Hợp kim màu là những hợp kim không có kim loại sắt trong thành phần của chúng. Do đó, nó không bao gồm bất kỳ loại thép nào và cơ sở chính của nó có thể là của bất kỳ nguyên tố kim loại nào khác; chẳng hạn như nhôm, bạc, đồng, berili, magiê, titan, v.v.
Không giống như thép dày đặc, lý tưởng cho sự hỗ trợ kim loại của các tòa nhà và cáp cầu, hợp kim đen thường nhẹ hơn và chống ăn mòn tốt hơn. Từ đây, số lượng các ứng dụng của nó tăng lên theo cấp số nhân, mỗi ứng dụng đòi hỏi một loại hợp kim cụ thể, với thành phần kim loại chính xác.
Tác phẩm điêu khắc bằng đồng - một ví dụ về hợp kim màu. Nguồn: Pixabay.
Một số hợp kim màu lâu đời nhất và nổi tiếng nhất trong lịch sử là đồng thau và đồng thau. Cả hai đều có đồng làm cơ sở kim loại, với sự khác biệt là đồng chủ yếu được trộn với thiếc và trong đồng thau với kẽm. Tùy thuộc vào sự kết hợp và thành phần của chúng, đồng và đồng thau với các đặc tính rộng rãi có thể xuất hiện.
Và chuyển sang thời hiện đại, các hợp kim tạo nên thiết bị điện tử về cơ bản là kim loại màu. Ngoài ra, khung của các phương tiện và máy bay phức tạp nhất cũng được làm bằng các hợp kim này, để tạo cho chúng sức mạnh ở trọng lượng thấp nhất có thể.
Cấu trúc của hợp kim màu
Mỗi kim loại có cấu trúc tinh thể riêng, có thể là hcp (lục giác nhỏ gọn), ccp (lập phương tâm khối), bcc (lập phương tâm khối) hoặc các cấu trúc khác.
Khi được nấu chảy và hàn thành một dung dịch rắn, sau đó kết tinh, các nguyên tử của tất cả các kim loại liên kết với nhau thông qua liên kết kim loại, và các cấu trúc kết quả thêm vào hoặc thay đổi.
Vì vậy, mỗi hợp kim đến một thành phần nhất định sẽ có những cấu trúc tinh thể riêng. Đó là lý do tại sao để nghiên cứu chúng, người ta sử dụng các thuật ngữ pha (thường được ký hiệu là α và β), được biểu diễn bằng đồ thị trong biểu đồ pha dưới dạng hàm của các biến như nhiệt độ, áp suất và thành phần.
Từ các giản đồ pha này, có thể dự đoán ở nhiệt độ nào (pha lỏng) hợp kim màu của một hệ bao gồm hai hoặc nhiều kim loại sẽ nóng chảy, cũng như bản chất của các pha rắn của nó.
Giả sử cặp bạc-đồng. Bằng cách phân tích giản đồ pha của nó, thông tin vật lý và cấu trúc có thể được chiết xuất từ nhiều hợp kim với sự kết hợp bạc-đồng khác nhau (10% Ag và 90% Cu, 25% Ag và 75% Cu, v.v.). Rõ ràng, các kim loại phải hòa tan trong nhau để chúng có thể kết tinh thành hợp kim một cách đồng nhất.
Tính chất
Tính chất của hợp kim màu rất đa dạng. Đối với thép, không khó để khái quát hóa, vì chúng thể hiện sự phối hợp các đặc tính của sắt với các đặc tính của sắt-cacbon, Fe-C. Thay vào đó, các đặc tính của hợp kim màu phụ thuộc chủ yếu vào cơ sở kim loại.
Ví dụ, nếu các hợp kim là nhôm hoặc magiê, cả hai kim loại nhẹ, chúng được cho là nhẹ. Nếu titan, một kim loại đặc hơn, được trộn với bất kỳ kim loại nhẹ nào khác, thì hợp kim tạo thành phải nhẹ hơn một chút và linh hoạt hơn.
Nếu đồng và vàng được biết đến là những chất dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, thì hợp kim của chúng phải là vật liệu rẻ hơn, ít mềm hơn, đồng thời có khả năng chống gia công cơ học và ăn mòn cao hơn.
Nếu tất cả các tính chất và đặc điểm của loại hợp kim này có thể được khái quát, chúng sẽ phải: ít đặc hơn, bền hơn về mặt cơ học so với trọng lượng của chúng, trơ hơn trước sự oxy hóa do môi trường của chúng, dễ biến dạng, dẫn nhiệt và điện cao. Đối với phần còn lại, có rất nhiều trường hợp ngoại lệ.
Các ứng dụng
Nhôm
Chúng là hợp kim rất nhẹ, và do đó cấu trúc của chúng phải là bcc (nhỏ nhất). Chúng có thể bị biến dạng để có nhiều hình dạng, chẳng hạn như lon, để đựng thực phẩm và đồ uống.
Chúng có xu hướng có khả năng chống ăn mòn cao, nhưng tỷ lệ nghịch với độ bền cơ học của chúng, sẽ tăng lên khi trộn với đồng, magiê hoặc mangan. Những loại có độ bền cơ học tốt hơn được sử dụng làm phụ tùng ô tô và phụ tùng máy bay.
Titan
- Hợp kim titan được tìm thấy nhiều ứng dụng cho việc thiết kế các bộ phận giả bằng xương và nói chung, kim loại này tương thích cao với các chất nền sinh lý.
Nó cũng được sử dụng làm các bộ phận của khung và bề mặt của máy bay, xe cộ, xe máy, câu lạc bộ chơi gôn, trong số các đồ tạo tác và đồ vật khác.
- Được trộn với nhôm, các hợp kim của nó đã được sử dụng trong việc xây dựng mái của các ngôi đền và chùa ở Nhật Bản, và trong các bức tượng rồng của họ.
Bạc
- Hợp kim của nó với than chì (Ag-C) có điện trở thấp và do đó được sử dụng làm thành phần của bộ ngắt mạch.
- Trộn với thủy ngân, người ta thu được hỗn hống có 50% Hg và tỷ lệ đồng và thiếc thấp hơn, được dùng để trám các khuyết tật răng.
- Hợp kim của nó với đồng mang lại cho nó sức đề kháng đến mức nó tạo ra đĩa cắt và cưa kim loại.
-Trong đồ trang sức, nó được sử dụng bằng hợp kim của palađi và bạch kim, có khả năng chống trầy xước và mất độ sáng bóng.
Magiê
Chúng đặc hơn nhôm, nhưng nếu không thì tính chất của chúng tương tự nhau. Chúng chống chịu tốt với các điều kiện khí quyển, vì vậy chúng đã được sử dụng để sản xuất các bộ phận ô tô, trong hộp số, bánh xe, tên lửa, nói ngắn gọn là trong máy móc tốc độ cao (cũng như xe đạp).
Berili
-Hợp kim Be-Cu của nó được sử dụng cho các thành phần điện tử cho các thiết bị nhỏ, chẳng hạn như điện thoại thông minh, iPad, đồng hồ đeo tay, máy tính bảng, v.v.
- Gốm sứ (trộn với gali, asen hoặc indium), được sử dụng trong các mạch điện tử với mật độ dòng điện cao.
-Trong y học, hợp kim berili rèn nhiều dụng cụ và thiết bị của nó, chẳng hạn như máy tạo nhịp tim, dao mổ laser, máy quét, khung của thiết bị cộng hưởng từ hạt nhân, v.v.
-Nó cũng rèn một phần vũ khí hạt nhân và quân sự, nó cũng đã làm gương cho vệ tinh bằng hợp kim berili.
-Công cụ được rèn bằng các hợp kim này không tạo ra tia lửa điện khi chịu ma sát cao.
Ví dụ
Một số ví dụ cụ thể về hợp kim màu là:
-Monel và Constantán, đều là hợp kim niken-đồng, nhưng có thành phần tương ứng là 2: 1 và 45% (55% đồng).
-Cromel, có thành phần là 90% niken và 10% đồng. Nó được sử dụng như một phần trong hệ thống điện của lò nướng công nghiệp, có khả năng chịu được nhiệt độ cao.
-Ti-6Al-4V, một hợp kim của titan với vanadi, nhôm và các kim loại khác, đặc biệt được sử dụng cho mục đích sinh học.
-Stelite, một hợp kim của coban và crom.
-Magnalium, hợp kim nhôm với tỷ lệ magie thấp (nhỏ hơn hoặc bằng 10%). Thực tế chúng là những tấm nhôm có khả năng chịu lực kéo tốt hơn và bền bỉ hơn.
- Vàng trắng, có thành phần bao gồm 90% vàng với 10% bất kỳ kim loại trắng nào, chẳng hạn như bạc hoặc palladium.
Người giới thiệu
- Dr.C.Ergun. (sf). Hợp kim màu. . Đã khôi phục từ: users.fs.cvut.cz
- Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation. (2012). Vật liệu cấu trúc không chứa sắt (Titan, nhôm). . Phục hồi từ: nipponsteel.com
- WA Monteiro, SJ Buso và LV da Silva (2012). Ứng dụng của hợp kim magie trong vận tải, Tính năng mới trên hợp kim magie, Waldemar Alfredo Monteiro, IntechOpen, DOI: 10.5772 / 48273.
- Hiệp hội phát triển đồng. (2018). Đồng và hợp kim đồng. Khôi phục từ: copperalliance.org.uk
- Michael Oistacher. (Ngày 7 tháng 3 năm 2018). Hợp kim bạc và công dụng của chúng. Được khôi phục từ: mgsrefining.com
- Chuông Terrence. (Ngày 26 tháng 9 năm 2018). Ứng dụng berili. Được khôi phục từ: thebalance.com
- Cosmolinux. (sf). Các hoạt động Biểu đồ giai đoạn. Khôi phục từ: cosmolinux.no-ip.org