09120498367 شنبه - پنج شنبه 09:00 - 17:00 ایران استان گلستان
09120498367 شنبه - پنج شنبه 09:00 - 17:00
09120498367 شنبه - پنج شنبه 09:00 - 17:00
نماینده رسمی
بهران فیلتر
نماینده رسمی فرآورده های نفتی
(پترونول،ماسلا)
تولید قطعات یدکی
سامرپارت (sp)
راهنمایی

انواع آلیاژها در صنعت

آلیاژ به مفهوم


آلیاژ (فرانسوی: Alliage) یا هم‌جوشه، مخلوط یا محلول جامد فلزی متشکل از یک فلز اصلی که آن را فلز پایه می‌گویند با یک یا چند عنصر فلزی یا غیرفلزی است. به زبان ساده، آلیاژ، ترکیبی از یک فلز با یک یا چند عنصر دیگر است. برای مثال فولاد، آلیاژ آهن با کربن می باشد.

در صنعت و ساخت و ساز

معمولا آلیاژها بر اساس درصد وزنی عناصر موجودشان گزارش می‌شوند. بر اساس تعداد عناصر، آلیاژ را دوتایی، سه‌تایی و غیره می‌نامند. برای بیان یک آلیاژ مشخص با دامنه متغیر از درصد عناصر، اصطلاح سیستم بکار می‌رود. مثلا، فولاد سیستم آلیاژی دوتایی از آهن و کربن است که در این سیستم آلیاژی دامنه کربن بین ۰.۰۲ تا ۲.۱۴ درصدقابل‌تغییر است.
تولید آلیاژها سابقه‌ای طولانی دارد و شاید به زمانی برسد که انسان فلز را شناخت. اولین آلیاژها از فلزاتی ساخته شدند که در دسترس انسان و فراوان بودند. مس، قلع، سرب و روی از اولین فلزاتی بودند که انسان از آن‌ها آلیاژ ساخت.

مفرغ

مفرغ نخستین آلیاژی است که بشر ساخته است؛ احتمالا از ترکیب اتفاقی مس و قلع به صورت مذاب و سرد کردن مخلوط‌شان. این آلیاژ چون سخت‌تر از هردو فلز مس و قلع بود، برای ساختن چاقو و نیزه و مانند آن به کار رفت. پس از آن هم انواع مختلفی از آلیاژها به دست بشر ساخته شد و با توجه به نیاز و ویژگی‌های‌شان مورد استفاده قرار گرفت. یکی از پرکاربردترین آن‌ها، آلیاژ برنج است که ترکیبی است از مس و روی. این آلیاژ به سبب سختی زیاد از دیرباز مورد استفاده بوده است.

فولاد

وجود کمتر از ۲ درصد تا ۰.۰۲ کربن در آهن، فولاد را به وجود می‌آورد. اضافه کردن عناصر دیگر غیر از کربن، هرکدام خواص متفاوتی به فولاد می‌دهد. منگنز سبب سختی فولاد، نیکل باعث جلوگیری از خوردگی فولاد، تنگستن باعث محکمی و وجود کروم و نیکل سبب ضدزنگ شدن فولاد می‌شود. آهن ورزیده نیز آلیاژی است با کربن کم که در ساختن میخ پرچ، لوله آب، زنجیر و غیره به کار می‌رود.

چدن

وجود بیش از ۲ تا ۶ درصد کربن در آهن، تشکیل چدن می‌دهد.

ملغمه نقره

یا آمالگام دندانی آلیاژی از نقره و جیوه است که از آن برای تهیه مواد پرکننده دندان هم استفاده می‌شود. در این آلیاژها فلز پایه، جیوه است.

طلا و نقره

طلاو نقره معمولا با مس ترکیب شده و تشکیل آلیاژ می‌دهند. عیار طلا، نشان‌دهنده مقدار فلز اضافه شده در آن است. عیار طلای خالص را ۲۴ فرض می‌کنند. بنابراین طلای ۱۸ عیار، طلایی است که از ۲۴ قسمت، ۱۸ قسمت‌اش طلا و باقی مس است.

ورشو

یکی از آلیاژهای مشهور غیرآهنی ورشو است. این آلیاژ ترکیبی است از مس به عنوان فلز پایه و روی و نیکل به عنوان عناصر حل شونده. ورشو به علت شباهت‌اش به نقره، نقره آلمانی و نقره انگلیسی نیز گفته می‌شود.

آلیاژ برنج

شامل یک سری از آلیاژهای مس با حداکثر ۴۰ Zn% می‌باشد. با تغییر مقدار روی، خواص آلیاژهای Cu-Zn نیز تغییر می‌کند. برنج‌ های مس- روی که عناصر اضافی مانند قلع، آلومینیوم، سیلیسیوم، منگنز، نیکل و سرب دارند به‌ عنوان برنج‌ های آلیاژی نامیده می‌شوند.

انواع برنج

برنج دریاسالار:

شامل ۳۰٪ روی همراه با ۱٪ قلع

برنج آلفا:

شامل کمتر از ۳۵٪ روی، که از آن می توان برای کارهایی با فشار بالا، ضربه و سرد استفاده کرد. ساختار کریستالی این نوع برنج FCC است .

برنج بتا:

شامل ۴۵٪ تا ۵۰٪ روی که سختی و مقاومت بیشتری نسبت به گرما و فشار و ضربه دارد.

برنج آلفاـبتا:

شامل ۳۵٪ تا ۴۵٪ روی مناسب برای گرما

برنج آلومینیومی:

که شامل آلومینیوم است و مقاومت زیادی در برابر خوردگی دارد که از آن در ساخت سکه های اروپایی استفاده می کنند .

برنج آرسنیکی:

شامل آرسنیک. آلومینیوم است که در ساخت دیگ‌های بخار کاربرد دارد .

برنج فشنگی:

شامل ۳۰٪ روی برنج معمولی: شامل ۳۷٪ روی، ارزان و مناسب برای کارهای بدون گرما (سرد)

برنج عالی:

شامل ۳۵٪ روی و ۶۵٪ مس، با قابلیت انعطاف پذیری بالا، استفاده شده در ساخت فنر و پیچ ها.

برنج سربی:

همان برنج آلفاـبتا همراه با مقداری سرب است.

برنج پست:

شامل ۲۰٪ روی است، با رنگ زرد نزدیک به طلا

برنج دریایی:

شبیه به برنج دربا سالار با ۴۰٪ روی و ۱٪ قلع

برنج سفید:

شامل بیش از ۵۰٪ روی ، بسیار شکننده

برنج طلایی:

که نرم ترین فلز برنج است با ۹۵٪ مس و ۵٪ روی که در ساخت مهمات جنگی کاربرد دارد.

آلیاژ برنز

از ترکیب مس با عناصری همچون قلع ، آلومینیوم ، منگنز و یا فسفر تولید می شود. آلیاژ هایی که اساساً از مس و قلع تشکیل شده ‌اند، برنزهای قلع ‌دار نامیده می‌شوند. از آنجا که به منظور اکسیژن زدایی هنگام ریخته گری، فسفر به این آلیاژها افزوده می‌شود، برنزهای قلع ‌دار با نام تجاری « برنزهای فسفردار » نیز شناخته می‌شوند. این آلیاژها خواص مطلوبی مثل استحکام زیاد، مقاومت به سایش و مقاومت خوبی به خوردگی در آب دریا دارند.

کنستانتان

آلیاژی مرکب از مس که ۴۵% آن نیکل است. مقاومت برقی آن در اثر دما تغییر نمی‌کند. این آلیاژ برای ساختن جعبه‌های مقاومت و مقاومت‌های دستگاه دقیق برقی وترموکوپلها کاربرد دارد.

فولاد زنگ نزن

وقتی که « آهن » را با « کربن » ترکیب کنیم، فولاد به دست می آید و این فولاد به مراتب سخت تر و محکم تر از آهن می باشد. سپس با افزودن فلز دیگری به نام « کُرُم »، فولادمان یک فلز زنگ نزن می گردد.

سکه

سکه های طلا و سکه های زینتی، آلیاژ طلا و مس هستند. زیرا طلای خالص به حدی نرم است که خیلی قابل استفاده نمی تواند باشد.

فولاد

وجود کمتر از ۲ درصد تا ۰.۰۲ کربن در آهن، فولاد را به وجود می‌آورد. اضافه کردن عناصر دیگر غیر از کربن، هرکدام خواص متفاوتی به فولاد می‌دهد. منگنز سبب سختی فولاد، نیکل باعث جلوگیری از خوردگی فولاد، تنگستن باعث محکمی و وجود کروم و نیکل سبب ضدزنگ شدن فولاد می‌شود. آهن ورزیده نیز آلیاژی است با کربن کم که در ساختن میخ پرچ، لوله آب، زنجیر و غیره به کار می‌رود.

چدن

وجود بیش از ۲ تا ۶ درصد کربن در آهن، تشکیل چدن می‌دهد.

الکتروم

آلیاژی از طلا و نقره است که هم به طور طبیعی وجود دارد و هم توسط انسان قابل تولید است. رنگ الکتروم با توجه به مقدار طلا و نقره موجود در آن از زرد روشن تا زرد کم‌رنگ متغیر است. شهرت این آلیاژ فلزی بیشتر بخاطر ضرب یکی از قدیمی‌ترین سکه‌های تاریخ با استفاده از آن است. سکه‌های الکتروم در پادشاهی لیدیه واقع در آسیای صغیر در هزاره اول پیش از میلاد ضرب شدند. درصد طلای موجود در معادن کنونی الکتروم آناتولی غربی حدود ۷۰ تا ۹۰ درصد است اما سکه‌هایی که از دوران لیدیه بر جای مانده حدود ۴۵ تا ۵۵ درصد طلا دارند. این می‌رساند که لیدی‌ها موفق به استحصال نقره خالص شده و آن را به الکتروم می‌افزودند و یکی از دلایل ضرب سکه توسط آن‌ها استفاده از تفاوت ارزش طلا و نقره با افزایش درصد نقره در سکه‌ها نسبت به فلز معمولی الکتروم بوده‌است.
الکتروم با توجه به استحکام بیشتر مناسب‌تر از طلا برای سکه‌زنی بود. در این آلیاژ علاوه بر طلا و نقره مقادیری از فلزات دیگر مثل مس و پلاتین نیز دیده می‌شود.

طلای سفید

به آلیاژی از طلا همراه با دست‌کم یک فلز سفیدرنگ گفته می‌شود. آلیاژ طلا برای ساخت طلای سفید معمولا نیکل، منگنز، و پالادیم و در مواردی نقره، روی، پلاتین، و مس است. البته رنگ طلای سفید مرسوم در جواهرسازی رنگ واقعی این آلیاژ نیست بلکه با روکش کردن طلا از فلز رودیم به دست می‌آید.از آن‌ جا که طلا در حالت خالص بسیار نرم است، در جواهرسازی با افزودن فلز دیگری آن را مقاوم‌تر می‌سازند. برای ساخت طلای زرد معمولاً از مس استفاده می‌شود اما برای طلای سفید از فلزی سفید یا نقره‌ای رنگ استفاده می‌شود. ویژگی‌های طلای سفید بسته به نوع و مقدار فلزی است که به طلا اضافه می‌شود. نیکل فلزی محکم و سخت است و در نتیجه آلیاژ طلا و نیکل برای ساخت حلقه، سنجاق و گیره مناسب است. آلیاژ طلا و پالادیم نرم‌تر و انعطاف‌‌پذیرتر است و برای سرویس‌های جواهرات و سنگ‌های قیمتی کاربرد دارد. گاهی فلزات دیگری مثل مس، نقره و پلاتین هم برای افزودن مقاومت و افزایش وزن طلای سفید هم به این آلیاژ اضافه می‌شوند.
آلیاژ طلا، نیکل، مس، روی (طلا: ۷۵۰ قسمت، نیکل: ۱۳۵، مس: ۸۵ و روی: ۳۰ قسمت) که در آن نیکل برای افزایش استحکام، مس برای افزایش چکش‌خوری و روی برای استحکام، جلوگیری از زنگ‌زدن مس به طلا اضافه شده و همچنین آلیاژ طلا، پالادیم، نقره (طلا: ۷۵۰، پالادیم: ۲۰۰، نقره: ۵۰) از انواع متداول دیگر طلای سفید است. همچنین آلیاژ طلا و آلومینیم (۷۸٫۴۹٪ طلا و بقیه آلومینیم) برای تولید طلای ارغوانی و آلیاژ طلا و ایندیم (۴۶٫۱۷٪ طلا و ۵۳٫۸۳٪ ایندیم) برای تولید طلای آبی استفاده می‌شوند. آلیاژ طلا و نیکل ارزان‌تر از طلا و پالادیم است اما برخی افراد به نیکل حساسیت دارند و استفاده طولانی از طلاهای حاوی نیکل در آن‌ها موجب بروز جوش‌های پوستی می‌شود. در طلای سفید هم مثل طلای زرد میزان طلای خالص عیار نامیده می‌شود. عیار ۱۸ از ۲۴ به معنای ۱۸ قسمت طلا و ۶ قسمت فلز یا فلزات دیگر است.

فولاد مارایجینگ

از آلیاژهای آهنی می‌باشد که بدلیل دارا بودن استحکام بالا بدون از دست دادن قابلیت چکش‌خواری، معروف است. آهن با مقادیر بالای نیکل آلیاژ می‌شود تا محصول عملیات حرارتی شده بسیار ویژه‌ای تولید گردد. دیگر عناصر آلیاژی مهم عبارت‌اند از مولیبدن، آلومینیوم، مس و تیتانیم که برای ایجاد ترکیبات بین‌فلزی افزوده می‌شود. کبالت حدود ۱۲درصد برای افزایش سرعت واکنش رسوب‌سختی و نیز یکنواختی و افزایش میزان رسوبات اضافه می‌شود. فولاد مارایجینگ ذاتاً فاقد کربن می‌باشد و این خصیصه‌ای است که آن را از سایر فولادها متمایز می‌سازد. نتیجه این موارد محصولی است شرایط زیر را داراست:
1. استحکام و چقرمگی بالا
2. قابلیت ماشینکاری آسان با کمترین اعوجاج
3. تغییر ابعاد یکنواخت در حین عملیات حرارتی
4. مقاومت به خوردگی و انتشار ترک
این فولاد جزء کلاس فولاد کم‌کربن با استحکام فوق بالا دسته‌بندی می‌شود که استحکام آنها بدلیل کربن نیست بلکه بدلیل رسوب ترکیبات بین‌فلزی می‌باشد. ایده توسعه این آلیاژها از فولادی با ۲۵-۲۰درصد نیکل که مقادیر اندکی آلومینیم، تیتانیم و نایوبیم داشت ایجاد شد. نمونه شناخته شده این آلیاژ که گرید زنگ‌نزن نمی‌باشد دارای ۱۹درصد نیکل، ۱۲-۸درصد کبالت، ۵-۳درصد مولیبدن و ۶/۱-۲/۰درصد تیتانیم است. گرید زنگ‌نزن وابسته به عنصر کروم می‌باشد البته نه تنها به دلیل جلوگیری از زنگ زدن بلکه بدلیل تقویت قابلیت سختی‌پذیری آلیاژ که با وجود نیکل کاهش یافته‌است. این مورد تغییر فاز به مارتنزیت را در حین عملیات حرارتی تسهیل می‌کند. برخلاف آلیاژهای پرکروم که مارتنزیتی هستند، آلیاژهای با درصد نیکل بالا دارای ساختار اوستنیتی بوده و توانایی استحاله مازتنزیتی در آنها وجود ندارد.

مسوار

پیوتر آلیاژی است از قلع و مس. بطور سنتی حدود ۸۵ تا ۹۹ درصد مسوار را قلع و بقیه را مس تشکیل می‌دهد. مس در این آلیاژ نقش سخت‌کننده را دارد. پیوتر را نباید با مسوار اشتباه گرفت؛ مسوار می تواند تا ۷۲ درصد حاوی مس باشد و رنگ آن بین زرد و قرمز(شبیه مس)است.

نایتینول

(به انگلیسی: Nitinol)‏ یا آلیاژ نیکل-تیتانیوم یکی از آلیاژهای حافظه‌دار مهم است. خواص این آلیاژ اولین بار در سال ۱۹۶۲ در آزمایشگاه مهمات نیروی دریایی آمریکا کشف شده‌است. بوهلر و همکاران ایشان در آزمایشگاه مهمات نیروی دریایی آمریکا با استفاده از روش‌های بلورشناسی بصورت کیفی نشان دادند که یک استحاله مارتنزیتی (بدون نفوذ) عامل این خواص حافظه‌داری است.

نقره استرلینگ

آلیاژی از نقره است که ۹۲۵ در هزار از نقره و ۷۵ واحد از فلزی دیگر (معمولاً مس) تشکیل می‌شود. نقره استرلینگ نقره استاندارد جواهرسازی است و بیشتر زیورآلات نقره با این آلیاژ تولید می‌شوند. نقره خالص بسیار نرم است و برای ساخت زیورآلات و ظروف مناسب نیست از این رو با افزودن مس هم مقاومت آن افزایش یافته و هم چکش‌خوری آن بیشتر می‌شود. البته از هر فلزی می‌توان برای این منظور استفاده کرد اما تجربه قرن‌ها تجربه نقره‌سازی نشان داده که بهترین فلز همراه نقره مس است که علاوه بر افزایش سختی و ماندگاری آن، رنگ نقره را تغییر نمی‌دهد. همچنین برای ایجاد خصوصیاتی خاص در نقره ممکن است به جای مس از فلزات دیگری برای افزودن به نقره استفاده شود و بخشی از مس یا تمام آن با فلزاتی چون پلاتین، ژرمانیوم، روی جایگزین شود. نقره استرلینگ در جواهرسازی برای افزایش درخشندگی معمولاً با لایه نازکی از نقره ۹۹۹ عیار روکش می‌شود، گاهی هم از روکش رودیم یا طلا استفاده می‌شود. واژه استرلینگ در واحد پول بریتانیا یعنی پوند استرلینگ هم برگرفته از نام نقره استرلینگ است چرا که در اصل یک پوند استرلینگ معادل یک پوند (۴۵۳ گرم) نقره استرلینگ ارزش داشته‌است.

برنز :

برُنز، آلیاژی از مس و قلع می‌باشد. برخی از انواع برنج‌ها برنز هم نامیده می‌شوند. بطور کلی آلیاژ CU و Sn برنز قلع و در اصطلاح عامیانه برنز نامیده می شود این آلیاژ در زمانهای قدیم در ایران بنام مفرغ مشهور بوده است اما از لحاظ کلی برنز به آلیاژهای مس به علاوه یک عنصر غیر از روی اطلاق می شود. مانند آلیاژ مس و آلومینیوم که به آلومینیوم برنز مشهور است یا مس و نیکل که به نیکل برنز مشهور است. بررسی نمودار تعادلی آلیاژ Cu و Sn نشان می دهد که با افزایش عنصر قلع نقطه ذوب کاهش می یابد لذا با افزایش عنصر قلع سختی و استحکام آلیاژ افزایش و انعطاف پذیری آن کاهش میابد ، لذا برنزهای قلع ریختگی حداکثر ۲۵% قلع دارند علاوه برای به منظور بهبود نرمی از خواص آلیاژ برنز قلع به آن عناصر مختلفی اضافه می شود که مهمترین آنها عبارتند از Zn , Pb , P اضافه نمودن Zn به آلیاژ برنز قلع باعث افزایش سیالیت مذاب و سهولت ریختگری می گردد.

یک دیدگاه بگذارید