آلیاژ چیست؟ انواع و کاربرد آن
آلیاژ در واقع محلول یا مخلوطی جامد از چند فلز می باشد. در این محصولات ما با چند نوع فلز مختلف رو به رو می شویم که به یکی از آن ها فلز پایه گفته می شود. فلز پایه در واقع بخش عمده ای از آلیاژ را به خود اختصاص داده و بیشترین درصد وزنی را در اختیار دارد. کلمه آلیاژ از زبان فرانسوی الهام گرفته شده است و در زبان فارسی با نام هم جوشه شناخته می شود. این مواد معمولا با توجه به درصد وزنی عناصر موجود در آن ها گزارش می شوند. در ادامه شما را با انواع، کاربرد، هدف از تولید و سایر نکات مهم و مرتبط با این محصولات به طور کامل آشنا خواهیم کرد.
هدف از تولید آلیاژ های مختلف چیست ؟
فلزات جزو کاربردی ترین عناصر حال حاضر دنیا می باشند که به صورت خالص نیز کاربرد دارند. اما هر یک از عناصر فلزی به صورت خالص دارای مزایا و معایب خاص و منحصر به فردی می باشند. آلیاژ ها با ترکیب چند فلز مختلف تولید می شوند که بتوانند نقص فلز پایه یا فلزات فرعی را پوشش دهند. به عنوان مثال فلز آهن به تنهایی مقاومت اندکی در برابر رطوبت و اکسیژن دارد. اما زمانی که از این عنصر در فولاد استفاده می شود، مقاومت به رطوبت به میزان قابل توجهی افزایش پیدا می کند.
بررسی انواع آلیاژ های مختلف
آلیاژ ها جزو محصولاتی می باشند که از دیر باز تا به امروز همواره جزو مواد مورد توجه بشر بوده اند. به عنوان مثال آلیاژ های تولید شده با کمک عنصر مس ( برنز ) از هزاران سال پیش تا به امروزه برای تولید اسلحه، ظروف مختلف و … کاربرد داشته اند. شما می توانید این مواد را بر اساس فلز پایه آن ها به انواع مختلفی تقسیم بندی نمایید. آلیاژ های آهنی و غیرآهنی نمونه ای از مهم ترین دسته بندی این محصولات می باشند. زمانی که فلز پایه هم جوشه از عنصری به جز آهن مثل مس، آلومینیوم و … تشکیل شده باشد، آن محصول در لیست هم جوشه های غیر آهنی قرار می گیرد.
معرفی مهم ترین آلیاژ های آهنی و کاربرد آن ها
۱- فولاد
فولاد مهم ترین هم جوشه فعلی دنیا می باشد که کاربرد های بسیار متنوع و گسترده ای دارد. این آلیاژ به سه نوع با کربن بالا، کربن متوسط و کم کربن تقسیم می شود. فولاد کم کربن استحکام بسیار بالایی دارد و این ویژگی جزو مهم ترین قابلیت های آن می باشد. در حالی که فولاد با کربن متوسط بهترین عملکرد را در عملیات های حرارتی دارد. فولاد با کربن بالا نیز برای تولید ابزارلات مختلف استفاده می شود. زیرا این محصول در برابر رطوبت مقاوم بوده و قابلیت ماشین کاری و استحکام مناسبی دارد. فولاد در بین تمام آلیاژ های آهنی و غیرآهنی در رتبه بالاتری قرار داشته و بیشترین میزان مصرف سالانه را به خود اختصاص داده است.
۲- چدن
چدن ها، نمونه ای دیگر از انواع آلیاژ های آهنی می باشند. این هم جوشه ها در انواع مختلفی تولید و پس از فولاد در رتبه دوم لیست کاربردی ترین آلیاژ های آهنی قرار می گیرند. از مهم ترین انواع چدن ها می توان به چدن خاکستری، چدن گرافیت فشرده، چدن چکش خوار، چدن سفید، چدن نشکن و … اشاره کرد. در این مواد شما می توانید رد پای حضور عناصری مثل منگنز، سیلیسیم، کربن، آهن و … را مشاهده فرمایید. لازم به ذکر است که این هم جوشه مقاومت بالایی در برابر اکسایش و زنگ زدگی دارد.
بررسی کاربردی ترین آلیاژ های غیر آهنی
۱- مس
عنصر مس یکی از قدیمی ترین کشفیات بشر است که از همان ابتدا تا به امروز در لیست عناصر کاربردی قرار داشته است. این عنصر به تنهایی و هنگام ترکیب شدن با سایر عناصر فلزی، دارای کاربرد های بسیار قابل توجهی می باشد. از مهم ترین آلیاژ های تولید شده با کمک این عنصر که در لیست هم جوشه های مهم غیر آهنی نیز قرار می گیرد، می توان به برنز اشاره کرد. برنز امروزه در صنایع مختلفی کاربرد دارد که مهمترین آن ها می توان به تولید کالا های برقی، تجهیزات صنعتی، ظروف، وسایل تزئینی و … اشاره کرد.
۲- کبالت
عنصر کبالت دارای یک ویژگی بسیار خاص و منحصر به فرد می باشد که بسیاری از عناصر فلزی از آن بی بهره می باشند. مقاومت در برابر حرارت، خوردگی و سایش یکی از بزرگترین قابلیت های عنصر کبالت می باشد. ویژگی های فوق سبب شده اند که امروزه آلیاژ های نسوز مختلفی با کمک این عنصر ساخته شوند. در حال حاضر عنصر کبالت را با برخی عناصر مثل کربن، تنگستن و … ترکیب کرده و آلیاژ های نسوز با ضریب اصطکاک پایین تولید می کنند. آلیاژ های تولید شده توسط این عنصر علاوه بر مقاومت در برابر حرارت، به سختی با اکسیژن وارد واکنش شده و اکسید می شود.
۳- آلومینیوم
عنصر آلومینیوم امروزه در رتبه دوم پر مصرف ترین عناصر فلزی جهان قرار گرفته و بعد از آهن بیشترین کاربرد را در بین عناصر فلزی در اختیار دارد. این عنصر دارای ویژگی های بسیار قابل توجهی می باشد که از مهم ترین آن ها می توان به مقاومت بالا در برابر فشار، مقاومت بالا در برابر خوردگی و وزن پایین اشاره کرد. ویژگی های فوق سبب شده است که امروزه از این عنصر برای تولید هم جوشه ها، فرو آلیاژ ها و آمیژان های مختلفی استفاده شود.
۴- منیزیم
هم جوشه های عنصر منیزیم معمولا با ترکیب کردن عناصر مثل منگنز، سیلیکون، مس و … تولید می شوند. این هم جوشه ها جزو کاربردی ترین و شناخته شده ترین آلیاژ های غیر آهنی می باشند که در صنایع مختلفی به کار گرفته می شوند. از هم جوشه های منیزیم برای تولید برخی قطعات خاص خودرو ها، تولید تجهیزات الکترونیکی، ریخته گری و … استفاده می شود. این محصولات دارای ویژگی هایی مثل مقاومت بالا در برابر فشار، مقاومت مناسب در برابر خوردگی و … می باشند. ایالات متحده آمریکا یکی از بزرگترین تولیدکنندگان هم جوشه های منیزیم در دنیا می باشد که تقریبا تمامی هم جوشه های تجاری این عنصر را تولید می کند.
۵- نیکل
عنصر نیکل یکی دیگر از کاربردی ترین عناصر فلزی بعد از آلومینیوم و آهن می باشد. آلیاژ های تولید شده با کمک آن در دهد ۷۰ میلادی مورد توجه بسیاری از صنعتگران قرار گرفتند و بخش عمده ای از صنایع مختلف را به خود اختصاص دادند. ترکیب مس – نیکل، نیکل-کرم-آهن و … جزو کاربردی ترین نمونه های موجود در بازار می باشند. در هم جوشه های فوق به میزان بسیار اندکی از کربن و سایر عناصر فلزی استفاده می شود تا ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن ها بهبود پیدا کند. فرسایش و خوردگی یکی از عواملی می باشد که سالانه خسارت های قابل توجه و چشمگیری به سازه های فلزی وارد می کند. عنصر اکسیژن به همراه رطوبت سالانه هزاران تن از سازه های آهنی و فلزی دیگر را از بین می برند. یکی از اصلی ترین دلایل تولید هم جوشه های مختلف، مقابله با فرآیند فرسایش می باشد. توجه داشته باشید که برخی عناصر فلزی علاوه بر اکسیژن می توانند با عناصر دیگری نیز وارد واکنش شده و اکسید شوند. در انتها امیدواریم اطلاعات جامع و مناسبی در زمینه آلیاژ های به دست آورده باشید.
