara meluas.
Sedikit sejarah
Invar ialah aloi besi dan nikel, yang termasuk 36% bahan tambahan mengaloi. Ia pertama kali ditemui di Perancis pada tahun 1896 oleh ahli fizik Charles Guillaume. Pada masa ini, dia sedang berusaha mencari logam yang murah untuk piawaian ukuran jisim dan panjang, yang dibuat daripada aloi platinum-iridium yang sangat mahal. Terima kasih kepada penemuan ini, saintis itu menerima Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 1920.
Perkataan "invar" dalam bahasa Latin bermaksud tidak berubah. Ini bermakna pekali pengembangan haba aloi besi-nikel kekal malar dalam julat suhu yang luas - dari -80 hingga 100 darjah Celsius. Aloi ini mempunyai beberapa nama lain: nilvar, vakodil, aloi nilo, radiometal. Invar ialah tanda dagangan Imphy Alloys Inc., yang dimiliki oleh kumpulan keluli Arcelor Mittal.
Aloi besi-nikel
Untuk meningkatkan sifat besi, menggunakan pelbagai bahan tambahan, aloi diperolehi. Para saintis percaya bahawa tidak sukar untuk mendapatkan aloi besi-nikel, dengan mengambil kira sifat termodinamik logam. Tetapi dalam amalan, mereka menghadapi masalah. Semasa interaksi logam, semasa penghasilan aloi besi dengan nikel, hasil daripada proses pengoksidaan sampingan, besi daripada keadaan divalen masuk ke dalam keadaan trivalen.
Akibatnya, hasil aloi berkurangan dan sifat fizikal tertentu merosot. Untuk menyelesaikan masalah ini, amina dan asid organik ditambah kepada elektrolit, yang membentuk sebatian dengan keterlarutan rendah dengan besi ferik. Dalam hal ini, keanjalan mendakan menjadi lebih baik, dan untuk pengagihan seragamnya, elektrolit dicampur. Aloi besi dan nikel yang terhasil dipanggil invar.
Penggunaan aloi Invar
Pekali pengembangan terma yang tidak ketara membolehkan ia digunakan untuk pengeluaran:
- bahagian instrumen;
- pita dan wayar untuk kerja geodetik;
- Struktur sokongan laser;
- bahagian pergerakan jam tangan, bandul kronometer;
- produk canai: bar canai panas dan cadar, jalur canai sejuk, paip lancar, bar palsu.
Untuk meningkatkan kekuatan, ubah bentuk plastik sejuk aloi besi-nikel dilakukan, dan kemudian rawatan haba suhu rendah dilakukan. Untuk ketahanan yang lebih besar terhadap kakisan di bawah keadaan atmosfera biasa, permukaannya digilap dan lapisan pelindung digunakan jika produk bertujuan untuk digunakan dalam persekitaran yang agresif. Sifat anti-karat Invar juga akan meningkat apabila kira-kira 12% kromium ditambahkan pada komposisinya, sementara ia mengekalkan keanjalan yang berterusan apabila dipanaskan hingga 100 darjah.
Ali magnetik
Aloi ini digunakan secara meluas dalam kejuruteraan elektrik. Ia digunakan untuk membuat magnet kekal, teras pengubah,alat pengukur elektrik, elektromagnet. Orang ramai telah lama mengetahui bahawa besi adalah magnet, dan akibatnya, ia mempunyai banyak kegunaan.
Lama kemudiannya didapati bahawa sifat yang sama wujud dalam nikel dan beberapa logam lain. Produk yang diperbuat daripada aloi magnet besi dan nikel juga mempunyai keupayaan untuk mengekalkan medan magnet mereka sendiri apabila medan luar tidak lagi. Selain itu, medan peribadi ini sekali lagi dapat mempengaruhi badan magnet lain.
Nikel, kob alt dan aloinya
Kob alt dan nikel ialah unsur subkumpulan besi. Ketiga-tiga elemen mempunyai sifat yang sama, tetapi terdapat juga perbezaan yang ketara. Kedua-dua logam adalah lebih tumpat daripada besi dan lebih keras dan lebih kuat daripada besi. Mereka kurang aktif dari segi kimia, berbeza dalam rintangan kakisan. Di samping itu, logam dinilai kerana ketahanannya yang lebih besar terhadap kakisan gas.
Keburukan kob alt dan nikel ialah ketoksikannya yang tinggi dan kos yang ketara berbanding besi. Mereka mendapati aplikasi mereka untuk salutan luar anticorrosive produk yang diperbuat daripada keluli karbon dan besi melalui tindak balas elektrokimia. Dan juga ia digunakan untuk pembuatan komponen dan bahagian yang memerlukan kekuatan dan kekerasan yang dipertingkatkan. Kepentingan istimewa aloi besi, nikel dan kob alt, yang dipanggil koinvar, invar, supermalloy, permalloy dan malloy, perlu diberi perhatian. Kelebihan utama mereka terletak pada yang tinggisifat magnetik. Aloi ini digunakan untuk menghasilkan litar magnet untuk pelbagai peranti elektromagnet.
Alloy Kovar
Campuran terdiri daripada logam dengan sifat mekanikal yang sangat baik. Mereka mudah diproses, mereka mudah tertakluk kepada rolling, broaching, penempaan dan stamping. Dan aloi kob alt, nikel dan besi sebaliknya dipanggil kovar. Gabungan unsur kimia yang dipilih dengan baik memberikan bahan dengan ciri yang sangat baik. Aloi ini mempunyai kekonduksian terma yang baik, pekali kerintangan elektrik yang tinggi, dan indeks pengembangan linear hampir kepada sifar pada julat suhu yang luas. Satu-satunya kelemahan ialah rintangan kakisan yang rendah dalam persekitaran basah, jadi salutan pelindung perak sering digunakan. Kovar digunakan secara meluas dalam industri untuk pengeluaran:
- paip, pita dan wayar;
- kapasitor;
- kes peralatan dalam instrumentasi;
- butiran dalam elektronik radio;
- kes dalam industri elektrovakum.
Aloi mengandungi kob alt dan nikel yang mahal, yang meningkatkan kos bahan, tetapi prestasi yang baik dan hayat perkhidmatan yang panjang meliputi pelaburan awal.
Alni aloi
Alni ialah nama kumpulan untuk aloi magnet besi-nikel-aluminium. Dengan peningkatan kepekatan aluminium dan nikel dalam had tertentu, aruhan sisa berkurangan, dan daya paksaan meningkat. Aloi yang paling biasa digunakan di mana aluminium dari 11 hingga18%, dan nikel - 20-34%. Sifat utama aloi tersebut ialah kekonduksian elektrik, kekonduksian terma dan kemuluran. Kesemuanya dicirikan oleh kimpalan yang baik.
Untuk menggunakan aloi dalam pembuatan magnet, ia dialoi dengan kob alt dan kuprum. Dalam kes ini, bahan memperoleh kekerasan dan kerapuhan dan mempunyai struktur berbutir kasar. Aloi Alni digunakan sebagai bahan struktur untuk bahagian turbin gas dan enjin jet yang beroperasi pada suhu tinggi melebihi 1000 darjah Celsius untuk masa yang lama, mengekalkan logam tanpa kerosakan.
Kesimpulan
Semua logam yang banyak digunakan dalam industri moden adalah aloi. Sebagai contoh, hampir semua besi yang dihasilkan di dunia digunakan untuk menghasilkan besi dan keluli. Ini boleh dijelaskan oleh fakta bahawa aloi dicirikan oleh sifat yang lebih baik daripada logam dari mana ia diperoleh. Perlu diingatkan bahawa aloi yang dihasilkan oleh industri mempunyai sifat yang sama untuk mereka: kekuatan, kekerasan, keanjalan dan keplastikan. Dan besi-nikel juga mempunyai sifat magnetik, yang dipertingkatkan semasa pengeluaran dengan bantuan pengaloian tambahan.
