مقالات تجارت آلیاژ مقالاتی از فلزات پرکاربرد
فلزات پرکاربردترین عناصر کره زمین با خواص گوناگون در صنایع مختلف هستند. زندگی امروزی بشر وابسته به فلزات بوده و زندگی بدون آنها تقریباً غیر ممکن است. حال در این مقاله قرار است به ترتیب با پرکاربردترین فلز آشنا شویم.
فلز چیست؟
فلزات موادی طبیعی در پوسته زمین هستند که به صورت کانی فلزی و در سنگ‌هایی که توسط آب شسته شده یا در گرد و غبار جو زمین یافت می‌شوند. موادی انعطاف پذیر، غیر شفاف، عموماً براق، قابل گداختن، رسانای گرما و الکتریسیته بوده که به راحتی الکترون از دست داده و به کاتیون تبدیل می‌شود و اکسیدها و هیدروکسیدها را تولید می‌کنند. فلزات امروزه تقریباً در همه صنایع به کار برده می‌شوند.
انواع فلزات
فلزات به صورت‌های آهنی، غیرآهنی و آلیاژی بوده که هر یک کاربردهای ویژه‌ای دارند و بر اساس خواصی نظیر چکش خواری، نقطه ذوب و چگالی به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند.
پرکاربردترین فلزات
پرکاربردترین فلز عبارتند از:
آهن
این فلز پرکاربردترین فلز در دنیا محسوب شده و ۹۰ درصد فلزات دیگر بر پایه آهن و آلیاژ‌های آن تشکیل می‌شود. یکی از دلایل پرمصرف‌تر بودن آهن، صرفه اقتصادی و ارزان بودن آن است. آهن در شرایط مختلف، مقاومت بالایی دارد که موجب استفاده آن در صنایع گوناگون گردیده است. کاربرد آهن و آلیاژ‌های آن در صنایعی نظیر خودروسازی، پزشکی، کشاورزی، ساختمان‌سازی و خانگی می‌باشد.
آهن ۷۰ درصد مواد ساختمانی را تشکیل داده و در قسمت‌های مختلف نظیر میلگرد، پروفیل، تیر آهن و غیره به کار می‌رود. با توجه به آنچه گفته شد مهمترین کاربرد آهن در صنعت ساختمان سازی است.
فولاد
فولاد از آهن و کربن تشکیل شده که مقدار کربن آن بین ۰.۰۰۲ تا ۲.۱ درصد می‌باشد و اگر مقدار کربن آن بیشتر شود تبدیل به چدن می‌گردد. برای تولید فولاد ابتدا سنگ آهن در کوره‌های مخصوص ناخالصی‌های خود را از دست داده و سپس به آن کربن اضافه می‌شود، به همین علت به محیط زیست آسیب نرسانده و قابل بازیافت است. فولاد، پایه اکثر صنایع محسوب شده و از قطعات کوچک نظیر سوزن تا تانکرهای بزرگ از آن ساخته می‌شود. فولاد به علت هزینه نسبتاً کم، فراوری راحت، فراوانی کربن، آهن و خواص متنوع آلیاژهایش استفاده‌های فراوانی دارد.
انواع فولاد شامل فولاد کربنی، ضد زنگ، مارتنزیتی و فولاد ابزار می‌باشد. فولاد تقریباً در همه صنایع به کاربرده می‌شود.
کاربرد فولاد
فولاد در صنایع خودروسازی در بدنه، موتور، درها و فضای داخلی به کار رفته و تقریباً ۵۰ درصد خودرو از فولاد تشکیل شده است. فولاد در صنایع کشاورزی، ماشین آلات کشاورزی، وسایل خانگی نظیر سینک، اجاق، یخچال، قاشق و چنگال و حتی تلویزیون به کار برده می‌شود. همچنین فولاد ضد زنگ در ابزارآلات پزشکی، دندانپزشکی و جراحی مورد استفاده قرار گرفته و به راحتی استریل می‌گردد. در صنایع ساختمان سازی به خصوص مناطقی که بادهای شدید می‌وزد؛ نیز فولاد کاربرد دارد.
آلومینیوم
آلومینیوم اولین بار در قرن نوزدهم از سنگ معدنی بوکسیت تولید شد. چگالی آن کمتر از سایر فلزات پرمصرف و حدود یک سوم چگالی فولاد است. این فلز امکان استخراج مستقیم نداشته و به راحتی در مجاورت هوا اکسید می‌شود که این ویژگی منحصر به فرد سبب کمیاب و ناخالص بودن و ترکیب آن با دیگر مواد در طبیعت می‌شود. وزن بالا، مقاومت به خوردگی، شکل پذیری و جوشکاری خوب از ویژگی‌های آلومینیوم است.
کاربرد آلومینیوم
آلومینیوم به علت خواص ضدزنگ، سبکی، عایق رطوبت، گرما و صوت در صنایع ساختمانی، ساخت درب و پنجره، سقف کاذب و سیستم‌های تهویه مطبوع کاربرد دارد و یکی از پرکاربردترین فلز بحساب می آید. این فلز به علت چگالی پایین در ساخت هواپیما، اتومبیل، کشتی به کاربرده شده و به طور کلی در حمل و نقل استفاده می‌شود. آلومینیوم سمی نبوده، پوسته پوسته نشده و جاذب نیست به همین علت به راحتی در صنایع بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از دیگر کاربردهای این فلز می‌توان در لوازم خانگی و خطوط انتقال برق اشاره کرد.
چدن
چدن در واقع فولادی است که کربن آن بیش از دو درصد است. دمای ذوب چدن کم بوده و به چهار گروه چدن سفید، چدن خاکستری، چدن مالیبل و چدن نشکن تقسیم می‌شود. چدن سفید سخت و شکننده بوده و مقاوم به سایش است. نوع خاکستری آن پرمصرف‌ترین چدن بوده و در ساخت شیرآلات صنعتی از آن استفاده می‌شود. چدن مالیبل همان آهن سفید است و خواصی مشابه استیل کم کربن دارد، چدن نشکن دارای منیزیم بوده که در برابر شکستن مقاوم می‌گردد.
مس
مس از فلزات صنعتی غیر آهنی است. از ویژگی‌های آن می‌توان به مقاومت در برابر عوامل محیطی، عدم پوسیدگی، عملکرد حرارتی خوب و شکل پذیری بالا اشاره کرد. مس از گذشته‌های دور در بین مردم رواج داشته به طوری که حتی در اهرام مصر و ساخت آنها به کار رفته است.
کاربرد مس
مس به علت خاصیت ضد میکروبی در سیستم‌های گرمایش، سرمایش و تهویه استفاده می‌شود. همچنین زیبایی آن سبب شده تا در ساختمان سازی، نمای داخلی و خارجی ساختمان‌ها به کار رود و به علت خواص الکتریکی در سیم کشی‌ها و کابل‌ها کاربرد دارد.
روی
روی یک فلز با نقطه ذوب پایین بوده به همین علت ریخته‌گری و بازیافت آن آسان است. محصولی که از روی ساخته شود قوی بوده و پتانسیل الکتروشیمیایی پایینی دارد. این فلز عموماً به عنوان پوشش بر روی فلزات دیگر و برای جلوگیری از زنگ زدگی به کار می‌رود. روی در ساخت فولاد گالوانیزه مورد استفاده قرار گرفته و در صنایع دریایی، پزشکی، سخت‌افزار، برق و خودرو کاربرد دارد.
برنج
برنج از ۳۳ درصد روی و ۶۷ درصد مس ساخته می‌شود. به این آلیاژ عموماً سرب با غلظت ۲ درصد اضافه شده که موجب بهبود ماشین کاری آن می‌گردد. این ماده انعطاف پذیر و آکوستیک بوده، اصطکاک کم، نقطه ذوب پایین، انتقال حرارت بالا و مقاومت در برابر خوردگی جزو ویژگی‌های آن است. همچنین برنج خاصیت فرومغناطیس داشته و ریخته‌گری آن آسان است. متریال برنج در سازهای موسیقی، رادیاتورها، تجهیزات ساختمانی نظیر لوله و اتصالات و وسایل تزیینی کاربرد دارد.
برنز
از آلیاژ قلع و مس و عناصری نظیر منگنز و آلومینیوم ساخته شده و اولین آلیاژ ساخت بشر است. برنز شکننده بوده، خم نشده و ترک بر نمی‌دارد. برنز به علت مقاومت به خوردگی، هدایت حرارتی و الکتریکی در ساخت اتصالات الکتریکی، قطعات کشتی و ناقوس‌های کلیسا به کار برده می‌شود.
آشنایی با دیگر متریال فلزی پرکاربرد صنعتی
دیگر متریال فلزی نیز مانند فلزات اصلی بسیار متنوع بوده و مهمترین آنها شامل مونل، استنلس استیل، اینکونل و هستلوی است.
مونل
مونل از آلیاژ‌های مختلفی ساخته شده است. بیش از نیمی از آن نیکل و مابقی شامل مس، منگنز، آهن، کربن، سیلیکون می‌باشد. جوشکاری و ماشین کاری آن آسان بوده و مقاومت بسیار خوبی در محلول‌هایی با دمای بالا، پمپ‌ها، شیرها و نمک‌های هیدروکربن دارد.
استنلس استیل
مقاوم به خوردگی بوده و از آلیاژ‌های فولاد با حداقل ۱۰ درصد کروم و موادی نظیر نیکل، مولبیدن، تیتانیوم، مس، کربن و نیتروژن ساخته می‌شود. استنلس استیل با توجه به درصد هر یک از مواد گریدهای مختلفی دارد. این آلیاژ فولاد در صنایع پتروشیمی، شیمیایی، صنایع داروسازی، غذایی و ابزارهای فشارسنج به کار برده می‌شود.
اینکونل
از فلزات معروف صنعتی و شامل نیکل است. مقاومت بالایی در برابر خوردگی، اکسیداسیون، ترک خوردگی و دمای بالا دارد. این متریال همچنین در برابر اسید فسفوریک، اسید نیتریک و هیدروکلریک مقاومت بالایی داشته و خواص مکانیکی عالی آن در درجه حرارت‌های مختلف حفظ می‌شود. کاربردهای اینکونل در فرآوری‌های شیمیایی، پتروشیمی، سیستم‌های حفاری، تماس با آب و توربین‌های گازی، موشکی، تجهیزات کنترل آلودگی و راکتورهای هسته‌ای است.
متریال هستلوی
آلیاژی از نیکل، کروم و مولیبدن است و مقاومت خوبی به خوردگی، اکسیداسیون و دماهای بالا دارد. هستلوی معمولاً در لوله‌ها، شیرآلات، صنایع پتروشیمی و شیمیایی استفاده شده و در برابر اسید سولفوریک، اسیدکلریک، فسفوریک اسید، اسیدفرمیک و هیپوکلریت مقاوم است.
