آلیاژسازی مس

حالت مایع یک حالت میانی بین حالت جامد و حالت گازی است.فلزات جامد از دانه های زیادی، فلزات گازی از اتم های منفرد که شبیه کره های الاستیک هستند و فلزات مایع از گروه های زیادی از اتم ها تشکیل شده اند.

1. مشخصات ساختاری فلزات مایع

حالت مایع یک حالت میانی بین حالت جامد و حالت گازی است.فلزات جامد از دانه های کریستالی زیادی، فلزات گازی از اتم های منفرد که شبیه کره های الاستیک هستند و فلزات مایع از گروه های اتمی زیادی تشکیل شده اند و ساختار آنها دارای ویژگی های زیر است.

(1) هر گروه اتمی حدود 12 تا صدها اتم دارد که همچنان انرژی اتصال قوی را در گروه اتمی حفظ می کند و می تواند ویژگی های آرایش جامد را حفظ کند.با این حال، پیوند بین گروه های اتمی بسیار آسیب دیده است و فاصله بین گروه های اتمی نسبتا زیاد و شل است، گویی سوراخ هایی وجود دارد.

(2) گروه های اتمی تشکیل دهنده فلز مایع بسیار ناپایدار هستند، گاهی بزرگ می شوند و گاهی کوچکتر می شوند.همچنین می توان گروه های اتمی را به صورت گروهی ترک کرد و به گروه های اتمی دیگر پیوست و یا گروه های اتمی را تشکیل داد.

(3) اندازه متوسط ​​و پایداری گروه های اتمی با دما مرتبط است.هر چه دما بالاتر باشد، میانگین اندازه گروه های اتمی کوچکتر و پایداری بدتر است.

(4) هنگامی که عناصر دیگری در فلز وجود دارد، به دلیل نیروهای اتصال متفاوت بین اتم‌های مختلف، اتم‌هایی که نیروهای پیوندی قوی‌تری دارند، تمایل دارند در کنار هم جمع شوند و اتم‌های دیگر را همزمان دفع کنند.بنابراین بین گروه های اتمی نیز ناهمگنی ترکیب وجود دارد، یعنی نوسانات غلظت و حتی گاهی اوقات ترکیبات ناپایدار یا پایدار ایجاد می شود.

2. ذوب و حل شدن

در طی فرآیند ذوب آلیاژ، دو فرآیند ذوب و انحلال همزمان وجود دارد.هنگامی که آلیاژ تا دمای معینی گرم می شود، شروع به ذوب شدن می کند و شرایط ترمودینامیکی آن گرم شدن بیش از حد است.انحلال به این معنی است که فلز جامد توسط مذاب فلز فرسایش می یابد و برای تحقق فرآیند تبدیل جامد به مایع وارد محلول می شود.انحلال نیازی به حرارت ندارد، اما هر چه دما بالاتر باشد، سرعت انحلال سریعتر است.

در واقع، تنها زمانی که نقطه ذوب عنصر آلیاژی بالاتر از دمای محلول آلیاژ مس باشد، فرآیند ورود عنصر آلیاژی به مذاب یک فرآیند انحلال خالص است.در آلیاژهای مس، به عنوان مثال، اجزای تشکیل دهنده آهن، نیکل، کروم و منگنز و همچنین عناصر غیرفلزی سیلیکون، کربن و غیره، دارای فرآیند انحلال در آن ها هستند.در واقع، هر دو فرآیند ذوب و انحلال به طور همزمان اتفاق می‌افتند و فرآیند انحلال فرآیند ذوب را ارتقا می‌دهد.

عوامل زیادی بر سرعت انحلال فلز تاثیر می گذارند.

اولا، هر چه دما بالاتر باشد، انحلال مطلوب تر است.

ثانیاً مربوط به سطح جسمی است که در حال حل شدن است، هر چه مساحت سطح بزرگتر باشد، سرعت انحلال سریعتر است.

سرعت انحلال فلز نیز با حرکت مذاب مرتبط است.هنگامی که مذاب جریان می یابد، سرعت انحلال بیشتر از فلز در مذاب استاتیک است و هر چه مذاب سریعتر جریان یابد، سرعت انحلال سریعتر خواهد بود.

انحلال و آلیاژ

زمانی که آلیاژها برای اولین بار ساخته شدند، تصور می شد که ذوب باید با اجزایی آغاز شود که ذوب شدن آنها دشوار است (و نقطه ذوب بالایی دارند).به عنوان مثال، زمانی که برای اولین بار آلیاژهای مس نیکل نیکل 80% و 20% ساخته شد، نیکل با نقطه ذوب 1451 درجه سانتیگراد ابتدا ذوب شد و سپس مس اضافه شد.مقداری مس را ذوب کرده و قبل از افزودن نیکل برای ذوب آن را تا دمای 1500 درجه سانتیگراد گرم کنید.پس از توسعه تئوری آلیاژها به ویژه تئوری محلول ها، دو روش ذوب فوق کنار گذاشته شد.

رسوب عناصر غیر آلیاژی

دلایل زیادی برای افزایش و رسوب مداوم عناصر غیر آلیاژی در فلزات و آلیاژها وجود دارد.

ناخالصی های وارد شده به بار فلزی

حتی اگر ضایعات فرآیند تولید شده در فرآیند تولید کارخانه ما به طور مکرر مورد استفاده قرار گیرد، محتوای عناصر ناخالص در شارژ به دلایل مختلف همچنان افزایش می یابد.در مورد مخلوط کردن مواد یا استفاده از مقادیر زیادی از مواد خریداری شده با منشأ نامشخص، ناخالصی های احتمالی و اثرات احتمالی اغلب حتی غیر قابل پیش بینی تر هستند.

انتخاب نادرست مواد پوشش کوره

برخی از عناصر موجود در مذاب ممکن است در دمای ذوب با آنها واکنش شیمیایی دهند.