معرفی آلیاژهای غیرآهنی و انواع آن

امروزه روز، آلیاژهای غیرآهنی در زندگی بشر بسیار کاربرد دارند. این آلیاژها، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفته و بخش مهمی از راحتی زندگی انسان را تشکیل می‌دهند. اینکه آلیاژ های غیر آهنی چگونه به وجود آمدند، چگونه مصرف می‌شوند، انواع آن ها چیست و …، سوالاتی است که ما قصد داریم در این مقاله با شما بررسی کنیم. با پوشش آنلاین همراه باشید تا با آلیاژ آهنی و آلیاژ غیر آهنی بیشتر آشنا شوید.

تاریخچه آلیاژ

آلیاژ به صورت اتفاقی کشف شد. زمانی که بشر 5000 سال پیش قصد داشت که مس را ذوب کند و به صورت اتفاقی، این مس با قلع ترکیب شد و برنز به وجود آمد. در آن لحظه بشر درک نکرد که یک اکتشاف به وجود آمده ولی این را متوجه شد که میزان مقاومت آلیاژ بیشتر از یک فلز به تنهایی است. با این آلیاژ محصولات جدیدی مانند ابزار های جنگی، ابزار های کشاورزی جدید درست کرده و حرکت رو به جلو را آغاز کرد.

پس از کشف آهن، پیشرفت بشر بسیار بیشتر شد و با گذشت زمان، به ایجاد آلیاژ های آهنی رسید و زندگی برای بشر بهتر و راحت تر شد.

آلیاژ و آلیاژ آهنی چیست؟

آلیاژ از ترکیب دو یا چند فلز برای ایجاد یک فلز قوی تر و بهتر به وجود می‌آید. در آلیاژ ما یک فلز زمینه داریم که در واقع نقطه اصلی آلیاژ است. به عنوان مثال، فولاد یکی از آلیاژ های پر کاربرد امروز زندگی ها است. این آلیاژ از ترکیب آهن(به عنوان فلز زمینه) با کربن، نیکل، منگنز و آلومینیوم درست می‌شود.

نکته این است که آلیاژ آهنی به آلیاژی گفته می‌شود که فلز زمینه آن، آهن بوده و آلیاژ غیرآهنی، آلیاژی است که فلز زمینه آن، آهن نمی‌باشد.

آلیاژ غیر آهنی چیست؟

 همانطور که گفته شد، آلیاژ غیر آهنی، آلیاژی است که فلز زمینه آن، آهن نباشد. دلیل شکل گیری این نوع آلیاژ ها، این بوده است که اگر تمام آلیاژ ها صرفا با آهن می‌بودند، آهن نایاب و گران قیمت می‌شد. همچنین، در برخی موارد، ما به آلیاژی قوی تر و مقاوم تر نسبت به آلیاژ آهنی نیاز داریم. شاید برایتان جالب باشد که بدانید، اولین آلیاژ غیرآهنی در تاریخ توسط روسیه و با دو فلز طلا و تیتانیوم درست شده است.

انواع آلیاژ های غیر آهنی

همانطور که گفتیم، هر فلزی که به عنوان فلز زمینه قرار گیرد، می‌تواند یک آلیاژ غیر آهنی را تشکیل دهد. پس می‌توان بی نهایت آلیاژ غیر آهنی ساخت. اما برخی از آن ها از شهرت کافی برخوردار بوده و همچنین، قابلیت استفاده دارند. بهتر است به معرفی و بررسی برخی از این آلیاژهای غیرآهنی بپردازیم. اما قبل از آن بهتر است فلز های اصلی امروزه برای آلیاژ های غیر اهنی را معرفی کنیم.

• آلومینیوم
• نیکل
• مس
• کبالت
• منیزیم

این فلز ها، اصلی ترین فلز هایی هستند که امروزه با آن ها، آلیاژ های غیر آهنی تولید می‌گردد. به بررسی دقیق تر هر کدام از این آلیاژ ها می‌پردازیم.

آلیاژ های نیکل

نیکل، یکی از قوی ترین و بهترین فلز ها برای ساخت آلیاژ است. با این فلز، هم آلیاژهای آهنی و هم آلیاژهای غیرآهنی ساخته می‌شود.

آلیاژ های آهنی نیکل

آلیاژ نیکل آهن

آلیاژ نیکل کروم آهن

آلیاژ نیکل کروم آهن لمیبدون

آلیاژهای غیرآهنی نیکل

آلیاژ نیکل مس

این آلیاژ با زمینه فلز نیکل و فلز همراه مس ساخته می‌شود و به نام مونل شناخته می‌شود.

میزان درصد وجود نیکل و مس در این آلیاژ متفاوت است و بستگی به کاربرد های آن دارد.

این آلیاژ، در برابر اسید بسیار قوی بوده و برای پمپ، شیر و واشر ها استفاده می‌شود.

آلیاژ نیکل کروم

این آلیاژ در برابر خوردگی، الکتریسیته و دمای بالا، بسیار مقاوم است. نام آن اینکونل است.

سوپر آلیاژ پایه نیکل

سوپر آلیاژ غیرآهنی نیکل طبقه خاصی از آلیاژ نیکل نیست، بلکه گروه‌های آلیاژ پایه نیکل مثل نیکل کروم و نیکل مس با فلزات دیگری ترکیب می‌شود تا خصوصیات این آلیاژها بیشتر شود.

آلیاژ های مس

این فلز، چه به صورت آلیاژ و چه به صورت فلز، در زندگی ما کاربرد های بسیار زیادی دارد.

خواص مس عبارتند از:

1. استحکام بالا
2. قابلیت آلیاژ پذیری و ترکیب شدن با سایر فلز ها
3. قابلیت انعطاف پذیری
4. مقاوم در برابر خوردگی
5. قابلیت ماشین کاری

با این فلز، آلیاژ های بسیار زیادی تولید می‌شوند.مس و روی، که به برنج معروف است و مس و قلع که برنز نامیده می‌شود، معروف ترین آلیاژهای غیرآهنی با فلز زمینه مس است.

نوع دیگر نام‌گذاری برای آلیاژ های مس توسط انجمن توسعه مس آمریکا CDA انجام شده است که آلیاژ غیرآهنی مس را به ‌وسیله کد معرفی می‌کند، این کدها در دو گروه آلیاژ کارشده و آلیاژ ریختگی تقسیم‌بندی می‌شوند.

آلیاژ آلومینیوم

فلز آلومینیوم به واسطه رسانایی بالای خود چه در گرما و چه در الکتریسیته و همچنین، امکان ریخته گریی که دارد، بعد از آهن، پر کاربرد ترین فلز برای تولید آلیاژ به حساب می‌آید. به صورت کلی به دو شکل تولید می‌شود.

آلیاژ کارپذیر: به صورت شمش تولید شده و به دست مصرف کننده برای مصرف خود می‌رسد.

آلیاژ ریختگی: در این حالت، به شکل ریختگری تولید شده و سپس ذوب شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در آلیاژ کارپذیر، به 8 گروه تقسیم شده که با 4 کد شناسایی می‌شود.

رقم اول بیانگر گروه اصلی آلیاژ است. 
رقم دوم عدد اصلاحی آلیاژ است که از صفر تا ۹ بازه عددی دارد. عدد صفر بیانگر خلوص صددرصدی آلیاژ است. 
کد دورقمی آخر نیز برای تفکیک آلیاژها از یکدیگر نشان داده می‌شود و مفهوم خاصی ندارد.
آلیاژ آلومینیوم از ۱XXX تا ۹XXX ادامه دارد یعنی از ۱۰۰۰ تا ۹۰۰۰ انواع آلیاژ آلومینیوم نام‌گذاری می‌شود.

 آلیاژ ریخته گری اما در نام پذاری کمی متفاوت است.

رقم ابتدایی بیانگر نوع عنصر آلیاژی است. دو رقم دوم درصد خلوص آلیاژ آلومینیوم را نشان می‌دهد و رقم سوم که بعد از اعشار بیان می‌شود، نوع محصول را بیان می‌کند که در آن عدد 0 محصول ریخته، 1 شمش ریخته‌گری و 2 شمش ریخته‌گری با محدودیت در ترکیب شیمیایی را بیان می‌کند.

نکته آخر این است که آلیاژ غیرآهنی آلومینیوم در صنعت حمل و نقل کاربرد بسیار زیادی دارد.

آلیاژ غیر آهنی کبالت

آلیاژهای پایه کبالت معمولا با عناصری مانند تنگستن، کروم، نیکل و آهن تولید می‌شود. آلیاژ کبالت مقاومت بالایی در برابر خوردگی داشته و در محیط‌های چالش‌برانگیز استفاده می‌شود. مکان‌هایی که حرارت بسیار بالا است یا تنش مکانیکی بسیار زیادی وجود دارد. 

این آلیاژ به سه گروه تقسیم می‌شود.

گروه اول

این گروه در دمای بسیار بالا(650 درجه تا 1150 درجه) کاربرد دارند. این آلیاژ برای محفظه های احتراق و کانال های انتقال کاربرد دارند.

انواع آلیاژ های گروه اول:

• Haynes188: این آلیاژ در برابر دمای بالا و نیروهای مکانیکی خواص خود را حفظ می‌کند. برای استحکام ‌دهی این آلیاژ از رسوب کاربید استفاده می‌شود.
• S-816: این آلیاژ غیرآهنی از نوع آلیاژ پیر سختی است که برای استفاده در محدوده دمایی 1500 تا 2000 طراحی شده است. این آلیاژ در دو دمای متفاوت امکان استفاده شدن دارد.
• Hannes25

گروه دوم

این آلیاژ ها تا دمای 650 درجه مورد استفاده قرار می‌گیرند. Mp35n و mp159 از انواع این آلیاژ ها هستند. این آلیاژ ها، مقاومت و انعطاف پذیری بسیار بالایی دارند.

گروه سوم

این گروه که بیشتر آلیاژ کبالت در آن قرار می‌گیرد، استلایت هستند. سوپر آلیاژ پایه کبالت استالایت گستره وسیعی از ترکیب کبالت و کروم است که دارای خواص مقاومتی و بیولوژیکی است. استلایت تنها محدود به ترکیب کبالت و کروم نمی‌شود بلکه از عناصر دیگر مثل تنگستن، مولیبدون و مقادیر کمی کربن نیز استفاده می‌شود.

خصوصیات استلایت ها عبارتند از:

• استحکام بسیار بالا
• مقاومت در برابر بارگزاری ایستایی
• مقاومت به خستگی و خزش
• مقاومت در برابر خوردگی

آلیاژ منیزیم

آلیاژ منیزیم، سوم عنصر فراوان زمین است. بسیار سبک بوده و یکی از  آلیاژ های غیر آهنی بسیار با کیفیت به حساب می‌آید. این فلز، قابلیت ترکیب بسیار بالایی داشته و به همین دلیل، آلیاژ های غیر آهنی بسیار زیادی را ایجاد می‌کند.

منیزیم آلومینیوم

یکی از آلیاژ های ساخته شده با منیزیم، منیزیم آلومینیوم است. در ترکیب آلیاژ منیزیم آلومینیوم که با علامت اختصاری AM در بازار نمایش داده می‌شود اگر میزان آلومینیوم از 8 درصد بالاتر برود، تغییر شکل این آلیاژ بسیار سخت خواهد بود. از این آلیاژ در صنایع هواپیما‌سازی خطوط تولید بوئینگ استفاده می‌شود.

منیزیم آلومینیوم روی MgAlzn

این آلیاژ انشعابی از آلیاژ منیزیوم آلومینیوم است که با اضافه‌کردن روی استحکام آلیاژ اضافه می‌شود استفاده از آلیاژ منیزیوم روی چالشی عالی برای خوردگی محسوب می‌شود؛ اما امروزه از این آلیاژ کمتر استفاده شده و آلیاژ منیزیوم آلومینیوم جایگزین شده است، زیرا این آلیاژ دارای ترک‌های میکروسکوپی است که در صورت رعایت‌نکردن شرایط تولید کیفت نهایی آلیاژ مناسب نخواهد بود.

منیزیم روی

این آلیاژ مقاومت بالایی دارد و همچنین برای افزایش این مقاومت به آن، فلز مس اضافه می‌شود. اما ترکیب این سه فلز، مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد. اما در آلیاژ دوتایی منیزیم روی، مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالا تر است.

از دیگر آلیاژهای منیزیم می‌توان به آلیاژ منیزیم زیرکونیوم، آلیاژ منیزیوم توریم و آلیاژ منیزیم لیتیوم اشاره کرد. آلیاژ غیرآهنی در شاخه منیزیم به دلیل استحکام معمولا در صنایع هوافضا به کار گرفته می‌شود.

ویژگی های آلیاژ های غیر آهنی

همانطور که گفته شد، یکی از دلایل روی آوردن به آلیاژهای غیرآهنی، ایجاد کمبود آهن بوده است. اما این صرفا تنها دلیل نیست. آلیاژ های غیر آهنی، ویژگی های خاص خود را دارند و امروزه در صنعت های زیادی استفاده می‌شوند.

استحکام بسیار بالا

استحکام آلیاژ نسبت به فلز بسیار بالا تر است و به راحتی در صنایع مختلف حتی در هواپیما سازی کاربرد دارد.

مقاومت در برابر خوردگی

این مدل مقاومت، باعث می‌شود که صنایع زیادی میل به استفاده از آلیاژ های مختلف و مورد نیاز پیدا کنند. خوردگی می‌تواند تمام جزئیات کار و به صورت کلی چرخه تولید را نابود سازد.

مقاومت در برابر حرارت

نکته حائز اهمیت این است که زمانی که آلیاژ ها درست شدند، به صنعت و پیشرفت جامعه بشری بسیار کمک کرده اند. به عنوان مثال، برخی از آلیاژ های کبالت، دمایی بین 650 تا 1150 درجه را تحمل می‌کنند. این تحمل سبب می‌شود که وسایلی تولید شود که زندگی را برای بشریت راحت تر سازد.

آلیاژ های غیر آهنی، زندگی را راحت تر ساخته است

در این مقاله به صورت کامل با آلیاژهای غیرآهنی، ویژگی ها آن، خواص آلیاژ های غیر آهنی و کاربرد های آن آشنا شدید. آلیاژ ها از آشپزخانه و منزل ما، تا شاتل ها و هواپیما ها کاربرد دارند. این اکتشاف بشر، زندگی را برای همه ما آسان ساخته است و اینک پوشش آنلاین نیز برای هر بخشی که به آلیاژ های غیر آهنی نیاز دارید در کنار شما است تا بتوانید بهترین نتایج را برای خود به دست آورید.