Ang isa sa mga pinakakaraniwang metal sa Earth ay aluminum. Tinatawag din itong "flying metal". Bagama't hindi ito matatagpuan sa kalikasan sa dalisay nitong anyo, ito ay matatagpuan sa maraming mineral. At ang pinakakaraniwang haluang metal, na ginagamit sa paggawa ng maraming bahagi at istruktura, ay duralumin (duralumin).
Ito ay naimbento ng German scientist na si Alfred Wilm, na nagtrabaho sa planta ng Dürener Metallwerke AG (Düren). Natukoy niya na ang isang haluang metal ng aluminyo at tanso ay may mas mahusay na katangian kaysa sa metal mismo sa dalisay nitong anyo.
Pangkat ng haluang metal na may mataas na lakas
Sa katunayan, ang duralumin ay isang buong pangkat ng mga haluang metal kung saan ang pangunahing bahagi ay aluminyo, at ang mga elemento ng haluang metal nito ay tanso, sink, mangganeso, magnesiyo. Ngunit sa pangkalahatan, ang kanilang mga katangian ay tinutukoy hindi lamang ng komposisyon, kundi pati na rin sa paraan ng paggamot sa init. Noong 1903, unang natuklasan na sa panahon ng proseso ng pagtanda, isang aluminyo na haluang metal na mayang tanso ay nagiging mas matibay at matigas.
Sa paglaon, ito ay dahil sa katotohanan na kapag, pagkatapos ng hardening, ang metal ay nasa temperatura ng silid sa loob ng ilang araw, ang supersaturated solid solution nito ay nabubulok, at ito naman, ay sinamahan ng hardening ng ang materyal.
Ang proseso ng pagtanda at bumalik sa dating estado
Tulad ng nabanggit kanina, ang pagtanda ng metal ay isang mahalagang proseso, na sanhi ng mga pagbabagong istruktura na nagdudulot ng mga pagbabago sa pisikal at mekanikal na mga katangian. Maaari itong natural at artipisyal. Sa unang kaso, ang haluang metal ay pinananatili ng ilang araw sa temperatura ng silid.
Sa artipisyal na pagtanda, nababawasan ang oras ng pagproseso, ngunit tumataas ang temperatura. Upang maibalik ang haluang metal sa dati nitong estado, dapat itong painitin sa 270 degrees sa loob ng ilang segundo at pagkatapos ay mabilis na palamig.
Produksyon ng aluminyo
Upang makagawa ng isang haluang metal na may tanso, kailangan mo ng high-tech na kagamitan at, siyempre, ang metal mismo. Ito ay mina mula sa bauxite. Ito ay isang bato na kailangang durugin, magdagdag ng tubig dito at i-steam sa ilalim ng mataas na presyon. Kaya, ang silikon ay nahiwalay sa alumina. Pagkatapos ang makapal na masa ay inilalagay sa isang espesyal na paliguan na may tuwid na cryolite. Ang mga nilalaman ay pinainit hanggang 950 ° C at isang electric current na 400 kA ang dumaan dito.
Ito ay nagbibigay-daan sa iyong maputol ang ugnayan sa pagitan ng oxygen at aluminum atoms. Bilang isang resulta, ang huli ay tumira sa ilalim bilang isang likidong metal. Ito ay kung paano ginawa ang mga casting mula sa likidong aluminyo. Ngayon metalganap na handa para sa machining. Gayunpaman, upang madagdagan ang lakas nito, kinakailangang magdagdag ng mga elemento ng alloying dito at sa gayon ay makakuha ng mataas na kalidad na aluminyo-tanso na haluang metal.
Duralumin production
Sa kabuuan, ang lahat ng aluminum alloy ay nahahati sa dalawang grupo: cast at deformed. Ang proseso ng kanilang produksyon ay tiyak na nakasalalay sa kung anong uri ang dapat makuha sa dulo. Bilang karagdagan, ang paraan ng pagmamanupaktura ay nakasalalay din sa mga kinakailangang katangian.
Para sa paggawa ng duralumin, ang mga aluminum ingot ay natutunaw sa isang electric furnace. Kapansin-pansin, ito ay isa sa ilang mga metal na maaaring ma-convert mula sa solid hanggang sa likido at vice versa nang maraming beses. Hindi ito makakaapekto sa pagganap nito. Ang tanso at iba pang mga elemento ng haluang metal tulad ng manganese, iron, at magnesium ay idinaragdag naman sa tinunaw na aluminyo. Napakahalagang obserbahan ang ratio ng porsyento: 93% aluminyo, 5% tanso, ang natitirang 2% ay iba pang mga elemento ng haluang metal.
Pagpatigas at pagsusubo ng duralumin
Mandatory para sa naturang haluang metal ay ang proseso ng hardening. Ang oras ng paghawak para sa maliliit na bahagi ay ilang minuto lamang, at ang temperatura ay humigit-kumulang 500 °C. Kaagad pagkatapos ng pamamaraan, ang duralumin ay malambot at malapot. Madali itong ma-deform at maproseso. Pagkaraan ng ilang oras, tumigas ang haluang metal at tumataas ang mga mekanikal na katangian nito. Kung ang limitasyon ng temperatura ay lumampas, ang oksihenasyon ay nangyayari at ang materyal ay nawawala ang mga katangian nito. Pagkatapos tumigas, dapat itong dahan-dahang palamigin sa malamig na tubig.
So, alam mo na ang pangalan ng aluminum-copper alloy. Ito ay madalas na nagpapahiram sa sarili sa pagpapapangit: malamig na rolling, pagguhit, forging. Sa kasong ito, nangyayari ang tinatawag na hardening. Ito ay isang proseso kung saan ang paggalaw at pagpaparami ng mga dislokasyon ay nangyayari sa istraktura ng metal. Bilang isang resulta, ang haluang metal mismo ay nagbabago sa istraktura nito, nagiging mas mahirap at mas malakas. Binabawasan nito ang ductility at impact strength nito. Upang ang mga deformation ay dumaan nang mas madali at ang hardening ng trabaho ay hindi sirain ang metal, ginagamit ang pagsusubo. Upang gawin ito, ang haluang metal ay pinainit hanggang 350 ° C at pagkatapos ay pinalamig sa hangin.
Tsart ng estado ng haluang metal (aluminyo at tanso)
Upang mas malinaw na mailarawan ang interaksyon ng mga bahagi ng duralumin sa solid at likidong estado, gayundin upang maipaliwanag ang likas na katangian ng pagbabago sa mga katangian ng haluang metal, gamitin ang diagram ng estado.
Ito ay makikita mula dito na ang pinakamataas na solubility ng Cu sa isang haluang metal na may aluminyo ay sinusunod sa temperatura na 548 ° C at sa parehong oras ito ay 5.7%. Kapag tumaas ang temperatura, tataas ito, at kapag bumaba ito, bababa ito. Ang pinakamababang solubility (0.5%) ay makikita sa temperatura ng kuwarto. Kung ang duralumin ay tumigas nang higit sa 400 ° C, ito ay magiging isang solidong homogenous na solusyon - α.
Sa panahon ng prosesong ito, mabubulok ang solidong solusyon. Ang isang haluang metal ng aluminyo at tanso ay kumikilos nang hindi pangkaraniwan, ang formula nito ay CuAl2. Ang proseso ay sinamahan ng paglabas ng labis na phase A1. Ang pagkasira na ito ay nagaganap sa panahon ngmatagal na panahon. Ito ang natural na pagtanda na binanggit natin kanina.
Alloy properties
Ang paghahalo ng metal na may ilang partikular na elemento ay ginagawang posible upang madagdagan ang mga katangian nito. Naaalala mo ba ang pangalan ng aluminyo-tanso na haluang metal? Anong mga katangian mayroon ito?
Ang aluminyo mismo ay napakagaan, malambot at ganap na marupok. Ito ay natutunaw sa mahinang puro alkalis at acids. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng tanso at magnesiyo sa aluminyo, maaari ka nang makakuha ng medyo malakas na haluang metal. Ang pagganap nito ay medyo madaling mapabuti - kailangan mo lamang iwanan ito upang humiga sa temperatura ng silid. Kaya, ang epekto ng pagtanda ay nagpapataas ng lakas ng duralumin, gaya ng napag-usapan natin sa itaas.
Ang aluminyo mismo ay medyo magaan. Ang isang maliit na porsyento ng tanso ay hindi nagpapabigat sa haluang metal. Ang isa pang positibong katangian ay ang kakayahang paulit-ulit na matunaw ang haluang metal. Kasabay nito, hindi mawawala ang mga pag-aari nito. Ang kailangan lang ay bigyan ito ng "pahinga" sa loob ng ilang araw pagkatapos ng pag-cast.
Ang kawalan ng duralumin ay ang mababang corrosion resistance nito. Samakatuwid, kadalasan ang naturang materyal ay natatakpan ng malinis na layer ng aluminyo o pininturahan ng mga barnis at pintura.
Mga haluang metal na aluminyo at ang mga aplikasyon ng mga ito
Sa unang pagkakataon, ginamit ang duralumin sa paggawa ng mga airship. Ang liwanag at lakas ng materyal na ito ay naging posible upang lumikha ng isang mahusay na sasakyang panghimpapawid. Para dito, ginamit ang tatak ng D16t. Sa kasalukuyan, ang mga haluang metal na may aluminyo, sink, tanso at iba pang mga elemento ng haluang metal ay malawakang ginagamit saastronautics, aviation at iba pang larangan ng mechanical engineering.
Kaya, halimbawa, ang paggamit ng duralumin sa paggawa ng isang kotse ay maaaring makabuluhang bawasan ang timbang at gastos nito, ngunit sa parehong oras ito ay magiging sapat na malakas.
Sa pangkalahatan, mapapansin na ang hanay ng haluang ito ay medyo malawak: mga tubo, mga wire, mga sheet, mga teyp, mga rod at mga bahagi ng cast ng iba't ibang mga hugis. Ang D16t ay itinuturing pa rin na isa sa pinakasikat at karaniwang mga tatak. Ang maliit na titik na "t" sa dulo ng pagmamarka ay nangangahulugan na ang haluang metal ay tumigas at natural na tumatanda. Ito ay ginagamit:
- Sa mga disenyo ng spacecraft, barko at sasakyang panghimpapawid.
- Para sa paggawa ng iba't ibang bahagi para sa mga machine tool at machine.
- Para sa paggawa ng mga street signs, road signs.
Dapat malaman ng lahat ang pangalan ng haluang metal ng aluminyo at tanso. Ginagamit din ang Dural sa industriya ng langis. Kaya, masisiguro ng mga espesyal na tubo na ginawa mula rito ang paggana ng balon sa loob ng 6-7 taon.
Ano ang pangalan ng haluang metal ng aluminyo at tanso, madaling tandaan. Kaya, sinabi namin kung anong mga katangian mayroon ito at kung saan ito ginagamit. Madali nitong mapapalitan ang ginulong bakal, lalo na kung kinakailangan upang gawing magaan ang istraktura.
