- โครงสร้างของโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก
- คุณสมบัติ
- การประยุกต์ใช้งาน
- อลูมิเนียม
- ไทเทเนียม
- เงิน
- แมกนีเซียม
- เบริลเลียม
- ตัวอย่าง
- อ้างอิง
ผสม nonferrousเป็นคนที่ไม่ได้มีโลหะเหล็กองค์ประกอบของพวกเขา ดังนั้นจึงไม่ประกอบด้วยเหล็กชนิดใด ๆ และฐานหลักอาจเป็นของธาตุโลหะอื่น ๆ เช่นอลูมิเนียมเงินทองแดงเบริลเลียมแมกนีเซียมไทเทเนียม ฯลฯ
ซึ่งแตกต่างจากเหล็กที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรองรับโลหะของอาคารและสายสะพานโลหะผสมเหล็กมักจะมีน้ำหนักเบาและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า จากที่นี่จำนวนการใช้งานจะเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณแต่ละคนต้องการโลหะผสมชนิดเฉพาะโดยมีส่วนประกอบของโลหะที่แน่นอน
ประติมากรรมสำริด - ตัวอย่างของโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก ที่มา: Pixabay
โลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กที่เก่าแก่และเป็นที่รู้จักมากที่สุดในประวัติศาสตร์ ได้แก่ ทองสัมฤทธิ์และทองเหลือง ทั้งสองมีทองแดงเป็นฐานโลหะโดยมีความแตกต่างกันที่ในบรอนซ์จะผสมกับดีบุกเป็นส่วนใหญ่และในทองเหลืองกับสังกะสี ทองสัมฤทธิ์และทองเหลืองที่มีคุณสมบัติมากมายอาจเกิดขึ้นได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการผสมและองค์ประกอบ
และก้าวเข้าสู่ยุคปัจจุบันโลหะผสมที่ประกอบเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยพื้นฐานแล้วไม่ได้เป็นเหล็ก นอกจากนี้โครงของยานพาหนะและเครื่องบินที่ซับซ้อนที่สุดยังทำจากโลหะผสมเหล่านี้เพื่อให้มีความแข็งแรงในน้ำหนักที่ต่ำที่สุด
โครงสร้างของโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก
โลหะแต่ละชนิดมีโครงสร้างผลึกของตัวเองซึ่งอาจเป็น hcp (หกเหลี่ยมขนาดกะทัดรัด), ccp (ลูกบาศก์ขนาดเล็ก), bcc (ลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลาง) หรืออื่น ๆ
เมื่อหลอมและเชื่อมเป็นสารละลายของแข็งที่ตกผลึกแล้วอะตอมของโลหะทั้งหมดจะถูกรวมเข้าด้วยกันด้วยพันธะโลหะและโครงสร้างที่เป็นผลลัพธ์จะเพิ่มหรือเปลี่ยนแปลง
ดังนั้นโลหะผสมแต่ละชนิดจะมีโครงสร้างผลึกของตัวเอง นั่นคือเหตุผลที่ต้องศึกษาพวกเขาคนหนึ่งใช้เงื่อนไขของเฟส (โดยปกติจะแสดงเป็นαและβ) ซึ่งแสดงเป็นกราฟิกในแผนภาพเฟสเป็นฟังก์ชันของตัวแปรเช่นอุณหภูมิความดันและองค์ประกอบ
จากแผนภาพเฟสเหล่านี้สามารถทำนายได้ที่อุณหภูมิ (เฟสของเหลว) โลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กของระบบที่ประกอบด้วยโลหะตั้งแต่สองตัวขึ้นไปจะละลายรวมทั้งลักษณะของเฟสของแข็งด้วย
สมมติคู่เงิน - ทองแดง ด้วยการวิเคราะห์แผนภาพเฟสข้อมูลทางกายภาพและโครงสร้างสามารถดึงออกมาจากโลหะผสมหลายชนิดที่มีส่วนผสมของทองแดงเงินต่างกัน (10% Ag และ 90% Cu, 25% Ag และ 75% Cu เป็นต้น) เห็นได้ชัดว่าโลหะต้องละลายในกันและกันจึงจะตกผลึกเป็นโลหะผสมในลักษณะที่เป็นเนื้อเดียวกันได้
คุณสมบัติ
คุณสมบัติของโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กมีความหลากหลายมาก สำหรับเหล็กนั้นไม่ยากที่จะสรุปเนื่องจากพวกมันแสดงให้เห็นถึงการทำงานร่วมกันของคุณสมบัติของเหล็กกับเหล็ก - คาร์บอน Fe-C แต่คุณสมบัติของโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับฐานโลหะ
ตัวอย่างเช่นถ้าโลหะผสมเป็นอลูมิเนียมหรือแมกนีเซียมโลหะเบาทั้งสองก็คาดว่าจะมีน้ำหนักเบา ถ้าไททาเนียมซึ่งเป็นโลหะที่หนาแน่นกว่าผสมกับโลหะน้ำหนักเบาอื่น ๆ โลหะผสมที่ได้ควรมีน้ำหนักเบาและยืดหยุ่นกว่าเล็กน้อย
หากทราบว่าทองแดงและทองเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีโลหะผสมของพวกเขาจะต้องนำเสนอวัสดุที่มีราคาถูกกว่ามีความอ่อนนุ่มน้อยกว่าและทนต่องานทางกลและการกัดกร่อนได้ดีกว่า
หากคุณสมบัติและลักษณะทั้งหมดของโลหะผสมประเภทนี้สามารถสรุปได้พวกเขาจะต้องมีความหนาแน่นน้อยกว่ามีความต้านทานทางกลไกมากขึ้นเมื่อเทียบกับน้ำหนักของพวกมันเฉื่อยต่อการเกิดออกซิเดชันที่เกิดจากสภาพแวดล้อมมากขึ้นทำให้เสียรูปได้การนำความร้อนและไฟฟ้าสูง สำหรับส่วนที่เหลือมีข้อยกเว้นมากมาย
การประยุกต์ใช้งาน
อลูมิเนียม
พวกมันเป็นโลหะผสมที่เบามากดังนั้นโครงสร้างของมันควรเป็น bcc (มีขนาดเล็กที่สุด) สามารถเปลี่ยนรูปทรงได้หลายรูปทรงเช่นกระป๋องสำหรับเก็บอาหารและเครื่องดื่ม
พวกเขามักจะมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนสูง แต่มันก็แปรผกผันกับความต้านทานเชิงกลซึ่งจะเพิ่มขึ้นเมื่อผสมกับทองแดงแมกนีเซียมหรือแมงกานีส ผู้ที่มีความแข็งแรงเชิงกลดีกว่าจะใช้เป็นชิ้นส่วนตัวถังรถยนต์และสำหรับชิ้นส่วนเครื่องบิน
ไทเทเนียม
- โลหะผสมไททาเนียมพบการใช้งานมากมายสำหรับการออกแบบกระดูกเทียมและโดยทั่วไปโลหะชนิดนี้เข้ากันได้ดีกับเมทริกซ์ทางสรีรวิทยา
นอกจากนี้ยังใช้เป็นส่วนของโครงและพื้นผิวของเครื่องบินยานพาหนะรถจักรยานยนต์ไม้กอล์ฟรวมถึงสิ่งประดิษฐ์และสิ่งของอื่น ๆ
- ผสมกับอลูมิเนียมโลหะผสมของมันถูกนำมาใช้ในการสร้างหลังคาของวัดและเจดีย์ของญี่ปุ่นและในรูปปั้นของมังกรของพวกเขา
เงิน
- โลหะผสมที่มีกราไฟต์ (Ag-C) มีความต้านทานไฟฟ้าต่ำจึงใช้เป็นส่วนประกอบของเบรกเกอร์
- ผสมกับปรอทจะได้อมัลกัมที่มี 50% Hg และได้ทองแดงและดีบุกในเปอร์เซ็นต์ที่ต่ำกว่าซึ่งใช้เพื่อเติมเต็มข้อบกพร่องทางทันตกรรม
- โลหะผสมที่มีทองแดงให้ความต้านทานเช่นนี้ทำให้เกิดแผ่นตัดโลหะและเลื่อย
- ในเครื่องประดับนั้นใช้โลหะผสมของแพลเลเดียมและแพลทินัมทนต่อรอยขีดข่วนและการสูญเสียความเงางาม
แมกนีเซียม
มีความหนาแน่นมากกว่าอลูมิเนียม แต่อย่างอื่นคุณสมบัติก็คล้ายกัน พวกมันทนต่อสภาพบรรยากาศได้ดีดังนั้นจึงถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนรถยนต์ในกระปุกเกียร์ล้อขีปนาวุธในเครื่องจักรความเร็วสูง (เช่นเดียวกับในจักรยาน)
เบริลเลียม
- โลหะผสม Be-Cu ใช้สำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์สำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กเช่นสมาร์ทโฟนไอแพดนาฬิกาข้อมือแท็บเล็ตเป็นต้น
- เซรามิกส์ (ผสมกับแกลเลียมสารหนูหรืออินเดียม) ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นกระแสสูง
- ในทางการแพทย์โลหะผสมเบริลเลียมจะปลอมแปลงเครื่องมือและอุปกรณ์หลายอย่างเช่นเครื่องกระตุ้นหัวใจเลเซอร์หนังศีรษะสแกนเนอร์กรอบของอุปกรณ์เรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์เป็นต้น
- นอกจากนี้ยังสร้างส่วนหนึ่งของอาวุธทางทหารและนิวเคลียร์อีกทั้งยังทำกระจกสำหรับดาวเทียมที่มีโลหะผสมเบริลเลียม
- เครื่องมือที่หลอมด้วยโลหะผสมเหล่านี้ไม่ก่อให้เกิดประกายไฟเมื่อได้รับแรงเสียดทานสูง
ตัวอย่าง
ตัวอย่างเฉพาะบางส่วนของโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก ได้แก่ :
-Monel และConstantánทั้งโลหะผสมนิกเกิล - ทองแดง แต่มีองค์ประกอบ 2: 1 และ 45% (ทองแดง 55%) ตามลำดับ
- โครเมลซึ่งมีส่วนประกอบของนิกเกิล 90% และทองแดง 10% ใช้เป็นส่วนหนึ่งของระบบไฟฟ้าของเตาอบอุตสาหกรรมที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้
-Ti-6Al-4V ซึ่งเป็นโลหะผสมของไททาเนียมกับวานาเดียมอลูมิเนียมและโลหะอื่น ๆ โดยเฉพาะใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางชีววิทยา
- สเตไลท์ซึ่งเป็นโลหะผสมของโคบอลต์และโครเมียม
- แมกนีเซียมอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีแมกนีเซียมต่ำ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 10%) เป็นแผ่นอะลูมิเนียมที่ทนต่อแรงดึงได้ดีกว่าและทนทานกว่า
- ทองคำขาวซึ่งมีส่วนประกอบของทองคำ 90% และโลหะสีขาว 10% เช่นเงินหรือแพลเลเดียม
อ้างอิง
- Dr.C.Ergun (เอสเอฟ) โลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก . กู้คืนจาก: users.fs.cvut.cz
- Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation (2012) วัสดุโครงสร้างที่ไม่ใช่เหล็ก (ไทเทเนียมอลูมิเนียม) . ดึงมาจาก: nipponsteel.com
- WA Monteiro, SJ Buso และ LV da Silva (2012) การใช้โลหะผสมแมกนีเซียมในการขนส่งคุณสมบัติใหม่ของโลหะผสมแมกนีเซียม Waldemar Alfredo Monteiro, IntechOpen, DOI: 10.5772 / 48273
- สมาคมพัฒนาทองแดง. (2018) โลหะผสมทองแดงและทองแดง สืบค้นจาก: copperalliance.org.uk
- Michael Oistacher (7 มีนาคม 2561). โลหะผสมเงินและการใช้งาน ดึงมาจาก: mgsrefining.com
- Terrence Bell (26 กันยายน 2561). การใช้งานเบริลเลียม ดึงมาจาก: thebalance.com
- Cosmolinux (เอสเอฟ) แผนภาพเฟสกิจกรรม สืบค้นจาก: cosmolinux.no-ip.org