چکیده

در این مقاله ما به بررسی ریز جزئیات آلیاژ مس-نیکل می پردازیم که این بررسی ها شامل نمودار تعادل، خواص الیاژ(خواص فیزیکی،مقاومت الکتریکی،خواص مکانیکی،حدخستگی، مقاومت در برابر خوردگی) ساخت و پردازش، ذوب، ریخته گری، عملیات حرارتی و ماشینکاری میپردازیم و برای شناخت هر کدام از این ویژگی ها از جدول های معتبر و دارای استاندارد های جهانی و همچنین دیاگرام های مختلف استفاده می کنیم .

فهرست مطالب

1-مقدمه. 5

2-تاریخچه. 6

3-نمودار تعادل Cu-Ni6

4-خواص... 7

4-1-خواص فیزیکی.. 7

2-4-خواص مکانیکی.. 9

1-2-4-خواصآلیاژهای ساخته شده از Cu-Ni در دمای اتاق. 9

2-2-4-آلیاژهای ریخته شده Cu-Ni11

3-2-4-حد خستگی.. 14

4-2-4-مقاومت در برابر خوردگی.. 14

5-ساخت و پردازش.. 16

1-5-ذوب.. 16

2-5-ریخته گری.. 16

3-5-عملیات حرارتی.. 17

4-5-ماشینکاری.. 17

6-نتیجه و بحث.. 18

7-منابع. 19

-مقدمه

در سال 1751 ، A.F.Cronstedtموفق به جداسازی نیکل شد. با این حال ، آلیاژهای مس-نیکل بسیار زودتر وجود داشتند ، که بیشتر آنها با فرآوری سنگ معدن تهیه می­شدند. امروزه ، آلیاژهای Cu-Ni به دلیل ویژگی­های خاص خود ، کاربردهای جالب توجهی پیدا کرده­اند [1].

مس و نیکل در سیستم دوره­ای عناصر با شماره­های اتمی 29 و 28 و وزن اتمی 63.54 و 68.71 در مجاورت یکدیگر هستند. این دو عنصر به هم نزدیک هستند و هم در حالت مایع و هم در حالت جامد کاملاً قابل اختلاط هستند. آلیاژهای مس-نیکل در کل محدوده غلظت در یک شبکه مکعب صورت محور متبلور می­شوند....

2-تاریخچه

اگرچه نیکل اولیه نسبتاً دیر کشف شد ، اما استفاده از آن در آلیاژها، بدون اطلاع از ترکیب آلیاژ حداقل دو هزار سال قبل برمی­گردد. این با یافته­های سکه از دوران باستان ، که علاوه بر مس تا 10٪ نیکل نیز دارند ، تأیید می­شود [2].

باستانی ترین سکه Cu-Ni که در گذشته استفاده می­شد، مربوط به دوره حدود 235 قبل از میلاد است. این سکه در باختریا یافت شد و از آلیاژی مشابه تشکیل شده است. به قطعات 50-Pfennig و 1 DM آلمان سابق (تقریباً 75٪ مس و 25٪نیکل)این سکه­ها و بسیاری دیگر از سکه­های قدیمی نمونه­های برجسته­ای برای مقاومت در برابر خوردگی زیاد آلیاژهای Cu-Niهستند. در انگلستان..........

نمودار تعادل Cu-Ni

نمودار تعادل ابتدا توسط گورتلر و تامان ایجاد شد و بعداً توسط پیلینگ و کیلگلن و دیگران بهبود یافت. شکل 1 نمودار تعادل Cu-Ni را نشان می دهد [3]

آلیاژهای دو فلز یک سری پیوسته از محلول­های جامد را تشکیل می­دهند که دارای یک شبکه مکعبی هستند ، یعنی سیستمCu-Niحلالیت کامل را در هر دو حالت مایع و جامد نشان می­دهد. نقاط ذوب این دو جزبه یک محدوده ذوب در آلیاژها گسترش می یابد.درمنحنی (شکل1) که مرز پایینی ذوب مایع را تشکیل می دهد ، "liquid" نامیده می شود.......

خواص

4-1-خواص فیزیکی

نیکل تأثیر مشخصی روی رنگ آلیاژهای Cu-Niدارد. با افزودن نیکل ، رنگ مس کمتر می­شود. آلیاژها از حدود 15٪ نیکل تقریباً سفید نقره­ای هستند. درخشندگی و خلوص رنگ با محتوای نیکل افزایش می­یابد. از حدود 40٪ نیکل ، سطح صیقلی آن را به سختی می توان از سطح نقره تشخیص داد.

چگالی مس (8.93 kg/dm³at 20 °C) که با افزایش مقدار نیکل فقط کمی تغییر می کند و (چگالی نیکلkg/dm³ 8.9 20 °C =) و برای تمام آلیاژهای Cu-Ni مقدار مشخصی دارد....

خواص مکانیکی

1-2-4-خواصآلیاژهای ساخته شده از Cu-Niدر دمای اتاق

جدول 2 شامل خصوصیات مکانیکی مشخصی برای ورق و نوار آلیاژیCu-Niساخته شده مطابق با 1652EN می­باشد. مواد در استاندارد مکانیکی با افزودن حرفRبه نماد شناسایی آلیاژ ، با شماره زیر نشان داده شده است ، به عنوان مثالCuNi10Fe1Mn R320مقاومت کششی حداقل 320 N/mm² برای سطح مقاومت R320 تضمین شده است. تنش و...

-آلیاژهای ریخته شده Cu-Ni

جدول 4 خواص مکانیکی آلیاژهای ریخته گری مس­نیکل را نشان می­دهد، همچنین سه آلیاژ ریخته گری مس­نیکل قابل سخت شدن با افزودن آلومینیوم ، کروم و بریلیم در جدول5 ذکر شده است. آلیاژ دارای 2٪Alمی­تواند در حالت ریخته­گری سخت شده استفاده شود. بیشترین افزایش قدرت با افزودن بریلیم پس از سخت شدن حاصل می­شود. آلیاژی از این نوع.....

3-2-4-حد­ خستگی

از آنجا که بسیاری از اجزا تحت بار نوسانی قرار دارند ، حد خستگی که به اختصار قدرت خستگی نامیده می­شود ، یک مقدار مشخصه مهم برای کاربردهای عملی است. آلیاژهای مس مقدار محدودی از تنش مشخص ندارند اما با افزایش تعداد چرخه های بار و به دنبال آن افت ناچیز در ناحیه چرخه­های بار زیاد ، افت مداوم مقاومت مشاهده می­شود. نقاط قوت خستگی در چرخه های بار

4-2-4-مقاومت در برابر خوردگی

آلیاژهای Cu-Ni از جمله آلیاژهای مس مقاوم در برابر خوردگی هستند. آن­ها در برابر رطوبت ، اسیدهای غیر اکسید کننده ، محلول­های قلیایی و نمکی، اسیدهای آلی و گازهایی مانند اکسیژن، کلر، کلرید هیدروژن، هیدروژن فلوراید، دی اکسید گوگرد و دی اکسید کربن مقاوم هستند. خطر ترک خوردگی تنش در آن­ها وجود ندارد ، تمایل به خوردگی انتخابی بسیار کم است و خوردگی حفره­ای به ندرت مشاهده می­شود. مقاومت این آلیاژها مانند آلیاژهای Cu-Alمربوط به یک پوشش محافظ پایدار بر روی سطح آلیاژ است

-ساخت و پردازش

1-5-ذوب

آلیاژهای Cu-Ni تمایل بسیار زیادی به جذب گازها و افزایش دما دارند. میدانیم که حلالیت هیدروژن و اکسیژن در اثر انتقال به حالت جامد کاهش می یابد و منافذ و سوراخ­های هوا هم کمتر می­شوند، زیرا گازها معمولاً امکان فرار ندارند. حلالیت هیدروژن به عنوان تابعی از میزان و درجه حرارت نیکل در شکل11 نشان داده شده است.

 

جذب هیدروژن تا حد زیادی با استفاده از روش های ذوب، خنثی و از اکسید شدن جلوگیری می­کند. این اقدامات ضروری است تا اطمینان حاصل شود که...

-ریخته گری

دمای ریخته­گری بسته به ابعاد و وزن ریخته­گری تقریباً 100 تا 200 درجه سانتی­گراد بالاتر از فاز مایع است. هنگام ساخت قالب باید میزان انقباض حدود 2٪ را در نظر گرفت. آلیاژهای Cu-Niمی­توانند توسط ماسه، قالب دائمی، فرآیندهای...

-عملیات حرارتی

به طور کلی ، از عملیات حرارتی برای آلیاژهایCu-Niفقط برای بازپخت نرم و کاهش تنش استفاده می شود. درجه حرارت برای بازپخت مجدد ممکن است در محدوده وسیعی بین 620 تا 900 درجه سانتی­گراد متفاوت باشد، بسته به نحوه کار سرد، محتوای نیکل و مواد تشکیل دهنده اضافی. دماهای بالا با زمان...

ماشینکاری

ماشینکاری آلیاژهای همگنCu-Niدشوار است. در نتیجه به دلیل سختی زیاد ، قابلیت ماشینکاری آنها خصوصاً در شرایط نرم ضعیف است. آنها تراشه های شکل پذیر و طولانی تشکیل می دهند ، به طوری که حذف تراشه به طور مکرر مشکلاتی را ایجاد می کند و در نتیجه ، تأثیر منفی بر کیفیت سطح قابل می­گذارد. آلیاژهای فرفورژه با آلیاژ بالا و آلیاژهای ریخته گری می توانند راحت تر از آلیاژهای دارای محتوای کم نیکل ماشینکاری شوند. قابلیت تولید با منگنز و آهن بهبود نمی یابد.

با توجه به خاصیت ماشینکاری ، آلیاژهای مس را می توان تقریباً به سه گروه اصلی تقسیم کرد [16] و آلیاژهایCu-Ni را در گروه3قرار می دهد (ماشینکاری متوسط ​​تا ضعیف). مواد نیمه سخت و سخت بیشتر از گریدهای نرم قابل پردازش هستند ، زیرا تراشه ها...

-منابع

آلیاژهای مس با قلع ، نیکل ، سرب و سایر فلزات (کتاب تخصصی). موسسه مس آلمان ، برلین 1965

F. Pawlek: Metallhtlenkunde ، Walter de Gruyter ، برلین-نیویورک 1983

E. A. Brandes: Smithells Metals Reference Book، Sixth Edition، Butterworth & Co 1983

دانشنامه شیمی صنعتی اولمان ، چاپ پنجم ، وینهایم 1986

کتابچه راهنمای مواد برای فلزات غیر آهنی. III Cu را بگویید. VDI-Verlag Dsseldorf 1960

K. E. Volk و H. Holetzko: آلیاژهای نیکل مس - آلیاژهای فرفورژه با کمتر از 50٪ نیکل. در لندولت-برنشتاین ، "مقادیر و توابع عددی". جلد چهارم ، قسمت دوم ، جلد قسمت ب ، ص 398/412. Springer-Verlag ، برلین 1964....

.

.

تعداد صفحات:19