معرفی آلیاژهای غیر آهنی

فلزات یا آلیاژهای غیرآهنی به موادی گفته می شود که همتایان آهنی خود بر پایه آهن نیستند. فلزات غیرآهنی رایج عبارتند از مس, آلومینیوم و سرب. فلزات غیرآهنی در زمین به عنوان ترکیبات شیمیایی یافت می شوند. ضروری ترین فلزات غیرآهنی اکسیدها یا سولفیدها هستند. (جهت مطالعه بیشتر به فولاد چیست مراجعه نمایید)

فلزات آهنی حاوی آهن هستند. و بیشتر این فلزات خاصیت مغناطیسی دارند.

انواع فلزات غیرآهنی

1. مس

مس که برای هزاران سال توسط انسان ها استفاده شده است. هنوز هم به طور گسترده توسط صنعت استفاده می شود. افزودن آلیاژهای مس, برنج (مس و روی) و برنز (مس و قلع) کاربردهای این فلز غیرآهنی را بیشتر گسترش داده است.

از خواص مس و آلیاژهای آن می توان به هدایت حرارتی بالا, هدایت الکتریکی بالا, مقاومت در برابر خوردگی خوب و شکل پذیری بالا اشاره کرد.  (جهت مطالعه بیشتر به تفاوت تیرآهن H وارداتی و ایرانی مراجعه نمایید)

این ویژگی ها باعث شده است که مس و آلیاژهای آن برای مبدل های حرارتی و ظروف گرمایشی, به عنوان رسانای الکتریکی در سیم کشی یا موتورها, به عنوان یک ماده سقفی, برای اتصالات لوله کشی و همچنین برای قابلمه ها و مجسمه ها استفاده شود.

مس نیز به رنگ سبز اکسید می شود.

1.1. برنج

برنج ها آلیاژهای مبتنی بر مس هستند که عنصر اصلی آلیاژی روی آنهاست. در برخی موارد ممکن است مقادیر کمی نیکل, آلومینیوم, آهن یا سیلیکون نیز وجود داشته باشد. (جهت مطالعه بیشتر به محاسبه بار تیرآهن مراجعه نمایید)

یک مثال خوب C85500 برنج زرد ۴۰ -۶۰ نیز شناخته می شود. این آلیاژ حاوی ۶۳ درصد مس ۰.۸ درصد آلومینیوم و حدود ۴۰ درصد روی است. از آنجایی که محتوای روی زیاد است. این ماده به عنوان برنج طبقه بندی می شود.

1.2. برنز

برنزها آلیاژهای مبتنی بر مس هستند که عنصر اصلی آلیاژی آن روی یا نیکل نیست. اصطلاح برنز با یک اصلاح کننده قبلی که نوع برنز را با نشان دادن عنصرهای آلیاژی اصلی توصیف می کند. استفاده می شود به عنوان مثال C93200 یک برنز با قلع بالا است زیرا حاوی ۷٪ قلع و ۷٪ سرب علاوه بر ۸۳٪ مس و ۳٪ روی است. همچنین C95400 را آلومینیوم برنز می نامند زیرا از ۱۱٪ آلومینیوم و ۸۵٪ مس و ۴٪ آهن تشکیل شده است. (جهت مطالعه بیشتر به اهمیت کنترل کیفیت در تولید آهن مراجعه نمایید)

خانواده های معمولی برنز یا گروه های آلیاژی عبارتند از:

• آلومینیوم برنز
• منگنز برنز
• قلع برنز
• برنز قلع سرب
• آلیاژهای مس بالا

از آنجایی که این مواد حاوی برنز هستند, آنها را به آلیاژهای غیرآهنی تبدیل می کند. آلیاژهای مبتنی بر مس غیر آهنی به دلیل توانایی های منحصر به فرد متعدد مورد توجه قرار گرفته اند. این شامل مقاومت در برابر زنگ زدگی, مقاومت در برابر خوردگی, استحکام مکانیکی خوب, خواص اصطکاکی و سایش, مقاومت در برابر رسوب زیستی, و هدایت الکتریکی و حرارت بالا است.

ما در طول ۵۰۰۰ سال از آغاز عصر برنز, راه طولانی را پیموده ایم, اما ترکیب منحصر به فردی از خواص و ارزش ها, آلیاژهای مبتنی بر مس را به خانواده ای از مواد ضروری تبدیل کرده است.  (جهت مطالعه بیشتر به مقایسه تیرآهن اصفهان و اهواز مراجعه نمایید)

برنز و برنج با وجود نرمتر بودن از فولاد, هر دو در برابر خوردگی مقاوم هستند. حتی در حضور نمک و به طور گسترده برای اتصالات روی قایق ها استفاده می شوند. برنج همچنین در برابر (گال زدن) مقاوم است. زمانی که فلز در برابر خود سایش پیدا کند. این بدان معنی است که برنج همچنین می تواند برای قطعات مکانیکی استفاده شود و برای ایجاد اقلامی از جمله قفل, بلبرینگ و زیپ ماشین کاری شود. برنز سخت تر از برنج است, اگرچه هر دو بسیار گران هستند زیرا به مس متکی هستند. برنج به عنوان آلیاژ مس و روی ایجاد می شود. در حالی که برنز آلیاژی از مس با آلومینیوم و یا نیکل است.

موارد استفاده برنج در وسایل تزئینی, شیرآلات و لوله کشی کم فشار برنز ساخت مجسمه ها, یاتاقان ها و در کشتی سازی استفاده می شود. (جهت مطالعه بیشتر به خرید و فروش آهن آلات اعتباری به روش LC مراجعه نمایید)

2.  آلومینیوم

آلومینیوم فلز مهمی است که به دلیل وزن کم و سهولت در ماشینکاری در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شود. علیرغم اینکه آلومینیوم یک ماده نسبتا گران است. فلز پایه بسیاری از آلیاژها نیز می باشد. (جهت مطالعه بیشتر به آلیاژهای غیر آهنی مراجعه نمایید)

آلومینیوم به دلیل مقاوم بودن در برابر خوردگی و رسانای خوب گرما و الکتریسیته و همچنین داشتن شکل پذیری و چکش خواری خوب, می تواند نیاز به باز پخت شدن داشته باشد زیرا به دنبال کار سرد سخت می شود.

وزن سبک آلومینیوم آن را برای کاربردهای هوافضا و خودرو و همچنین برای استفاده دریایی در قایق های تفریحی عالی می کند. آلومینیوم در قاب دوچرخه, قابلمه و قوطی نوشیدنی نیز یافت می شود. (جهت مطالعه بیشتر به تولید قطعات فولادی مراجعه نمایید)

3. سرب

سرب در طول قرن ها برای طیف وسیعی از کاربردها, از جمله برای گلوله, در سوخت و حتی در رنگ استفاده شده است. با این حال مشخص شد که وقتی در جو منتشر می شود, ناسالم است در حالی که سایر برنامه ها نیز به کاربران آسیب می رسانند.

سرب سنگین ترین فلز رایج است و در برابر خوردگی مقاوم است. همچنین با بسیاری از مواد شیمیایی واکنش نشان نمی دهد و نرم و چکش خوار است. (جهت مطالعه بیشتر به تحلیل قیمت آهن مراجعه نمایید)

اگرچه بسیاری از کاربردهای قبلی آن دیگر مجاز نیستند, اما سرب هنوز به طور گسترده برای باتری ها و کابل های برق و مخازن اسید استفاده می شود.

4. روی

روی برای قرن ها به عنوان یک عنصر آلیاژی, به ویژه برای آلیاژکردن فولاد برای طیف وسیعی از اهداف و همچنین آلیاژ مس برای ایجاد برنج استفاده شده است.

گالوانیزه کردن مواد با عناصر آلیاژی مقاومت بیشتری در برابر زنگ زدگی ایجاد می کند و از آن برای نرده های زنجیره ای, نرده های محافظ, پل های معلق, تیر چراغ ها, سقف های فلزی, مبدل های حرارتی و بدنه خودرو استفاده می شود. روی همچنین به عنوان یک آند قربانی در حفاظت کاتدی CP و به عنوان ماده آند برای باتری ها استفاده می شود. اکسید روی همچنین به عنوان یک رنگدانه سفید در رنگ ها و برای پخش گرما در طول ساخت لاستیک استفاده می شود. (جهت مطالعه بیشتر به چگونه می توان استحکام فولاد را اندازه گیری کرد مراجعه فرمایید)

5. نقره

نقره برای قرن ها به عنوان یک فلز گرانبها مورد استفاده قرار گرفته است. نقره با بالاترین رسانایی الکتریکی, هدایت حرارتی و انعکاس هر فلزی, هنگام گرم شدن نیز نرم و چکش خوار است و در برابر خوردگی بسیار مقاوم است.

نقره که برای جواهرات و ارز استفاده می شود را می توان در پنل های خورشیدی, برای تصفیه آب, در کنتاکت ها و هادی های الکتریکی و همچنین برای شیشه های رنگی و حتی در قنادی های تخصصی استفاده کرد.

6. طلا

یکی دیگر از فلزات گرانبها که برای جواهرات و سکه مورد استفاده قرار می گیرد, طلا, چکش خوارترین فلزات است و همچنین انعطاف پذیر و مقاوم در برابر خوردگی و بسیاری از واکنش های شیمیایی دیگر است.

رسانای الکتریکی آن باعث شده است که طلا در دستگاه های کامپیوتری و همچنین برای محافظ مادون قرمز, برای تولید شیشه های رنگی, برای ورق طلا و همچینی برای ترمیم دندان استفاده شود.

7. تیتانیوم

تیتانیوم اولین بار در سال ۱۷۹۱ کشف شد و مقاومت خوبی در برابر خوردگی و بالاترین نسبت استحکام به چگالی در بین هر عنصر فلزی ارائه می دهد. بدون آلیاژ, به اندازه برخی فولادها قوی است و در عین حال چگالی کمتر دارد.

می توان آن را با فلزات از جمله آهن و آلومینیوم آلیاژ کرد تا آلیاژهای قوی و در عین حال سبک وزن برای مصارف هوافضا, خودروسازی, کشاورزی, نظامی, پزشکی و ورزشی و همچنین برای جواهرات و تلفن های همراه استفاده شود.

8. نیکل

نیکل فلزی به رنگ سفید نقره ای با نماد عنصر Ni و جرم اتمی نسبی 58.69 است. نیکل دارای چگالی 8.9 گرم بر سانتی متر مربع, نقطه ذوب 1455 درجه سانتی گراد و نقطه جوش 2730 درجه سانتی گراد است. از آنجایی که نیکل سخت است, شکل پذیری, مقاومت مغناطیسی و خوردگی خوبی دارد و می توان آن را به شدت صیقل داد. به طور گسترده در صنعت و زندگی روزمره ما استفاده می شود.

فولاد آلیاژی حاوی نیکل عمدتا در ساخت برج های مقاوم در برابر اسید, تجهیزات پزشکی, نیازهای روزانه, ساخت ماشین آلات, حمل و نقل و صنایع نظامی استفاده می شود.

معنی آلیاژهای غیرآهنی

با بررسی واژه آلیاژهای غیرآهنی, خواهید دید که نشان دهنده گروهی از فلزات است که عمدتا از عناصر غیرآهنی تشکیل شده است. آنها به دلیل مقاومت در برابر آب و هوا و مواد شیمیایی مشهور هستند. علاوه بر این آنها ویژگی های غیر مغناطیسی را نشان می دهند و وزن سبک تری در مقایسه با فلزات آهنی دارند.  (جهت مطالعه بیشتر به انواع تیرآهن در ساخت مراجعه نمایید)

تاریخچه آلیاژهای غیرآهنی

تاریخچه آلیاژهای غیرآهنی به دوران باستان باز می گردد که تمدن ها از این فلزات برای منافع خود استفاده می کردند. به عنوان مثال, مس به دلیل چکش خواری و فراوانی نسبی توسط تمدن های اولیه مورد استفاده قرار می گرفت. این روند با کشف و استفاده از آلیاژهای مختلف با پیشرفت تکنولوژی ادامه یافت.

در دوران معاصر, صنایع اطلاعات بیشتری در مورد خواص این آلیاژها دارند. یک نمونه مدرن را می توان در صنعت هوانوردی یافت. بدنه هواپیما به دلیل تعادل قدرت و وزن, اغلب با آلیاژهای آلومینیوم ساخته می شود.

طبقه بندی آلیاژهای مختلف غیر آهنی

آلیاژهای غیرآهنی را می توان بسته به عوامل متعددی از جمله عنصر فلزی اولیه, روش ساخت یا کاربرد صنعتی خاص به دسته های مختلفی تقسیم کرد.

بر اساس عنصر اصلی : آلیاژهای آلومینیوم, آلیاژهای مس, آلیاژهای روی و غیره.
بر اساس روش ساخت : آلیاژهای ریخته گری, آلیاژهای تغییر شکل
بر اساس کاربرد صنعتی : آلیاژهای هوافضا, آلیاژهای دریایی و غیره

نمونه هایی از آلیاژهای غیر آهنی :

نگاهی متنوع آلیاژهای غیرآهنی متعددی وجود دارند که در بخش های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند که همگی به روش های مختلف در زمینه های مربوطه خود نقش دارند. به عنوان مثال : در صنعت الکترونیک, اغلب آلیاژهای مس را می بینید که در سیم کشی و مدارات به دلیل رسانایی الکتریکی استثنایی آن استفاده می شوند. (جهت مطالعه به خرسک و شلاکه آهن مراجعه نمایید)

چه چیزی آلیاژهای غیرآهنی را خاص می کند.

آلیاژهای غیرآهنی در کنار ویژگی های اساسی خود, دارای خواص منحصر به فردی هستند که ارزش آنها را بیشتر می کند. یک مثال رسانایی حرارتی بالای آنها است که در آلیاژهای خاصی مانند مس و آلومینیوم دیده می شود. در صنایعی مانند الکترونیک, این ویژگی برای مقاصد اتلاف گرما مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین دمای سیستم را ثابت نگه می دارد.

علاوه بر این ماشین کاری آنها می تواند به راحتی برای رفع نیازهای صنعت خاص تغییر یابد. با تکنیک های دقیق آلیاژسازی و عملیات حرارتی, سختی, استحکام و ماشین کاری این آلیاژها را می توان بر اساس کار انجام داد.

در نهایت, آلیاژهای غیرآهنی دارای ارزش زیبایی شناختی عالی هستند. با مقاومت ذاتی خود در برابر خوردگی, همراه با ظاهر درخشان, ارزش زیادی در معماری, هنرهای تزئینی یا هر زمینه ای که جذابیت بصری در آن حیاتی است, دارند.

(جهت خرید و بررسی به قیمت تیرآهن مراجعه نمایید)

(جهت خرید و بررسی به قیمت میلگرد مراجعه نمایید)

جهت مطالعه بیشتر به آلیاژهای غیرآهنی مراجعه فرمایید.