فلزات رنگین

اتصالات ساخته شده از مس: 

فلزات رنگین

فلزات رنگین

مس فلزی قابل انعطاف و چکشخوار است که کاربردهای زیادی مانند موارد زیر دارد:

  • سیم‌های مسی
  • لوله‌های مسی
  • دستگیره‌های درب و سایر وسایل منزل
  • (تندیسگری). مثلاً مجسمه آزادی شامل ۱۷۹۰۰۰ پوند مس می‌باشد.
  • آهنرباهای الکتریکی.
  • موتورها، مخصوص موتورهای الکترومغناطیسی.
  • موتور بخار وات.
  • کلیدها و تقویت کننده‌های الکتریکی.
  • لامپهای خلاء، لامپهای پرتوی کاتدی و مگنترونهای(اجاقهای مایکروویو).
  • هدایت کننده موج برای تشعشع مایکروویو.

 

به علت خاصیت هدایت بهتر آن نسبت به آلومینیوم، کاربرد مس در ICها به جای آلومینیوم رو به افزایش است:

  • به‌عنوان جزئی از سکه‌ها.
  • در وسایل آشپزی، از جمله ماهی تابه.
  • بیشتر سرویسهای قاشق(چنگال)و چاقوها دارای مقادیری مس هستند (نقره نیکلی).
  • اگر نقره استرلینگ در ظروف غذاخوری بکار رفته باشد، حتماًباید دارای درصد کمی مس باشد.
  • به‌عنوان بخشی از لعاب سرامیکی و در رنگ آمیزی شیشه.
  • وسایل موسیقی، بخصوص سازهای بادی.
  • به‌عنوان یکا(بیواستاتک)در بمارستانها و پوشاندن قسمت‌های مختلف کشتی برای حفاظت در برابر بارناکلها و ماسلها.
  • ترکیباتی مانند محلول(فهلینگ)که در شیمی کاربرد دارد.
  • سولفات مس که به‌عنوان سم و تصفیه کننده آب کاربرد دارد.

تاریخچه:

«در حدود پنج هزار سال پیش از میلاد مردم غارنشین فلات ایران بر اثر تغییراتی که از لحاظ آب و هوا و تشکیل مزارع و چمنزارها به وجود آمد به دشت‌ها روی آوردند و زندگی تازه‌ای را آغاز کردند.

در پایان عهد حجر پسین مردم این سامان آلات و ابزار خود را با مس می‌ساختند و کم‌کم این‌گونه ادوات جای ابزار سنگی را که تا آن زمان متداول بود گرفت .

در هزاره چهارم پیش از میلاد مردم دشت‌نشین فلات ایران در کار زندگی پیشرفت بیشتری کردند.

با آن‌که سنگ در ساختن آلات و ادوات در این عهد به کار می‌رفت فلز نیز بیش از دوره پیش وارد صنعت گردید، مس را با چکش صاف می‌کردند،

اما طرز ذوب کردن فلزات را نمی‌دانستند و با مس سنجاق و ظروف ظریف می‌ساختند.

در این دوره ذوب مس نیز متداول شد و آلات و ادوات را به شیوه ریخته‌گری ساختند.

در سکونت‌گاه‌های دوره مزبور چاقوها و دشنه‌هایی با تیغه مسین به دست آمده است.

همچنین در حفریات سیلک کاشانمقداری آئینه مسی جهت آرایش به دست آمده است. از ویژگی‌های این دوره وجود گوشواره‌هایی از طلا و لاجورد است.»

مس برای تعدادی از تمدنهای قدیمی ثبت شده، شناخته شده بود و تاریخ استفاده از آن حد اقل به ۱۰،۰۰۰ سال پیش می‌رسد.

یک آویزه مسی، متعلق به ۸۷۰۰ سال قبل از میلاد در شمال عراق کنونی پیدا شد.

نشانه‌هایی مبنی بر ذوب و خالص کردن مس از اکسیدهای آن مانند مالاکیت و آزوریت تا سال ۵۰۰۰ قبل از میلاد وجود دارد.

در عوض اولین نشانه‌های استفاده از طلا تقریباً به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد بر می‌گردد.

مصنوعات مسی و برنزی که از شهرهای سومری و مصنوعات مصری که از مس و آلیاژ آن با قلع یافت شده تقریباً متعلق به ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد هستند.

در یکی از اهرام یک سامانه لوله کشی با مس پیدا شده که مربوط به۵۰۰۰ سال پیش است.

مصریان دریافتند افزودن مقدار کمی قلع، قالب گیری مس را آسان تر می‌کند بنابراین آلیاژهای برنزی که در مصر کشف می‌شوند تقریباً قدمتی همانند مس دارند.

استفاده از مس در چین باستان حداقل به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مربوط بوده و تا ۱۲۰۰ سال قبل از میلاد در این کشوربرنز مرغوب ساخته می‌شده‌است.

در نظر داشته باشید چون مس به راحتی برای استفاده و کاربرد مجدد ذوب می‌شود، دوران ذکر شده تحت تاثیر جنگها و کشورگشائیها قرار می‌گیرد.

در اروپا مرد یخیOetzi، مردی که به دقت نگهداری می‌شود و متعلق به۳۲۰۰ سال قبل از میلاد است، تبری با نوک مسی در دست دارد که درجه خلوص فلز آن ۷/۹۹٪ می‌باشد.

مقدار زیاد آرسنیک موجود در موهای او نشان دهنده سرو و کار او با پالایش مس می‌باشد.

استفاده ار برونز در مرحله‌ای از تمدن به قدری فراگیر بود که آن مرحله را عصر برونز می‌نامند.

برنج برای یونانیان شناخته شده بود اما اولین بار بصورت گسترده توسط رومیان بکار رفت.

در کیمیاگری علامتی را که برای مس در نظر گرفته بودند، علامت سیاره ناهید نیز بود.

نقش زیست‌شناختی:

وجود مس برای کلیه گیاهان و حیوانات عالی ضروری می‌باشد.

مس در آنزمهای متنوعی، از جمله مراکز مس cytochrome c oxidase و آنزیم حاوی Cu-Zn به نام superoxide dismutase وجود دارد و فلز اصلی در رنگدانه حامل اکسیژن hemocyanin است.

RDA برای مس در بزرگسالان سالم 0.9 میلی گرم ودر زنان باردار1 میلی گرم در روز می‌باشد.

مس در جریان خون عمدتاً روی پروتئین پلاسمایی بنام ceruloplasmin حرکت می‌کند.

اگرچه مس اول در روده جذب می‌شود، این عنصر همبسته با آلبومین به سوی کبد منتقل می‌شود.
یک حالت ارثی که بیماری ویلسون نامیده می‌شود موجب باقی‌ماندن مس در بدن و عدم ورود آن به صفرا توسط کبد شود.

این بیماری در صورت عدم درمان می‌تواند منجر به آسیبهای کبدی و مغزی شود.

در تشکیل هموگلوبین و گلبول های قرمزخون کمک میکند.در جذب اهن وسوخت وساز بدن موثر است

.درحمایت از بدن با انزیم ها همکاری دارد. عوارض جابی در ان به ندرت دیده می شود .

منابع غذایی ان:غلات صدف دریایی تخم مرغ بادام سبزیجات لوبیاجات میباشد.

پیدایش:

مس معمولاً به شکل معدنی یافت می‌شود.

کانیهایی مثل آزوریت، مالاکیت و برنیت همانند سولفیدهایی از جمله کالکوپیریت (CuFeS2)، کوولین (CuS)، کالکوزین (Cu2S) یا اکسیدهایی مانند کوپریت (Cu2O) از منابع مس هستند.

ترکیبات:

آلیاژهای بسیاری از مس وجود دارد- برنج آلیاژ مس/روی و برنز آلیاژ مس/ قلع است.

متداول‌ترین حالات اکسیداسیون مس شامل حالت مربوط به مس یک طرفیتی cuprous، 1+Cu و حالتcupric،2+Cuمی‌باشد.

کربنات مس به رنگ سبز است که بوسیله آن ظاهر منحصربه‌فرد بامها یا گنبدهای با پوشش مس روی بعضی ساختمانها ساخته می‌شوند.

اکسیدهای مس (مانند:اکسید مس ایتریم و باریم ۷δ Yba2Cu3O یا YBCO) پایه‌های بسیاری از ابر رساناهای غیر معمول را تشکیل می‌دهند.
ترکیبات دیگر: سولفید مس

ایزوتوپها:

علاوه بر تعداد زیادی رادوایزوتوپ، دو ایزوتوپ پایدار Cu-۶۳ و Cu-۶۵ موجود است.

تعداد بسیار زیادی از این رادیوازوتوپها دارای نیمه عمرهایی به مقیاس دقیقه یا کمتر دارند، طولانی‌ترین نیمه یعمر متعلق به Cu-۶۴ است که مدت آن ۷/۱۲ ساعت، با دو حالت فرسایشی که منجر به محصولات جداگانه می‌شود.

هشدارها:

با تمامی ترکیبات مس باید طوری رفتار شود گویی سمی هستند (مگر خلاف آن مشخص باشد).

این فلز در حالت پودری خطر آتش زایی دارد.۳۰ گرم سولفات مس برای انسان کشنده‌است.

مس موجود در آب آشامیدنی با غلظتی بیش از ۱ میلی گرم در لیتر موجب لک شدن لباسها و اقلام در آب می‌گردد.

مقدار بی خطر مس در آب آشامیدنی انسان بر حسب منبع آن متفاوت است اما مرز آن بین ۵/۱ تا ۲ میلی گرم در هر لیتر می‌باشد.

برنج:

 

برنج آلیاژی از مس و فلز روی می‌باشد که نسبت آن‌دو در آلیاژ تعیین کننده نوع برنج با توجه به مورد استفاده آن است.

برخی از انواع برنج‌ها برنز هم نامیده می‌شوند هرچند برنز آلیاژی از مس و قلع می‌باشد.

 

ويژگيهای مهم آلیاژ:

از این فلز به خاطر کاربردهای خاص و شکل و رنگ آن در جاهای مختلفی استفاده می کنند:

در دکوراسیون به خاطر رنگ تقریباً طلایی رنگش

در مهمات جنگی

در جاهایی که به اصطکاک کم نیاز باشد (مثل مغزی قفل‌ها)

مخصوصاً بخاطر خاصیت آکوستیکی در سازهای موسیقی (مثل هورن)

 برنج رنگی تقریباً زرد دارد که شبیه به رنگ طلا است.

برنج در برابر کدر شدن و لکه‌دار شدن هم مقاومت دارد، یعنی دیرتر اکسایش می یابد.

برنج از مدتها پیش حتی قبل از تاریخ شناخته شده بود؛ در آن زمان که انسان هنوز فلز روی را نمی شناخت با ذوب کردن مس همراه با کالامین (سنگ معدن فلز روی) برنج تولید می کرد.

برنج معمولاً قابلیت چکش‌خواری بیشتری نسبت به مس و روی دارد و تقریباً دمای ذوب آن بین ۹۰۰ تا ۹۴۰ درجه سانتی‌گراد است .

البته سختی و نرم بودن آن می تواند با تغییر نسبت مخلوط مس و روی تغیر کند.

مس داخل برنج (از طریق اثر اولیگودینامیک) خاصیت میکروب‌کشی به آن می‌دهد.

به‌همین خاطر از برنج به عنوان دستگیره و دیگر فلزات رایج در بیمارستان‌ها استفاده می‌کنند.

امروزه تقریباً ۹۰٪ از فلزات برنج بازیافت می شوند، چون فلز برنج خاصیت مغناطیسی کمی دارد و به راحتی می توان آن را از فلزاتی که معمولاً با آنها مخلوط می شود جدا کرد.

بدین ترتیب برنج جدا شده را دوباره بازیافت می کنند.

چگالی متوسط برنج ۸٫۴ گرم بر سانتی‌متر مربع است.

انواع برنج:

برنج دریاسالار: شامل ۳۰٪ روی همراه با ۱٪ قلع

برنج آلفا: شامل کمتر از ۳۵٪ روی، که از آن می توان برای کارهایی با فشار بالا، ضربه و سرد استفاده کرد.

ساختار کریستالی این نوع برنج FCC است .

برنج بتا: شامل ۴۵٪ تا ۵۰٪ روی که سختی و مقاومت بیشتری نسبت به گرما و فشار و ضربه دارد.

برنج آلفاـبتا: شامل ۳۵٪ تا ۴۵٪ روی مناسب برای گرما

برنج آلومینیومی: که شامل آلومینیوم است و مقاومت زیادی در برابر خوردگی دارد که از آن در ساخت سکه های اروپایی استفاده می کنند .

برنج آرسنیکی: شامل آرسنیک. آلومینیوم است که در ساخت دیگ‌های بخار کاربرد دارد .

برنج فشنگی: شامل ۳۰٪ روی برنج معمولی: شامل ۳۷٪ روی، ارزان و مناسب برای کارهای بدون گرما (سرد)

برنج عالی: شامل ۳۵٪ روی و ۶۵٪ مس، با قابلیت انعطاف پذیری بالا، استفاده شده در ساخت فنر و پیچ ها.

برنج سربی: همان برنج آلفاـبتا همراه با مقداری سرب است.

برنج پست: شامل ۲۰٪ روی است، با رنگ زرد نزدیک به طلا

برنج دریایی: شبیه به برنج دربا سالار با ۴۰٪ روی و ۱٪ قلع

برنج سفید: شامل بیش از ۵۰٪ روی ، بسیار شکننده

برنج طلایی: که نرم ترین فلز برنج است با ۹۵٪ مس و ۵٪ روی که در ساخت مهمات جنگی کاربرد دارد.

برنج ها آلیاژهای مس وروی می باشند که براساس تغییرات ترکیبی ورنگ ظاهری به برنج زرد وبرنج قرمز وبرنج سرب،برنج سیلیسیم،برنج قلع،برنج

های نیکلی(ور شو)تقسیم می شوند.

خواص فیزیکی:

٣٢ % در درجه حرارت انجماد و در حدود / حد حلالیت روی در مس برابر ۵مهمα ٣۵ % در درجه حرارت

محیط می باشد از این رو فاز محلول جامد ترین شبکه میکروسکوپی موجود در آلیاژ برنج است.

و همانطور که در دیاگرم مس وروی نشان داده شده است

اکثر آلیاژهای برنج دارای دامنه انجماد بسیار کم بوده ووجود فلزات دیگر در مس عملاً باعث پائین آمدن نقطه ذوب می شود و هر قدر دامنه انجماد کمتر باشد،سیالیت آلیاژ بهتر خواهد بود.

ولی این امر معمولاً با زیادشدن حجم انقباض متمرکز همراه است و کاملاً برای ریخته گری مناسب می باشند واز نقطه نظر شبکه محلولهای جامد مس و روی دارای خواص زیر می باشند:
الف)محلول جامد
αاین شبکه در سرما چکش خوار می باشد ولی چکش خواری آن در گرما  منوط به نداشتن سرب در آلیاژ است(به دلیل تشکیل
سرب مایع در گرما)
ب)محلول جامد
β

در این شبکه وجود سرب کمتر مزاحم می باشد وشبکه خاصیت چکش خواری  خود را در گرما حفظ می کند.
ج)محلول جامد  :
γ

این شبکه سخت و شکننده است و خواص عمومی شبکه را دارد.
باید مقدار فلز روی از γ بوده وبرای به وجود آمدن شبکه β اگر مقدار فلز روی از ۵٠ %کمتر ابشد آلیاژ در ناحیه
50 %تجاوز کند.به همین دلیل مقدار فلز روی در برنج ها مواره کمتر از ۴٧ %است ورنگ برنج به مقدار روی
بستگی دارد.
تشکیل شده باشد در این صورت خواص مکانیکی با افزایش فلزروی بالا می
αاگر برنج تنها از محلول جامد
تشکیل شده باشد
β و α رود سپس با افزایش بیش از حد روی دوباره کاهش می یابد.اگر برنج از شبکه
مقدار درصد تغییر شکل به کم شدن ادامه می دهد در حالیکه سختی پیوسته زیاد می شود.

در جدول زیر آورده شده است: α تاثیر روی در محلول جامد

دسته بندی آلیاژهای مس:


آلیاژهای مس مانند آلومینیم به دو دسته آلیاژهای کارپذیر(نوردی)وریختگی تقسیم می گردند.

هر دسته از

این آلیاژها نیزبر حسب شرایط ترکیبی وعناصر آلیاژی می توانند عملیات حرارتی پذیر یا عملیات حرارتی
ناپذیر باشند.
انواع برنجهای کارپذیر(نوردی)فقط حاوی مس وروی می باشند وعناصردیگردرحد ناخالصی در آنها وجود دارد
وبرنجهای آلیاژی علاوه بر مس و روی حاوی عناصر دیگری نظیر سیلیسم،آهن،
قلع،و سرب و… نیز هستند وبیشتر از طریق ریخته گری شکل می گیرند.
برنجهای مخصوص:
اگر به آلیاژ مس وروی سایر عناصر اضافه شوند به طورکلی خواص مکانیکی برنج بالا می رود واین نوع
را
α+β ویا α آلیاژها را برنج مخصوص می نامند.

و بالطبع نمی توان فقط ساختمانهای ساده محلول جامد
انتظار داشت.
عناصری مانند سرب،قلع،آهن،منگنز،نیکل وغیره دربرنج همواره به عنوان عنصر آلیاژی یا عنصر ناخالصی
١% تجاوز نمی کند. – حضور دارند.

ومقدار این عناصر هیچگاه از حدود ٢
آلیاژ مس و روی را برنج می گویند.

بر حسب درصد روی در مس می توان برنجهای متفاوتی را به دست آورد.
هر چه درصد روی در مس افزایش یابد سختی و استحکام این آلیاژ بیشتر می شود و رنگ برنج از قرمز به
٧ گرم بر سانتی متر مکعب در مذاب / ۴١٩ و چگالی ١۴
C زرد کم رنگ متمایل می شود.

روی با نقطه ذوب
٨ گرم بر سانتی متر مکعب معمولاً به صورت غیر همگن یا غیر / ١٠٨٣ و وزن مخصوص ٩
C مس با نقطه ذوب
یکنواخت قرار می گیرند که مشکل اساسی جدایش را به وجود می آورد .

چون روی تا ٣٢ % می تواند در
میگویند که شامل یک ساختمان
α در مس وجود داشته باشد به آن برنج αدمای محیط به صورت تک فازی
تجارتی تا ٣۶ % روی دارند.
α تک فازی کریستالهای محلول جامد روی و مس می باشد.

به دو گروه تقسیم می شوند :
قرمز که شامل ۵ الی ٢٠ % روی می باشد.
α زرد که شامل ٢٠ الی ٣۶ % روی می باشدو برنج α برنج
در تهیه آلیاژهای برنج می توان دو روش را مورد استفاده قرار داد:
١-از هاردنر مس و روی استفاده نمود. لازم است در این روش مس را تحت فلاکس پوششی ذوب کرده و
بعد هاردنر را در چند مرحله به مذاب وارد نمود.
٢-استفاده از روی خالص که لازم است مس را تحت فلاکس پوششی ذوب نموده فوق گداز آن را پایین
آورده و روی را در چند مرحله به مذاب وارد نموده و کاملاً آن را مخلوط نمود.

از دیاگرام مس و روی می توان
فهمید که دامنه انجماد برنجها کوتاه و سیالیت خوبی دارند.
برای ساخت برنج ٢٠ % روی لازم است مس مورد نیاز را همراه با فلاکس پوششی که شیشه
می باشد ذوب نموده و چون از روی خالص استفاده می شود بایستی فوق گداز را پایین آورده و این مقدار
روی را در چندین مرحله ( معمولاً در ٣ نوبت مناسب است ) به مذاب وارد کنیم.
به دلیل نقطه ذوب و وزن
٧ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد و / ١٠٨٣ و چگالی آن ٩
C مخصوص متفاوت این دو فلز که نقطه مس
٧ گرم بر سانتی متر مکعب باعث جدایش این دو فلز از یکدیگر / ۴١٩ و وزن مخصوص ١۴
C روی با نقطه ذوب
شده و پدیده جدایش را به وجود می آورند و لذا بایستی حتماً این مذاب را توسط ابزار خوب مخلوط نموده و
اقدام به ذوب ریزی نمود.

برنجها آلياژهای مس وروی می باشند که براساس تغييرات ترکيبی ورنگ ظاهری به برنج زرد وبرنج قرمز وبرنج سرب،برنج سيليسيم،برنج قلع،برنج های نيکلی(ور شو)تقسيم می شوند.

خواص فيزیکی:

٣٢ % در درجه حرارت انجماد و در حدود / حد حلاليت روی در مس برابر ۵ مهم α ٣۵ % در درجه حرارت محيط می باشد از این رو فاز محلول جامد ترین شبکه ميکروسکوپی موجود در آلياژ برنج است.

و همانطور که در دیاگرم مس وروی نشان داده شده است اکثر آلياژهای برنج دارای دامنه انجماد بسيار کم بوده ووجود فلزات دیگر در مس عملاً باعث پائين آمدن نقطه ذوب می شود و هر قدر دامنه انجماد کمتر باشد،سياليت آلياژ بهتر خواهد بود ولی این امر معمولاً با زیاد شدن حجم انقباض متمرکز همراه است و کاملاً برای ریخته گری مناسب می باشند واز نقطه نظر شبکه محلولهای جامد مس و روی دارای خواص زیر می باشند:

این شبکه در سرما چکش خوار می باشد ولی چکش خواری آن در گرما :

 αالف)محلول جامد منوط به نداشتن سرب در آلياژ است(به دليل تشکيل سرب مایع در گرما) در این شبکه وجود سرب کمتر مزاحم می باشد وشبکه خاصيت چکش خواری : β ب)محلول جامد خود ار در گرما حفظ می کند. را دارد γ این شبکه سخت و شکننده است و خواص عمومی شبکه

:γ ج)محلول جامد

باید مقدار فلز روی از γ بوده وبرای به وجود آمدن شبکه β اگر مقدار فلز روی از ۵٠ %کمتر ابشد آلياژ در ناحيه ۵٠ %تجاوز کند.به همين دليل مقدار فلز روی در برنج ها مواره کمتر از ۴٧ %است ورنگ برنج به مقدار روی بستگی دارد.تشکيل شده باشد در این صورت خواص مکانيکی با افزایش فلزروی بالا می αاگر برنج تنها از محلول جامد تشکیل شده باشد β و α رود سپس با افزایش بيش از حد روی دوباره کاهش می یابد.اگر برنج از شبکه مقدار درصد تغيير شکل به کم شدن ادامه می دهد در حاليکه سختی پيوسته زیاد می شود. در جدول زیر آورده شده است: α تاثير روی در محلول جامد

دسته بندی آلياژهای مس:

آلياژهای مس مانند آلومينيم به دو دسته آلياژهای کارپذیر(نوردی)وریختگی تقسيم می گردند.

هر دسته از این آلياژها نيزبر حسب شرایط ترکيبی وعناصر آلياژی می توانند عمليات حرارتی پذیر یا عمليات حرارتی ناپذیر باشند.

انواع برنجهای کارپذیر(نوردی)فقط حاوی مس وروی می باشند وعناصردیگردرحد ناخالصی در آنها وجود دارد وبرنجهای آلياژی علاوه بر مس و روی حاوی عناصر دیگری نظير سيليسم،آهن،


آلومینیوم:

 

آلومینیوم عنصرشیمیایی است که درجدولتناوبی دارای علامت AL وعدداتمی 13 می باشد .

آلومینیوم که عنصری نقره ای و انعطاف پذیر است عمدتأ به صورتسنگ معدنبوکسیت یافت می شود و از نظرمقاومتی که در برابراکسیدا سیوندارد همچنین وزن و قدرت آن قابلتوجه است.

آلومینیوم در صنعت برای تولید میلیونها محصول مختلف به کار می رود و درجهان اقتصاد عنصر بسیار مهمی است.

اجزای سازه هایی که از آلومینیوم ساخته می شونددر صنعت هوانوردی و سایر مراحل حمل و نقل بسیار مهم هستند نِیز سازه هایی که در آنها وزن ِ پایداری و مقاومت لازماست وجود این عنصر اهمیت زیادی دارد.

ویژگیهای قابل توجه:

آلومینیوم فلزی نرم ِ سبک اما قوی است باظاهری نقره ای – خاکستری مات و لایه نازک اکسیداسیون که در اثر برخورد با هوا درسطح آن تشکیل می شود از زنگ خوردگی بیشتر جلوگیری می کند.

وزن آلومینیوم تقریبأ یکسومفولاد یامس است ِ چکش خوار ِ انعطاف پذیر و به راحتی خم می شود ِ همجنین بسیار با دوام و مقاومدر برابرزنگ خوردگیاست.
بعلاوه این عنصر غیرمغناطیسی ِ بدون جرقه ِ دومین فلز جکش خوار و ششمین فلز انعطاف پذیر است.

کاربردها:

جه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش آلومینیوم کاربردیترین فلز بعد ازآهن است وتقریبأ در تمامی بخشهای صنعت دارای اهمیت می باشد.

آلومینیوم خالص نرم وضعیفاست اما می تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس ِ منیزیوم ِ منگنز ِ سیلیکن ودیگر عناصر بوجود آورد که این آلیاژ ها ویژگیهای مفید گوناگونی دارند.
اینآلیاژها اجزای مهمهواپیماها وراکتهارا می سازند .

وقتی آلومینیوم را درخلا تبخیر کنند پوششی تشکیل می دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس میکند.

این پوششها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود می آورند که همانند پوششهای نقره خاصیت خود را از دست نمی دهند. یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینههای تلسکوپهای نجومی است.

برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارتند از :

– حمل و نقل «اتومبیلها ِهواپیماها ِکامیونها ِ کشتی ها ِ ناوگانهای دریایی ِراه آهن و…)
– بسته بندی«قوطیها ِفویلو…)
– ساختمان«دربِپنجرهِ دیوار پوشها و …)
– کالاهایبا دوام مصرف کننده(وسلیل برقی خانگی ِوسایل آشپزخانهِ …)
– خطوط انتقالالکتریکی (به علت وزن سبک اگرجه هدایت الکترِکی آن تنها 60% هدایت الکتریکیمس می باشد)
– ماشین آلات
اکسید آلومینیوم «آلومینا) بطور طبیعی وبصورتکوراندومِسنگ سمباده (emery)ِیاقوت (ruby) و یاقوت کبود (sapphire) ِافت می شود که در صنعت شیشه سازی کاربرد دارد.یاقوت و یاقوت کبود مصنوعی در لیزر برای تولید نور هم نوسان بکار می روند .

آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده می شود ودر نتیجه در سوخت موشک ها با سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع می شود.

 

تاریخچه:

فردریکوهلربطور کلی به آلومینیوم خالص اعتقاد داشت «لاتین :alum , alumen) .

اما این فلز دو سال پیشتر بوسیله هانس کریستین ارستد شیمیدان و فیزیکدان دانمارکی بدست آمد.

در روم و یونان باستان این فلز را بعنوان ثابت کنندهرنگ در رنگرزی و نیز بعنوان بندآورنده خون در زخمها بکار می بردند وهنوز هم بعنوان داروی بند آورنده خون مورداستفاده است.

در سال1761 گویتون دمورووپیشنهاد کرد تا alum راآلومین (alumin) بنامند.

 

پیدایش و منابع:

اگر چه AL یک عنصر فراوان در پوسته زمیناست(1ِ8%) ِ این عنصر در حالت آزاد خود بسیار نادر است و زمانی یک فلز گرانبها وارزشمندتر ازطلا به حساب می آمد.

بنابر این بعنوان فلزی صنعتی اخیرأ مورد توجه قرار گرفته ودرمقیاسهای تجاری تنها بیش از 100 سال است که مورد استفاده است.

در ابتدا که اینفلز کشف شد جدا کردن آن از سنگها بسیار مشکل بود و چون کل آلومینیوم زمین بصورتترکیب بود مشکل ترین فلز از نظر تهیه به شمار می آمد.


این کاتدباید عوض شود چون اغلب تبدیل بهدی اکسید کربنمی شود.

بر خلاف هزینهالکترولیزِ آلومینیوم فلزی ارزان با کاربردوسیع است.

امروزه آلومینیوم را می توان ازخاکه معدنی(clay)استخراج کرد اما اینفرایند اقتصادی نیست.

آلومینیوم برای مدتی از طلا با ارزش تر بود اما بعداز ابداع یک روش آسان برای استخراج آن در سال 1889 قیمت آن رو به کاهش گذاشت و سقوط کرد.

تهیه مجدد این فلز از قطعات اسقاط (از طریقبازیافت) تبدیل به بخش مهمی از صنعتآلومینیوم شد.

بازیافت آلومینیوم موضوع تازه ای نیست بلکه از قرن نوزدهم یک روش رایجبرای این کار وجود داشت.

با اینهمه تا اواخر قرندهه 60این یک کار کم منفعتی بود تا زمانیکهبازیافت قوطیهای آلومینیومی آشامیدنی ها بالاخره بازیافـت این فلز رامورد توجه قرار داد.

منابع بازیافت آلومینیوم عبارتند از:

اتومبیلها ِ پنجره ها ِدربها ِ لوازم منزل ِ کانتینرها و سایر محصولات…

آلومینیوم یک فلزواکنشگر است و نمی تواند ازسنگ معدنخود بوکسیت (Al2o) بوسیله کاهش باکربن جدا شود.

در عوض روش جدا سازی این فلز از طریقالکترولیزاست.

(این فلز در محلول اکسیده شدهسپس بصورت فلز خالص جدا می شود.) لذا جهت این کار سنگ معدن باید درون یک مایع قراربگیرد.

امابوکسیتدارای نقطه ذوب بالایی است (c2000) که تامین این مقدار انرﮊی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست .

برای سالهای زیادیبوکسیت را در فلورید سدیم و آلومینیوم مذاب قرار می دادند و نقطه ذوب آن تا c900 کاهش می یافت.

اما امروزه مخلوط مصنوعی ازآلومینیوم ِ سدیم وفلوریدکلسیمجایگزینفلورید سدیم و آلومینیومشده است.

اینفرایند هنوز مستلزم انرژی بسیار زیاد است و کارخانجات آلومینیوم دارای ایستگاههایبرق مخصوص خود در اطراف این کارخانه ها هستند.

الکترودهاییکه در الکترولیز بوکسیت بکار می روند هر دوکربن هستند.

وقتی سنگ معدن در حالت مذاب است یونهای آن آزادانه حرکت می کنند. واکنش درکاتدمنفی اینگونه است:
Al3++3e -Al
در اینجا یون آلومینیوم در حالت کاهش است(الکترونها اضافه می شوند) سپس فلزآلومینیوم به سمت پایین فرو می رود و خارج می شوند.

آند مثبت اکسیژن بوکسیت رااکسیده می کند که بعد از آن با الکترود کربنی واکنش کرده تا تولید دی اکسید کربننماید.

 

ایزوتوپها:

آلومینیوم دارای 9ایزوتوپ است که عمده ترین آنها بین 23 تا 30 مرتب شده اند.

تنها AL-27 «ایزوتوپ پایدار) و AL-26 (ایزوتوپرادیو اکتیو) بطور طبیعی وجود دارند.AL-26 از پراشیدن ذرات اتمآرگون دراتمسفر که در نتیجه پروتونهایاشعه کیهانیرخ می دهد تولید می شود.

ایزوتوپهای آلومینیوم کاربردهای عملی در تعیین قدمت رسوباتدریاییِ سختگاه منگنز ِ یخهای دوران یخبندان ِکوارتز درصخرهها شهابسنگها دارد.

نسبت AL-26 بهبرلیوم 10 برای 5 مطالعه 6 نقش حمل ِ تهنشینی ِ ذخیره رسوب ِ زمان دفن و فرسایش در مقیاس زمانی 10 تا 10 بکار برده شدهاست.
AL-26«Cosmogenic) اوْطن بار در مطالعات ماه و شهاب سنگها بکار رفت.

اجزاء شهاب سنگها بعد از جدا شدن از پیکره مادر در مدت سفرخود در فضا در معرض شدید بمباران اشعه کیهانی هستند که باعث تولید آلومینیوم 27پایدار می شود.

بعد از سقوط روی زمین حفاظ اتمسفر مانع از تولید AL-26 بیشتر ازقطعات شهاب سنگها می شود و واپاشی آن در تعیین عمر زمینی آنها موتر است.

تحقِقات رویشهاب سنگها ثابت کرده AL-26 در زمان شکل گیری سیاره ما نسبتا به مقدار فراوان وجودداشته است.

احتمالا انرژی آزاد شده در نتیجه واپاشی AL-26 ِ ذوب شدن مجدد و جداییسیارکهابعد از شکل گیری آنها را 2-4میلیارد سال پیش در پی داشته است.

هشدارها

آلومینیوم یکی از معدود عناصر فراوانی است ظاهرا هیچفعالیت موثری در سلولهای زنده ندارد اما درصد کمی از مردم به آن حساسیت دارند – آنها تجربه کرده اند تماس هر نوع از آن موجب التهاب پوستی می شود-

مصرف داروهای بندآورنده خون ومواد ضد عرق باعث ایجاد جوشهای خارش آور و سوء هاضمه می گردد ِ عدم جذبمواد غذایی مفید از غذاهای پخته شده در ظروف آلومینیومی همچنین تهوع و سایر علائممسمومیت در نتیجه خوردن اینگونه محصولات مانندMaalox,Amphojel,Kaopectate .

درسایر افراد آلومینیوم بمانند فلزات سنگین سمی نیست اما ر صورت مصرف زیاد علائمی ازمسمومیت دیده شده است

اگرچه استفاده از ظروف غذای آلومینیومی به خاطر مقاومت دربرابر زنگزدگی و خاصیت هدایت گرمایی بالای آنها بسیار رایج است در کل ِ هیچگونهعلامتی در مورد ایجاد مسمومیت آنها دیده نشده است.

مصرف زیاد داروهایضد اسیدو مواد ضد عرق که حاوی ترکیباتآلومینیومی هستند احتمال مسمومیت بیشتری دارند بعلاوه احتمال ارتباط آلومینیوم بابیماری آلزایمر مطرح شده گرچه اخیرا این فرضیه رد شده است.

تولیدصنعتی آلومینیوم:

آلومینیوم فلزی پرمصرف است که عنصر دوم از گروه سوم جدول تناوبی می‌باشد.

آلومینیوم(Al) دومین عضو از گروه سومجدولتناوبی ، فلزی است که در کشور ما تولید می‌شود و در میان عنصرهای فلزی هم گروهخود بیشترین اهمیت را دارد.

آلومینیوم به حالت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود، اماترکیبهای آن فراوان است.

آلومینیوم بعد ازاکسیژن وسیلیسیم فراوان‌ ترین عنصر در پوسته زمیناست.

پیوند در ترکیبهای آلومینیوم:

مهمترین کانی آلومینیوم ،بوکسیتاست که‌اکسید آلومینیوم آبپوشیده می‌باشد و برایتهیه فلز از این کانی استفاده می‌شود. چگالی بار (نسبت بار به شعاع) برای یون Al+3 به علت داشتن بار زیاد و کوچک بودن شعاع آن ، زیاد است.

می‌دانیمکه‌الکترونهااعم از از اینکه پیوندی باشند یابه صورت زوج تنها ، پیوسته در فضایی که در اختیار دارند، در حرکت‌ هستند و اغلب ،الکترونها را به صورت ابری با بار منفی مجسم می‌کنیم.

این ابر بار می‌تواندبوسیله یکمیدان الکتریکی که در مجاورت آن قرار دارد، از حالت کروی خارج شده، به سمت یک بارمثبت کشیده یا بوسیله یک بار منفی رانده شود.

درجه سهولت واپیچش ابر الکترونی یکذره راقطبش‌پذیریآن می‌نامند.

قطبش‌پذیری اتمهایا یونهای کوچکتر کمتر از اتمها یا یونهای برزگتر است، زیرا در اتمها یا یونهایکوچکتر ، الکترونها به هسته نزدیکترند و اتصال آنها با هسته محکمتر است.

آلومینیوم در ترکیبهای خود با از دستدادن هر سه ‌الکترون ظرفیت ،عدداکسایش 3+ بدست می‌آورد.

اما یون Al+3 با توجه به ‌اندازهکوچک و بار زیادی که دارد، می‌تواند به راحتی باعث قطبش ابر بار هر آنیونی که با آندر تماس است، شود و آن آنیون را به سمت خود بکشد و در فضای بین یون آلومیینوم و آنیون ،ابر الکترونیقابل ملاحظه‌ای پدید می‌آید کهنشانه‌ای از پیدایشخصلت کووالانسی در پیوند است.

به ‌این ترتیب ، پیوند آلومینیوم با آنیونهایی نظیر -Br و-I که قطبش‌پذیری آنها بیشتر است، به صورت کووالانسیتوصیف می‌شود.

اثر قطبش یونAl+3 را روی هالیدها می‌توان با مقایسه خواصهالیدهای آلومینیوم دریافت.

اکسید آلومینیوم (Al2O3):

اکسید آلومینیوم را معمولایک ترکیبیونی در نظر می‌گیریم، اما به علت قطبش‌پذیری یونهای اکسید بوسیله یونهای Al+3 پیوند آلومینیوم و اکسیژن تا حدودی خصلت کووالانسی دارد.

برهم کنش الکتروستاتیک بین یونهای کوچک آلومینیوم و اکسیژن از یک طرف و پیدایش خصلت کووالانسی از طرف دیگر ، سبب شده که پیوند بین این یونها در اکسید آلومینیوم بسیار قوی باشد.

این اکسید در دمای 205درجه سانتیگراد ذوب می‌شود و در آب نامحلول است.

اکسید آلومینیوم در طبیعت به دوصورت آبپوشیده و بی آب یافت می‌شود.

شکل آبپوشیده آنبوکسیتنام دارد.سنگ سنبادهو «کوراندوم» شکل بی آب آناست.

کوراندوم جسمی ‌سخت و متبلور است و با جایگزین شدن مقدار کمی ‌ازیونهایفلزهای واسطهبه جای یونهای آلومینیوم دراین بلور ، سنگهای قیمتی مانند یاقوت قرمز یا یاقوت کبود بدست می‌آید.

یاقوت قرمز که درلیزر هم از آن استفاده می‌شود، شامل مقدار جزئی Cr+3 و یاقوت کبود شاملFe+3 و (Ti(IV است. رنگ این سنگها ناشی از وجود این یونهایفلزات واسطه‌است.

از اکسید آلومینیوم بهخاطر داشتن ساختاری پایدار و فوق‌العاده سخت در تهیهسیمان ، آجرهای دیرگداز کوره‌ها و سطح بی‌ اثر کاتالیزور در کراکنیگ برشهای نفتی استفاده می‌شود.

استخراج آلومینیوم:

آلومینیوم در صنعت بوسیله‌الکترولیز اکسید آلومینیوممذاب تهیهمی‌شود.

اکسید آلومینیوم از بوکسیت که ‌اکسید آلومینیوم آبپوشیده و ناخالص است،بدست می‌آید.

ناخالصیهای بوکسیت بطور عمده ،هماتیت و سیلیس است.

برایجداسازی آلومینیومبا توجه به خصلت بازیاکسید آهن (III) ، خصلت اسیدی «اکسید سیلسیم» (سیلیس) وخصلت آمفوتریاکسید آلومینیوم ازسود سوزآوراستفاده می‌کنند.

اکسیدآلومینیوم و سیلیس در محلول غلیظ سود حل می‌شوند. اکسید آهن(III) را بوسیله صافیجدا می‌کنند، سپسدی‌اکسیدکربن را از محلول عبور می‌دهند.

دی‌اکسید کربن با آب ، اسید ضعیف «اسید کربنیک» را تشکیل می‌دهد.

بدینترتیب ، اکسید آلومینیوم رسوب می‌کند و یون سیلیکات در محلول باقی می‌ماند. اکسیدآلومینیوم را درکریولیت مذاب (Na3AlF6) که دمای ذوب آن از اکسید آلومینیوم کمتر است،حل می‌کنند.

دمای الکترولیت مذاب حدود 850 درجه سانتیگراد است. یون AL+3 در کاتد سلول الکترولیز که ‌از جنس گرافیت است، کاهش یافته، به صورت آلومینیوم مذاب در ته سلول جمع می‌شود.

در آند نیز اکسیژنآزاد می‌شود. آند نیز از جنس گرافیت است.

اکسیژن در دمای زیاد باکربن ترکیب شده ، اکسیدهای کربن تشکیل می‌دهد. از این رو ، آند می‌سوزد و هرچند مدت یکبار آن را تعویض می‌کنند.

موارد استفاده آلومینیوم:

آلومینیوم یکی از فلزهای ساختمانی است و آن را بافلزهای مختلف به صورتآلیاژدر می‌آورند و درصنایع هواپیما سازی،موتوراتومبیل و ساخت در و پنجره بکار می‌برند.

همچنین ، آلومینیوم برای ساختقوطی‌های نوشابه مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین آلومینیوم برای تولید فویلهایآلومینیومی ‌مورد استفاده قرار می‌گیرد.

هزینه تولید آلومینیوم و مشکلات زیست محیطی:

منابع آلومینیوم در طبیعت ازمنابع تجدیدناپذیر به شمار می‌آیند.

به ‌این معنا که طبیعت راهی برای تولید مجدداین منبع ندارد. از طرف دیگر ، تولید آلومینیوم به مصرف الکتریکی بسیار زیادی نیازدارد.

با توجه به ‌اینکهآلومینیوم مصرفی سرانجام به صورت زباله به طبیعت راه پیدا می‌کند،

مساله بازگردانی آلومینیوماز نظر حفظ محیط زیست حائز اهمیت و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه ‌است.

مثلاهزینه لازم برای جمع‌آوری قوطی‌های نوشابه ،انرژی الکتریکی مصرفی برای ذوب این قوطی‌ها و ساخت مجدد آنها حدود 5 درصد هزینه‌استخراج آلومینیوم ازبوکسیتاست.

انجام این کار به حفظ طولانی‌تر منابع بوکسیت به حفظمنابع سوختهای فسیلیکه باید برای تولیدانرژی الکتریکی مورد نیاز کارخانه‌های تولید آلومینیوم بکار رود.

به کاهش مواد آلاینده‌ای که در نتیجه ‌احتراق سوختهای فسیلی در فضا پراکنده می‌شوند.

و در نهایت به حفظ محیط زیست کمک می‌کند. 

استیل:

استیل چیست؟

 

آلیاژی که پایه آن از آهن است و کم تر از ۲% کربن دارد استیل یا فولاد نامیده می شود .

بسته به نوع و مقدار دیگر عناصر موجود در آن خواص مکانیکی نظیر سختی و شکل پذیری مشخص می شود .

 

فولاد های ساده کربنی و آلیاژی چیست ؟

 

فولاد ها به دو دسته ساده کربنی و آلیاژی دسته بندی می شوند .

در فولاد ساده کربنی بجز کربن و بعضی عناصر معمول ( مثل سیلیسیم ، منگنز ، گوگرد و فسفر ) عنصر دیگری وجود ندارد .

دسته بندی فولاد های ساده کربنی به شکل جدول زیر است .

با افزودن برخی عناصر به آهن آلیاژ هایی تولید می شود که خواص بسیار عالی دارند .

به عنوان مثال با اضافه نمودن کروم به آهن ، استیل ضد زنگ یا استینلس استیل بدست می آید که در مقابل خوردگی ها ی مختلف مقاومت بالایی دارد .

 

چه چیز باعث می شود استینلس استیل ضد زنگ باشد ؟

 

استیل وقتی ضد زنگ است که حداقل ۱۰٫۵ % کروم داشته باشد .

کروم پس از ترکیب با اکسیژن هوا اکسید کروم تشکیل میدهد که لایه ای روی استینلس استیل تشکیل می دهد .

این لایه دیده نمی شود ولی باعث می شود ارتباط بین هوا و فلز از بین رفته و استیل سالم بماند .

مقدار بیشتر کروم و نیز برخی دیگر از عناصر موجود در آلیاژ شبیه نیکل و مولیبدن این لایه را تقویت کرده و خاصیت ضد زنگ بودن را افزایش می دهد .

 

فرق استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ چیست ؟

 

استیل ۳۰۴ حاوی ۱۸% کروم و ۸% نیکل است در صورتیکه استیل ۳۱۶ دارای ۱۶% کروم ، ۱۰% نیکل و ۲% مولیبدن است .

مولیبدن برای کمک به مقاومت در برابر خوردگی ناشی از کلراید (مثل آب دریا ) به آن اضافه می شود .

 

آیا استینلس استیل ها جذب آهنربا می شوند ؟

 

اسینلس استیل های سری ۳۰۰ که دارای نیکل هستند جذب آهنربا نمی شوند در صورتیکه سری ۴۰۰ که دارای نیکل نبوده و فقط کروم دارند جذب آهنربا می شوند .

 

حرف L بعد از نام استینلس استیل (مثل ۳۱۶L )   نشانه چیست ؟

 

حرف L نشانه کلمه Low carbon  بوده ، بیانگر آنست که مقدار کربن آلیاژ به کمتر از ۰٫۰۳% کاهش پیدا کرده است .

این مقدار کم کربن باعث می شودبعد از عملیات جوشکاری ، همچنان لایه اکسید محافظتی روی سطح حضور داشته باشد .

 

آیا استینلس استیل قابل بازیافت است ؟

 

استینلس استیل ۱۰۰% قابل بازیافت است .

استیل ضایعاتی ذوب شده و دوباره قالب گیری می شود .

بین ۶۸ تا ۸۰ درصد از تولید استینلس استیل به روش بازیافت ضایعات صورت می گیرد .

 

آیا استینلس استیل می تواند در دماهای بالا و پائین کار کند ؟

 

بله ، استینلس استیل مقاومت بسیار خوبی در مقابل دماهای بسیار بالا ( تا هزار درجه سانتیگراد ) و بسیار پائین (تا منفی ۲۰۰ درجه سانتیگراد )دارد.

 

نام گذاری استیل ها( ۳۰۴ ، ۳۱۶ ، …) توسط چه کسی صورت گرفته ؟

 

انجمن آهن و فولاد آمریکا(AISI)  برای اولین بار اقدام به دسته بندی و نامگذاری استینلس استیل ها نمود و مشخصات فیزیکی و شیمیائی و نیز دستورالعمل تولید آنها را عرضه نمود .

 

CK45 چه نوع فولادی است ؟

 

یک نوع فولاد ساده با کربن متوسط ( در حدود ۰٫۴۵%) که بخاطر قیمت پائین بعضا برای ساخت محور پمپ مورد استفاده قرار می گیرد .

به علت کم بودن مقدار کروم در مقابل زنگ زدگی و خوردگی مقاوم نیست .

 

فولاد داپلکس چیست ؟

 

این نوع فولاد بین ۱۹ تا ۲۸ درصد کروم و تا ۵% مولیبدن داشته و دارای ماومت بسیار بالایی در برابر خوردگی می باشد.

به این لحاظ بهترین گزینه برای ساخت قطعات در معرض خوردگی ناشی از آب دریا می باشد .

 

استنلس استیل چیست ؟

 

نوعی فولاد آلیاژی است که درصد عناصر نیکل و کروم آن نسبت به بقیه عناصر تشکیل دهنده آن بالاتر است.

به طور کلی اگر میزان کروم فولاد از ۵/۱۰ درصد بیشتر باشد آن را استنلس استیل می نامند.

این مقدار کروم باعث می شود که هنگام خوردگی لایه نازکی روی فولاد تشکیل شود و همین لایه باعث جلوگیری از خوردگی های بعدی می شود و عملاً باعث ترمیم خوردگی می شود .

ضمناً کربن آن کمتر از ۵/۱ درصد می باشد .

 

انواع گرید های استنلس استیل:

 

سری ۳۰۰ یا استیل نگیر ( غیر مغناطیسی ) : آلیاژ آهن ، کروم ، نیکل با کربن کمتر از ۱/۰ درصد .

سری ۴۰۰ یا استیل بگیر ( مغناطیسی ) : آلیاژ آهن ، کروم با کربن کمتر از ۱/۰ درصد .

سری ۳۰۰ و موارد کاربرد آن

۳۰۴ رایجترین گرید استنلس استیل است که همان ۸/۱۸ کلاسیک می باشد .

۳۱۶ بعد از ۳۰۴ رایجترین گرید است و در صنایع غذایی و جراحی کاربرد دارد.

به علاوه آلیاژ مولیبدن موجود در آن از فرسایش جلوگیری می کند .

همچنین بخاطر مقاومت زیاد در بربر کلر در مقایسه با گرید ۳۰۴ در صنایع دریایی هم بکار می رود .

 

سری ۴۰۰ و موارد کاربرد آن:

 

۴۱۰ مقاوم در برابر سایش است اما در برابر خوردگی مقاومت کمی دارد .۴۲۰ گرید مخصوص کارد و چنگال ، قابلیت پولیش خوبی دارد .

۴۳۰ گرید مخصوص دکوراسیون است به عناون مثال در تزئینات داخلی اتومبیل کاربرد دارد .

قابلیت شکل پذیری خوبی در درجه حرارت کم دارد و مقاوم در برابر خوردگی است .

 

خواص استنلس استیل:

 

  • مقاوم در برابر خوردگی
  • ظاهر جذاب
  • مقاومت در برابر حرارت
  • به صورت کامل قابل بازیافت
  • عمر طولانی و مفید در قیاس با هزینه پرداختی

 

فولاد زنگ نزن آليا‍ژي از فولاد است كه از ۱۰٫۵ درصد يا بيشتر كروم و بيش از ۵۰ درصد آهن تشكيل شده باشد .

كروم موجود در استيل باعث به وجود آمدن يك سطح سخت و يكپارچه در برابر زنگ زدگي مي شود .

قابليت ضد زنگ بودن  با اضافه كردن درصد بيشتر كروم و همچنين آلياژهاي ديگر نظير  بهبود مي يابد .

 

تکنولوژی TITANIUM  ION  PLATING:

 

دربها و نرده های طلایی , رنگ نشده و با استفاده از این روش پیشرفته یونهای تیتانیوم بر روی استیل قرار گرفته و رنگ آن را تغییر می دهند.

قابل توجه است که بر خلاف نمونه های مشابه دیگر  مادام العمر تغییر رنگ نداده و زنگ نمی زنند و دلیل آن هم استفاده از همین تکنولوژی جدید می باشد .

 

فولاد ضد زنگ چیست و مخترع آن چه کسی است؟

 

فولاد ضد زنگ به گروهی از آلیاژها با پایه آهنی گفته می‌شود که حاوی حداقل ۱۱ درصد کروم (Cr) می‌باشد.

کروم عنصری اساسی است که با تشکیل یک فیلم اکسید کروم در سطح فولاد آن را ضد زنگ می‌سازد.

هنگامی که فولاد ضد زنگ بریده یا خراش داده می‌شود، کروم موجود در سطح سریعاً اکسید می‌شود و فیلم اکسید ناحیه صدمه دیده را ترمیم می‌کند.

به دلیل همین خاصیت خود ترمیمی (خودشفایی/ Self healing) است که فولاد را بدون زنگ (Stainless) می‌نامند.

اولین فولاد ضد زنگ به صورت آلیاژ، مارتنزیتی Fe-Cr-C  توسط دانشمند انگلیسی به نام هاری بررلی (Harry Brearley) در ۱۹۱۲ تهیه گردید.

اولین ریخته‌گری تجارتی فولاد ضد زنگ در سال ۱۹۱۳ در شفیلد انگلستان به تولید رسید و حق ثبت آمریکایی جهت این اختراع در سال ۱۹۱۶ به آقای هاری بررلی اهدا گردید.

 

آیا فولاد ضد زنگ، زنگ می‌زند؟

 

در وا­قع این موضوع که فولاد ضد زنگ، زنگ نمی‌‌زند یک تصور نادرستی است.

این برداشت ناصحیح برخی موارد منجر به مشاجرات و حتی تعقیب قانونی بین کارفرمایان و پیمانکاران می‌شود.

فولادهای ضد زنگ فقط در شرایطی خاص نظیر محیط‌های غیرآلوده و آب شیرین یا آب دریا (به صورت جاری) بدون زنگ باقی می‌مانند.

در هوای مرطوب دریایی یا در داخل آب ساکن (راکد) فولاد ضد زنگ نوع ۳۰۴ زنگ می‌زند، و اغلب به صورت موضعی دچار خوردگی حفره‌ای می‌گردد.

به طور کلی ماهیت محیط و ترکیب شیمایی فولاد هر دو در تشکیل زنگ و خوردگی حفره‌ای فولاد ضد زنگ نقش تعیین کننده‌ای دارند.

 

دلیل پاک شدن لایه کروم در عملیات حرارتی چیست؟

 

در عملیات حرارتی و یا جوش‌کاری، دمای فولاد ضد زنگ به حدود ۸۵۰-۵۵۰ درجه سانتیگراد می‌رسد.

کروم و کربن با یکدیگر وارد واکنش می‌شود و کاربایدکروم(  Chromium Carbide)تولید می‌گردد که در امتداد مرز دانه‌ها رسوب می‌کند.

به همین دلیل کروم موجود در منطقه اطراف مرزدانه (ناحیه مرزی) تخلیه می‌شود.

ناحیه مرزی که کروم آن تخلیه شده (فقیر نسبت به کروم) نسبت به سایر مناطق سالم سطح فلز که کروم آن مناطق تخلیه نشده‌اند در برابر خوردگی مقاومت کمتری دارد.

فولاد ضد زنگی را که در ساختار بلوری آن کار باید کروم به وجود آمده باشد “حساس شده (Sensitized)” می‌نامند.

فولاد‌های حساس شده نسبت به خوردگی مرزدانه‌ای یا فساد جوش بیشتر مستعد می‌شوند.

 

استیل های بگیر  و  نگیر:

 

به فولاد زنگ نزنی که خاصیت جذب توسط آهن ربا را داشته باشد بگیر و به فولاد زنگ نزنی که توسط آهن ربا جذب نشود نگیر می گویند.

 فولاد های زنگ نزن سری ۳۰۰  (مانند ۳۰۴ و ۳۱۶ ) دارای کروم هستند که منجر به نگیر بودن استیل می شوند.

و این درحالی است که استیل های سری ۴۰۰ تنها دارای کروم است که خاصیت مغناطیسی فولاد زنگ نزن را حفظ می کند.

 

روش های تشخیص استینلس استیل از کربن استیل:

یکی از روش های تشخیص استینلس استیل از کربن استیل نیز این می باشد که در صورتی که آهن ربا به آن نچسبید این قطعی است که فولاد زنگ نزن است .

ولی اگر آهن ربا به آن بچسبید هنوز دلیل بر تشخیص فولاد زنگ نزن از فولاد کربن دار نیست.

 

پس برای انتخاب یک استینلس استیل مناسب کاربری باید به موارد زیادی از جمله گرید استیل ، سطح استیل ، کاربری آن و خاصیت مغناطیسی استیل توجه کرد.

 

تاریخچه استیل ضد زنگ stainless steel:

 

در علم فلزات ، استیل ضد زنگ (stainless steel) به اسم استیل inox steel یا inox شناخته می شود.

inox  از   لغت فرانسوی “inoxydable” به معنی “ضد زنگ” گرفته شده است.

 

استیل ضد زنگ:

 

پوسیدگی و یا زنگ زدگی به وسیله آب در استیل معمولی وجود دارد اما علارغم اسمش stainless steel بطور کامل مقاوم در برابر زنگ زدگی نیست، این فولاد برای مکانهای کم اکسیژن مناسب است.

همچنین آلیازی دیگری از استیل با نام استیل مقاوم در برابر خوردگی یا CRES وجود دارد. زمانی که جزییاتی از نوع و درجه فولاد موجود نبود.

این نوع استیل  در صنایع هواپیمایی استفاده می شد.

اکنون درجه های مختلفی از استیل وجود دارد با نمایی زیبا و مناسب استفاده در محیط اطراف مبتنی بر نیاز مصرف کننده.

استیل ضد زنگ یا همان stainless steel مکانهایی مصرف می شود که ما نیاز به هر مزیت مقاومت بالا و ضد زنگ زدگی را خواستار باشیم.

استیل ضد زنگ (Stainless steel) با فولاد کربن دار و مقدار متفاوت درصد کروم عرضه می گردد.

کربن موجود در استیل اگر محافظت نشود زمانی که در مجاورت اکسیژن و رطوبت قرار بگیرد به آسانی زنگ می زد.

زنگ زدگی باعث تسریع در خوردگی و زنگ زدگی می شود و در طولانی مدت باعث پوسته پوسته شدن و پوسیدگی و خورد شدن فلز می شود.

استیل زد زنگ دارای مقدار کافی از کرم است که به شکل یک لایه غیر فعال از کرم  است که مانع از خوردگی سطح  و نفوذ آن به داخل سطح فلز می شود.

 

برچسب ها:باطری فرسوده، شمش سرب، پرک باطری فرسوده، گرانول پلی پروپیلن، کک ذغال سنگ، پت ضایعاتی، ارتباط با واحد بازرگانی خرید فلزات رنگین