მეტალურგიული მრეწველობა მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ყველა ადამიანის ცხოვრებაში, რადგან ყოველდღიურად გიწევთ საქმე ლითონის სხვადასხვა ნაწარმთან. და ისინი მზადდება სხვადასხვა შენადნობებისაგან, რომლებიც მიიღება დნობის გზით. ამ მასალების წარმოებაში გამოყენებულია მინიმუმ ორი ლითონი, ხოლო თვისებების გასაუმჯობესებლად გამოიყენება სპეციალური დანამატები. ეს სტატია განიხილავს რამდენიმე რკინა-ნიკელის შენადნობებს, მათ თვისებებსა და გამოყენებას.
რკინის თვისებების შესახებ
სუფთა რკინა მოვერცხლისფრო-ნაცრისფერი ფერისაა და არის მოქნილი და მოქნილი. ბუნებაში აღმოჩენილ ბუნებრივ ინგოტებს აქვთ გამოხატული მეტალის ბზინვარება და მნიშვნელოვანი სიმტკიცე. მასალის სიმაღლეზე და ელექტროგამტარებლობაზე ის ადვილად გადასცემს დენს თავისუფალი ელექტრონების დახმარებით. ლითონს აქვს საშუალო ცეცხლგამძლეობა, რბილდება +1539 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე და კარგავს ფერომაგნიტურ თვისებებს. ეს არის ქიმიურად აქტიური ელემენტი. ნორმალურ ტემპერატურაზე ის ადვილად რეაგირებს და გაცხელებისას ეს თვისებები ძლიერდება. ჰაერში ის იფარება ოქსიდის ფენით, რაც ხელს უშლის რეაქციის გაგრძელებას. ნოტიო გარემოში მოხვედრისასჩნდება ჟანგი, რომელიც აღარ აფერხებს კოროზიას. მაგრამ, ამის მიუხედავად, რკინა და მისი შენადნობები ფართოდ გამოიყენება.
ცოტა ისტორია
Invar არის რკინისა და ნიკელის შენადნობი, რომელიც შეიცავს 36% შენადნობ დანამატს. ის პირველად საფრანგეთში 1896 წელს აღმოაჩინა ფიზიკოსმა ჩარლზ გიომმა. ამ დროს ის მუშაობდა იაფი ლითონის ძიებაზე მასის და სიგრძის ზომების სტანდარტებისთვის, რომლებიც მზადდებოდა ძალიან ძვირადღირებული პლატინა-ირიდიუმის შენადნობიდან. ამ აღმოჩენის წყალობით მეცნიერმა 1920 წელს მიიღო ნობელის პრემია ფიზიკაში.
სიტყვა "ინვარი" ლათინურად უცვლელს ნიშნავს. ეს ნიშნავს, რომ რკინა-ნიკელის შენადნობის თერმული გაფართოების კოეფიციენტი რჩება მუდმივი ტემპერატურის ფართო დიაპაზონში - -80-დან 100 გრადუს ცელსიუსამდე. ამ შენადნობას კიდევ რამდენიმე სახელი აქვს: ნილვარი, ვაკოდილ, ნილო-შენადნობი, რადიოლითონი. Invar არის Imphy Alloys Inc.-ის სავაჭრო ნიშანი, რომელიც ეკუთვნის Arcelor Mittal steel group-ს.
რკინა-ნიკელის შენადნობი
რკინის თვისებების გასაუმჯობესებლად სხვადასხვა დანამატების გამოყენებით მიიღება შენადნობები. მეცნიერებს სჯეროდათ, რომ რკინა-ნიკელის შენადნობის მოპოვება რთული არ იქნებოდა, ლითონების თერმოდინამიკური თვისებების გათვალისწინებით. მაგრამ პრაქტიკაში მათ პრობლემები შეექმნათ. ლითონების ურთიერთქმედებისას, ნიკელთან რკინის შენადნობის წარმოებისას, გვერდითი დაჟანგვის პროცესის შედეგად, რკინა ორვალენტიანი მდგომარეობიდან გადადის სამვალენტიან მდგომარეობაში.
შედეგად, შენადნობის მოსავლიანობა მცირდება და გარკვეული ფიზიკური თვისებები უარესდება. ამ პრობლემის გადასაჭრელად ელექტროლიტს ემატება ამინები და ორგანული მჟავები, რომლებიც წარმოქმნიან დაბალი ხსნადობის ნაერთებს რკინის რკინასთან. ამასთან დაკავშირებით, ნალექის ელასტიურობა უკეთესი ხდება და მისი ერთგვაროვანი განაწილებისთვის ელექტროლიტები შერეულია. რკინისა და ნიკელის შენადნობას ინვარი ეწოდება.
Invar შენადნობის გამოყენება
თერმული გაფართოების უმნიშვნელო კოეფიციენტი იძლევა საშუალებას გამოიყენოს იგი წარმოებისთვის:
- ინსტრუმენტების ნაწილები;
- ლენტა და მავთული გეოდეზიური სამუშაოებისთვის;
- ლაზერის დამხმარე სტრუქტურები;
- საათის მოძრაობის ნაწილები, ქრონომეტრის ქანქარები;
- ნაგლინი პროდუქცია: ცხელი ნაგლინი ბარი და ფურცელი, ცივი ნაგლინი ზოლები, უწყვეტი მილები, ყალბი ზოლები.
სიმაგრის ასამაღლებლად კეთდება რკინა-ნიკელის შენადნობის ცივი პლასტიკური დეფორმაცია, შემდეგ კი დაბალი ტემპერატურის თერმული დამუშავება. ნორმალურ ატმოსფერულ პირობებში კოროზიისადმი მეტი წინააღმდეგობისთვის, მისი ზედაპირი გაპრიალებულია და გამოიყენება დამცავი ფენა, თუ პროდუქტი განკუთვნილია აგრესიულ გარემოში გამოსაყენებლად. Invar-ის ანტიკოროზიული თვისებები ასევე გაიზრდება, როდესაც მის შემადგენლობას დაემატება დაახლოებით 12% ქრომი, ხოლო ის ინარჩუნებს მუდმივ ელასტიურობას 100 გრადუსამდე გაცხელებისას.
მაგნიტური შენადნობები
ეს შენადნობები ფართოდ გამოიყენება ელექტროტექნიკაში. ისინი გამოიყენება მუდმივი მაგნიტების, ტრანსფორმატორის ბირთვების დასამზადებლად,ელექტრო საზომი ხელსაწყოები, ელექტრომაგნიტები. ხალხმა დიდი ხანია იცოდა, რომ რკინა მაგნიტურია და, შედეგად, მას მრავალი გამოყენება აქვს.
ბევრად მოგვიანებით გაირკვა, რომ იგივე თვისება თანდაყოლილია ნიკელსა და ზოგიერთ სხვა ლითონში. რკინისა და ნიკელის მაგნიტური შენადნობისგან დამზადებულ პროდუქტებს ასევე აქვთ უნარი შეინარჩუნონ საკუთარი მაგნიტური ველი, როდესაც გარე აღარ არის. უფრო მეტიც, ამ პიროვნულ ველს კვლავ შეუძლია გავლენა მოახდინოს სხვა მაგნიტურ სხეულებზე.
ნიკელი, კობალტი და მათი შენადნობები
კობალტი და ნიკელი რკინის ქვეჯგუფის ელემენტებია. სამივე ელემენტს აქვს მსგავსი თვისებები, მაგრამ ასევე არის მნიშვნელოვანი განსხვავებები. ორივე ლითონი რკინაზე მკვრივია და რკინაზე გაცილებით მყარი და ძლიერი. ისინი ნაკლებად აქტიურია ქიმიური თვალსაზრისით, განსხვავდებიან კოროზიის წინააღმდეგობით. გარდა ამისა, ლითონები ფასდება გაზის კოროზიისადმი უფრო დიდი გამძლეობით.
კობალტისა და ნიკელის უარყოფითი მხარეა მათი მაღალი ტოქსიკურობა და მნიშვნელოვანი ღირებულება რკინასთან შედარებით. ისინი პოულობენ თავიანთ გამოყენებას ნახშირბადოვანი ფოლადისა და რკინისგან დამზადებული პროდუქტების ანტიკოროზიული გარე საფარისთვის ელექტროქიმიური რეაქციებით. ასევე ისინი გამოიყენება კომპონენტებისა და ნაწილების დასამზადებლად, რომლებიც საჭიროებენ გაძლიერებულ სიმტკიცეს და სიმტკიცეს. აღსანიშნავია რკინის, ნიკელის და კობალტის შენადნობების განსაკუთრებული მნიშვნელობა, რომლებსაც კოინვარს, ინვარს, სუპერმალოი, პერმალოი და მალოი ეწოდება. მათი მთავარი უპირატესობა მდგომარეობს მაღალშიმაგნიტური თვისებები. ეს შენადნობები გამოიყენება მაგნიტური სქემების წარმოებისთვის სხვადასხვა ელექტრომაგნიტური მოწყობილობებისთვის.
შენადნობი Kovar
ნარევი შედგება შესანიშნავი მექანიკური თვისებების მქონე ლითონებისგან. ისინი ადვილად დასამუშავებელია, ადვილად ექვემდებარება გორვას, ჭედვას, გაყალბებას და ჭედვას. ხოლო კობალტის, ნიკელის და რკინის შენადნობას სხვაგვარად ჟურნალი ეწოდება. ქიმიური ელემენტების კარგად შერჩეული კომბინაცია უზრუნველყოფს მასალას შესანიშნავი მახასიათებლებით. ამ შენადნობას აქვს კარგი თბოგამტარობა, ელექტრული წინააღმდეგობის მაღალი კოეფიციენტი და ხაზოვანი გაფართოების ინდექსები ნულთან ახლოს ტემპერატურის ფართო დიაპაზონში. ერთადერთი მინუსი არის დაბალი კოროზიის წინააღმდეგობა სველ გარემოში, ამიტომ ხშირად გამოიყენება ვერცხლის დამცავი საფარი. Kovar ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში წარმოებისთვის:
- მილები, ლენტები და მავთულები;
- კონდენსატორები;
- აღჭურვილობის შემთხვევები ინსტრუმენტაციაში;
- დეტალები რადიოელექტრონიკაში;
- შემთხვევები ელექტროვაკუუმის ინდუსტრიაში.
შენადნობი შეიცავს ძვირადღირებულ კობალტს და ნიკელს, რაც ზრდის მასალის ღირებულებას, მაგრამ კარგი შესრულება და ხანგრძლივი მომსახურების ვადა ფარავს საწყის ინვესტიციას.
ალნის შენადნობები
Alni არის რკინა-ნიკელ-ალუმინის მაგნიტური შენადნობების ჯგუფის სახელი. ალუმინის და ნიკელის კონცენტრაციის გარკვეულ ფარგლებში მატებასთან ერთად, ნარჩენი ინდუქცია მცირდება და იძულებითი ძალა იზრდება. ყველაზე ხშირად გამოყენებული შენადნობები, რომელშიც ალუმინი 11-დან18%, ხოლო ნიკელი - 20-34%. ასეთი შენადნობების ძირითადი თვისებებია ელექტრული გამტარობა, თბოგამტარობა და გამტარობა. ყველა მათგანი ხასიათდება კარგი შედუღებით.
მაგნიტების წარმოებაში შენადნობების გამოსაყენებლად, მათ შენადნობენ კობალტსა და სპილენძს. ამ შემთხვევაში მასალა იძენს სიმტკიცეს და მტვრევადობას და აქვს მსხვილმარცვლოვანი სტრუქტურა. Alni შენადნობები გამოიყენება როგორც სტრუქტურული მასალა გაზის ტურბინის ნაწილებისთვის და რეაქტიული ძრავებისთვის, რომლებიც მუშაობენ 1000 გრადუს ცელსიუსზე მაღალ ტემპერატურაზე დიდი ხნის განმავლობაში და ინარჩუნებენ ლითონს დაზიანების გარეშე.
დასკვნა
ყველა ლითონი, რომელიც ხშირად გამოიყენება თანამედროვე ინდუსტრიაში, არის შენადნობები. მაგალითად, თითქმის მთელი რკინა, რომელიც იწარმოება მსოფლიოში, გამოიყენება რკინისა და ფოლადის წარმოებისთვის. ეს შეიძლება აიხსნას იმით, რომ შენადნობები ხასიათდება უკეთესი თვისებებით, ვიდრე ლითონები, საიდანაც ისინი მიიღება. აღსანიშნავია, რომ ინდუსტრიის მიერ წარმოებულ შენადნობებს აქვთ მათთვის საერთო თვისებები: სიმტკიცე, სიმტკიცე, ელასტიურობა და პლასტიურობა. რკინა-ნიკელებს ასევე აქვთ მაგნიტური თვისებები, რომლებიც ძლიერდება წარმოებისას დამატებითი შენადნობების დახმარებით.
