നോൺ-ഫെറോസ് മെറ്റലുകൾ

എഞ്ചിനീയറിംഗ് വ്യവസായത്തിൽ ഫെറസ് മെറ്റീരിയലുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കാരണം അവയുടെ മികവ്, മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെ പരിധി, കുറഞ്ഞ ചെലവ് എന്നിവ. എന്നിരുന്നാലും, ഫെറസ് അല്ലാത്ത വസ്തുക്കൾ അവയുടെ പ്രത്യേക സവിശേഷതകൾക്കായി വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഫെറസ് അലോയ്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അവയുടെ ഉയർന്ന വില ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും ഉപയോഗിക്കുന്നു. കഠിനമാക്കൽ, പ്രായം കഠിനമാക്കൽ തുടങ്ങിയവയിലൂടെ ആവശ്യമുള്ള അലോയ്കളിൽ ഈ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ലഭിക്കും, പക്ഷേ ഫെറസ് അലോയ്കൾക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്ന സാധാരണ ചൂട് ചികിത്സ പ്രക്രിയകളിലൂടെയല്ല. അലുമിനിയം, ചെമ്പ്, സിങ്ക്, മഗ്നീഷ്യം എന്നിവയാണ് പ്രധാന നോൺ-ഫെറസ് വസ്തുക്കൾ

1. അലുമിനിയം

എല്ലാ നോൺ-ഫെറസ് അലോയ്കളിൽ, അലുമിനിയവും അതിന്റെ അലോയ്കളും ഏറ്റവും മികച്ച ഗുണങ്ങൾ ഉള്ളതിനാൽ ഏറ്റവും പ്രധാനമാണ്. എഞ്ചിനീയറിംഗ് വ്യവസായത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ശുദ്ധമായ അലുമിനിയത്തിന്റെ ചില സവിശേഷതകൾ ഇവയാണ്:

1) മികച്ച താപ ചാലകത (0.53 കലോറി / സെ.മീ / സി)
2) മികച്ച വൈദ്യുതചാലകത (376 600 / ohm / cm)
3) കുറഞ്ഞ പിണ്ഡ സാന്ദ്രത (2.7 ഗ്രാം / സെ.മീ)
4) കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കം (658 സി)
5) മികച്ച നാശന പ്രതിരോധം
6) ഇത് നോൺടോക്സിക് ആണ്.
7) ഇതിന് ഉയർന്ന പ്രതിഫലനങ്ങളിൽ ഒന്നാണ് (85 മുതൽ 95% വരെ) വളരെ കുറഞ്ഞ എമിസിവിറ്റിയും (4 മുതൽ 5% വരെ)
8) ഇത് വളരെ മൃദുവും മൃദുവായതുമാണ്, അതിന്റെ ഫലമായി വളരെ നല്ല ഉൽ‌പാദന സവിശേഷതകളുണ്ട്.

ശുദ്ധമായ അലുമിനിയം സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഇലക്ട്രിക്കൽ കണ്ടക്ടർമാർ, റേഡിയേറ്റർ ഫിൻ മെറ്റീരിയലുകൾ, എയർ കണ്ടീഷനിംഗ് യൂണിറ്റുകൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ, ലൈറ്റ് റിഫ്ലക്ടറുകൾ, ഫോയിൽ, പാക്കേജിംഗ് വസ്തുക്കൾ എന്നിവയിലാണ്. 

മേൽപ്പറഞ്ഞ ഉപയോഗപ്രദമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രശ്നങ്ങൾ കാരണം ശുദ്ധമായ അലുമിനിയം വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നില്ല:

1) ഇതിന് കുറഞ്ഞ ടെൻ‌സൈൽ ശക്തിയും (65 MPa) കാഠിന്യവും (20 BHN) ഉണ്ട്
2. വെൽഡിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ സോൾഡർ ചെയ്യുന്നത് വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്.

അലൂമിനിയത്തിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ അലോയ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. ചെമ്പ്, മാംഗനീസ്, സിലിക്കൺ, നിക്കൽ, സിങ്ക് എന്നിവയാണ് പ്രധാന അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ.

അലുമിനിയവും ചെമ്പും CuAl2 എന്ന രാസ സംയുക്തമായി മാറുന്നു. 548 സി താപനിലയ്ക്ക് മുകളിൽ ഇത് ദ്രാവക അലുമിനിയത്തിൽ പൂർണ്ണമായും അലിഞ്ഞു പോകുന്നു. ഇത് ശമിപ്പിക്കുകയും കൃത്രിമമായി പ്രായമാകുമ്പോൾ (100 - 150 സി വരെ നീണ്ടുനിൽക്കുന്ന ഹോൾഡിംഗ്), കഠിനമാക്കിയ ഒരു അലോയ് ലഭിക്കും. അലുമിനിയത്തിന്റെയും ചെമ്പിന്റെയും ഖര ലായനിയിൽ നിന്ന് കാലഹരണപ്പെടാൻ CuAl2 ന് സമയമില്ല, അതിനാൽ അസ്ഥിരമായ സ്ഥാനത്താണ് (റൂം ടെമ്പറ ട്യൂറിൽ സൂപ്പർ പൂരിത). വാർദ്ധക്യ പ്രക്രിയ CuAl2 ന്റെ വളരെ നേർത്ത കണങ്ങളെ വേഗത്തിലാക്കുന്നു, ഇത് അലോയ് ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയെ പരിഹാരം കാഠിന്യം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

7% മഗ്നീഷ്യം വരെ, 1. 5% വരെ മാംഗനീസ്, 13% സിലിക്കൺ വരെ, 2% നിക്കൽ വരെ, 5% സിങ്ക് വരെ, 1.5% ഇരുമ്പ് എന്നിവയാണ് മറ്റ് അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ. ഇവ കൂടാതെ, ടൈറ്റാനിയം, ക്രോമിയം, കൊളംബിയം എന്നിവയും ചെറിയ ശതമാനത്തിൽ ചേർക്കാം. സ്ഥിരമായ മോൾഡിംഗിലും ഡൈ കാസ്റ്റിംഗിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില സാധാരണ അലുമിനിയം അലോയ്കളുടെ ഘടന പട്ടിക 2 ൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു. സ്ഥിരമായ അച്ചുകൾ അല്ലെങ്കിൽ പ്രഷർ ഡൈ കാസ്റ്റിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് കാസ്റ്റ് ചെയ്ത ശേഷം ഈ മെറ്റീരിയലുകൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന മെക്കാനിക്കൽ ഗുണവിശേഷതകൾ പട്ടിക 2.1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു

2. ചെമ്പ്

അലുമിനിയത്തിന് സമാനമായി, ശുദ്ധമായ ചെമ്പും ഇനിപ്പറയുന്ന സവിശേഷതകൾ ഉള്ളതിനാൽ വിശാലമായ പ്രയോഗം കണ്ടെത്തുന്നു

1) ശുദ്ധമായ ചെമ്പിന്റെ വൈദ്യുതചാലകത അതിന്റെ ശുദ്ധമായ രൂപത്തിൽ ഉയർന്നതാണ് (5.8 x 105 / ohm / cm). ഏതെങ്കിലും ചെറിയ അശുദ്ധി ചാലകതയെ ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, 0. 1% ഫോസ്ഫറസ് ചാലകത 40% കുറയ്ക്കുന്നു.

2) ഇതിന് വളരെ ഉയർന്ന താപ ചാലകതയുണ്ട് (0. 92 കലോറി / സെ.മീ / സി)

3) ഇത് ഒരു ഹെവി മെറ്റലാണ് (നിർദ്ദിഷ്ട ഗുരുത്വാകർഷണം 8.93)

4) ബ്രേസിംഗ് വഴി ഇത് എളുപ്പത്തിൽ ഒരുമിച്ച് ചേർക്കാം

5) ഇത് നാശത്തെ പ്രതിരോധിക്കുന്നു,

6) ഇതിന് മനോഹരമായ നിറമുണ്ട്.

ഇലക്ട്രിക്കൽ വയർ, ബസ് ബാറുകൾ, ട്രാൻസ്മിഷൻ കേബിളുകൾ, റഫ്രിജറേറ്റർ ട്യൂബിംഗ്, പൈപ്പിംഗ് എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ശുദ്ധമായ ചെമ്പ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചെമ്പിന്റെ ശുദ്ധമായ അവസ്ഥയിലെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ വളരെ നല്ലതല്ല. ഇത് മൃദുവും താരതമ്യേന ദുർബലവുമാണ്. മെക്കാനിക്കൽ ഗുണവിശേഷതകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഇത് ലാഭകരമായി സംയോജിപ്പിക്കാം. സിങ്ക്, ടിൻ, ലെഡ്, ഫോസ്ഫറസ് എന്നിവയാണ് പ്രധാന അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ.

ചെമ്പ്, സിങ്ക് എന്നിവയുടെ അലോയ്കളെ പിച്ചള എന്ന് വിളിക്കുന്നു. 39% വരെ സിങ്ക് ഉള്ളടക്കമുള്ള ചെമ്പ് ഒരൊറ്റ ഘട്ടം (α- ഘട്ടം) ഘടന സൃഷ്ടിക്കുന്നു. അത്തരം അലോയ്കൾക്ക് ഉയർന്ന ductility ഉണ്ട്. അലോയിയുടെ നിറം 20% സിങ്ക് ഉള്ളടക്കം വരെ ചുവപ്പായി തുടരുന്നു, എന്നാൽ അതിനപ്പുറം മഞ്ഞയായി മാറുന്നു. St- ഘട്ടം എന്നറിയപ്പെടുന്ന രണ്ടാമത്തെ ഘടനാപരമായ ഘടകം സിങ്കിന്റെ 39 മുതൽ 46% വരെ കാണപ്പെടുന്നു. ഇത് യഥാർത്ഥത്തിൽ അന്തർ-മെറ്റാലിക് സംയുക്തമാണ് CuZn, ഇത് കാഠിന്യം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. ചെറിയ അളവിൽ മാംഗനീസും നിക്കലും ചേർക്കുമ്പോൾ പിച്ചളയുടെ ശക്തി വർദ്ധിക്കുന്നു.

ടിന്നിനൊപ്പം ചെമ്പിന്റെ അലോയ്കളെ വെങ്കലം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ടിൻ ഉള്ളടക്കത്തിൽ ക്രീസിനൊപ്പം വെങ്കലത്തിന്റെ കാഠിന്യവും ശക്തിയും വർദ്ധിക്കുന്നു. 5 ന് മുകളിലുള്ള ടിൻ ശതമാനം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ഡക്റ്റിലിറ്റിയും കുറയുന്നു. അലുമിനിയവും ചേർക്കുമ്പോൾ (4 മുതൽ 11% വരെ), തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന അലോയ് അലുമിനിയം വെങ്കലം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഗണ്യമായി ഉയർന്ന നാശന പ്രതിരോധം ഉണ്ട്. വിലയേറിയ ലോഹമായ ടിന്നിന്റെ സാന്നിധ്യം കാരണം പിച്ചളയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വെങ്കലം താരതമ്യേന ചെലവേറിയതാണ്.

3. മറ്റ് നോൺ-ഫെറസ് ലോഹങ്ങൾ

സിങ്ക്

കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കവും (419.4 സി) ഉയർന്ന നാശന പ്രതിരോധവും ഉള്ളതിനാൽ സിങ്കാണ് പ്രധാനമായും എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത്, ഇത് സിങ്കിന്റെ പരിശുദ്ധിയോടൊപ്പം വർദ്ധിക്കുന്നു. ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു സംരക്ഷിത ഓക്സൈഡ് പൂശുന്നുണ്ടാകുന്നതിനാലാണ് നാശന പ്രതിരോധം ഉണ്ടാകുന്നത്. നാശത്തിൽ നിന്ന് ഉരുക്കിനെ സംരക്ഷിക്കുന്നതിനും അച്ചടി വ്യവസായത്തിനും ഡൈ കാസ്റ്റിംഗിനുമായി സിങ്കിന്റെ പ്രധാന പ്രയോഗങ്ങൾ ഗാൽവാനൈസ് ചെയ്യുന്നു.

വികലമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ പ്രദർശിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ശക്തമായ അനീസോട്രോപി, പ്രായമാകുന്ന സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരതയുടെ അഭാവം, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ഇംപാക്ട് ശക്തി കുറയുക, ഇന്റർ ഗ്രാനുലാർ കോറോസൻ വരാനുള്ള സാധ്യത എന്നിവയാണ് സിങ്കിന്റെ പോരായ്മകൾ. 95 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു മുകളിലുള്ള സേവനത്തിനായി ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയില്ല, കാരണം ഇത് ടെൻ‌സൈൽ ശക്തിയിലും കാഠിന്യത്തിലും ഗണ്യമായ കുറവുണ്ടാക്കും.

കുറഞ്ഞ സമ്മർദ്ദം ആവശ്യമുള്ളതിനാലാണ് ഡൈ കാസ്റ്റിംഗുകളിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്, ഇത് മറ്റ് ഡൈ കാസ്റ്റിംഗ് അലോയ്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഉയർന്ന മരണജീവിതത്തിന് കാരണമാകുന്നു. കൂടാതെ, ഇതിന് വളരെ നല്ല യന്ത്രക്ഷമതയുണ്ട്. വിഭജന വിമാനത്തിലെ ഫ്ലാഷ് നീക്കംചെയ്യുന്നത് ഒഴികെ സിങ്ക് ഡീകാസ്റ്റിംഗ് വഴി ലഭിക്കുന്ന ഫിനിഷ് കൂടുതൽ പ്രോസസ്സിംഗ് ആവശ്യപ്പെടുന്നു.

മഗ്നീഷ്യം

കുറഞ്ഞ ഭാരം, നല്ല മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി എന്നിവ കാരണം മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കൾ വളരെ ഉയർന്ന വേഗതയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അതേ കാഠിന്യത്തിന്, മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കൾക്ക് സി 25 സ്റ്റീലിന്റെ ഭാരത്തിന്റെ 37 ശതമാനം മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ. ഉപയോഗിച്ച രണ്ട് പ്രധാന അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ അലുമിനിയം, സിങ്ക് എന്നിവയാണ്. മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കൾ സാൻഡ് കാസ്റ്റ്, സ്ഥിരമായ മോഡൽ കാസ്റ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ഡൈ കാസ്റ്റ് ആകാം. സാൻഡ്-കാസ്റ്റ് മഗ്നീഷ്യം അലോയ് ഘടകങ്ങളുടെ സവിശേഷതകൾ സ്ഥിരമായ മോഡൽ കാസ്റ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ഡൈ-കാസ്റ്റ് ഘടകങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്. ഡൈ-കാസ്റ്റിംഗ് അലോയ്കൾക്ക് പൊതുവെ ഉയർന്ന ചെമ്പ് ഉള്ളടക്കമുണ്ട്, അതിനാൽ ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിന് ദ്വിതീയ ലോഹങ്ങളിൽ നിന്ന് അവ നിർമ്മിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഓട്ടോമൊബൈൽ ചക്രങ്ങൾ, ക്രാങ്ക് കേസുകൾ മുതലായവ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് അവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ഉള്ളടക്കം, മഗ്നീഷ്യം ഉപയോഗിച്ചുള്ള അലോയ്കളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി, ഉരുട്ടിയതും വ്യാജവുമായ ഘടകങ്ങൾ. മിക്ക പരമ്പരാഗത വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയകൾക്കും മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കൾ എളുപ്പത്തിൽ ഇംതിയാസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കളുടെ വളരെ ഉപയോഗപ്രദമായ സ്വത്ത് അവയുടെ ഉയർന്ന യന്ത്രക്ഷമതയാണ്. കുറഞ്ഞ കാർബൺ സ്റ്റീലിനെ അപേക്ഷിച്ച് യന്ത്രസാമഗ്രികൾക്ക് 15% വൈദ്യുതി മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ.