IKKE-JERNHOLDIGE LEGERINGER: STRUKTUR, EGENSKAPER, BRUK, EKSEMPLER - KJEMI - 2026

De ikke-jernholdige legeringene er de som ikke har i sammensetningen jernmetall. Derfor består den ikke av noen av ståltypene, og hovedbasen kan være den for noe annet metallisk element; som aluminium, sølv, kobber, beryllium, magnesium, titan, etc.

I motsetning til tette stål, som er ideelle for metallisk støtte til bygninger og brokabler, har jernholdige legeringer en tendens til å være lettere og mer motstandsdyktige mot korrosjon. Herfra til at antall applikasjoner øker eksponentielt, og hver krever en spesifikk type legering, med en nøyaktig metallisk sammensetning.

Bronseskulptur - et eksempel på en ikke-jernholdig legering. Kilde: Pixabay.

Noen av de eldste og mest kjente ikke-jernholdige legeringene i historien er bronse og messing. Begge har kobber som metallbase, med den forskjellen at i bronse er det overveiende blandet med tinn, og i messing med sink. Avhengig av deres kombinasjoner og sammensetning, kan bronse og messing med omfattende egenskaper dukke opp.

Og når vi går inn i det moderne nåtid, er legeringene som utgjør elektroniske apparater i det vesentlige ikke-jernholdige. Rammen til de mest sofistikerte kjøretøyene og flyene er også laget av disse legeringene, for å gi dem styrke ved lavest mulig vekt.

Strukturer av ikke-jernholdige legeringer

Hvert metall har sine egne krystallinske strukturer, som kan være hcp (kompakt sekskantet), ccp (kompakt kubikk), bcc (kroppssentrert kubikk) eller andre.

Når smeltet og sveises til en fast løsning som deretter krystalliserer, blir atomene i alle metaller sammenføyd ved metallisk binding, og de resulterende strukturer tilsettes eller endres.

Derfor vil hver legering til en viss sammensetning ha sine egne krystallstrukturer. Det er grunnen til å studere dem, bruker man heller begrepene faser (vanligvis betegnet som α og β), representert grafisk i et fasediagram som en funksjon av variabler som temperatur, trykk og sammensetning.

Fra disse fasediagrammene kan det spås ved hvilken temperatur (væskefase) den ikke-jernholdige legeringen til et system bestående av to eller flere metaller vil smelte, samt arten av dens faste faser.

Anta sølv-kobberparet. Ved å analysere fasediagrammet kan fysisk og strukturell informasjon hentes ut fra de flere legeringene med forskjellige sølv-kobberkombinasjoner (10% Ag og 90% Cu, 25% Ag og 75% Cu, etc.). Åpenbart må metaller være løselig i hverandre slik at de kan krystallisere til en legering på en homogen måte.

Egenskaper

Egenskapene til ikke-jernholdige legeringer er veldig forskjellige. For stål er det ikke veldig vanskelig å generalisere, siden de viser en synergi av egenskapene til jern med jern-karbon, Fe-C. I stedet avhenger egenskapene til ikke-jernholdige legeringer mest av metallbunnen.

For eksempel, hvis legeringene er aluminium eller magnesium, begge lette metaller, forventes de å være lette. Hvis titan, et tettere metall, blandes med noe annet lettmetall, bør den resulterende legeringen være litt lettere og mer fleksibel.

Hvis kobber og gull er kjent for å være gode ledere av varme og elektrisitet, må legeringene deres tilby materialer som er billigere, mindre myke og mer motstandsdyktige mot mekanisk arbeid og korrosjon.

Hvis alle egenskapene og egenskapene til denne typen legeringer kunne generaliseres, ville de måtte være: mindre tette, mekanisk mer motstandsdyktige i forhold til deres vekt, mer inerte mot oksidasjonen forårsaket av miljøet, deformerbar, meget ledende for varme og elektrisitet. For resten er det mange unntak.

applikasjoner

Aluminium

De er veldig lette legeringer, og strukturen deres bør derfor være bcc (den minst kompakte). De kan deformeres slik at de får flere former, for eksempel bokser, for lagring av mat og drikke.

De har en tendens til å ha høy motstand mot korrosjon, men den er omvendt proporsjonal med deres mekaniske motstand, som øker når de blandes med kobber, magnesium eller mangan. De med bedre mekaniske styrker finner bruk som auto-kroppsdeler, og for flydeler.

Titanium

-Titan-legeringer finner mange bruksområder for utforming av beinproteser, og generelt er dette metallet svært kompatibelt med fysiologiske matriser.

Det brukes også som deler av rammen og overflaten til fly, kjøretøy, motorsykler, golfklubber, blant andre gjenstander og gjenstander.

-Blandet med aluminium har legeringene blitt brukt i konstruksjonen av takene til japanske templer og pagoder, og i statuene av deres drager.

Sølv

-Legeringen med grafitt (Ag-C) har lav elektrisk motstand og brukes derfor som komponenter i effektbrytere.

-Blandet med kvikksølv oppnås et amalgam med 50% Hg og en lavere prosentandel kobber og tinn, som brukes til å fylle tannfeil.

-Legering med kobber gir den så motstand at den lager metallskjæreskiver og sager.

-I smykker brukes det i en legering av palladium og platina, motstandsdyktig mot riper og tap av glans.

magnesium

De er tettere enn aluminium, men ellers er egenskapene like. De motstår atmosfæriske forhold godt, så de har blitt brukt til fremstilling av bildeler, i girkasser, hjul, missiler, kort sagt, i høyhastighetsmaskineri (så vel som på sykler).

beryllium

-Its Be-Cu-legering brukes til elektroniske komponenter til små enheter, for eksempel smarttelefoner, iPads, armbåndsur, nettbrett, etc.

-Keramikk (blandet med gallium, arsen eller indium) brukes i elektroniske kretsløp med høy strømtetthet.

- I medisin smier berylliumlegeringer mange av sine instrumenter og enheter, for eksempel pacemakere, laserskalpeller, skannere, rammen til kjernemagnetisk resonansutstyr, blant andre.

-Det smir også en del av militær- og atomvåpen, det har også laget speil for satellitter med berylliumlegeringer.

-Verktøy smidd med disse legeringene gir ikke gnister når de utsettes for høy friksjon.

eksempler

Noen spesifikke eksempler på ikke-jernholdige legeringer er:

-Monel og Constantán, begge nikkel-kobberlegeringer, men med en sammensetning på henholdsvis 2: 1 og 45% (55% kobber).

-Cromel, hvis sammensetning er 90% nikkel og 10% kobber. Det brukes som en del av det elektriske systemet til industrielle ovner, som er i stand til å motstå høye temperaturer.

-Ti-6Al-4V, en legering av titan med vanadium, aluminium og andre metaller, spesielt brukt til biologiske formål.

-Stelite, en legering av kobolt og krom.

-Magnalium, aluminiumslegering med en lav prosentandel magnesium (mindre enn eller lik 10%). De er praktisk talt aluminiumsplater som er mer motstandsdyktige mot trekkraft og er mer utholdende.

-Vitt gull, hvis sammensetning består av 90% gull med 10% av hvitt metall, for eksempel sølv eller palladium.

referanser

1. Dr.C.Ergun. (SF). Ikke-jernholdige legeringer. . Gjenopprettet fra: brukere.fs.cvut.cz
2. Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation. (2012). Ikke-jernholdige strukturmaterialer (titan, aluminium). . Gjenopprettet fra: nipponsteel.com
3. WA Monteiro, SJ Buso og LV da Silva (2012). Påføring av magnesiumlegeringer i transport, nye funksjoner på magnesiumlegeringer, Waldemar Alfredo Monteiro, IntechOpen, DOI: 10.5772 / 48273.
4. Kobberutviklingsforbundet. (2018). Kobber og kobberlegeringer. Gjenopprettet fra: copperalliance.org.uk
5. Michael Oistacher. (7. mars 2018). Sølvlegeringer og deres bruksområder. Gjenopprettet fra: mgsrefining.com
6. Terrence Bell. (26. september 2018). Beryllium applikasjoner. Gjenopprettet fra: thebalance.com
7. Cosmolinux. (SF). Aktiviteter Fasediagrammer. Gjenopprettet fra: cosmolinux.no-ip.org