Својства, састав и производња металних легура

Легуре су метална једињења која се састоје од једног метала и једног или више металних или неметалних елемената.

Примери уобичајених легура:

• Челик: А комбинација гвожђе (метал) и угљеник (нековински)
• Бронза: Комбинација бакар (метал) и калај (метал)
• Месинг: Мешавина бакра (метала) и цинк (метал)

Појединачни чисти метали могу имати корисна својства као што су добри електрична проводљивост, високе чврстоће и тврдоће или топлине и корозија отпор. Комерцијалне легуре метала покушавају да комбинују ова корисна својства како би створили метале корисније за одређене примене од било којег њиховог саставног елемента.

Челикна пример, потребна је исправна комбинација угљеника и гвожђа (око 99% гвожђа и 1% угљеника) да би се добио метал који је јачи, лакши и изводљивији од чистог гвожђа.

Прецизно је израчунати прецизна својства нових легура јер се елементи не комбинирају само како би постали збир делова. Они се формирају кроз хемијске интеракције, које зависе од саставних делова и специфичних метода производње. Као резултат, потребно је много тестирања у развоју нових металних легура.

Температура топљења је кључни фактор у легирању метала. Галинстан, садржи легуру ниског топљења галијум, калај и индијум је течан на температурама изнад -19 ° Ц, што значи да је његова талиште за 122 ° Ф (50 ° Ц) нижа од чистог галијума и више од 212 ° Ф (100 ° Ц) испод индијум и коситар.

Галинстан® и Воод'с Метал су примери еутектичких легура - легура које имају најнижу тачку топљења било које комбинације легура које садрже исте елементе.

Хиљаде легираних композиција су у редовној производњи, а нове композиције се развијају сваке године.

Прихваћене стандардне композиције укључују нивое чистоће саставних елемената (на основу садржаја тежине). Састав, као и механичка и физичка својства уобичајених легура, међународно су стандардизоване организације као што су Међународна организација за стандардизацију (ИСО), САЕ Интернатионал и АСТМ Међународни.

Неке легуре метала настају природно и захтијевају мало обраде да би се претвориле у материјале индустријског квалитета. Феро-легуре, као што су феро-хром и феро-силицијум, на пример, производе се топљењем мешаних руда и користе се у производњи различитих челика. Ипак, било би погрешно мислити да је легирање метала једноставан процес. На пример, када би се једноставно помешало растопљено алуминијум са растопљеним олово, открили би да се њих двоје раздвајају у слојеве, слично нафти и води.

Комерцијалне и трговачке легуре углавном захтевају већу обраду и најчешће настају мешањем растопљених метала у контролисаном окружењу. Поступак комбиновања растопљених метала или мешања метала са неметалима увелике варира у зависности од својстава елемената који се користе.

Пошто метални елементи поседују велике разлике у толеранцији на топлоту и гасове, фактори као што су температуре топљења саставни метали, нивои нечистоће, околина мешања и поступак легирања централни су аспекти успешне легуре процес.

Док елементи попут ватростални метали стабилни су на високим температурама, други почињу да утичу на своје окружење, што може утицати на ниво чистоће и, на крају, на квалитет легуре. Често се у таквим случајевима морају припремити интермедијарне легуре да би се елементи наговорили да се комбинују.

Као пример, легура 95,5% алуминијума и 4,5% бакра је направљена тако што се прво припреми 50% смеша ова два елемента. Ова смеша има нижу тачку топљења од чистог алуминијума или чистог бакра и делује као „легура учвршћивача“. Затим се уводи у растопљени алуминијум брзином која ствара праву мешавину легуре.

_{Извори:} Улица, Артхуре. & Алекандер, В. О. 1944. Метали у служби човека. 11. издање (1998).