Sulamid on metalliühendid, mis koosnevad ühest metallist ja ühest või enamast metallist või mittemetallilisest elemendist.
Näited tavalistest sulamitest:
- Teras: A kombinatsioon rauda (metall) ja süsinik (mittemetall)
- Pronks: Nende kombinatsioon vask (metall) ja tina (metall)
- Messing: Vase (metalli) ja tsink (metall)
Omadused
Üksikutel puhtatel metallidel võivad olla kasulikud omadused, näiteks head elektrijuhtivus, kõrge tugevuse ja kõvaduse või kuumuse ja korrosioon vastupanu. Kaubanduslikud metallisulamid üritavad neid kasulikke omadusi ühendada, et luua metalle, mis on konkreetsete rakenduste jaoks kasulikumad kui nende komponendid.
Terasnäiteks vajab puhta süsinikust tugevama, kergema ja töödeldavama metalli saamiseks õiget süsiniku ja raua (umbes 99% rauda ja 1% süsinikku) kombinatsiooni.
Uute sulamite täpseid omadusi on keeruline arvutada, kuna elemendid ei ühine ainult osade summa moodustamiseks. Need moodustuvad keemiliste vastasmõjude kaudu, mis sõltuvad komponentidest ja konkreetsetest tootmismeetoditest. Seetõttu on uute metallisulamite väljatöötamisel vaja palju katseid.
Sulamistemperatuur on metallide legeerimise võtmetegur. Galinstan, madala sulamist sulamiga, mis sisaldab galliumTina ja indium on vedelik temperatuuril üle 2,2 ° F (-19 ° C), see tähendab, et selle sulamistemperatuur on 122 ° F (50 ° C) madalam kui puhas gallium ja üle 212 ° F (100 ° C) allpool. indium ja tina.
Galinstan® ja Wood's Metal on näited eutektilistest sulamitest - sulamid, mille sulamispunkt on madalaim kõigi elemente sisaldava sulami kombinatsiooni korral.
Koostis
Tuhanded sulamikompositsioonid on regulaarses tootmises, igal aastal töötatakse välja uusi kompositsioone.
Aktsepteeritud standardkompositsioonid hõlmavad koostisosade puhtuse taset (kaalu sisalduse põhjal). Meik, samuti tavaliste sulamite mehaanilised ja füüsikalised omadused on standarditud rahvusvaheliste standarditega organisatsioonid nagu Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon (ISO), SAE International ja ASTM Rahvusvaheline.
Tootmine
Mõned metallisulamid esinevad looduslikult ja vajavad vähest töötlemist tööstuslikuks kasutamiseks sobivateks materjalideks. Ferrosulameid, näiteks ferrokromi ja ferros räni, toodetakse näiteks segamaakide sulatamisel ja neid kasutatakse mitmesuguste teraste tootmisel. Siiski oleks ekslik arvata, et metallide legeerimine on lihtne protsess. Näiteks kui segatakse lihtsalt sula alumiinium sulaga plii, nad leiaksid, et need kaks eralduksid kihtideks, sarnaselt õli ja veega.
Kaubandus- ja kaubandussulamid vajavad üldjuhul suuremat töötlemist ja enamasti moodustatakse need sulatatud metallide segamisel kontrollitud keskkonnas. Sulametallide kombineerimise või metallide mittemetallidega segamise protseduur varieerub sõltuvalt kasutatavate elementide omadustest suuresti.
Kuna metallielementide soojus- ja gaasitaluvus on väga erinev, mõjutavad sellised tegurid nagu sulamistemperatuur 15 ° C koostisosade metallid, lisandite tase, segamiskeskkond ja legeerimine on eduka sulami keskne kaalutlus protsess.
Kuigi sellised elemendid nagu tulekindlad metallid on kõrgetel temperatuuridel stabiilsed, teised hakkavad oma keskkonnaga suhtlema, mis võib mõjutada puhtuse taset ja lõppkokkuvõttes sulami kvaliteeti. Sageli tuleb sellistel juhtudel ette valmistada vahepealsed sulamid, et veenda elemente omavahel ühendama.
Näiteks valmistatakse sulam, mis koosneb 95,5% alumiiniumist ja 4,5% vasest, valmistades kõigepealt kahe elemendi segu 50%. Sellel segul on madalam sulamistemperatuur kui puhtal alumiiniumil või puhtal vasel ja see toimib "kõvendisulamina". Seejärel viiakse see sulatatud alumiiniumisse kiirusega, mis loob õige sulami segu.
Allikad: Tänav, Arthur. & Alexander, W. O 1944. Metallid inimese teenistuses. 11. väljaanne (1998).