मिश्र धातु: विवरण, सूची और अनुप्रयोग विशेषताएं

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

विकास की पहचान सुधार से होती है। प्रगतिशील विशेषताओं वाली सामग्रियों के उपयोग के माध्यम से औद्योगिक और घरेलू क्षमताओं में सुधार किया जाता है। ये विशेष रूप से मिश्र धातुएं हैं। उनकी विविधता मिश्र धातु तत्वों की मात्रात्मक और गुणात्मक संरचना को सही करने की संभावना से निर्धारित होती है।

प्राकृतिक मिश्र धातु इस्पात

पहला गलाने वाला लोहा, जो अपने गुणों में अपने रिश्तेदारों से अलग था, स्वाभाविक रूप से मिश्र धातु था। स्मेल्टेड प्रागैतिहासिक उल्कापिंड लोहे में निकल की बढ़ी हुई मात्रा होती है। यह 4-5 सहस्राब्दी ईसा पूर्व के प्राचीन मिस्र के दफन में पाया गया था। ई।, दिल्ली (5वीं शताब्दी) में कुतुब मीनार का स्थापत्य स्मारक उसी से बनाया गया था। जापानी जामदानी तलवारें मोलिब्डेनम से संतृप्त लोहे से बनी होती थीं, और दमिश्क स्टील में टंगस्टन होता था, जो आधुनिक उच्च गति काटने की विशेषता थी। ये धातुएँ थीं, जिनका अयस्क कुछ स्थानों से खनन किया जाता था।

आधुनिक उत्पादन मिश्र धातुओं में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले धातु हो सकते हैं औरगैर-धातु मूल, जो उनकी विशेषताओं और गुणों में परिलक्षित होते हैं।

ऐतिहासिक पथ

मिश्र धातु के विकास की नींव 18वीं शताब्दी में यूरोप में स्टील पिघलने की क्रूसिबल विधि के औचित्य से रखी गई थी। एक अधिक आदिम संस्करण में, प्राचीन काल में क्रूसिबल का उपयोग किया जाता था, जिसमें दमिश्क और दमिश्क स्टील को गलाने के लिए भी शामिल था। 18वीं शताब्दी की शुरुआत में, इस तकनीक में औद्योगिक पैमाने पर सुधार किया गया और स्रोत सामग्री की संरचना और गुणवत्ता को समायोजित करना संभव बना दिया।

• अधिक से अधिक नए रासायनिक तत्वों की एक साथ खोज ने शोधकर्ताओं को प्रयोगात्मक गलाने के प्रयोगों के लिए प्रेरित किया।
• स्टील की गुणवत्ता पर तांबे का नकारात्मक प्रभाव स्थापित किया गया है।
• 6% लौह युक्त पीतल की खोज की।

टंगस्टन, मैंगनीज, टाइटेनियम, मोलिब्डेनम, कोबाल्ट, क्रोमियम, प्लैटिनम, निकल, एल्यूमीनियम और अन्य के स्टील मिश्र धातु पर गुणात्मक और मात्रात्मक प्रभावों के संदर्भ में प्रयोग किए गए।

मैंगनीज के साथ मिश्र धातु इस्पात का पहला औद्योगिक उत्पादन 19वीं शताब्दी की शुरुआत में स्थापित किया गया था। इसे 1856 से बेसेमर गलाने की प्रक्रिया के हिस्से के रूप में विकसित किया गया है।

डोपिंग की विशेषताएं

आधुनिक संभावनाएं किसी भी रचना की मिश्र धातु को गलाना संभव बनाती हैं। प्रश्न में प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांत:

1. घटकों को केवल तभी मिश्रधातु माना जाता है जब उन्हें उद्देश्यपूर्ण ढंग से पेश किया जाता है और प्रत्येक की सामग्री 1% से अधिक होती है।
2. सल्फर, हाइड्रोजन, फॉस्फोरस को अशुद्धता माना जाता है। अधातु के रूप मेंसमावेशन, बोरॉन, नाइट्रोजन, सिलिकॉन का उपयोग किया जाता है, शायद ही कभी - फास्फोरस।
3. धातुकर्म उत्पादन के ढांचे के भीतर एक पिघले हुए पदार्थ में घटकों का परिचय थोक मिश्र धातु है। सतह उच्च तापमान के प्रभाव में आवश्यक रासायनिक तत्वों के साथ सतह परत के प्रसार संतृप्ति की एक विधि है।
4. प्रक्रिया के दौरान, योजक "बेटी" सामग्री की क्रिस्टल संरचना को बदलते हैं। वे पैठ या बहिष्करण समाधान बना सकते हैं, साथ ही उन्हें धातु और गैर-धातु संरचनाओं की सीमाओं पर रखा जा सकता है, जिससे अनाज का एक यांत्रिक मिश्रण बन सकता है। एक दूसरे में तत्वों की घुलनशीलता की डिग्री यहाँ एक बड़ी भूमिका निभाती है।

मिश्र धातु घटक

सामान्य वर्गीकरण के अनुसार सभी धातुओं को लौह और अलौह में बांटा गया है। अश्वेतों में लोहा, क्रोमियम और मैंगनीज शामिल हैं। अलौह प्रकाश (एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम, पोटेशियम), भारी (निकल, जस्ता, तांबा), महान (प्लैटिनम, चांदी, सोना), आग रोक (टंगस्टन, मोलिब्डेनम, वैनेडियम, टाइटेनियम), प्रकाश, दुर्लभ पृथ्वी और रेडियोधर्मी में विभाजित हैं।. मिश्र धातु धातुओं में प्रकाश, भारी, उत्कृष्ट और दुर्दम्य अलौह धातुओं के साथ-साथ सभी लौह धातुओं की एक विस्तृत विविधता शामिल है।

इन तत्वों के अनुपात और मिश्र धातु के मुख्य द्रव्यमान के आधार पर, बाद वाले को निम्न-मिश्र धातु (3%), मध्यम-मिश्र धातु (3-10%) और उच्च-मिश्र धातु (10 से अधिक) में विभाजित किया गया है। %)।

अलॉय स्टील्स

तकनीकी रूप से, इस प्रक्रिया में कठिनाई नहीं होती है। सीमा बहुत विस्तृत है। के लिए मुख्य लक्ष्यस्टील्स इस प्रकार हैं:

• ताकत बढ़ाओ।
• गर्मी उपचार परिणामों में सुधार करें।
• संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि, गर्मी प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध, आक्रामक कामकाजी परिस्थितियों का प्रतिरोध, सेवा जीवन।

मुख्य घटक लौह मिश्र धातु और दुर्दम्य धातुएं हैं, जिनमें Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, साथ ही अलौह अल, Ni, Cu शामिल हैं।

क्रोमियम और निकल मुख्य घटक हैं जो स्टेनलेस स्टील (X18H9T), साथ ही गर्मी प्रतिरोधी स्टील को परिभाषित करते हैं, जिनकी परिचालन स्थितियों को उच्च तापमान और शॉक लोड (15X5) की विशेषता है। 1.5% तक बीयरिंग और घर्षण भागों (15HF, SHKH15SG) के लिए उपयोग किया जाता है

मैंगनीज पहनने के लिए प्रतिरोधी स्टील्स (110G13L) का एक मूलभूत घटक है। कम मात्रा में, यह डीऑक्सीडेशन में योगदान देता है, फॉस्फोरस और सल्फर की एकाग्रता को कम करता है।

सिलिकॉन और वैनेडियम ऐसे तत्व हैं जो एक निश्चित मात्रा में लोच बढ़ाते हैं और स्प्रिंग्स और स्प्रिंग्स (55C2, 50HFA) बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

एल्यूमीनियम उच्च विद्युत प्रतिरोध (X13Y4) वाले लोहे के लिए लागू होता है।

टंगस्टन की एक महत्वपूर्ण सामग्री उच्च गति प्रतिरोधी उपकरण स्टील्स (R9, R18K5F2) के लिए विशिष्ट है। इस सामग्री से बना एक मिश्र धातु ड्रिल कार्बन स्टील से बने एक ही उपकरण की तुलना में बहुत अधिक उत्पादक और ट्रिगर करने के लिए प्रतिरोधी है।

अलॉय स्टील्स ने रोजमर्रा के उपयोग में प्रवेश किया है। साथ ही, अद्भुत गुणों वाली तथाकथित मिश्रधातुएं, जिन्हें मिश्रधातु पद्धति से भी प्राप्त किया जाता है, ज्ञात हैं। तो "लकड़ी के स्टील" में 1% क्रोमियम होता हैऔर 35% निकल, जो इसकी उच्च तापीय चालकता, लकड़ी की विशेषता को निर्धारित करता है। हीरे में 1.5% कार्बन, 0.5% क्रोमियम और 5% टंगस्टन भी शामिल है, जो इसे हीरे के समान विशेष रूप से कठोर बताता है।

कच्चा लोहा मिश्र धातु

कास्ट आयरन एक महत्वपूर्ण कार्बन सामग्री (2.14 से 6.67% तक), उच्च कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध, लेकिन कम ताकत से स्टील्स से भिन्न होता है। महत्वपूर्ण गुणों और अनुप्रयोगों की सीमा का विस्तार करने के लिए, इसे क्रोमियम, मैंगनीज, एल्यूमीनियम, सिलिकॉन, निकल, तांबा, टंगस्टन, वैनेडियम के साथ मिश्रित किया जाता है।

इस लौह-कार्बन सामग्री की विशेष विशेषताओं के कारण, इसकी मिश्र धातु इस्पात की तुलना में अधिक जटिल प्रक्रिया है। प्रत्येक घटक इसमें कार्बन रूपों के परिवर्तन को प्रभावित करता है। तो मैंगनीज "सही" ग्रेफाइट के निर्माण में योगदान देता है, जिससे ताकत बढ़ जाती है। दूसरों की शुरूआत से कार्बन का मुक्त अवस्था में संक्रमण, कच्चा लोहा का विरंजन और इसके यांत्रिक गुणों में कमी आती है।

प्रौद्योगिकी कम पिघलने वाले तापमान (औसतन, 1000 C तक) से जटिल है, जबकि अधिकांश मिश्र धातु तत्वों के लिए यह इस स्तर से काफी अधिक है।

कास्ट आयरन के लिए कॉम्प्लेक्स अलॉयिंग सबसे प्रभावी है। उसी समय, किसी को इस तरह की कास्टिंग के अलगाव की बढ़ती संभावना, क्रैकिंग और कास्टिंग दोषों के जोखिम को ध्यान में रखना चाहिए। विद्युत चुम्बकीय और प्रेरण भट्टियों में तकनीकी प्रक्रिया को अंजाम देना अधिक तर्कसंगत है। एक अनिवार्य अनुक्रमिक कदम उच्च गुणवत्ता वाला गर्मी उपचार है।

क्रोमियम कच्चा लोहा उच्च पहनने के प्रतिरोध, ताकत, गर्मी प्रतिरोध, उम्र बढ़ने और जंग के प्रतिरोध (CH3, CH16) की विशेषता है। इनका उपयोग केमिकल इंजीनियरिंग और धातुकर्म उपकरणों के उत्पादन में किया जाता है।

सिलिकॉन के साथ मिश्रित कास्ट आयरन उच्च संक्षारण प्रतिरोध और आक्रामक रासायनिक यौगिकों के प्रतिरोध द्वारा प्रतिष्ठित हैं, हालांकि उनके पास संतोषजनक यांत्रिक गुण हैं (ChS13, ChS17)। वे रासायनिक उपकरण, पाइपलाइन और पंप के हिस्से बनाते हैं।

गर्मी प्रतिरोधी कच्चा लोहा अत्यधिक उत्पादक जटिल मिश्र धातु का एक उदाहरण है। इनमें क्रोमियम, मैंगनीज, निकल जैसी लौह और मिश्र धातुएं होती हैं। वे उच्च तापमान स्थितियों के तहत जंग के लिए उच्च प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध और उच्च भार के प्रतिरोध की विशेषता हैं - टर्बाइन, पंप, इंजन, रासायनिक उद्योग उपकरण (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh) के कुछ हिस्सों।

एक महत्वपूर्ण घटक तांबा है, जिसका उपयोग मिश्र धातु की ढलाई विशेषताओं को बढ़ाते हुए अन्य धातुओं के साथ संयोजन में किया जाता है।

एलॉय कॉपर

शुद्ध रूप में और तांबे के मिश्र धातुओं के हिस्से के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसमें मूल और मिश्र धातु तत्वों के अनुपात के आधार पर विस्तृत विविधता होती है: पीतल, कांस्य, कप्रोनिकेल, निकल चांदी और अन्य।

शुद्ध पीतल - जस्ता के साथ मिश्र धातु - मिश्र धातु नहीं है। यदि इसमें एक निश्चित मात्रा में मिश्रधातु अलौह धातुएँ होती हैं, तो इसे बहु-घटक माना जाता है। कांस्य अन्य धातु घटकों के साथ मिश्र धातु हैं,टिन हो सकता है और टिन नहीं होता है, सभी मामलों में मिश्र धातु होते हैं। Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si की मदद से उनकी गुणवत्ता में सुधार होता है।

तांबे के यौगिकों में सिलिकॉन सामग्री उनके संक्षारण प्रतिरोध, शक्ति और लोच को बढ़ाती है; टिन और सीसा - मशीनेबिलिटी के संबंध में घर्षण-विरोधी गुणों और सकारात्मक विशेषताओं का निर्धारण; निकल और मैंगनीज - तथाकथित गढ़ा मिश्र धातुओं के घटक, जिनका संक्षारण प्रतिरोध पर भी सकारात्मक प्रभाव पड़ता है; लोहा यांत्रिक गुणों में सुधार करता है, जबकि जस्ता तकनीकी गुणों में सुधार करता है।

विभिन्न तारों के निर्माण के लिए मुख्य कच्चे माल के रूप में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है, रासायनिक उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण भागों के निर्माण के लिए सामग्री, मैकेनिकल इंजीनियरिंग और इंस्ट्रूमेंटेशन में, पाइपलाइनों और हीट एक्सचेंजर्स में।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु

गढ़ा या कास्ट मिश्र के रूप में प्रयुक्त। इस पर आधारित मिश्र धातुएं तांबा, मैंगनीज या मैग्नीशियम (ड्यूरालुमिन और अन्य) के साथ यौगिक हैं, बाद वाले सिलिकॉन के साथ यौगिक हैं, तथाकथित सिलुमिन, जबकि उनके सभी संभावित वेरिएंट Cr, Mg, Zn, Co, Cu के साथ मिश्रित हैं। सी.

कॉपर अपनी लचीलापन बढ़ाता है; सिलिकॉन - तरलता और उच्च गुणवत्ता वाले कास्टिंग गुण; क्रोमियम, मैंगनीज, मैग्नीशियम - दबाव और संक्षारण प्रतिरोध द्वारा ताकत, कार्यक्षमता के तकनीकी गुणों में सुधार। इसके अलावा, बी, पीबी, जेडआर,तिवारी, द्वि.

लोहा एक अवांछनीय घटक है, लेकिन एल्युमिनियम फॉयल के उत्पादन में इसका उपयोग कम मात्रा में किया जाता है। मैकेनिकल इंजीनियरिंग में महत्वपूर्ण भागों और आवासों की ढलाई के लिए सिलुमिन का उपयोग किया जाता है। विमान उद्योग, जहाज निर्माण और मैकेनिकल इंजीनियरिंग में लोड-असर संरचनाओं सहित पतवार तत्वों के निर्माण के लिए ड्यूरालुमिन और एल्यूमीनियम-आधारित मुद्रांकन मिश्र एक महत्वपूर्ण कच्चा माल हैं।

मिश्र धातु का उपयोग उद्योग के सभी क्षेत्रों में किया जाता है क्योंकि मूल सामग्री की तुलना में यांत्रिक और तकनीकी विशेषताओं में सुधार हुआ है। मिश्र धातु तत्वों की श्रेणी और आधुनिक प्रौद्योगिकियों की क्षमताएं विभिन्न प्रकार के संशोधनों की अनुमति देती हैं जो विज्ञान और प्रौद्योगिकी में संभावनाओं का विस्तार करती हैं।