На цветни сплави са тези, които не разполагат с по своя състав желязо метал. Следователно тя не се състои от нито един от видовете стомани и основната й основа може да бъде тази на всеки друг метален елемент; като алуминий, сребро, мед, берилий, магнезий, титан и др.
За разлика от плътните стомани, идеални за металната поддръжка на сгради и мостови кабели, черните сплави обикновено са по-леки и по-устойчиви на корозия. От тук нататък броят на приложенията му нараства експоненциално, като всяко от тях изисква специфичен вид сплав, с точен метален състав.
Бронзова скулптура - пример за цветна сплав. Източник: Pixabay
Някои от най-старите и най-известните цветни сплави в историята са бронз и месинг. И двете имат мед като метална основа, с разликата, че в бронз се смесва предимно с калай, а в месинг с цинк. В зависимост от комбинациите и състава им могат да се появят бронзи и месинги с обширни свойства.
И преминавайки в съвременното настояще, сплавите, които съставят електронни устройства, по същество са цветни. Също така рамката на най-сложните превозни средства и самолети е направена от тези сплави, за да им даде сила при възможно най-ниско тегло.
Структури от цветни сплави
Всеки метал има свои кристални структури, които могат да бъдат hcp (компактен шестоъгълник), ccp (компактен кубик), bcc (кубически центриран кубик) или други.
Когато се стопи и заварява в твърд разтвор, който след това кристализира, атомите на всички метали се съединяват чрез метално свързване и получените структури се добавят или променят.
Следователно, всяка сплав към определен състав ще има свои собствени кристални структури. Ето защо, за да ги изследваме, използваме термините на фазите (обикновено обозначени като α и β), представени графично във фазова диаграма като функция на променливи като температура, налягане и състав.
От тези фазови диаграми може да се предвиди при каква температура (течна фаза) ще се стопи цветната сплав на система, състояща се от два или повече метала, както и естеството на нейните твърди фази.
Да приемем сребърно-медната двойка. Анализирайки неговата фазова диаграма, физическата и структурна информация може да бъде извлечена от множеството сплави с различни комбинации от сребро-мед (10% Ag и 90% Cu, 25% Ag и 75% Cu и т.н.). Очевидно металите трябва да са разтворими един в друг, така че да могат да кристализират в сплав по хомогенен начин.
Имоти
Свойствата на цветните сплави са много разнообразни. За стоманите не е много трудно да се генерализират, тъй като те проявяват синергия на свойствата на желязото с тези на желязо-въглерод, Fe-C. Вместо това свойствата на цветните сплави зависят най-вече от металната основа.
Например, ако сплавите са алуминий или магнезий, и двата леки метала, се очаква те да са леки. Ако титанът, по-плътен метал, се смеси с всеки друг лек метал, получената сплав трябва да бъде малко по-лека и по-гъвкава.
Ако се знае, че медта и златото са добри проводници на топлина и електричество, тогава техните сплави трябва да предлагат материали, които са по-евтини, по-малко меки и по-устойчиви на механична работа и корозия.
Ако всички свойства и характеристики на този вид сплави биха могли да бъдат обобщени, те би трябвало да бъдат: по-малко плътни, механично по-устойчиви по отношение на теглото си, по-инертни срещу окисляване, причинено от околната им среда, деформируеми, силно проводящи топлина и електричество. В останалата част има своите многобройни изключения.
Приложения
алуминий
Те са много леки сплави и следователно тяхната структура трябва да бъде bcc (най-малко компактна). Те могат да бъдат деформирани в множество форми, като консерви, за съхранение на храни и напитки.
Те са склонни да имат висока устойчивост на корозия, но тя е обратно пропорционална на тяхната механична устойчивост, която се увеличава при смесване с мед, магнезий или манган. Онези с по-добра механична якост намират приложение като части за автомобилни кутии и за части на самолети.
титан
-Титановите сплави намират много приложения за проектиране на костни протези и като цяло този метал е много съвместим с физиологичните матрици.
Използва се и като части от рамката и повърхността на самолети, превозни средства, мотоциклети, голф клубове, наред с други артефакти и предмети.
-Смесени с алуминий, неговите сплави са били използвани при изграждането на покривите на японските храмове и пагоди и в статуите на техните дракони.
сребърен
-Сплавата му с графит (Ag-C) има ниско електрическо съпротивление и затова се използва като компоненти на прекъсвачи.
-Смесен с живак се получава амалгама с 50% Hg и по-нисък процент мед и калай, която се използва за запълване на зъбни дефекти.
-Сплатата му с мед му придава такава устойчивост, че създава метални режещи дискове и триони.
-В бижутата се използва в сплав паладий и платина, устойчив на драскотини и загуба на блясъка си.
магнезий
Те са по-плътни от алуминия, но в противен случай техните свойства са подобни. Те издържат добре на атмосферните условия, така че са били използвани за производството на автомобилни части, в скоростни кутии, колела, ракети, накратко, във високоскоростни машини (както и в велосипеди).
берилий
-Изплавката му Be-Cu се използва за електронни компоненти за малки устройства, като смартфони, iPad, ръчни часовници, таблети и т.н.
-Керамиката (смесена с галий, арсен или индий), се използва в електронни вериги с висока плътност на тока.
-В медицината, берилиевите сплави изковават много от своите инструменти и устройства, като пейсмейкъри, лазерни скалпели, скенери, рамката на оборудване за ядрено-магнитен резонанс, наред с други.
-Също така изковава част от военните и ядрените оръжия, тя също е направила огледала за спътници с берилиеви сплави.
-Зърната, ковани с тези сплави, не предизвикват искри, когато са подложени на високо триене.
Примери
Някои конкретни примери за цветни сплави са:
-Monel и Constantán, и двете никело-медни сплави, но със състав 2: 1 и 45% (55% мед), съответно.
-Cromel, чийто състав е 90% никел и 10% мед. Използва се като част от електрическата система на промишлени фурни, способни да издържат на високи температури.
-Ti-6Al-4V, сплав от титан с ванадий, алуминий и други метали, специално използвани за биологични цели.
-Стелит, сплав от кобалт и хром.
-Магналий, алуминиева сплав с нисък процент магнезий (по-малък или равен на 10%). Те са практически алуминиеви листове, които са по-устойчиви на сцепление и са по-устойчиви.
-Бяло злато, чийто състав се състои от 90% злато с 10% от всякакъв бял метал, като сребро или паладий.
Препратки
- Dr.C.Ergun. (SF). Цветни сплави, Възстановени от: users.fs.cvut.cz
- Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation. (2012 г.). Цветни конструкционни материали (титан, алуминий)., Възстановена от: nipponsteel.com
- WA Monteiro, SJ Buso и LV da Silva (2012). Приложение на магнезиеви сплави в транспорта, нови функции върху магнезиевите сплави, Waldemar Alfredo Monteiro, IntechOpen, DOI: 10.5772 / 48273.
- Асоциация за развитие на мед (2018). Медни и медни сплави. Възстановено от: copperalliance.org.uk
- Майкъл Ойстахер. (7 март 2018 г.). Сребърни сплави и техните приложения. Възстановена от: mgsrefining.com
- Терънс Бел. (26 септември 2018 г.). Приложения за берилий. Възстановени от: thebalance.com
- Cosmolinux. (SF). Фазови диаграми за дейности Възстановено от: cosmolinux.no-ip.org