Металлургия өнөр жайы ар бир адамдын жашоосунда маанилүү роль ойнойт, анткени күн сайын ар кандай металл буюмдары менен күрөшүүгө туура келет. Жана алар эритүү жолу менен алынган ар кандай эритмелерден жасалган. Бул материалдарды өндүрүүдө экиден кем эмес металл колдонулат жана касиеттерин жакшыртуу үчүн атайын кошумчалар колдонулат. Бул макалада бир нече темир-никель эритмелери, алардын касиеттери жана колдонулушу каралат.
Темирдин касиеттери жөнүндө
Таза темир күмүш-боз түстө жана ийкемдүү жана ийилчээк. Жаратылышта табылган куймалар ачык металлдык жалтыратуу жана олуттуу катуулугу бар. Материалдын бийиктигинде жана электр өткөрүмдүүлүктө ал эркин электрондордун жардамы менен токту оңой өткөрүп берет. Металл орточо отко чыдамкайлыкка ээ, +1539 градус Цельсий температурасында жумшарып, ферромагниттик касиетин жоготот. Бул химиялык активдүү элемент. Кадимки температурада ал оңой реакцияга кирет, ысытылганда бул касиеттери күчөйт. Абада ал оксид пленкасы менен капталып, реакциянын уланышына жол бербейт. нымдуу чөйрөгө дуушар болгондодат пайда болот, ал мындан ары коррозияга жол бербейт. Бирок, ага карабастан, темир жана анын эритмелери кеңири колдонулат.
Бир аз тарых
Инвар - темир менен никельдин эритмеси, анын курамына 36% легирлөөчү кошулма кирет. Ал биринчи жолу 1896-жылы Францияда физик Шарль Гийом тарабынан ачылган. Бул учурда ал абдан кымбат платина-иридий эритмесинен жасалган масса жана узундуктун ченемдери үчүн арзан металлды издөөнүн үстүндө иштеп жаткан. Бул ачылыштын аркасында окумуштуу 1920-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгын алган.
Латын тилинен которгондо "invar" деген сөз өзгөрбөс дегенди билдирет. Бул темир-никель эритмесинин жылуулук кеңейүү коэффициенти температуранын кеңири диапазонунда -80ден 100 градус Цельсийге чейин туруктуу бойдон калаарын билдирет. Бул эритме бир нече башка аттары бар: nilvar, vakodyl, nilo-эритме, радиометалл. Invar - Imphy Alloys Inc. компаниясынын соода белгиси, ал Arcelor Mittal болот тобуна таандык.
Темир-никель эритмеси
Темирдин касиетин жакшыртуу үчүн ар кандай кошумчаларды колдонуу менен эритмелер алынат. Окумуштуулар металлдардын термодинамикалык касиеттерин эске алуу менен темир-никель эритмесин алуу кыйын болбойт деп эсептешкен. Бирок иш жүзүндө алар көйгөйлөргө туш болушту. Металдардын өз ара аракеттешүүсү учурунда, темирдин никель менен эритмесин алууда каптал кычкылдануу процессинин натыйжасында эки валенттүү абалдагы темир үч валенттүү абалга өтөт.
Натыйжада эритменин чыгышы төмөндөп, айрым физикалык касиеттери начарлайт. Бул маселени чечүү үчүн электролитке аминдер жана органикалык кислоталар кошулат, алар темир темир менен эригичтиги аз бирикмелерди түзүшөт. Ушуга байланыштуу чөкмөнүн ийкемдүүлүгү жакшырып, анын бирдей бөлүштүрүлүшү үчүн электролиттер аралашат. Натыйжада темир менен никель эритмеси инвар деп аталат.
Инвар эритмесин колдонуу
Анча чоң эмес жылуулук кеңейүү коэффициенти аны өндүрүш үчүн колдонууга мүмкүндүк берет:
- инструмент бөлүктөрү;
- геодезиялык иштер үчүн лента жана зым;
- Лазердик түзүлүштөр;
- саат кыймылынын бөлүктөрү, хронометр маятниктери;
- прокат азыктары: ысык прокат жана барак, муздак прокатталган тилке, тиксиз түтүктөр, жасалма куймалар.
Күчтүүлүгүн жогорулатуу үчүн темир-никель эритмесин муздак пластикалык деформациялоо жүргүзүлөт, андан кийин төмөнкү температурадагы термикалык иштетүү жүргүзүлөт. Кадимки атмосфералык шарттарда коррозияга көбүрөөк туруштук берүү үчүн, эгерде продукт агрессивдүү чөйрөдө колдонууга арналган болсо, анын бети жылмаланып, коргоочу катмар колдонулат. Инвардын коррозияга каршы касиеттери анын курамына болжол менен 12% хром кошулганда да жогорулайт, ал эми 100 градуска чейин ысытылганда туруктуу ийкемдүүлүгүн сактайт.
Магниттик эритмелер
Бул эритмелер электротехникада кеңири колдонулат. Алар туруктуу магниттерди, трансформаторлордун өзөктөрүн,электр өлчөө приборлору, электромагниттер. Адамдар темирдин магниттик экенин эбак эле билишет жана натыйжада анын көптөгөн колдонулушу бар.
Бир топ убакыттан кийин ошол эле касиет никельге жана башка металлдарга мүнөздүү экени аныкталган. Темир менен никельдин магнит эритмесинен жасалган буюмдар да сырткы магниттик талаа жок болгондо өзүнүн магнит талаасын сактап калуу мүмкүнчүлүгүнө ээ. Мындан тышкары, бул жеке талаа кайра башка магниттик денелерге таасир эте алат.
Никель, кобальт жана алардын эритмелери
Кобальт жана никель темир чакан тобунун элементтери болуп саналат. Үч элемент тең окшош касиеттерге ээ, бирок олуттуу айырмачылыктар да бар. Эки металл тең темирден тыгызыраак жана темирден алда канча катуу жана күчтүү. Алар химиялык жактан азыраак активдүү, коррозияга туруктуулугу менен айырмаланат. Мындан тышкары, металлдар газдын коррозиясына көбүрөөк туруктуулугу үчүн бааланат.
Кобальт менен никельдин кемчиликтери – алардын жогорку уулуулугу жана темирге салыштырмалуу олуттуу баасы. Алар электрохимиялык реакциялар аркылуу көмүртектүү болоттон жана темирден жасалган буюмдарды антикоррозиялык сырткы каптоо үчүн колдонууну табышат. Ошондой эле алар күч жана катуулукту талап кылган компоненттерди жана тетиктерди өндүрүү үчүн колдонулат. Коинвар, инвар, супермаллой, пермаллой жана маллой деп аталган темир, никель жана кобальт эритмелеринин өзгөчө маанисин белгилей кетүү керек. Алардын негизги артыкчылыгы бийик туратмагниттик касиеттери. Бул эритмелер ар кандай электромагниттик түзүлүштөр үчүн магниттик схемаларды өндүрүү үчүн колдонулат.
Аллой Ковар
Ашыкча мыкты механикалык касиеттерге ээ металлдардан турат. Аларды иштетүү оңой, прокатка, брошингге, согууга жана штамптоого оңой дуушар болушат. Ал эми кобальттын, никельдин жана темирдин эритмеси ковар деп аталат. Химиялык элементтердин жакшы тандалган айкалышы материалды эң сонун мүнөздөмөлөрдү берет. Бул эритме жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүккө, электрдик каршылыктын жогорку коэффициентине жана кеңири температура диапазонунда нөлгө жакын сызыктуу кеңейүү индекстерине ээ. Жалгыз жетишпеген жагы нымдуу чөйрөдө коррозияга туруктуулугу төмөн, ошондуктан күмүштөн жасалган коргоочу каптамалар көп колдонулат. Ковар өндүрүштө кеңири колдонулат:
- түтүктөр, ленталар жана зымдар;
- конденсаторлор;
- приборлордогу жабдуулардын корпустары;
- радиоэлектроникада чоо-жайы;
- электровакуум өнөр жайындагы учурлар.
Эритмеде кымбат баалуу кобальт жана никель бар, бул материалдын баасын жогорулатат, бирок жакшы өндүрүмдүүлүк жана узак кызмат мөөнөтү алгачкы инвестицияны жабат.
Alni эритмелери
Alni - темир-никель-алюминий магниттик эритмелердин тобунун аталышы. Алюминий менен никель концентрациясынын белгилүү чектерде көбөйүшү менен калдык индукция азаят, ал эми мажбурлоочу күч өсөт. Көбүнчө колдонулган эритмелер, анда алюминий 11ден18%, никель - 20-34%. Мындай эритмелердин негизги касиеттери электр өткөргүчтүгү, жылуулук өткөрүмдүүлүк жана ийкемдүүлүк. Алардын баары жакшы ширетүү менен мүнөздөлөт.
Магниттерди өндүрүүдө эритмелерди колдонуу үчүн алар кобальт жана жез менен легирленген. Бул учурда, материал катуу жана морттукка ээ жана одоно бүртүкчөлүү түзүлүшкө ээ. Alni эритмелери 1000 градустан ашык жогорку температурада узак убакыт бою иштеген газ турбиналык жана реактивдүү кыймылдаткычтардын тетиктери үчүн конструкциялык материал катары колдонулат, металлды зыянсыз сактайт.
Тыянак
Заманбап өнөр жайда кеңири колдонулган бардык металлдар эритмелер болуп саналат. Мисалы, дүйнөдө өндүрүлгөн темирдин дээрлик бардыгы темир жана болот өндүрүү үчүн колдонулат. Бул эритмелер алар алынган металлдарга караганда жакшыраак касиеттери менен мүнөздөлүшү менен түшүндүрүлөт. Бул өнөр жай тарабынан чыгарылган эритмелери алар үчүн жалпы касиеттерге ээ экенин белгилей кетүү керек: бекемдик, катуулук, ийкемдүүлүк жана пластикалык. Ал эми темир-никельдер да магниттик касиеттерге ээ, алар өндүрүш учурунда кошумча эритмелердин жардамы менен күчөтүлөт.
