متالورژی فلزات غیر آهنی

[ghasem motamedi]

در این تاپیک فلزات غیر آهنی از نظر (معرفی ،خواص ،کاربرد،روش هاو اصول استخراج ،تولید ،آلیاژها،سنگهای معدنی و کانی ها،گانگ وناخالصیها،کوره ها،معایب ،مزایا،ذوب و ریخته گری ،فعل وانفعالات،خوردگی،پوشش دهی،عملیات حرارتی،استانداردها)در کل ازسنگ معدنی اولیه تا مرحله تمام کاری مورد بررسی قرار گرفته می شود.کاربران هر مورد از موارد فوق را میتوانند در یک بخش تاپیک قرار دهند امید وارم در پایان تاپیک جامعی بدست بیاید.

ابتدا به معرفی این فلزات می پردازیم:

معرفی فلزات غیر آهنی:
فلزات غیر آهنی شامل تمام مواد فلزی با پایه غیر از آهن می باشند وشامل موارد زیر میباشند:
معروف ترین فلزات غیر آهنی:مس،آلومینیوم،منیزیم،� �وی،سرب،نیکل،فلزات قیمتی طلا ،نقره وگروه پلاتینها،تیتانیم،اورانیوم و مولیبدن
کادمیم،کبالت،زیر کونیم،بریلیم،تانتالم و...

[ghasem motamedi]

خوردگی ( Corrosion )
خوردگی اصطلاحی است که به فساد فلزات از طریق ترکیب فلز با اکسیژن وسایر مواد شیمیایی انجام می شود.





زنگ زدن ( Rusting )
زنگ زدن فقط در مورد اکسید شدن آهن وآلیاژهای آهنی در هوای خشک یا مرطوب به کار می رود که محصول خوردگی از جنس هیدرات فریک یا اکسید فریک است .
اکسید شدن ساده فلزات سبک
این فلزات شامل فلزات قلیایی و قلیایی خاکی هستند که وقتی اکسید شوند حجم قشر اکسید تشکیل شده متخلخل بوده و مانعی جهت نفوذ اکسیژن به داخل قشر اکسید نیست و اکسید خاصیت چسبندگی به فلز ندارد. به طور خاص سدیم وپتاسیم در حرارت های عادی و متعارفی میل ترکیبی شدیدی با اکسیژن دارند ولی در درجات حرارت خیلی کم اکسید شدن به تاخیر می افتد و اکسید تشکیل شده در این حالت خاصیت چسبندگی دارد.

آلومینیم و آلیاژهای آن
آلومینیوم ، فلزی نرم و سبک ، اما قوی است، با ظاهری نقره‌ای - خاکستری٬ مات و لایه نازکاکسیداسیونکه در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکیل می‌شود، از زنگ خوردگی بیشتر جلوگیریمی‌کند. وزن آلومینیوم تقریبأ یک سومفولاد یامساست . چکش خوار ، انعطاف پذیر و به راحتی خم می‌شود. همچنین بسیار بادَوام و مقاومدر برابر زنگ خوردگی است. بعلاوه ، این عنصر غیر مغناطیسی ، بدون جرقه ، دومین فلزچکش خوار و ششمین فلز انعطاف‌پذیر است.




خواص فیزیکی



حالتماده



جامد



نقطه ذوب



933.47 K (1220.58 °F)



نقطه جوش



2792 K (4566 °F)



گرمای تبخیر



293.4 kJ/mol



گرمای هم جوشی



10.79 kJ/mol



فشاربخار



2.42 E-06 Pa at __ K



سرعت صوت



5100 m/s at 933 K





خواص اتمی



وزن اتمی



26.981538 amu



شعاع اتمی (calc.)



125 (118) pm



شعاع کووالانسی



118 pm



شعاع وندروالس



اطلاعات موجود نیست



ساختار الکترونی



Ne]3 s2 3p1]



-e بازای هر سطح انرژی



2, 8, 3



درجه اکسیداسیون اکسید



3 (آمفوتریک)



ساختار کریستالی



مکعبی face centered





آلومینیوم از جمله جدیدترین مصالح ساختمانی است که در آغاز قرن 20 یک فلز نسبتا کمیاب بود و این روزها از متداولترین فلزات است که به صورت آلیاژی و غیر آلیاژی به کار می رود .
ویژگی های عمومی خوردگی :
آلومینیوم یک فلز پست ( فعال ) است که با محیط اطراف میل ترکیبی شدیدی دارد . یعنی سطح آلومینیوم در معرض هوا به سرعت از یک لایه نازک اکسید آلومینیوم حدود 0.01 میکرومتر پوشیده می شود که فلز را از حمله بعدی خوردگی محافظت می کند . معادله زیر به معادله لگاریتمی معکوس معروف است که در مورد خوردگی و اکسید شدن فلزاتی نظیر آلومینیوم به کار می رود :
1/y = 1/y0 – k9( Ln[a(t-t0)+1])

y0 : ضخامت قشر اکسید در بدو آزمایش
t0 : زمان آزمایش در بدو شروع
k9 : ثابت
این معادله در مورد اکسید شدن آلومینیوم د ردرجه حرارت معمولی و اکسیژن خشک صادق است . هم چنین د راین فلز و در فلز زیرکونیوم رشد فیلم به روش اکسید شدن آنودیک از این معادله پیروی می کند . وقتی آلومینیوم د رمجاورت اکسیژن خالص و خشک قرار می گیرد بین اکسیژن وآلومینیوم یک نوع پیل الکتریکی موضعی تشکیل می شود که سبب رشد فیلم می شود .
خوردگی یکنواخت :
خوردگی یکنواخت فلز آلومینیوم در فضای باز معمولا قابل اغماض است . محلول های دارای PH خارج از دامنه اثر ناپذیری در نمودار پتانسیل PH سبب خوردگی مواد ساخته شده از آلومینیوم می شوند. ملاط تازه تهیه شده هم قلیایی است ولذا خورنده آلومینیوم است از این رو برای اجتناب از گسترش مناطق حک شده در سطح فلز باید مراقبت شود که از پخش شدن ملاط جلوگیری شود . سطوح آلومینیومی که در تماس با بتون تازه هستند حتما در آغاز زدوده می شوند ولی به زودی با تشکیل اندود آلومینات کلسیم برروی آن ها از خوردگی بعدی جلوگیری می شود.


تشکیل حفره :
در اتمسفرهای باز آلوده ٬ حفره های کوچکی تشکیل می شوند که با چشم قابل رویت نیستند . روی این حفره ها جرم های کوچک محصولات خوردگی معمولا اکسید آلومینیوم و هیدروکسید آلومینیوم هستند ٬ تشکیل می شوند . حفره های کم عمق معمولا اثر چندانی بر استحکام مکانیکی ساختمان ها ندارند ٬ با این وجود جلای درخشنده فلز به تدریج از بین می رود و به جای آن اندود خاکستری – زنگاری محصولات خوردگی ظاهر می شود. اگر اتمسفر حاوی دوده فراوان باشد دوده توسط محصولات خوردگی جذب و رنگ زنگاری تیره ایجاد می شود .
اگر آلومینیوم به طور دائم در معرض آب قرار گیرد حفره دار شدن آن خیلی جدی خواهد بود . به خصوص اگر آب راکد باشد حضور اکسیژن وکلرید و یا یون های دیگر هالید ها تعیین کننده وجود حمله و شدت حمله خواهد بود . اگر یون های HCO3 و Cu2+وجود داشته باشند خطر حفره دار بودن بیشتر خواهد بود البته مشروط بر این که پتانسیل تشکیل حفره بالا رود . بیرون حفره واکنش کاتدی انجام می گیرد که کنترل کننده سرعت تشکیل حفره است .
خوردگی دو فلزی :
چون آلومینیوم یک فلز پست است خطر خوردگی دو فلزی در تماس مستقیم آن با یک فلز نجیب تر مثل فولاد وجود دارد . ولی شرط وقوع حمله٬ حضور یک الکترولیت در نقطه تماس است . لذا خوردگی دو فلزی در فضای بسته خشک به وجود نمی آید و خطر حمله خوردگی دو فلزی در اتمسفر باز وجود دارد . البته این نوع خوردگی روی سطحی که با دوده آلوده شده باشد هم پیش می آید .

خوردگی شکافی:
نوعی خوردگی شکافی در آلومینیوم در حضور آب پیش می آید نتیجه این خوردگی شکافی می تواند تشکیل اکسید آلومینیوم باشد که به صورت لکه های آب سبب بی رنگ شدن سطح می شود . زدودن لکه هاب آب دشوارو احتمالا غیر ممکن است .

خوردگی لایه ای :
خوردگی لایه ای که به خوردگی پوسته شدن هم معروف است بیشتر به موادی که غلتک می خورند یا روزن ران می شوند ازنوع AlCuMg و AlZnMg محدود می شود . مکان حمله د رلایه های موازی نازک در جهت حرکت به جلو بوده است و سبب می شود که رویه های فلزی که مورد حمله قرار گرفته اند از هم جدا شده و یا تاول هایی بر سطح فلز ایجاد شود . خوردگی لایه ای با قرار گرفتن فلز در آب راکد و یا اتمسفر در یایی هم به وجود می آید و مقاومت در برابر خوردگی لایه ای هم از روی عملیات پیر سازی تعیین می شود .
یکی دیگر ازخواص مشخصه آلیاژهای آلومینیوم مقاومت در مقابل خوردگی است. آلومینیوم خالص وقتی کهدر هوا قرار گیرد بلافاصله با یک لایه چسبنده اکسید آلومینیومی پوشیده می‌شود، اینلایه پوششی، مانع خوردگی می‌گردد. اگر در اثر سائیدگی این لایه کنده شود بلافاصلهدوباره تشکیل می‌گردد. ضخامت این لایه نازک طبیعی در حدود 025/0 میکرون (یک میکرون = یک هزارم میلی‌متر) است، با این وجود بقدری محکم است که مانع موثری در مقابل اغلبمواد خورنده محسوب می‌گردد.
البته برخی از آلیاژهای خاص آلومینیوم نسبت بهدیگران مقاومتر است. برای مثال گروه آلیاژهای Al-mg مخصوصاً در مقابل هوا و آب دریامقاوم است. از طرف دیگر آلیاژهای آلومینیوم حاوی مس یا روی از نظر مقاومت خوردگیضعیف‌تر و از نظر استحکام مکانیکی قویتر می‌باشد.روش های زیر در جلوگیری از خوردگی به کار می رود :

حفاظت کاتد ی:
مصالح آلومینیوم غوطه ور در آب را می توان به روش حفاظت کاتدی در مقابل تشکیل حفره حفظ کرد. برای این کار پتانسیل الکترودی را تا مقدار زیر پتانسیل تشکیل حفره جسم در محیط مورد نظر پایین می آورند٬ با وجود این گاز هیدروژن می تواند در کاتد تشکیل شود که نتیجه آن بالا رفتن مقدار PH است . هرگاه PH بسیار بالا رود آلومینیوم احتمالا مورد حمله قرار می گیرد لذا از حفاظت اضافی آن باید اجتناب کرد .

آندی کردن:
لایه اکسید تشکیل شده در سطح آلومینیوم در معرض هوا از خصلت حفاظتی خوبی برخوردار است اما این لایه اکسید را می توان با برقکافت ضخیم تر کرد . این کار را آندی کردن می گویند و اکسیدی که به این ترتیب تشکیل می شود اندود اکسید آندی نامیده می شود . با آندی کردن فلز مقاومت در برابر خوردگی افزایش می یابد ضمن اینکه سطح با قرار گرفتن در فضای باز ظاهر جدیدی پیدا خواهد کرد . در موقع آندی کردن آلومینیوم شی فلزی اند پیل الکترولیتی را تشکیل می دهد . اندود اکسید آندی که طی برقکافت ایجاد می شود شامل یک لایه فشرده به صورت سد در نزدیک سطح فلز و لایه دیگری با منافذ ریز بر روی آن است .

رنگ کاری :
مصالح آلومینیومی را برای فضای باز مثل ساختمان ها نیاز به رنگ مقاوم به خوردگی ندارند . خوردگی اتمسفری ان قدر شدید نیست که بر مقاومت ساختمان اثر گذارد . در هر حال رنگ کردن آلومینیوم بیشتر به منظور زیبا سازی انجام می شود.
اگر مقاومت طبیعی آلومینیومبرای بعضی از محیط‌ها کافی نباشد در آن صورت روش هایی وجود دارد که بتوان مقاومت آنرا افزایش داد. برخی از این روشها عبارتند از: پوشش دادن با آلومینیم ٬ آندایزه کردن یا آبکاری ٬ پوشش سخت دادن ومحافظت کاتدی .

پوشش آلومینیومی دادن Alcladding:
بطور کلی آلیاژهای آلومینیوم با استحکام زیاد از نظر خوردگی کم مقاومترین آنها محسوب می‌گردند. این مطلب بخصوص در مورد آلیاژهای حاوی درصدهای زیاد مس یا روی صادق است. از طرف دیگر مقاومت به خوردگی آلومینیوم خالص بسیار زیاد است. پوشش آلومینیومی دادن یکی از روش های افزایش مقاومت خوردگی به یک آلیاژ با استحکام زیاد است. در این فرآیند یک لایه آلومینیوم خالص به سطح آلیاژ مورد نظر متصل شده و در نتیجه در مجموعه خواص مورد نظر حاصل می‌شود. این روش مخصوصاً در محصولات ورقه‌ای مناسب است.

آندایزه کردن (آبکاری) Anodizing:
در این روش از مقاومت زیاد در مقابل خوردگی لایه پوششی که بلافاصله بر روی سطح آلومینیوم تازه بریده شده تشکیل می‌گردد استفاده می‌شود. همانگونه که قبلاً ذکر گردید این لایه عامل مقاومت به خوردگی طبیعی این فلز است. آندایزه کردن در واقع یک نوع ضخیم کردن لایه اکسیدی به ضخامت تا چندین هزار برابر ضخامت لایه اکسید طبیعی است. نتیجه عمل، لایه‌ای است سخت با ضخامت حدود 5/25 میکرون بر تمام سطح آلومینیوم که علاوه بر مقاومت به خوردگی در مقابل سایش نیز استحکام کافی دارد. آندایزه کردن یک روش الکتریکی است که انواع مختلف آن اساساً از نظر محلولی که فلز در آن مورد عمل قرار می‌گیرد و ضخامت لایه اکسیدی حاصل، فرق می‌نماید. از این طریق پوشش دادن علاوه بر حفاظت سطحی گاهی به منظور تزئینی نیز استفاده می‌گردد اگر فلز آندایزه شده را با انواع رنگهای مختلف پوشش دهند رنگ حاصل تقریباً بصورت قسمتی از اکسید سطحی بدست می‌آید.

تاول زدن سطح قطعات آلومینیمی در هنگام عملیات حرارتی :
عواقب نفوذ هیدروژن بداخل مذاب از طریق واکنش سطحی مذاب با بخار آب در ریخته گری کاملا مشخص است. یک چنین واکنشی ممکن است در خلال عملیات حرارتی انحلال نیز با آلومینیوم جامد انجام گیرد که منجر به جذب اتم های هیدروژن شود. این اتم ها می توانند در حفره های داخلی با هم ترکیب شده و تشکیل مجموعه های گاز ملکولی دهند. در اثر حرارت دادن ماده فشار گازی موضعی ایجاد می شود و با توجه به اینکه در این دماهای بالا فلز دارای پلاستیسیته نسبتا زیادی است این امر منجر به تشکیل تاولهای غیر قابل جبران سطحی می گردد.
تاولهای ایجاد شده بر سطح قطعات آلیاژ آلومینیومی عملیات حرارتی شده در محیط مرطوب حفره های داخلی که این تاولها در آنجا ایجاد می شوند از تخلخل های اولیه شمش که از بین نرفته اند ترکیبات بین فلزی که در خلال تغییر شکل ترک خورده اند و احتمالا خوشه های مکانهای خالی اتمی در شبکه که ممکن است در اثر حل شدن رسوبات یا ترکیبات حاصل شده باشند ناشی می شوند. در این گونه موارد وجود تاولی که باعث خرابی ظاهر سطحی قطعه می گردد ممکن است تاثیر برروی خواص مکانیکی قطعات بگذارد. در هر حال بیش از حد گرم کردن قطعه منجر به تاول زدن می گردد زیرا هیدروژن به آسانی می تواند توسط مناطق ذوب شده جذب گردد که در این صورت مساله جدی تر می شود و باعث مردود شدن قطعه کار می گردد.
از آنجائی که حذف کامل حفره های داخلی در محصولات کار شده مشکل است ٬ لازم است مقدار بخار آب موجود در محیط کوره را به حداقل رسانید.اگر این امر امکان پذیر نباشد در آن صورت ورود یک نمک فلورایدی بداخل کوره در خلال عملیات حرارتی قطعات حساس می تواند از طریق کاهش واکنش سطحی قطعه با بخار آب مفید واقع شود.

[ghasem motamedi]

در حال حاضر دو نوع فرآیند الکترولیز جهت تولید منیزیم مورد استفاده قرار می گیرد که اختلاف عمده آنها در درجۀ هیدراسیون mgcl2 و طراحی سلول الکترولیز می باشد.


یکی از پیشگامان ایجاد و توسعه این فرآیند آی – جی فاربن اینداستری در آلمان بود و روش ابداعی این شرکت هم اکنون مبنای فرآیند مورد استفاده به وسیله شرکت نروژی نرسک هیدرو که تولید کنندگان عمده این فلز در اروپا می باشد ،قرار دارد.در این فرآیند که مشهور به فرآیند IG است MGO حاصله از مینرال های آب دریا را خشک کرده و همراه با یک ماده احیاء کننده مانند احیاء کننده مانند پودر زغال و محلولMgcl2 به صورت بریکت در می آورند.بریکت حاصله را بطور جزئی کلسینه کرده و در دمای حدود Ċ1100 جهت تولید کلرید منیزیم مذاب بدون آب کلرینه می کنند آنگاه mgcl2 به دست آمده مستقیماً به داخل سلول الکترولیز که در دمای Ċ740 کار می کند شارژ می شود.سایر ترکیبات کلریدی مانند nacl وcacl2 را جهت بهبود هدایت حرارتی و تغییر ویسکوزیته و چگالی الکترولیت اضافه می کنند.آندهای مورد استفاده در هر سلول از نوع گرافیتی مصرف شونده و کاتدها از جنس فولاد ریختگی بوده که به صورت معلق مقابل یکدیگر قرار گرفته اند.سلولها نوعاً در محدودۀ 5 الی 7 ولت و جریان متجاوز200000 آمپر کار می کنند.منیزیم به صورت قطراتی روی کاتد رسوب کرده و به طرف سطح الکترولیت رشد می کند،در حالیکه کلر در آند متصاعد می گردد و جهت تولید کلرید منیزیم بازیافت می شود.دومین فرآیند الکترولیز تولید منیزیم،به وسیله شرکت شیمیایی DOWتوسعه یافت و در بزرگترین واحد جهانی تولید منیزیم واقع در بندر آزاد تگزاس که mgCl2 از آب دریا استخراج می کند،مورد استفاده قرار گرفته است.منیزیم به صورت هیدروکسید در اثر افزودن آهک رسوب کرده و سپس در اسید کلریدریک حل می گردد.محلول به دست آمده متعاقباً تغلیظ و خشک شده و mgCl2 هیدراته شده آماده شارژ به سلول الکترولیز می شود.بر خلاف فرآیندIG سلولهای الکترولیز از جنس فولاد ساخته شده که به عنوان کاتد عمل کرده و از بیرون حرارت داده می شود. این سلولها در محدوده 7-6ولت و جریان 90000 آمپر کار می کنند.
انرژی مصرف شده به ازاء یک کیلوگرم منیزیم تولید شده حدود 5/12 کیلو وات ساعت در فرآیندIG و 5/17 کیلو وات ساعت در مورد سلول مربوط به شرکتDOW می باشد و لیکن هر کدام از فرآیندها نیاز به حدود 15کیلو وات ساعت انرژی اضافه جهت آماده سازی کلریدمنیزیم بدون آب برای شارژ به داخل سلول دارد که در این قسمت امکان صرفه جویی قابل ملاحظه وجود دارد.
تولید منیزیم با استفاده از فرآیندهای حرارتی
تولید منیزیم با استفاده از احیایی حرارتی مستقیم دولومیت کلسینه شده با فروسیلیکون مطابق واکنش ساده زیر صورت می گیرد.
2CAO.Mgo+Si→2mg+(cao)2sio2
در فرآیند پیچن بریکت های متشکل از مواد واکنش کننده در اندازه های 150 کیلوگرمی به داخل راکتورهای استوانه ای شکل فولادی که تحت خلاءtorr 1/0 قرار دارد و از بیرون تا دمای 1200 درجه سانتی گراد گرم می شوند،شارژ می گردد.منیزیم تولید شده که به صورت بخار می باشد در انتهای اکتور قرع که خارج از کوره قرار دارد و به وسیله آب خنک می شود،تقطیر می گردد.از مزایای فرآیند پیجن هزینه سرمایه گذاری نسبتاً پایین و حساس نبودن به خلوص مواد خام می باشد ولیکن محدودیت عمدۀ آن طولانی بودن زمان فرآیند می باشد به طوری که تقریباً 8 ساعت وقت لازم است تا حدود 20 کیلوگرم منیزیم در هر راکتور تولید گردد.
در فرآیند مگنترم،از کوره قوس الکتریک که در دمای حدود Ċ1550 و فشار داخلیtorr(15 -10)کار می کند،استفاده می شود.چون واکنش در فاز مذاب اتفاق می افتد زمان لازم برای تکمیل آن کمتر از فرآیند پیچن خواهد بود.عمل شارژ کوره ممکن به صورت پیوسته و تخلیه در فواصل زمانی منظم صورت گیرد.آلومینا با باکسیت به مخلوط شارژی اضافه می شود.تا سیلیکات کلسیم محصول جدا شده و به صورت سرباره خارج گردد.در این حالت هم منیزیم به صورت بخار تولید شده و در یک کندانسور مجزا جامد می گردد.واحدهای تولید منیزیم به این روش در فرانسه ،ژاپن،امریکا و یوگسلاوی سابق قرار داشته و ظرفیت کوره به 11 تن بالغ می گردد.
در مجموع هزینه عملیاتی روش های سیلیکوترمی بیشتر از فرآیندهای الکترولیز استخراج منیزیم می باشد.با این حال استفاده از روش های حرارتی به دلیل هزینه سرمایه گذاری کمتر و امکان اجرا در مقیاس کوچک ادامه دارد.تکنیک های حرارتی به دلیل هزینه سرمایه گذاری کمتر و امکان اجرا در مقیاس کوچک ادامه دارد.تکنیک های حرارتی مختلفی تاکنون جهت استخراج منیزیم ارائه شده است ولیکن هیچکدام در حال حاضر در مقیاس تجارتی به بهره برداری نرسیده است.به عنوان نمونه یکی از روشهای امیدبخش درآینده استفاده از کوره قوسی پلاسما است که در آن پلت های ساخته شده از مخلوط mgo و کک به داخل سرباره مذاب متشکل از mgo،cao ،Al2o3 شارژ می شود با توجه به چگالی انرژی بالای پلاسما و دماهای بالای حاصله در سطح سرباره در اثر واکنش های سیلیکوترمی (مثلاًĊ1500( امکان نگاهداشتن فشار بخار منیزیم در حد اتمسفر معمولی فراهم می گردد. این مزیت به همراه بازده تقریباً کامل مصرف سیلیسیم باعث افزایش امکان رقابت اقتصادی روش حرارتی تولید منیزیم خواهد شد.

[ghasem motamedi]

تحقيق به عمل آمده شامل تعدادي از عيوب قطعات آلومينيومي تحت فشار مي باشد و سعي بر آن شده که عيبهاي مهم آن از جمله عيب سرد جوشي - عيب نيامد – عيب مک هاي گازي - عيب مک هاي انقباضي – عيب آبلگي – عيب مک هاي سوزني ( ريزمک ) – عيب ترک خوردگي – عيب سخت ريزه و عيب قطره هاي سرد مورد بررسي و چاره جوئي قرار گيرد. قابل ذکر است نياز امروزي صنعت به کيفيت هاي بالاتر ايجاب مي کند که توليد کنندگان به سطوح جديدي از کيفيت و بازده توليد دست يابند و اگر چه اين نوع ريخته گري محدوديتهايي دارد اما ثابت شده که با بکارگيري اصول مهندسي کارآيي آن به خوبي بسياري از فرآيندهاي ديگر خواهد بود و باعث بالابردن سطح کيفيت موجود خواهد شد.
يک عيب در دايگست هميشه قراردادي است زيرا به نوع استفاده و نحوه برداشت هر مشتري از عملکرد و کارآيي قطعه بستگي دارد بنابراين آنچه براي يک مشتري عيب محسوب مي شود ممکن است براي مشتري ديگر نقطه ضعف به حساب نيايد تعريف اين که چه چيز عيب محسوب مي شود به عهده مشتري است و مسأله اصلي نيازهاي خاص هر قطعه مي باشد.

◄ مقدمه و تاريخچه:
دايکاست يا ريخته گري تحت فشار عبارت است از روش توليد قطعه از طريق فلز مذاب و تحت فشار به درون قالب که پس از بسته شدن قالب ، مواد مذاب به داخل يک نوع پمپ يا سيستم تزريق هدايت شود سپس در حاليکه پيستون پمپ مواد مذاب را با سرعت از طريق سيستم تغذيه قالب به داخل حفره مي فرستد ، هواي داخل حفره از طريق سوراخهاي هواکش خارج مي شود. اين پمپ در بعضي از دستگاهها داراي درجه حرارت محيط و در برخي ديگر داراي درجه حرارت مذاب مي باشد.
از ابتداي قرن 20 کاربرد قطعات ريخته گري آلومينيوم رشد خود را آغاز نمود اولين محصولات آلومينيوم مختص به وسايل آشپزخانه و قطعات تزئيني بود بعد از جنگ جهاني دوم رشد سريعي در صنعت ريخته گري آلومينيوم بوقوع پيوست و علت اصلي آن نسبت وزن / استحکام عالي آلياژهاي AL بود.
از سال 1945 به دليل توسعه صنايع ريخته گري تزريقي ، ميزان مصرف و کاربرد آلومينيوم ريختگي شديدا افزايش پيدا نمود و بيشترين آن در صنايع اتومبيل سازي بود بخصوص در کشورهايي مثل ژاپن سرعت رشد مصرف آلياژهاي AL به صورت صعودي رو به افزايش بوده است که از طريق مواد آلومينيوم مي تواند وزن اتومبيل را کاهش دهند

توجه: يک عيب در دايگست هميشه قراردادي است زيرا به نوع استفاده و نحوه برداشت هر مشتري از عملکرد و کارآيي قطعه بستگي دارد بنابراين آنچه براي يک مشتري عيب محسوب مي شود ممکن است براي مشتري ديگر نقطه ضعف به حساب نيايد تعريف اين که چه چيز عيب محسوب مي شود به عهده مشتري است و مسأله اصلي نيازهاي خاص هر قطعه مي باشد

◄ عيب سرد جوشي:
سردجوشي عبارت است از برخورد دو جبهه از فلز مذاب اکسيد شده که باعث ناپيوستگي در قطعه ريخته شده مي شود. در صورتي که انجماد فلز خيلي پيشرفته باشد اتصال دو جبهه مذاب بطور کامل انجام شده و سردجوشي به صورت کشيدگي در قطعه ظاهر مي شود.

نحوه ايجاد عيب سرد جوشي:
سردجوشي نتيجه تقسيم شدن موج مذاب در طول پر شدن قالب مي باشد اين تقسيم شدن مي تواند در اثر وجود يک مانع در راه عبور مذاب ( پين يا ماهيچه ) باشد و يا در اثر يک انسداد ناشي از جاري شدن به صورت جت مي باشد حضور اکسيد در فلز مذاب قبل از ريخته گري پديده سردجوشي را شديدتر مي نمايد

◄ عيب نيامد:
نيامد عيبي است که در اثر نرسيدن مذاب به قسمت هايي از قطعه ايجاد مي شود اين عيب مي تواند در نواحي نازک قطعه ايجاد شود و از نظر ظاهري به عيب سردجوشي شبيه است

نحوه ايجاد عيب نيامد:
عيب نيامد نتيجه تقسيم شدن جبهه مذاب در حين پر شدن قالب است فلز خيلي سرد بوده و يا زمان پر شدن قالب خيلي طولاني مي باشد و يا حتي ممکن است جهت حرکت مذاب در قالب در حين پرشدن قالب نامناسب باشد به طوري که مذاب مسير طولاني را براي رسيدن به هدف بپيمايد در اين حال قبل از اينکه قالب توسط مذاب پر شود انجماد آغاز شده و نيامد ايجاد مي شود.

◄ عيب مک هاي گازي:
اين عيب به صورت مک هايي با ديواره صاف ظاهر مي شود که شکل کروي داشته و با سطح خارجي نيز ارتباطي ندارند سطح داخلي اين مک ها معمولا ً براق بوده اما گاهي ممکن است تا حدودي اکسيده نيز شده باشد که بستگي به منشأ ايجاد مک ها دارد.

نحوه ايجاد عيب مک هاي گازي:

الف ) حبس هوا در حين پر شدن قالب : پرشدن قالب هاي ريخته گري تحت فشار معمولا ً به صورت تلاطمي انجام شده و اين تلاطم باعث حبس هوا در قالب مي شود.

ب) حبس هوا در محفظه نگهدارنده مذاب : در ماشين هاي محفظه سرد در هنگام اولين فاز تزريق ذوب هوا مي تواند وارد مذاب شده و در هنگام پر شدن قالب هوا در بخش هاي زيادي از مذاب محبوس گردد.

پ) حبس گاز در محفظه سيلندر تزريق : اين حالت در اثر تبخير و يا تجزيه ماده حلال موجود در روانساز پيستون ايجاد مي شود در نتيجه در هنگام ورود مذاب به اين قسمت ها بايد ماده روانساز به صورت خشک باشد.

ت) حبس گاز از طريق مواد مذاب : همان فرآيند ذکر شده در فوق مي باشد که ناشي از تبخير ناقص روانساز قالب و يا تجزيه آن هنگام رسيدن مذاب مي باشد.

ث) آزاد شدن گاز حل شده در فلز مذاب : آلومينيوم و آلياژهاي آن به راحتي آب و ديگر ترکيبات هيدروژن دار ( مانند روغن و گريس ) را تجزيه مي نمايند هيدروژن آزاد شده در هنگام اين تجزيه در فلز حل شده و هر چه دما باشد ميزان ورود هيدروژن به فلز نيز بيشتر خواهد بود برعکس حلاليت هيدروژن درآلومينيوم در حالت جامد عملا ً ناچيز است در نتيجه در حين انجماد هيدروژن حل شده در مذاب آزاد شده و ايجاد سوراخ هاي ريز مي نمايد.

◄ عيب مک هاي انقباضي :
مک هاي انقباض به صورت حفره با فرم و اندازه متغير مي باشند اين مک ها بر عکس مک و حفره هاي گازي سطوح صاف و براق نداشته و کم و بيش حالت کندگي و سطوح دندريتي دارند.

نحوه ايجاد عيب مک هاي انقباضي:
در هنگام انجماد فلز دچار انقباض حجمي گرديده و در صورت عدم وجود فلز مذاب جبران کننده انقباض ، اين انقباض به صورت يک يا چند حفره ظاهر مي گردد اين حفره ها مي توانند در سطح قطعات ريختگي ظاهر شوند ( مثلا ً در مواردي که مذاب در شمش ريزي منجمد مي شود ) و يا برعکس به صورت بسته در داخل قطعه محبوس گردند که معمولا ً در ريخته گري تحت فشار مشاهده مي شود.

◄ عيب آبلگي :
عيب آبلگي همانند حفره هاي گازي است اما در سطح قطعه ظاهر مي شود همچنين در مورد قطعات نازک اين عيب مي تواند در دو سطح قطعه نيز ظاهر شوند.

طريقه ايجاد عيب آبلگي :
روش ايجاد آبلگي همانند ايجاد عيب حفره هاي گازي است ولي در اين مورد آزاد شدن هيدروژن حل شده بر خلاف ايجاد حفره هاي گازي ، به صورت غير کافي انجام مي گيرد در اين حال در صورتي که درجه حرارت قطعه در هنگام باز کردن قالب بيش از حد بالا باشد مقاومت مکانيکي آلياژ بسيار ضعيف بوده و حفره هاي گازي ايجاد شده تحت فشار فوق العاده قوي موجب تغيير شکل قطعه در نواحي نزديک سطح مي شوند همچنين در صورت نازک بودن قطعه نسبت به قطر حفره گازي نيز عيب فوق به وجود مي آيد

◄ عيب مک هاي سوزني ( ريزمک) :
ريز مک هاي سطحي به صورت سوراخ هاي بسيار ريز ( چند صدم ميلي متر ) و اغلب به صورت گروهي مشاهده مي گردند.

نحوه ايجاد عيب مک هاي سوزني

الف ) حبس گاز : در اين مورد تاول هاي ريزي به وسيله حباب هاي گازي که در نواحي بسيار نزديک سطح محبوس گرديده اند ايجاد مي شود.

ب) اکسيدها : اکسيدهاي موجود در فلز نيز مي توانند عيب فوق را ايجاد نمايند.

◄ عيب ترک خوردگي:
عيب ترک خوردگي به صورت ايجاد ترک هاي کم و بيش نازک و عميق ظاهر مي شود در برخي موارد اين ترک ها مي توانند حتي ضخامت قطعه را نيز طي نمايند.

نحوه ايجاد عيب ترک خوردگي:
اين نوع ترک ها بين دانه اي بوده و به فرم هاي غيرمنظم مي باشند اين ترک ها هنگامي ايجاد مي شوند که آلياژ در انتهاي انجماد تحت تنش باشد. در اغلب موارد خطر ايجادترک در نواحي از قطعه که مستعد ايجاد تنش مي باشند و در نقاط گرم بيشتر است.

◄ عيب سخت ريزه:
اين عيب به صورت ناهنجاري ساختاري و يا حضور اجسام خارجي مي باشد که در حين ساخت و يا فرسايش و يا شکست ابزار برش ايجاد مي شوند.

نحوه ايجاد عيب سخت ريزه:
عيب سخت ريزه در ريخته گري تحت فشار مي تواند مبدأ متفاوتي داشته باشد.

الف ) ترکيبات بين فلزي

الف – 1 – ترکيبات m-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات بر روي برش هاي قطعات به صورت سوزن هاي کوتاه ديده مي شود که در حقيقت به صورت ذرات بريده مشاهده مي شود.

الف – 2 – ترکيبات x-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات به فرم خطوط چيني ريز مشاهده مي شوند اين ترکيبات نسبت به ترکيبات قسمت قبل (m-Al(Fe,Mn)Si) بر روي خواص مکانيکي ضرر کمتري داشته و در فرآيند ساخت عملا ً مشکلي را ايجاد نمي نمايند.

الف – 3 – ترکيبات c-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات به شکل بلورهاي چند وجهي با طول متغير مي باشند اين نوع ترکيبات هنگامي ايجاد مي شوند که درجه حرارت حمام مذاب به کمتر از حد معيني باشد که اين حد بستگي به مقدار آهن ، منگنز و کروم در آلياژ دارد.

ب) اکسيداسيون ، واکنش با ديرگدازه ها

آلياژهاي آلومينيوم مخصوصا ً در حالت مايع طبيعتا ً بسيار اکسيد شونده هستند روي حمام آلياژ مذاب معمولا ً لايه اي از اکسيد آلومينيوم ايجاد مي شود که به آن اکسيد آلومينيوم گاما مي گويند اين لايه به شدت محافظت کننده است اما طي چند ساعت يا چند ده ساعت به اکسيد آلومينيوم آلفا تبديل مي شود سرعت تبديل تابعي از درجه حرارت مي باشد از طرفي سرعت اکسيداسيون همچنين به حضور برخي عناصر آلياژي و از همه مهم تر در ريخته گري تحت فشار بستگي به حضور فلز روي در آلياژ دارد.

پ) ذرات خارجي

آزمايش سيستماتيک بر روي تعداد زيادي از نمونه ها به کمک ميکروسکوپ الکترونيکي نشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگدازنشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگداز ،(احتمالا ً با شکل تغيير يافته در اثر واکنش با آلومينيوم و يا ذرات بوته ) مي باشند.

◄ عيب قطره هاي سرد:
قطرات سرد به صورت طبله هاي کم و بيش کروي به صورت محبوس در روي قطعه ظاهر مي شوند واغلب موارد نيز قابل حل شدن و ايجاد پيوستگي ساختاري با فلز اطراف خود نمي باشند تنها راه تشخيص اين عيوب ، بررسي ريز ساختار آنها مي باشد.

نحوه ايجاد عيب قطره هاي سرد:
قطرات سرد قسمت هايي از فلز هستند که به سمت ديواره هاي قالب و يا ماهيچه پاشيده شده اند و بلافاصله نيز منجمد گرديده اند بدون آنکه بتوانند توسط مذاب بعدي حذف گردند اين قطرات منجمد در داخل قطعه محبوس شده ، بدون آنکه ذوب مجدد شده باشند اين قطرات فقط باعث ايجاد يک غيرهمگوني در ساختار فلزي مي شوند.

◄ طبقه بندي علل عيوب قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار:
◄ علل عيب سرد جوشي:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
پايين بودن سرعت دومين فاز مرحله تزريق
بيش از حد بودن مقدار مذاب تزريق شونده
سرد بودن قالب
سرد بودن مذاب هنگام تزريق
کوتاه بودن کورس ( زمان ) دومين مرحله تزريق

◄ علل عيب مک هاي گازي:
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
کم بودن سرعت دومين مرحله تزريق
بالا بودن سرعت دومين مرحله تزريق
طولاني بودن زمان مرحله تزريق
مشکل قالب گيري
عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب مک هاي انقباضي:
فشار نامناسب مرحله سوم ( تزريق
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
سرعت خيلي پايين مرحله دوم تزريق
گرم بودن قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها

◄ علل عيب آبلگي:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
سرعت پايين مرحله دوم تزريق
بالا بودن سرعت مرحله دوم تزريق
طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق
مشکل قالب گيري
عدم وجود هواکش به اندازه کافي در قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب مک هاي سوزني:
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق
زمان نامناسب قالب گيري
عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب
کيفيت نامناسب آلياژ مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب ترک خوردگي:
نامناسب بودن عمل تزريق
فشار نامناسب مرحله سوم تزريق
گرم بودن قالب
گرم بودن مذاب تزريق شونده
مشکل قالب گيري
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها

◄ علل عيب سخت ريزه:
نامناسب بودن ترکيب شيميايي آلياژ
نامناسب بودن زمان انجماد
وجود ترکيبات بين فلزي در آلياژ
اکسيد شدن آلياژ و واکنش با ديرگدازه ها
وجود هر گونه ذرات خارجي در آلياژ

◄ علل عيب قطرات سرد:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
پايين بودن سرعت مرحله دوم تزريق
سرد بودن مذاب تزريق شونده
کوتاه بودن زمان مرحله دوم تزريق

◄ بررسي روش هاي جلوگيري از ايجاد عيوب در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار:
◄ مشکلات تزريق:
مشکلات مربوط به تزريق مذاب منجر به ايجاد ترک در حد قابل توجهي مي شوند به خصوص هنگامي که بيرون اندازه ها به طور موضعي روي قطعه فشار وارد کرده و قطعات هنگام خروج دچار تغيير شکل شوند در اين حال فشار زيادي بر قطعات وارد شده و منجر به شکست يا ايجاد ترک مي گردد جهت حل اين عيب سه راه حل وجود دارد.

الف ) کوتاه کردن بيرون اندازه ه.

ب) افزايش ضخامت راهگاه در محل تماس با قطعه.

پ) بازبيني نحوه توزيع بيرون اندازه ها روي قطعه و يا افزايش قطر آنه.

◄ اضافه فشار يا زمان بالا آمدن ذوب:
تأثير فشار اضافي در فاز سوم با دو فاکتور در ارتباط مي باشد مقدار فشار اعمال شده و تأخير در کاربرد اين فشار

الف ) مقدار فشار اعمال شده : فشار اضافي اثر مطلوبي بر کاهش عيوب به ويژه در مورد مک هاي انقباضي به وسيله اعمال فشار در فاز يوتکتيکي دارد در اين حال تأثير اين فشار اضافي بر روي حفره هاي گازي کمتر محسوس مي باشد حداکثر فشار قابل اعمال بستگي به نيروي بسته شدن قالب دارد.

ب) تأخير در اعمال فشار : با ايجاد تأخير در اعمال فشار اضافي در مرحله سوم ريخته- گري تحت فشار ، انجماد سريعا ً انجام مي پذيرد به همين دليل لازم است فشار مرحله سوم بلافاصله پس از پر شدن قالب اعمال گردد در غير اين صورت قسمت هاي نازک قطعات منجمد گرديده و مانع هر گونه انتقال فشار بر بقيه قسمت هاي قطعه مي گردد.

◄ گريپاژ يا توقف نابهنگام پيستون تزريق:
حرکات ناگهاني پيستون تزريق عامل ايجاد انواع عيوب است از جمله سرد جوشي ، نيامد، مک هاي انقباضي و حتي عيب قطرات سرد ، گريپاژ پيستون به راحتي قابل تشخيص است به شرط آنکه منحني جابجايي و فشار آن را در اختيار داشته باشيم. منشأ گريپاژ پيستون اغلب در سرد شدن نامناسب پيستون بوده که خود دو علت دارد.

الف ) کارکرد نامناسب سيستم خنک کننده پيستون تزريق.

ب) دبي غير کافي آب که ، نياز به بازبيني و رگلاژ دارد.

از طرفي علت هاي ديگري نيز جهت گريپاژ پيستون وجود دارند :

سرد شدن بيش از حد پيستون تزريق


بسته شدن شير تزريق و يا ديگر عيوب مربوط به سيستم هيدروليک


گرفتگي فلر در سيلندر تزريق


طرح سيستم تغذيه قالب
چند عامل جهت نامناسب بودن قالب را مي توان ذکر نمود :

الف ) روش طراحي – سيستمي که از طريق تجربي طراحي شده باشد و يا حتي بدتر از آن طراحي بدون محاسبه موجب ايجاد عيوب مي گردد.
ب ) کوتاه بودن طول راهگاه ورودي مذاب – در اين حال برخي نقاط قطعه به سختي از مذاب تغذيه شده و يا برعکس موجب چرخش مجدد مذاب در داخل قالب مي گردد

پ) تعداد بيش از حد راهگاه ورودي مذاب – در صورتي که قطعه توسط مقدار بيش از حد راهگاه ورودي مذاب پر شود (3 و يا بيشتر ) و فاصله آنها زياد باشد در طول پر شدن قالب خطر جوش خوردگي نا مناسب وجود دارد ( عيوب سردجوشي و نيامد )

ت) نوع سيستم راهگاهي براي قطعه ريختگي نامناسب باشد فرم قطعه يک پارامتر مهم جهت انتخاب سيستم راهگاهي به بهترين شکل ممکن به منظور پر شدن صحيح قالب مي باشد.

ميزان کردن نامناسب ذوب با مقدار بيش از حد ذوب : مقدار نامناسب مذاب عامل مهمي در پيدايش عيوب است در نتيجه هنگامي که مذاب در حد بيش از اندازه در داخل محفظه ريخته شود پر شدن قالب در همان مرحله اول تزريق انجام شده و فلز به طور غير عادي سرد مي شود و عيوب سرد جوشي و يا نيامد انجام مي شوند.

سرعت پايين مرحله دوم تزريق :
جهت پرکردن قالب در شرايط بهينه لازم است که مذاب به حالت پودري در قالب جاري شود در اين حال فلز به صورت قطرات ريزي در آمده که موجب کاهش خطر حبس هوا در قالب مي شوند اين امر از ايجاد حفره هاي گازي ، آبلگي ، زير حفره ، نيامد و کشيدگي جلوگيري مي نمايد
در برخي موارد در قطعاتي که ضخيم باشند اين مزيت وجود دارد که قالب مي تواند با سرعت مرحله دوم کمتري پر شود در اکثر قريب به اتفاق قطعات ريختگي تحت فشار ، سرعت مرحله دوم بالايي لازم است.

سرعت مرحله دوم تزريق بيش از حد زياد باشد :
اگر سرعت حرکت پيستون تزريق بيش از حد زياد باشد سرعت تزريق مذاب در قالب و در نتيجه سرعت پر شدن قالب نيز بيش از اندازه خواهد بود در ريخته گري تحت فشار عملا ً دو سيستم جريان مذاب مشاهده مي شود.
اول سيستم فوراني (جت ) که براي پر شدن قالب و سلامت داخلي قطعات مضر مي باشد اين مسئله در سرعت هاي بيش از حد پايين مرحله دوم تزريق مشاهده مي شود.
دوم سيستم اسپري شدن مذاب است که بهترين حالت ممکن را جهت رسيدن به سرعت کافي تزريق مذاب به دست مي دهد ( بستگي ضخامت راهگاه ورودي مذاب دارد ) با وجود اين در محدوده سيستم اسپري شدن مذاب براي سرعت هاي نسبتا ً بالا يک سري مشکلات نيز ممکن است ايجاد شوند در نتيجه هنگامي که سرعت مرحله دوم تزريق خيلي زياد است هواي داخل قالب زمان لازم براي خروج از محفظه قالب را نداشته و مي تواند منجر به ايجاد عيوب حفره هاي گازي و سوزني شدن گردد در اين حال لازم است که سرعت مرحله دوم تزريق کاهش يابد.
بايد خاطر نشان شود که سرعت بيش از حد مرحله دوم تزريق در برخي موارد منجر به فرسايش شديد قالب نيزمي شود که عمر قالب را کوتاه مي نمايد.

سرد بودن قالب :
سرد بودن قالب موجب ايجاد عيوب مختلفي مي شود راه حل هاي مختلفي جهت جلوگيري از آن مي توان پيشنهاد نمود.

الف ) کاهش ميزان روغن کاري

ب) افزايش آهنگ توليد (در صورت امکان )

پ) افزايش دماي مذاب تزريق شونده به منظور افت حرارتي قالب

ت) افزايش زمان انجماد به منظور کاهش اتلاف حرارتي قالب

بيش از حد گرم بودن قالب :
هنگامي که قالب بيش از حد گرم باشد چندين راه قابل ارائه هستند.

الف ) افزايش ميزان روغن کاري ، چون روغن کاري موجب سرد شدن قابل توجه قالب مي گردد.

ب) کنترل شرايط سرد وگرم شدن قالب.

پ) کاهش سرعت توليد.

سرد بودن بيش از حد مذاب در حين تزريق :
به منظور کاهش خطر ايجاد عيوب ريخته گري مانند سردجوشي ، نيامد ، ترک خوردگي و قطرات سرد بايد مذاب در منطقه بالاي سوليدوس بوده و اين مسأله در تمام مرحله پر شدن قالب رعايت شود در صورت سرد بودن بيش از حد مذاب ، چندين راه حل وجود دارند که عبارتند از :

الف ) افزايش دماي مذاب در کوره نگهدارنده با وجود اين نبايد بالاتر از محدوده c 710 باشد.

ب) کاهش زمان انتقال مذاب ازکوره ذوب به کوره نگهدارنده به منظور کاهش اتلاف حرارتي در ملاقه و ريختن فلز گرم تر به داخل کوره هاي نگهدارنده.

پ) کاهش زمان نگهداري مذاب پيش از بارريزي ، زيرا مذاب در کوره نگهدارنده مرتبا ً سردتر مي شود.

ت) در انتها مؤثرترين راه حل را مي توان کاهش زمان پر شدن قالب عنوان کرد.

گرم بودن بيش از حد مذاب در هنگام تزريق : مذاب بيش از حد گرم در هنگام تزريق مي تواند باعث ايجاد عيوبي نظير ترک خوردن ( فلز بيش از حد گرم در حين تزريق مي تواند تغيير شکل دهد ) و يا کشيدگي انقباضي گردد ( به علت افزايش درجه حرارت قالب ) براي رفع اين مسأله دو راه حل وجود دارد که عبارتند از :

الف ) کاهش درجه حرارت مذاب در کوره نگهدارنده ، البته نبايد دما را بيش از حد کاهش داد زيرا در اين صورت عيوب ديگري مانند سردجوشي و... به وجود خواهند آمد.

ب) افزايش زمان پر کردن قالب هدف از اين کار از بين بردن تأثير گرم شدن قالب در حين پر شدن و به دست آوردن فلز سردتر در انتهاي پر شدن قالب مي باشد.

◄ نتيجه:
در تمام تبادل نظرهايي که در هر کارخانه يا کارگاه معين بين افراد صورت مي گيرد ( بين کارخانه و فروشندگان ، و بين کارخانه با ساير کارخانه ها ) مشکلات بزرگ زيادي مي تواند به دليل تفاوت در نوع تعريف و فهم هر يک از طرف ها از عيوب ايجاد شود.
نمونه هاي زيادي وجود دارد که يک اپراتور يا متصدي کنترل کيفي موردي را به عنوان عيب تعريف کند در حالي که اين يک عيب نيست اين امر موجب اعمال اقداماتي مي شود که هميشه پرهزينه بوده واغلب ضرورتي ندارد اطمينان يافتن از اين که تمام افراد نام تعريف شده براي عيوب ريختگي و نحوه توصيف آن را به درستي مي دانند مي تواند تا حد زيادي از بروز چنين مسائلي جلوگيري نمايد.
به همين دلايل ( و دلايل ديگر) براي يک توليد کننده قطعات دايکاست داشتن تعاريف خوب و مناسب از عيوب براي ديگران مزيت بزرگي به شمار مي آيد يک فاکتور ساده ولي حياتي در اين زمينه وجود افرادي هست که در يک کار گاه به يک زبان صحبت کنند و درک خوبي از هم داشته باشند.
بهترين راه براي حل اين مشکل درست کردن يک تابلو عيوب به همراه نمونه اي از قطعات معيوب و برچسب گذاري قطعات با نامي که به عيب مربوط به آنها اختصاص داده شده مي باشد به همراه اين تابلو ، کتاب عکسي بايد وجود داشته باشد که هر يک از عيوب در آن نشان داده شده باشد.

[ghasem motamedi]

پوشش آلومينيومي دادن Alcladding:
بطور كلي آلياژهاي آلومينيوم با استحكام زياد از نظر خوردگي كم مقاومترين آنها محسوب مي‌گردند. اين مطلب بخصوص در مورد آلياژهاي حاوي درصدهاي زياد مس يا روي صادق است. از طرف ديگر مقاومت به خوردگي آلومينيوم خالص بسيار زياد است. پوشش آلومينيومي دادن يكي از روشهاي افزايش مقاومت خوردگي به يك آلياژ با استحكام زياد است. در اين فرايند يك لايه آلومينيوم خالص به سطح آلياژ مورد نظر متصل شده و در نتيجه مجموعه حاصل خواص مورد نظر حاصل مي‌شود. اين روش مخصوصاً در محصولات ورقه‌اي مناسب است.

◄ آندايزه كردن (آبكاري) Anodizing:
در اين روش از مقاومت زياد در مقابل خوردگي لايه پوششي كه بلافاصله بر روي سطح آلومينيوم تازه بريده شده تشكيل مي‌گردد استفاده مي‌شود. همانگونه كه قبلاً ذكر گرديد اين لايه عامل مقاومت به خوردگي طبيعي اين فلز است. آندايزه كردن در واقع يكنوع ضخيم كردن لايه اكسيدي به ضخامت تا چندين هزار برابر ضخامت لايه اكسيد طبيعي است. نتيجه عمل، لايه‌اي است سخت با ضخامت حدود 5/25 ميكرون بر تمام سطح آلومينيوم كه علاوه بر مقاومت به خوردگي در مقابل سايش نيز استحكام كافي دارد. آندايزه كردن يك روش الكتريكي است كه انواع مختلف آن اساساً از نظر محلولي كه فلز در آن مورد عمل قرار مي‌گيرد و ضخامت لايه اكسيدي حاصل، فرق مي‌نمايد. از اين طريقه پوشش دادن علاوه بر حفاظت سطحي گاهي به منظور تزئيني نيز استفاده مي‌گردد اگر فلز آندايزه شده را با انواع رنگهاي مختلف پوشش دهند رنگ حاصل تقريباً بصورت قسمتي از اكسيد سطحي بدست مي‌ايد.

◄ پوشش سخت دادن Hard Coating:
يكي از فرايندهاي آندايزه كردن است كه به تدريج اهميت پيدا مي‌كند و آن را آندايزه كردن سخت يا پوشش سخت دادن مي‌نامند. اين فرايند گرچه در اساس مشابه آندايزه كردن معمولي است ولي از چند نقطه نظر با آن تفاوت دارد. در پوشش سخت، محلول مورد استفاده اسيد سولفوريك و درجه حرارت عمل پايين‌تر است. فرايند بقدري ادامه مي‌يابد كه لايه اكسيدي به ضخامتي تا حدود 5 برابر ضخامت آندايزه كردن معمولي برسد.
لايه حاصل ممكن است به ضخامتي تا حدود 127 ميكرون برسد كه پوسته‌اي بسيار سخت است. موارد استفاده يك چنين پوشش سخت و مقاوم سائيدگي بسيار وسيع است. عمر مفيد قطعاتي چون چرخ دنده‌ها و پيستون هواپيما، لوله تفنگ، چرخ دنده‌هاي كامپيوتر، لبه‌هاي پره‌هاي هليكوپتر و افشانك‌هاي پيستوله‌‌هاي پاشش فلزات را مي‌توان به اين طريق افزايش داد.

◄ حفاظت كاتدي Cathodic Protection:
برخي از موارد مصرف دريايي آلومينيوم نياز به يكنوع حفاظت متفاوت با حفاظتهاي فوق‌الذكر دارد. در اينگونه موارد فلز در آب دريا غوطه‌ور مي‌گردد، مانند بدنه پايين كشتي‌ها، كه به مقاومت خوردگي بيشتري نيازمند هستند. اين روش حفاظت در مقابل خوردگي در لوله‌هاي آلومينيومي زيرزميني مخصوصاً وقتي كه فلزات ديگري نيز در خاك وجود داشته باشد مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
حفاظت كاتدي يكنوع كنترل خوردگي است كه در آن يك ميله يا صفحه آلومينيومي (آند) براي حفظ و جلوگيري از بين رفتن ساختمان آلومينيومي مورد نظر (كاتد) وجود از بين مي‌رود ميله يا صفحه از بين رونده از طريق يك مقاومت الكتريكي به ساختمان مورد حفاظت متصل مي‌گردد. از طريق عمل الكتروشيميايي يك ولتاژ مستقيم جريان توليد مي‌گردد كه به جاي خوردگي ساختمان مورد نظر باعث خورده شدن آند مي‌شود.
پس از تمام شدن قطعات آند، قطعات جديدي جايگزين مي‌گردد و اين عمل معمولاً هر دو تا ده سال بر حسب شدت خوردگي انجام مي‌گيرد.

◄ وزن مخصوص كم:
يك متر مكعب آلومينيوم خالص 8/2827 كيلوگرم وزن دارد و يك متر مكعب از سنگين‌ترين آلياژهاي آلومينيوم (يعني آلياژهاي حاوي مس و روي) داراي وزني در حدود 2953 كيلوگرم است. حتي اين سنگين‌ترين آلياژ‌هاي آلومينيوم نيز حداقل 1978 كيلوگرم در هر متر كعب سبك‌تر از وزن هم حجم ساير فلزات ساختماني (بجز منيزيم) است (جدول 1-1). مزيت اين كم بودن وزن چيست؟ مي‌توان اين مزيت را بصورت زير خلاصه نمود:
مزاياي وزن مخصوص عبارتند از:
1- حمل و نقل ارزانتر: چه در مورد حمل و نقل كالاهاي آلومينيومي و چه در مورد وسيله نقليه ساخته شده از آلومينيوم.
2- ظرفيت بيشتر: امكان صرفه‌جويي در وزن ساختمان‌هاي آلومينيومي بخوبي در پايه‌ها و تاسيسات حفاري چاههاي نفت ديده مي‌شود. لوله‌هاي حفاري كه شافت مته حفاري نيز محسوب مي‌گردد امروزه از آلومينيوم ساخته مي‌شود. وزن كم اين لوله خود مي‌تواند ظرفيت دكل حفاري كه بايد تمام وزن سيم مته را تحمل نمايد دو برابر كند.
3- صرفه‌جويي در كار: بعلت سبكي كه به معني نصب سريعتر و اقتصادي‌تر ساختمان‌ها، تعداد كمتر كارگر مورد نياز و خستگي كمتر استفاده از وسايل آلومينيومي خانگي است.
4- ممان اينرسي كمتر: در نتيجه دانسيته آلومينيوم ممان اينرسي قطعات آلومينيومي كمتر مي‌گردد. اين كلمه نام علمي براي تمايل يك قطعه براي متوقف و يا در حالت يكنواخت ماندن مگر اينكه يك نيروي خارجي اعمال گردد مي‌باشد. هر چه قطعه سنگين‌تر باشد ممان اينرسي آن بيشتر و كار بيشتري براي حركت دادن و يا متوقف كردن آن مورد نياز است. ماشين‌كاري‌هاي سريع مدرن امروزي نياز به موادي با ممان اينرسي كم دارد طوريكه كه بتوان بسرعت و با بازدهي خوب دستگاه را بكار انداخت و يا از كار باز داشت، اين مطلب خصوصاً براي دستگاههاي بسته‌بندي و ماشين‌هاي چاپ با قطعات داراي حركت متناوب صادق است.
5- تعداد قطعات بيشتر به ازاي هر كيلو وزن: وزن كمتر بمعني تعداد قطعات بيشتر به ازاي هر كيلو وزن است. ميخ، پيچ، مهره و واشر آلومينيومي را مي‌توان به ازاي واحد وزن تا سه برابر تعداد قطعات مشابه فولادي ساخت.

◄ مقاومت زياد در مقابل خوردگي:
يكي ديگر از خواص مشخصه آلياژهاي آلومينيوم مقاومت در مقابل خوردگي است. آلومينيوم خالص وقتي كه در هوا قرار گيرد بلافاصله با يك لايه چسبنده اكسيد آلومينيومي پوشيده مي‌شود، اين لايه پوششي، مانع خوردگي مي‌گردد. اگر در اثر سائيدگي اين لايه كنده شود بلافاصله دوباره تشكيل مي‌گردد. ضخامت اين لايه نازك طبيعي در حدود 025/0 ميكرون (يك ميكرون = يكهزارم ميلي‌متر) است، با اين وجود بقدري محكم است كه مانع موثري در مقابل اغلب مواد خورنده محسوب مي‌گردد.
البته برخي از آلياژهاي خاص آلومينيوم نسبت به ديگران مقاومتر است. براي مثال گروه آلياژهاي Al-mg مخصوصاً در مقابل هوا و آب دريا مقاوم است. از طرف ديگر آلياژهاي آلومينيوم حاوي مس يا روي از نظر مقاومت خوردگي ضعيف‌تر و از نظر استحكام مكانيكي قويتر مي‌باشد.
اگر مقاومت طبيعي آلومينيوم براي بعضي از محيط‌ها كافي نباشد در آن صورت روشهايي وجود دارد كه بتوان مقاومت آن را افزايش داد. برخي از اين روشها عبارتند از: «پوشش دادن با آلومينيوم Alcladding»، «آندايزه كردن (آبكاري) Anodizing»، «پوشش سخت دادن Hard Coating» و «محافظت كاتدي Cathodic Protection».

[ghasem motamedi]

بسياري از مهندسين و طراحان هنوز تيتانيوم را فلزي گران و ناشناخته قلمداد مي کنند؛ اما پيشرفت هاي اخيري که در زمينه توليد اين فلز صورت گرفته است، نشان مي دهد که تيتانيوم ماده اي بسيار فوق العاده براي استفاده هاي مهندسي است و از بسياري از مواد مشابه مورد استفاده در اين صنعت ارزان تر است.
يکي از ويژگي هاي مهم تيتانيوم چگالي پايين آن (۵۵/۴ گرم بر سانتي متر مکعب) است. اين ويژگي، همراه با استحکام و مقاومت بالا در برابر خراشيدگي، تيتانيوم را به فلزي بسيار ايده آل تبديل کرده است. تيتانيوم عمدتاً در صنايع هوا – فضا و همينطور در کارخانه ها و تجهيزات صنايع شيميايي مورد استفاده قرار مي گيرد. اين فلز همچنين در ساخت عينک ها، مهندسي هاي ظريف، اندازه گيري، مهندسي کنترل و فن آوري پزشکي مخصوصاً مواردي که حد تحمل بيولوژيک از اهميت زيادي برخوردار است، مورد استفاده قرار مي گيرد.

◄ کاربردهاي تيتانيوم:
مهم ترين مورد مصرف فلز تيتانيوم که در تلاقي با زندگي روزمره ما قرار مي گيرد، بيشتر در اشياي قيمتي نظير ساعت هاي مچي، عينک ها و جواهرات است. اين کاربرد ها به اين تصور هرچه بيشتر دامن زده اند که تيتانيوم فلزي گران است.
از طرف ديگر انتخاب فلز مورد استفاده در طراحي هاي مختلف از اولين مراحل ساخت اشيا به شمار مي رود و در اين مرحله بسياري از فلزاتي که به نظر مي ايد بايد گران قيمت باشند، بدون انجام تحليل اقتصادي از ميان گزينه هاي احتمالي حذف مي گردند. در نگاه اوليه به درستي تيتانيوم در صدر ليست فلزات گران قيمت و داراي استفاده هاي خاص قرار دارد. اما اين مسئله اشتباهي است که بسياري از طراحان در همان مرحله اول طراحي مرتکب مي شوند. آن ها در محاسبات مقدماتي، وزن فولاد مورد استفاده در طراحي خود را با وزن تيتانيوم مورد نياز، بدون آن که به حجم آن توجه داشته باشند جايگزين مي کنند و مسلم است که يک کيلوگرم تيتانيوم بسيار گران تر از يک کيلوگرم فولاد است. در حاليکه اين مقدار تيتانيوم، چندين برابر همان مقدار فولاد کاربري دارد.
عده بسيار کمي از مردم به مقايسه وزن دو قطعه مشابه که يکي از فولاد و ديگري از تيتانيوم ساخته شده است توجه دارند. هنگامي که از لحاظ هندسي، اين دو قطعه داراي حجم مشابه باشند، نسبت بهاي قطعه تيتانيومي به بهاي قطعه فولادي با آلياژ درجه بالا به عدد ۵/۲ تا ۳ مي رسد.
مواد تيتانيومي از قدرت تحمل بسيار بالايي برخوردارند و همچنين نقطه تسليم آن ها در برابر نيروي کششي وارد شده بسيار بالا است. مقاومت بيشينه آلياژ تيتانيوم ۳۳ که در آن از فلزات آلومينيوم، اناديوم و قلع استفاده شده، در برابر نيروي کششي، معادل يک هزار و ۲۰۰ نيوتون بر متر مربع است و اين در حاليست که تيتانيوم خالص هم مي تواند فشار ناشي از نيروي کششي را تا حد ۷۴۰ نيوتن بر متر مربع تحمل کند؛ با اين وجود همچنان مي توان اين فلز را سخت تصور کرد. (با توجه به اين که حد شکست در برابر کشيدگي آن حداقل ۸ درصد است)
در حال حاضر تعداد طراحاني که در زمينه ساخت اشياء متحرک به استفاده از اين فلز علاقه نشان داده اند رو به فزوني گذاشته است. يکي از کاربردهاي جديد تيتانيوم، استفاده از آن در توربين هاي بخار است. تيتانيوم مهندسان را قادر مي سازد تا طول پره هاي توربين را زياد کرده و بدين ترتيب نسبت نيروي توليد شده را افزايش دهند.
از ديگر کاربردهاي رو به افزايش تيتانيوم، استفاده از آن در موقعيت هايي است که نياز به مقاومت بالا در برابر برش احساس شده و يا ترکيبي از دو نيروي برشي و کششي ديده مي شود. در اين حالت خاص از نوع ويژه اي از تيتانيوم استفاده مي شود که بر روي آن پوششي از نيتريد قرار دارد. اين پوشش از حرارت دادن فلز در فضاي نيتروژني بدست مي ايد.
همينطور در صنايع خودرو سازي، کاربردهاي جديد و جالبي براي تيتانيوم پيدا شده است. به عنوان مثال جايگزين کردن تيتانيوم با فولاد، در موتور مولد قطار، باعث کاهش ۶۰ درصدي وزن اين وسيله شده است. از ديگر کاربردهاي تيتانيوم در اين صنعت، استفاده در ميل لنگ، مفتول هاي اتصالي و سيستم اگزوز خودرو است. مهم ترين حوزه هاي رشد استفاده از تيتانيوم در حال حاضر صنايع هوا – فضا، نيروگاه ها و دستگاه هاي شيرين کننده آب هستند.
يکي ديگر از خواص مهم تيتانيوم، قابليت قرارگيري آن به عنوان فلز واسط ميان دو فلز ديگر است. به عنوان مثال از تيتانيوم در صفحات انتقال دهنده گرما در کارخانه هاي شيميايي يا شيرين کننده آب استفاده مي شود.
يکي از دلايل مقاومت بالاي تيتانيوم در برابر خراشيدگي و عدم انفعال اين عنصر در برابر ديگر مواد شيميايي، پوسته اي است که بر روي فلز تشکيل مي شود. هنگامي که تيتانيوم با اکسيژن تماس پيدا مي کند، سطح آن به سرعت واکنش نشان داده و اکسيده مي شود. در اثر اين فعل و انفعال شيميايي، پوسته اي بسيار مقاوم تشکيل مي شود که جلوي هرگونه فعل و انفعال ديگري را مي گيرد. اگر به اين پوسته آسيبي برسد، در صورت حضور اکسيژن و يا حتي آب، تيتانيوم مجدداً اکسيده شده و در محل خراش، پوسته جديدي تشکيل مي شود. اين مکانيزم بسيار به آلومينيوم شباهت دارد. با اين تفاوت که پوسته تشکيل شده بر روي تيتانيوم، ضخيم تر و پايدار تر از پوسته آلومينيوم است. اين لايه محافظ علاوه بر ايجاد مقاومت در برابر خراشيدگي، حد تحمل بيولوژيک فلز را افزايش مي دهد. با اين وجود بعضي از ترکيبات شيميايي نظير فلئورين مي توانند اين پوسته محافظ را تخريب کنند.
با توجه به کاربردهاي فراوان تيتانيوم، اين فلز در گروه فولادهاي آلياژي و يا آلياژهاي نيکل قرار مي گيرد، اما به خاطر سختي و قدرت تحمل آن در برابر کشش و برش، نيروي بيشتري براي شکست اين فلز نسبت به فلزات آهني لازم است. يکي از دلايل اين که هزينه توليد تيتانيوم بسيار بالا است، استفاده از فن آوري موجود جهت توليد محصولات با کيفيت بسيار بالاست که بتواند نيازهاي صنايع حساسي مانند هوا – فضا را پاسخگو باشد. مقيد بودن به توليد محصولات با کيفيت بسيار بالا، مسلماً موجب ايجاد هزينه هاي اضافي مي گردد، اما اگر حوزه هاي جديدي براي مصرف اين فلز که نياز به کيفيت بسيار بالا هم نداشته باشد، ايجاد گردد؛ اين امکان وجود دارد که فن آوري هاي جايگزيني براي توليد ساخته شوند تا هزينه ها را کاهش دهند. صنايع ساختماني و خودرو سازي، از جمله صنايعي هستند که اگر به صورت عمده وارد بازار مصرف شوند، به ساخت فن آوري ارزان قيمت تر کمک خواهند کرد.
تا زماني که تيتانيوم به عنوان فلزي گران قيمت تلقي مي شود، اين چرخه ادامه دارد و آثار آن مثل تقاضاي محدود و مصرف پايين باعث مي شود تا توليدکنندگان هيچ علاقه اي به توسعه فن آوري هاي ارزان تر و ساده تر نداشته باشند.
يکي از شرکت هايي که در زمينه توليد تيتانيوم فعال بوده و پيشرفت هاي مهمي هم داشته است، شرکت دويچه تيتان (Deutsche Titan) از زير مجموعه هاي گروه تيسن کراپ (Thyssen Krupp) در آلمان است. اين شرکت به همراه شرکت ايتاليايي تيتانيا، گروه تيتانيوم را تشکيل داده اند.
دويچه تيتان، تيتانيوم اسفنجي مورد نياز خود را از کشورهاي روسيه، قزاقستان، اوکراين، ژاپن و چين خريداري مي کند و سالانه ظرفيت توليد ۴ هزار تن شمش را دارا مي باشد. اين شمش ها مي توانند تا ۱۳ تن وزن داشته باشند. دويچه تيتان طيفي از محصولات نيمه تمام را با استفاده از تأسيسات خود شرکت، گروه تيسن کراپ و همينطور کوره هاي ذوب ديگر توليد مي کند. محصولات اين شرکت در غالب شمش، اسلب، ورق، کلاف، صفحه، لوله جوش کاري شده و مفتول عرضه مي شوند.

[ghasem motamedi]

تيتانيوم خالص تجاري و آلياژهاي تيتانيومي آلفا و شبه آلفا به طور کلي نشان داده اند که مقاومت خوبي در مقابل خوردگي دارند. آنها جزء اين دسته از آلياژهاي تيتانيوم هستند که قابليت جو شکاري دارند.
تيتانيوم خالص معمولاً داراي مقداري اکسيژن آلياژ شده با آن است که استحکام تيتانيوم خالص تحت تاثير مقدار اين عناصر بين نشيني ( اکسيژن و نيتروژن ) در ساختار تيتانيومي است. آلياژهاي آلفا معمولاً داراي مقدار بالايي از آلومينيوم هستند که موجب مقاومت به اکسايش اين آلياژ در دماهاي بالا مي شوند. ( آلياژهاي آلفا – بتا همچنين داراي يک عنصر آلياژي اصلي هستند که آلومينيوم است اما اولين دليل آن براي پايدار کردن فاز آلفا است ).آلياژهاي آلفا را نمي توان براي افزايش خواص مکانيکي بالا تحت عمليات حرارتي قرار داد زيرا يک آلياژ تک فاز به حساب مي ايد. اضافه کردن عناصر آلياژي به تيتانيوم خالص قابليت عمليات حرارتي براي اين آلياژها يا کار در دماي بالا را چون به صورت يک ساختار دو فازي حاصل شده اند ( آلفا – بتا ) ، ايجاد مي کند.
آلياژهاي بتا نيمه پايدار هستند ، به اين منظور که تمايل به تغيير فاز براي يک حالت تعادلي يا بالانسي از ساختارها دارند. آلياژهاي بتا استحکامي به واسطه ، استحکام ذاتي شان ، ناشي از ساختار بتا و رسوب فاز آلفا و ديگر فازها از آلياژها در طراحي فرايندهاي عملياتي حرارتي به دست مي آورند.
با اهميت ترين فايده و مزيت به دست آمده از ساختارهاي بتا ، افزايش شکل پذيري آنها در ارتباط با ديگر ساختارهاي هگزاگونال از جمله آلفا و آلفا – بتا است. تيتانيوم آلوميند از آلياژهاي متداول تيتانيومي متفاوت هستند زيرا آنها به طور اساسي ترکيباتي هستند که باعث افزايش استحکام و قابليت شکل پذيري و ديگر خواص مي شوند. تيتانيوم آلوميندي کاربردهاي دماي بالاتر نسبت به آلياژهاي تيتانيومي دارند اما قيمت تمام شده بيشتر و به طور کل داکتيليته و قابليت فرم پذيري کمتري خواهند داشت.

◄ درمورد آلياژهاي تيتانيموم بيشتر بدانيم:
تيتانيوم وآلياژهاي آن پتانسيل بالايي در خيلي از کاربردهاي خاص دارند ولي بايستي قبل از طراحي و استفاده از آن ، برخي از واقعيتها را درمورد آن مطلع بوده و مد نظر داشت که بيشتر آن در ادامه آورده شده است.
محصولات شکل داده شده تيتانيوم به راحتي در دسترس مي باشند ولي ريخته گري شده آن محدودتر است. آلياژهاي شکل داده شده از فاکتورهاي تجربي خوبي برخوردار مي باشند. هر چند که آلياژهاي ريخته گري از لحاظ وزن و قيمت مقرون به صرفه هستند. ريخته گري تحت فشار ايزواستاتيک گرم مي تواند محصولاتي در مقايسه با استحکام کاربردي محصولات شکل داده شده را براي بيشتر فلزات حاصل کند.
آلياژهاي پودري خيلي بيشتر مورد قبول هستند. همچنين فرايندهاي پودر ( متالورژي پودر ) امکان ترکيب آلياژهاي نا متعارف تري را نسبت به هم مي دهد. اگر در اين فرايند به واسطه بر هم کنش تيتانيوم با گازهاي بين شبکه همچون N2 & O2 ، روشهاي پيچيده بايستي اتخاذ شود. بنابراين آلياژهاي پودري تيتانيوم بايستي بسيار گران و پر هزينه در کاربردهاي مختلف باشند سطح خواص آلياژهاي پودر ممکن است به حد انتظار ترکيبات شيميايي نرسد. با اين حال با متالورژي پودر اين امکان وجود دارد که با بدست آوردن محصولي ترکيبي به شکل نهايي محصول مورد نظر امکان جبران قيمت تمام شده باشد و دليلي بر اينکه حداقل يک پتانسيل براي هزينه هاي پايين تر هنگامي که در طي پروژه منظور مي شود وجود داشته باشد.
آلياژهاي ريخته گري شده يا پودري تيتانيومي هميشه امکان انتخاب در کاربردهاي سازه را دارا مي باشند. اما بايستي برنامه ريزي براي اين قبيل استفاده ها در همان مراحل اوليه طراحي مد نظر قرار گيرد نه اينکه تلاش شود تا مواد به دست آمده پودري يا ريخته گري شده در مراحل نهايي کار به جاي مواد شکل داده شده قرار گيرند. اين معقول به نظر مي رسد که موقع انتخاب آلياژهاي تيتانيومي از عمومي ترين آلياژِها استفاده شود مگر در مواقعي که خاصيت خاصي از اين فلز مد نظر باشد تا يک آلياژ خاص در نظر گرفته شود ( مثلاً Ti-6AL- 4v داراي خواص متعدد و زيادي است اما مصارف خاصي دارد ).
Handbook ها و مراجع مربوط به مواد و از اين قبيل کتابها براي طراحي بسيار با ارزش هستند. اما هيچ جانشيني را براي تماس با تأمين کننده و سازنده وجود ندارد. خواص و ويژگيهاي از اين قبيل شرايط فرم دهي غير معمول و يا فرايند غير ايده آل ريخته گري را براي اين فلز نبايستي عمليات سرد کردن و گرم کردن غير معمولي را براي خواص در نظر گرفت. خواص مواد ريخته گري شده و پودري در محدوده پايين تر نسبت به آلياژهاي شکل داده شده قرار دارد. به طوري که خواص مشترک آنها به سختي به همديگرقابل مقايسه هستند.
اما داده هاي بدست آمده پراکنده در ريخته گري و همچنين متالورژي پودر ممکن است پايين تر از حداقل هاي طراحي را نتيجه بدهد. اگر يک طراحي پذيرفته شود بدون هيچ انعطافي با رعايت سطح خواص آن مشخص شده ، اين طراحي ممکن است به صورت غير قابل برگشت پذيري بعداً مورد سؤ ظن و گمان باشد. صنايع فضايي به دنبال بهترين خصوصيت وبهينه ترين آنها هستند. هنگامي که تيتانيوم در کاربردهايي با بحرانيت کمتر استفاده مي شود ، دقت کمتري در خواص بايستي در نظر گرفته شود و اين امکان وجود دارد تا هزينه و زمان کاهش داده شود.
امروزه دز ايران علاوه بر صنايع هوايي و نظامي رويکردي خاص به اين فلز در صنايع شيميايي به خصوص در صنايع پتروشيمي ديده مي شود که اين به نوبه خود باعث ايجاد مجال مناسبي جهت کار بر روي ابن فلز و تهيه روشهاي استاندارد توليد تجهيزات تيتانيومي در ايران مي گردد.

◄ ساختار تيتانيوم به طور کلي:
نقطه ذوب تيتانيوم در حدود 1660 درجه سانتيگراد مي باشد. اما بيشتر آلياژهاي تجاري آلومينيوم در دماي 538 درجه سانتيگراد کاربرد دارند. تيتانيوم داراي دو ساختار کريستالي است ، در يکي از آنها اتمها در ساختار مکعبي مرکزدار( bcc ) قرارگرفته اند و در ديگر اتمها در يک ساختار شش وجهي فشرده يا هگزا گونال ( HCP ) قرار دارند. ساختار مکعبي مرکز دار ( bcc ) تنها در دماي بالا به دست مي ايد بجز در مواردي که تيتانيوم با ديگر عناصر براي ثبات پايدار ساختار مکعبي در دماي پايين آلياژ شده است.
دو ساختار کريستالي تيتانيوم به عنوان ساختارهاي b ، a شناخته مي شوند. a اشاره دارد به ساختارهاي هگزاگونال تيتانيوم چه به صورت آلياژ يا خالص و ساختار b مربوط به ساختارهاي مکعبي يا آلياژهاي آن است.
ساختارهاي b ، a در بعضي مواقع به عنوان سيستم ها يا نوع هايي از سيستم شناخته مي شوند که آن را به چهار دسته آلياژهاي a و شبه a يا نزديک به a و a / b و a تقسيم بندي مي کنند.
اين ترکيبات نشان دهنده تمامي عناصر آلياژي تيتانيوم نيست اما بيشتر عناصر استفاده شده در طراحي آلياژهاي تيتانيوم را شامل مي شود.

◄ اطلاعات بيشتري در مورد ساختار تيتانيوم:
تيتانيوم خالص تجاري به صورت ساختار a است. اضافه کردن برخي از عناصر آلياژي به تيتانيوم خالص تجاري محدوده را براي ريز ساختارهاي آلياژي ايجاد مي کند. با داشتن سطح مطلوبي از عناصر آلياژي b ، فاز b در طول گرم کردن توليد مي شود و در حين فرايند سرد کردن در ادامه يک فرايند گرم به ساختار ديگر منتقل مي شود. ساختار حاصله در اين مورد را آلياژهاي b ، a مي نامند ( فاز b به a تبديل مي شود ولي فاز باقي مانده هم خواهيم داشت ) تغييرات در آلياژهاي متمايز مي شود با محدوده وسيعي از ساختار وخواص شيميايي آلياژ که لازمه يک آلياژ a مي باشد. اين تغييرات به صورت ترم ساختاري near - a ( ساختارهاي شبه a يا نزديک به a ) هستند. ساختار را بايستي به طور کلي به عنوان نيمه پايدار شناخت. آلياژها با ساختار b در حين سرد کردن تا دماي اتاق به دست مي ايند.
آلوميندهاي تيتانيومي ترکيبات بين فلزي هستند که از تيتانيوم وآلومينيوم ( به همراه يک يا بيشتر از عناصر آلياژي ) به دست مي ايند.

[ghasem motamedi]

باز يافت آلومينيم :

[ghasem motamedi]

برُنز، آلیاژی از مس (http://fa.wikipedia.org/wiki/مس) و قلع (http://fa.wikipedia.org/wiki/قلع) می‌باشد. برخی از انواع برنج‌ها (http://fa.wikipedia.org/wiki/برنج) برنز هم نامیده می‌شوند.

برنج (آلیاژ) (http://fa.wikipedia.org/wiki/برنج_(آلیاژ))
بطور كلي آلياژ CU و Sn برنز قلع و در اصطلاح عاميانه برنز ناميده مي شود اين آلياژ در زمانهاي قديم در ايران بنام مفرغ مشهور بوده است اما از لحاظ كلي برنز به آلياژهاي مس به علاوه يك عنصر غير از روي اطلاق مي شود. مانند آلياژ مس و آلومينيوم كه به آلومينيوم برنز مشهور است يا مس و نيكل كه به نيكل برنز مشهور است. بررسي نمودار تعادلي آلياژ Cu و Sn‌ نشان مي دهد كه با افزايش عنصر قلع نقطه ذوب كاهش و فازهاي گاما و ε در ساختار ظاهر مي گردد لذا با افزايش عنصر قلع سختي و استحكام آلياژ افزايش و انعطاف پذيري آن كاهش ميابد، لذا برنزهاي قلع ريختگي حداكثر 25% قلع دارند علاوه براي به منظور بهبود نرمي از خواص آلياژ برنز قلع به آن عناصر مختلفي اضافه مي شود كه مهمترين آنها عبارتند از Zn , Pb , P اضافه نمودن Zn به آلياژ برنز قلع باعث افزايش سياليت مذاب و سهولت ريختگري مي گردد.
. مسوار

مِسوار (مسبار هم نوشته‌اند) آلیاژی (http://fa.wikipedia.org/wiki/آلیاژ) است از قلع (http://fa.wikipedia.org/wiki/قلع) و مس (http://fa.wikipedia.org/wiki/مس). بطور سنتی حدود ۸۵ تا ۹۹ درصد مسوار را قلع و بقیه را مس تشکیل می‌دهد. مس در این آلیاژ نقش سخت‌کننده را دارد.
برنج (آلیاژ)
و فلز روی (http://fa.wikipedia.org/wiki/روی) می‌باشد که نسبت آن‌دو در آلیاژ تعیین کننده نوع برنج با توجه به مورد استفاده آن است. برخی از انواع برنج‌ها برنز (http://fa.wikipedia.org/wiki/برنز) هم نامیده می‌شوند هرچند برنز آلیاژی از مس و قلع (http://fa.wikipedia.org/wiki/قلع) می‌باشد.
از این فلز به خاطر کاربردهای خاص و شکل و رنگ آن در جاهای مختلفی استفاده می کنند: مثلاً در دکوراسیون به خاطر رنگ تقریباً طلایی رنگش، در مهمات (http://fa.wikipedia.org/wiki/مهمات) جنگی، در جاهایی که به اصطکاک (http://fa.wikipedia.org/wiki/اصطکاک) کم نیاز باشد (مثل مغزی قفل‌ها)، و مخصوصاً بخاطر خاصیت آکوستیکی در سازهای موسیقی (مثل هورن (http://fa.wikipedia.org/wiki/هورن)).
برنج رنگی تقریباً زرد دارد که شبیه به رنگ طلا (http://fa.wikipedia.org/wiki/طلا) است. برنج در برابر کدر شدن و لکه‌دار شدن هم مقاومت دارد، یعنی دیرتر اکسایش می یابد.
برنج از مدتها پیش حتی قبل از تاریخ شناخته شده بود؛ در آن زمان که انسان هنوز فلز روی را نمی شناخت با ذوب کردن مس همراه با کالامین (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%DA%A9%D8%A7%D9%84%D8%A7%D9%85%DB% 8C%D9%86&action=edit&redlink=1) (سنگ معدن فلز روی) برنج تولید می کرد.
برنج معمولاً قابلیت چکش‌خواری (http://fa.wikipedia.org/wiki/چکش‌خواری) بیشتری نسبت به مس و روی دارد و تقریباً دمای ذوب (http://fa.wikipedia.org/wiki/دمای_ذوب) آن بین ۹۰۰ تا ۹۴۰ درجه سانتی‌گراد است . البته سختی و نرم بودن آن می تواند با تغییر نسبت مخلوط مس و روی تغیر کند.
مس داخل برنج (از طریق اثر اولیگودینامیک (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A7%D8%AB%D8%B1_%D8%A7%D9%88%D9 %84%DB%8C%DA%AF%D9%88%D8%AF%DB%8C%D9%86%D8%A7%D9%8 5%DB%8C%DA%A9&action=edit&redlink=1)) خاصیت میکروب‌کشی به آن می‌دهد. به‌همین خاطر از برنج به عنوان دستگیره و دیگر فلزات رایج در بیمارستان‌ها استفاده می‌کنند.
امروزه تقریباً ۹۰٪ از فلزات برنج بازیافت می شوند، چون فلز برنج خاصیت مغناطیسی کمی دارد و به راحتی می توان آن را از فلزاتی که معمولاً با آنها مخلوط می شود جدا کرد. بدین ترتیب برنج جدا شده را دوباره بازیافت می کنند.
چگالی (http://fa.wikipedia.org/wiki/چگالی) متوسط برنج ۸٫۴ گرم بر سانتی‌متر مربع است .
انواع برنج
برنج دریاسالار: شامل ۳۰٪ روی همراه با ۱٪ قلع
برنج آلفا: شامل کمتر از ۳۵٪ روی، که از آن می توان برای کارهایی با فشار بالا، ضربه و سرد استفاده کرد. ساختار کریستالی این نوع برنج FCC است .
برنج بتا: شامل ۴۵٪ تا ۵۰٪ روی که سختی و مقاومت بیشتری نسبت به گرما و فشار و ضربه دارد.
برنج آلفاـبتا: شامل ۳۵٪ تا ۴۵٪ روی مناسب برای گرما
برنج آلومینیومی: که شامل آلومینیوم است و مقاومت زیادی در برابر خوردگی دارد که از آن در ساخت سکه های اروپایی استفاده می کنند .
برنج آرسنیکی: شامل آرسنیک. آلومینیوم است که در ساخت دیگ‌های بخار کاربرد دارد .
برنج فشنگی: شامل ۳۰٪ روی
برنج معمولی: شامل ۳۷٪ روی، ارزان و مناسب برای کارهای بدون گرما (سرد)
برنج عالی: شامل ۳۵٪ روی و ۶۵٪ مس، با قابلیت انعطاف پذیری بالا، استفاده شده در ساخت فنر و پیچ ها.
برنج سربی: همان برنج آلفاـبتا همراه با مقداری سرب است.
برنج پست: شامل ۲۰٪ روی است، با رنگ زرد نزدیک به طلا
برنج دریایی: شبیه به برنج دربا سالار با ۴۰٪ روی و ۱٪ قلع
برنج سفید: شامل بیش از ۵۰٪ روی ، بسیار شکننده
برنج طلایی: که نرم ترین فلز برنج است با ۹۵٪ مس و ۵٪ روی که در ساخت مهمات جنگی کاربرد دارد.

[ghasem motamedi]

مس


مس یکی از عناصر جدول تناوبی (http://fa.wikipedia.org/wiki/جدول_تناوبی) است که نشان آن Cu و عدد اتمی آن 29 می‌‌باشد.
== ويژگيهای مهم فلز ==
مس فلز نسبتا" قرمز رنگی است که از خاصيت هدايت الکتريکی و حرارتی بسيار بالايی برخوردار است.( در بين فلزات خالص، تنها خاصيت هدايت الکتريکی نقره در حرارت اتاق از مس بيشتر است) چون قدمت مصنوعات مسی کشف شده به سال 8700 قبل از ميلاد برمی گردد، احتمالا" اين فلز قديمی‌ترين فلز مورد استفاده انسان می‌‌باشد.مس علاوه بر اينکه در سنگهای معدنی گوناگون وجود دارد، به حالت فلزی نيز يافت می‌‌شود.( مثلا" مس خالص در بعضی مناطق). اين فلز را يونانيان تحت عنوان Chalkos می‌‌شناختند. چون مقدار بسيار زيادی از اين فلز در قبرس استخراج می‌‌شد روميان آنرا aes Cyprium می‌‌ناميدند. بعدها اين واژه به فرم ساده تر cuprum درآمد و در نهايت انگليسی شده و به لغت Copper تبديل شد.
== کاربردها ==
مس فلزی قابل انعطاف و چکشخوار است که کاربردهای زيادی مانند موارد زير دارد:
سيم های مسی لوله‌های مسی دستگيره‌های درب و ساير وسايل منزل (تنديسگری). مثلا" مجسمه آزادی شامل 179000 پوند مس می‌‌باشد. آهنرباهای الکتريکی. موتورها، مخصوص موتورهای الکترومغناطيسی. موتور بخار وات. کليدها و تقويت کننده‌های الکتريکی. لامپهای خلاء، لامپهای پرتوی کاتدی و مگنترونهای(اجاقهای مايکروويو). هدايت کننده موج برای تشعشع مايکروويو. به علت خاصيت هدايت بهتر آن نسبت به آلومينيوم، کاربرد مس در IC ها به جای آلومينيوم رو به افزايش است. به‌عنوان جزئی از سکه ها. در وسايل آشپزی، از جمله ماهی تابه. بيشتر سرويسهای قاشق(چنگال)و چاقوها دارای مقاديری مس هستند (نقره (http://fa.wikipedia.org/wiki/نقره) نيکلی). اگر نقره استرلينگ در ظروف غذاخوری بکار رفته باشد ،حتما"بايد دارای درصد کمی مس باشد. به‌عنوان بخشی از لعاب سراميکی و در رنگ آميزی شيشه. وسايل موسيقی ،بخصوص سازهای بادی. به‌عنوان يکا(بيواستاتک)در بمارستانها و پوشاندن قسمت‌های مختلف کشتی برای حفاظت در برابر بارناکلها و ماسلها. ترکيباتی مانند محلول(فلينگ)که در شيمی کاربرد دارد. سولفات مس که به‌عنوان سم و تصفيه کننده آب کاربرد دارد.
تاریخچه ==
مس برای تعدادی از تمدنهای قديمی ثبت شده، شناخته شده بود و تاريخ استفاده از آن حد اقل به 10000 سال پيش می‌‌رسد. يک آويزه مسی، متعلق به سال 8700 قبل از ميلاد در شمال عراق کنونی پيدا شد.نشانه هايی مبنی بر ذوب و خالص کردن مس از اکسيدهای آن مانند مالاکيت (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D8%A7%D9%84%D8%A7%DA%A9%D9% 8A%D8%AA&action=edit&redlink=1) و آزوريت (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A2%D8%B2%D9%88%D8%B1%D9%8A%D8% AA&action=edit&redlink=1) تا سال 5000 قبل از ميلاد وجود دارد.در عوض اولين نشانه‌های استفاده از طلا تقريبا" به 4000 سال قبل از ميلاد بر می‌‌گردد.
مصنوعات مسی و برنزی که از شهرهای سومری و مصنوعات مصری که از مس و آلياژ آن با قلع يافت شده تقريبا" متعلق به 3000 سال قبل از ميلاد هستند. در يکی از اهرام يک سامانه (http://fa.wikipedia.org/wiki/سامانه) لوله کشی با مس پيدا شده که مربوط به5000 سال پيش است. مصريان دريافتند افزودن مقدار کمی قلع، قالب گيری مس را آسان تر می‌‌کند بنابراين آلياژهای برنزی که در مصر (http://fa.wikipedia.org/wiki/مصر) کشف می‌‌شوند تقريبا" قدمتی همانند مس دارند. استفاده از مس در چين باستان حداقل به 2000 سال قبل از ميلاد مربوط بوده و تا 1200 سال قبل از ميلاد در اين کشوربرنز مرغوب ساخته می‌‌شده است.در نظر داشته باشيد چون مس به راحتی برای استفاده و کاربرد مجدد ذوب می‌‌شود، دوران ذکر شده تحت تاثير جنگها و کشورگشائيها قرار می‌‌گيرد.در اروپا مرد يخیOetzi ،مردی که به دقت نگهداری می‌‌شود و متعلق به3200 سال قبل از ميلاد است، تبری با نوک مسی در دست دارد که درجه خلوص (http://fa.wikipedia.org/wiki/خلوص) فلز آن 7/99% می‌‌باشد. مقدار زياد آرسنيک (http://fa.wikipedia.org/wiki/آرسنيک) موجود در موهای او نشان دهنده سرو و کار او با پالايش مس می‌‌باشد. استفاده ار برونز (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A8%D8%B1%D9%88%D9%86%D8%B2&action=edit&redlink=1) در مرحله‌ای از تمدن به قدری فراگير بود که آن مرحله را عصر برونز می‌‌نامند. برنج برای يونانيان شناخته شده بود اما اولين بار بصورت گسترده توسط روميان بکار رفت. به خاطر زيبايی درخشانش- بطوريکه در باستان برای ساخت آئينه از آن استفاده می‌‌شد -ونيزبه دليل ارتباط آن با قبرس (http://fa.wikipedia.org/wiki/قبرس) که مربوط به الهه بود ،در اسطوره‌شناسی (http://fa.wikipedia.org/wiki/اسطوره‌شناسی ) و کيمياگری فلز مس با الهه (http://fa.wikipedia.org/wiki/الهه) های آفروديت (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A2%D9%81%D8%B1%D9%88%D8%AF%D9% 8A%D8%AA&action=edit&redlink=1) و ونوس پيوند دارد.در کيمياگری (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%DA%A9%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%DA% AF%D8%B1%DB%8C&action=edit&redlink=1) علامتی را که برای مس در نظر گرفته بودند ،علامت سياره ناهيد (http://fa.wikipedia.org/wiki/ناهيد) نيز بود.


نقش زيست‌شناختی
وجود مس برای کليه گياهان و حيوانات عالی ضروری می‌‌باشد. مس در آنزمهای متنوعی ،از جمله مراکز مس cytochrome c oxidase و آنزيم (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A2%D9%86%D8%B2%D9%8A%D9%85&action=edit&redlink=1) حاوی Cu-Zn به نام superoxide dismutase وجود دارد و فلز اصلی در رنگدانه حامل اکسيژن hemocyanin است.RDA برای مس در بزرگسالان سالم 9/0 ميلی گرم در روز می‌‌باشد. مس در جريان خون عمدتا" روی پروتئين (http://fa.wikipedia.org/wiki/پروتئين) پلاسمايی بنام ceruloplasmin حرکت می‌‌کند. اگرچه مس اول در روده جذب می‌‌شود، اين عنصر همبسته با آلبومين (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A2%D9%84%D8%A8%D9%88%D9%85%D9% 8A%D9%86&action=edit&redlink=1) به سوی کبد منتقل می‌‌شود. يک حالت ارثی که بيماری ويلسون (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A8%D9%8A%D9%85%D8%A7%D8%B1%DB% 8C_%D9%88%D9%8A%D9%84%D8%B3%D9%88%D9%86&action=edit&redlink=1) ناميده می‌‌شود موجب باقی ماندن مس در بدن و عدم ورود آن به صفرا (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%B5%D9%81%D8%B1%D8%A7&action=edit&redlink=1) توسط کبد (http://fa.wikipedia.org/wiki/کبد) شود.اين بيماری در صورت عدم درمان می‌‌تواند منجر به آسيبهای کبدی و مغزی شود.
پيدايش
مس معمولا" به شکل معدنی يافت می‌‌شود.کانيهايی مثل آزوريت، مالاکيت و برنيت (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A8%D8%B1%D9%86%D9%8A%D8%AA&action=edit&redlink=1) همانند سولفيدهايی از جمله کالکوپيريت ( CuFeS2) ،کوولين ( CuS)، کالکوزين (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%DA%A9%D8%A7%D9%84%DA%A9%D9%88%D8% B2%D9%8A%D9%86&action=edit&redlink=1) ( Cu2S) يا اکسيدهايی مانند کوپريت (Cu2O) از منابع مس هستند.
ترکيبات
آلياژهای بسياری از مس وجود دارد- برنج آلياژ (http://fa.wikipedia.org/wiki/آلياژ) مس/روی و برنز آلياژ مس/ قلع است. متداول‌ترين حالات اکسيداسيون مس شامل حالت مربوط به مس يک طرفيتی cuprous، 1+Cu و حالتcupric ،2+Cu می‌‌باشد.
کربنات مس به رنگ سبز است که بوسيله آن ظاهر منحصر به فرد بامها يا گنبدهای با پوشش مس روی بعضی ساختمانها ساخته می‌‌شوند. اکسيدهای مس ( مانند :اکسيد مس ايتريم و باريم 7δ Yba2Cu3O یا YBCO) پايه‌های بسياری از ابر رساناهای غير معمول را تشکيل می‌‌دهند. ترکيبات ديگر : سولفيد مس
ايزوتوپها
علاوه بر تعداد زيادی رادوايزوتوپ (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D9%88%D8%A7%D9% 8A%D8%B2%D9%88%D8%AA%D9%88%D9%BE&action=edit&redlink=1)، دو ايزوتوپ پايدار Cu-63 و Cu-65 موجود است.تعداد بسيار زيادی از اين راديوازوتوپها دارای نيمه عمرهايی به مقياس دقيقه يا کمتر دارند، طولانی‌ترين نيمه يعمر متعلق به Cu-64 است که مدت آن 7/12 ساعت ،با دو حالت فرسايشی که منجر به محصولات جداگانه می‌‌شود.
هشدارها
با تمامی ترکيبات مس بايد طوری رفتار شود گويی سمی هستند ( مگر خلاف آن مشخص باشد). اين فلز (http://fa.wikipedia.org/wiki/فلز) در حالت پودری (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%BE%D9%88%D8%AF%D8%B1&action=edit&redlink=1) خطر آتش زايی دارد.30 گرم سولفات مس برای انسان کشنده است.مس موجود در آب آشاميدنی با غلظتی بيش از 1 ميلی گرم در ليتر موجب لک شدن لباسها و اقلام در آب می‌‌گردد. مقدار بی خطرمس در آب آشاميدنی انسان بر حسب منبع آن متفاوت است اما مرز آن بين 5/1 تا 2 ميلی گرم در هر ليترمی باشدبرنز

[ghasem motamedi]

نیکل
نیکل ، عنصرشیمیایی جدول تناوبی است که نماد Ni داشته و عدد اتمی آن ، 28 است. استفاده از نیکل ، قدمت باستانی داشته ، به 3500 سال قبل از میلاد مسیح باز می‌گردد. برنزهایی که از سوریه امروزی یافت شده‌اند، حاوی حدودا 2% نیکل بوده و دست‌نوشته‌های چینی اشاره بر این دارند که مس سفید در 1400 تا 1700 سال قبل از میلاد مسیح در مشرق زمین استفاده می‌شد. اما از آنجا که معادن نیکل و مس در آن روزگار به‌راحتی مورد اشتباه قرار می‌گرفتند، تمام دانستنیهای دقیقتر به دوران معاصر باز می‌گردد . کانی‌هایی که حاوی نیکل هستند، از جهت رنگ‌دهی به شیشه کاربرد داشتند و از ارزشی فراوان بر خوردار بودند. در سال 1751 شخصی به نام "Baron Axel Fredrik" تلاشهایی را برای استخراج مس از معدن نیکل انجام داد و که در نتیجه فلزی سفید بدست آورد که آن را نیکل نامید. اولین سکه خالص نیکلی در سال 1881 ساخته شد. پیدایش اکثر نیکلهای بدست آمده از دو نوع معدن بدست آمده‌اند، اولی خاکهای آجری رنگ بوده که مهمترین معدن سنگ نیکل هستند و دومی سولفید موجود در ماگمای زمین می‌باشد. منطقه Sudbury در Ontario کانادا 30% نیکل جهان را تولید می‌کند. معادن دیگر در روسیه استرالیا کوبا و اندونزی می‌باشند. با این وجود این باور وجود دارد که بیشتر نیکل موجود در زمین در هسته این سیاره تمرکز یافته است.
خصوصیات قابل توجه
نیکل یک فلز سفید نقره‌ای است که به‌خوبی جلا می‌گیرد. از گروه آهن‌ها است که سخت و قابل انعطاف بوده ، هادی جریان الکتریسیته می‌باشد و به‌راحتی با گوگرد و آرسنیک ترکیب می‌شود. با توجه به اینکه نیکل ، دوام زیادی در هوا داشته ، اکسیده نمی‌شود، برای تولید سکه‌های پول فلز کاری برنج و آهن و همچنین برای ساخت ابزار آلات شیمیایی در آلیاژهای خاص مانند نقره آلمانی کاربرد دارد و معمولا با کبالت همراه هست که هر دوی آنها در آهن‌های شهاب سنگی یافت می‌شوند. نیکل برای آلیاژهایی که بوجود می‌آورد، بسیار با ارزش می‌باشد.معمولترین حالت اکسیداسیون نیکل ، 2+ است و این در حالی است که نیکل 3+ و 1+ نیز به‌ندرت مشاهده می‌شوند.
کاربردها
تقریبا 65% نیکل مصرفی در دنیای غرب برای تولید لوازم فولاد ضد زنگ بکار می‌رود. 12% دیگر آن به مصرف آلیاژهای عالی می‌رسد. 23% باقی مانده نیز در مصارفی مانند تولید آلیاژ فلزات ، باطری‌های قابل شارژ ، کاتالیزورها ، سکه‌ها و ابزار ریخته‌گری و فلزکاری تقسیم می‌شود.
مصارف کلی نیکل به صورت زیر است:
· فولاد ضد زنگ و دیگر آلیاژهای ضد زنگ.
· فولاد نیکل برای تولید فلز سلاح‌ها و گاو صندوق‌ها کاربرد دارد.
· آلیاژ آلنیکو برای تولید آهن‌ربا
· فلز Mu که قابلیت نفوذ پذیری مغناطیسی بالایی داشته و برای صفحه نمایشهای مغناطیسی استفاده می‌شود.
· آلیاژ کابلهای انتقال حافظه که در ساخت ربات‌ها کاربرد دارد.
· باطری‌های قابل شارژ ، مانند باطریهای نیکل هیدروکسیدی و نیکل کادمیوم.
· ضرب سکه. در ایالات متحده و کانادا ، نیکل برای سکه‌های 5 سنتی استفاده می‌شود که آنها نیز نیکل نامیده می‌شوند.
· آبکاری الکتریکی
· ظروف ضد حرارت برای استفاده در آزمایشگاه‌های شیمی
· نیکل مشتق شده ، یک کاتالیزور است که برای هیدروژنه کردن روغن سبزیجات بکار می‌رود.
نقش بیولوژیکی
اکثر مواد هیدروژنی ، حاوی نیکل و مجموعه های گوگرد-آهنی هستند. هسته نیکل یک عنصر اصلی در تمام مواد هیدروژنی بوده که عملکرد آنها بیشتر اکسیداسیون است تا آزاد کردن هیدروژن. هسته نیکل به این دلیل وجود دارد که بتواند تغییرات ناشی از عمل اکسیداسیون را تحمل کند. همچنین شواهد چنان نشان می‌دهند که هسته نیکل قسمت فعال این آنزیمها هستند. همچنین منوکسید کربنهایی در عمل جدا سازی هیدروژن وجود دارند که حاوی نیکل هستند. درباره ساختار نیکل اطلاعات زیادی در دست نیست. چدن به آلیاژهایی از آهن و کربن که بین ۲ الی ۶/۶۷ درصد کربن داشته باشند، چدن گفته می‌شود .

[ghasem motamedi]

تیتانیوم خالص تجاری و آلیاژهای تیتانیومی آلفا و شبه آلفا به طور کلی نشان داده اند که مقاومت خوبی در مقابل خوردگی دارند . آنها جزء این دسته از آلیاژهای تیتانیوم هستند که قابلیت جو شکاری دارند .تیتانیوم خالص معمولاً دارای مقداری اکسیژن آلیاژ شده با آن است که استحکام تیتانیوم خالص تحت تاثیر مقدار این عناصر بین نشینی ( اکسیژن و نیتروژن ) در ساختار تیتانیومی است . آلیاژهای آلفا معمولاً دارای مقدار بالایی از آلومینیوم هستند که موجب مقاومت به اکسایش این آلیاژ در دماهای بالا می شوند . ( آلیاژهای آلفا – بتا همچنین دارای یک عنصر آلیاژی اصلی هستند که آلومینیوم است اما اولین دلیل آن برای پایدار کردن فاز آلفا است ) .آلیاژهای آلفا را نمی توان برای افزایش خواص مکانیکی بالا تحت عملیات حرارتی قرار داد زیرا یک آلیاژ تک فاز به حساب می آید . اضافه کردن عناصر آلیاژی به تیتانیوم خالص قابلیت عملیات حرارتی برای این آلیاژها یا کار در دمای بالا را چون به صورت یک ساختار دو فازی حاصل شده اند ( آلفا – بتا ) ، ایجاد می کند. آلیاژهای بتا نیمه پایدار هستند ، به این منظور که تمایل به تغییر فاز برای یک حالت تعادلی یا بالانسی از ساختارها دارند . آلیاژهای بتا استحکامی به واسطه ، استحکام ذاتی شان ، ناشی از ساختار بتا و رسوب فاز آلفا و دیگر فازها از آلیاژها در طراحی فرآیندهای عملیاتی حرارتی به دست می آورند . با اهمیت ترین فایده و مزیت به دست آمده از ساختارهای بتا ، افزایش شکل پذیری آنها در ارتباط با دیگر ساختارهای هگزاگونال از جمله آلفا و آلفا – بتا است . تیتانیوم آلومیند از آلیاژهای متداول تیتانیومی متفاوت هستند زیرا آنها به طور اساسی ترکیباتی هستند که باعث افزایش استحکام و قابلیت شکل پذیری و دیگر خواص می شوند . تیتانیوم آلومیندی کاربردهای دمای بالاتر نسبت به آلیاژهای تیتانیومی دارند اما قیمت تمام شده بیشتر و به طور کل داکتیلیته و قابلیت فرم پذیری کمتری خواهند داشت .
آلیاژهای تیتانیموم
تیتانیوم وآلیاژهای آن پتانسیل بالایی در خیلی از کاربردهای خاص دارند ولی بایستی قبل از طراحی و استفاده از آن ، برخی از واقعیتها را درمورد آن مطلع بوده و مد نظر داشت که بیشتر آن در ادامه آورده شده است . محصولات شکل داده شده تیتانیوم به راحتی در دسترس می باشند ولی ریخته گری شده آن محدودتر است . آلیاژهای شکل داده شده از فاکتورهای تجربی خوبی برخوردار می باشند . هر چند که آلیاژهای ریخته گری از لحاظ وزن و قیمت مقرون به صرفه هستند . ریخته گری تحت فشار ایزواستاتیک گرم می تواند محصولاتی در مقایسه با استحکام کاربردی محصولات شکل داده شده را برای بیشتر فلزات حاصل کند . آلیاژهای پودری خیلی بیشتر مورد قبول هستند . همچنین فرآیندهای پودر ( متالورژی پودر ) امکان ترکیب آلیاژهای نا متعارف تری را نسبت به هم می دهد . اگر در این فرآیند به واسطه بر هم کنش تیتانیوم با گازهای بین شبکه همچون N2 & O2 ، روشهای پیچیده بایستی اتخاذ شود . بنابراین آلیاژهای پودری تیتانیوم بایستی بسیار گران و پر هزینه در کاربردهای مختلف باشند سطح خواص آلیاژهای پودر ممکن است به حد انتظار ترکیبات شیمیایی نرسد . با این حال با متالورژی پودر این امکان وجود دارد که با بدست آوردن محصولی ترکیبی به شکل نهایی محصول مورد نظر امکان جبران قیمت تمام شده باشد و دلیلی بر اینکه حداقل یک پتانسیل برای هزینه های پایین تر هنگامی که در طی پروژه منظور می شود وجود داشته باشد .
آلیاژهای ریخته گری شده یا پودری تیتانیومی همیشه امکان انتخاب در کاربردهای سازه را دارا می باشند . اما بایستی برنامه ریزی برای این قبیل استفاده ها در همان مراحل اولیه طراحی مد نظر قرار گیرد نه اینکه تلاش شود تا مواد به دست آمده پودری یا ریخته گری شده در مراحل نهایی کار به جای مواد شکل داده شده قرار گیرند . این معقول به نظر می رسد که موقع انتخاب آلیاژهای تیتانیومی از عمومی ترین آلیاژِها استفاده شود مگر در مواقعی که خاصیت خاصی از این فلز مد نظر باشد تا یک آلیاژ خاص در نظر گرفته شود ( مثلاً Ti-6AL- 4v دارای خواص متعدد و زیادی است اما مصارف خاصی دارد ) .
Handbook ها و مراجع مربوط به مواد و از این قبیل کتابها برای طراحی بسیار با ارزش هستند . اما هیچ جانشینی را برای تماس با تأمین کننده و سازنده وجود ندارد . خواص و ویژگیهای از این قبیل شرایط فرم دهی غیر معمول و یا فرآیند غیر ایده آل ریخته گری را برای این فلز نبایستی عملیات سرد کردن و گرم کردن غیر معمولی را برای خواص در نظر گرفت . خواص مواد ریخته گری شده و پودری در محدوده پایین تر نسبت به آلیاژهای شکل داده شده قرار دارد . به طوری که خواص مشترک آنها به سختی به همدیگرقابل مقایسه هستند . اما داده های بدست آمده پراکنده در ریخته گری و همچنین متالورژی پودر ممکن است پایین تر از حداقل های طراحی را نتیجه بدهد . اگر یک طراحی پذیرفته شود بدون هیچ انعطافی با رعایت سطح خواص آن مشخص شده ، این طراحی ممکن است به صورت غیر قابل برگشت پذیری بعداً مورد سؤ ظن و گمان باشد . صنایع فضایی به دنبال بهترین خصوصیت وبهینه ترین آنها هستند . هنگامی که تیتانیوم در کاربردهایی با بحرانیت کمتر استفاده می شود ، دقت کمتری در خواص بایستی در نظر گرفته شود و این امکان وجود دارد تا هزینه و زمان کاهش داده شود . امروزه دز ایران علاوه بر صنایع هوایی و نظامی رویکردی خاص به این فلز در صنایع شیمیایی به خصوص در صنایع پتروشیمی دیده می شود که این به نوبه خود باعث ایجاد مجال مناسبی جهت کار بر روی ابن فلز و تهیه روشهای استاندارد تولید تجهیزات تیتانیومی در ایرانمیگردد .
ساختار تیتانیوم به طور کلی نقطه ذوب تیتانیوم در حدود 1660 درجه سانتیگراد می باشد . اما بیشتر آلیاژهای تجاری آلومینیوم در دمای 538 درجه سانتیگراد کاربرد دارند . تیتانیوم دارای دو ساختار کریستالی است ، در یکی از آنها اتمها در ساختار مکعبی مرکزدار( bcc ) قرارگرفته اند و در دیگر اتمها در یک ساختار شش وجهی فشرده یا هگزا گونال ( HCP ) قرار دارند . ساختار مکعبی مرکز دار ( bcc ) تنها در دمای بالا به دست می آید بجز در مواردی که تیتانیوم با دیگر عناصر برای ثبات پایدار ساختار مکعبی در دمای پایین آلیاژ شده است .
دو ساختار کریستالی تیتانیوم به عنوان ساختارهای b ، a شناخته می شوند . a اشاره دارد به ساختارهای هگزاگونال تیتانیوم چه به صورت آلیاژ یا خالص و ساختار b مربوط به ساختارهای مکعبی یا آلیاژهای آن است . ساختارهای b ، a در بعضی مواقع به عنوان سیستم ها یا نوع هایی از سیستم شناخته می شوند که آن را به چهار دسته آلیاژهای a و شبه a یا نزدیک به a و a / b و a تقسیم بندی می کنند .این ترکیبات نشان دهنده تمامی عناصر آلیاژی تیتانیوم نیست اما بیشتر عناصر استفاده شده در طراحی آلیاژهای تیتانیوم را شامل می شود .
ساختار تیتانیوم
تیتانیوم خالص تجاری به صورت ساختار a است . اضافه کردن برخی از عناصر آلیاژی به تیتانیوم خالص تجاری محدوده را برای ریز ساختارهای آلیاژی ایجاد می کند . با داشتن سطح مطلوبی از عناصر آلیاژی b ، فاز b در طول گرم کردن تولید می شود و در حین فرآیند سرد کردن در ادامه یک فرآیند گرم به ساختار دیگر منتقل می شود . ساختار حاصله در این مورد را آلیاژهای b ، a می نامند ( فاز b به a تبدیل می شود ولی فاز باقی مانده هم خواهیم داشت ) تغییرات در آلیاژهای متمایز می شود با محدوده وسیعی از ساختار وخواص شیمیایی آلیاژ که لازمه یک آلیاژ a می باشد . این تغییرات به صورت ترم ساختاری near - a ( ساختارهای شبه a یا نزدیک به a ) هستند . ساختار را بایستی به طور کلی به عنوان نیمه پایدار شناخت . آلیاژها با ساختار b در حین سرد کردن تا دمای اتاق به دست می آیند . آلومیندهای تیتانیومی ترکیبات بین فلزی هستند که از تیتانیوم وآلومینیوم ( به همراه یک یا بیشتر از عناصر آلیاژی ) به دست می آیند .

[ghasem motamedi]

سابقا" تانتالیم نامیده می‌شد عنصر شیمیایی است که با نشان Ta و عدد اتمی 73 در جدول تناوبی وجود دارد. تانتالم که فلز انتقالی براق ، سخت ، کمیاب و به رنگ آبی خاکستری است، به‌شدت در برابر فرسایش بوسیله اسید مقاوم بوده ، در کانی تانتالیت وجود دارد. تانتالم چون با مایعات بدن واکنش نمی‌کند، در وسایل جراحی و پیوندها بکار می‌رود.
تانتالم ( واژه یونانی Tantalos، ویژگی اسطوره‌شناسی ) در سال 1802 توسط "Anders Ekeberg" در سوئد کشف شد و در سال 1820، بوسیله "Jons Berzelius" جداسازی شد. بسیاری از شیمیدانان معاصر تا سال 1844 تصور می‌کردند نیوبیم و تانتالم عناصری مشابه هستند تا اینکه پس از سال 1866 محققان اثبات کردند اسیدهای نیوبیم و تانتالم ترکیباتی متفاوت می‌باشند. محققان در ابتدا فقط توانستند نوع ناخالص این فلز را جدا کنند و اولین شکل نسبتا" خالص و انعطاف پذیر این فلز در سال 1903 بوسیله "Werner von Bolton" تولید شد. قبل از تنگستن از سیمهای باریک تانتالم در لامپ استفاده می‌شد. نام این عنصر از نام تانتالوس ، پدر نایوبی در اسطوره شناسی یونانی گرفته شده که پس از مرگ مجازات شد بصورتیکه با میوه هایی رسیده بالای سرخود محکوم به ایستادن تا زانو در آب بود و هر دو حالت برای همیشه او را به هوس می‌انداخت؛ اگر برای نوشیدن آب خم شود، سطح آب پایین می‌رود و اگر برای چیدن میوه اقدام کند شاخه‌ها از دسترس او دور می‌شوند. این حالت مشابه خصوصیت عمومی واکنش‌ناپذیری تانتالم به حساب می‌آید. این عنصردر کنار معرفها قرار می‌گیرد، ولی تحت تاثیر آنها واقع نمی‌شود.
پیدایـــــــــــش
تانتالم ، اصولا" در کانی تانتالیت و اوکسنیت و سایر کانی‌ها ( سامارسکیت و فرگوسونیت ) یافت می‌شود. کانی‌های تانتالم در استرالیا ، برزیل ، کانادا ، جمهوری دموکراتیک کنگو ، موزامبیک ، نیجریه ، پرتقال و تایلند استخراج می‌شوند. تانتالیت اکثرا" به همراه کلمبیت در سنگ معدنی به نام کلتان وجود دارد که درباره منابع آنها سوالاتی مطرح شده است. مراحل پیچیده ای برای جداسازی تانتالم از نیوبیم بکار گرفته می‌شود. برای تولید تجاری این عنصر باید از یکی از روشهای متفاوت این کار استفاده نمود، مثلا" الکترولیز فلوروتنتالات پتاسیم مذاب ، کاهش فلوروتنتالات پتاسیم با سدیم یا بوسیله واکنش کاربید تانتالم با اکسید تانتالم. تانتالم همچنین یک محصول جانبی از استخراج قلع می‌باشد.
خصوصیات
تانتالم خاکستری رنگ ، سنگین ، انعطاف پذیر ، بسیار سخت ، به‌آسانی قابل تهیه ، به‌شدت در برابر اسیدها مقاوم و از هدایت الکتریکی و حرارتی خوبی برخوردار می‌باشد. در واقع این فلز در دماهای زیر 150 درجه سانتیگراد ، کاملا" از حملات شیمیایی مصون است و فقط توسط اسید هیدروفلوئوریک ، محلولهای اسیدی حاوی یون فلورید و تری‌اکسید سولفور آزاد مورد حمله قرار می‌گیرد. تنها نقطه ذوب تنگستن و رنیم از این عنصر بیشتر است ( نقطه ذوب k 3290 و نقطه جوش k 5731).
کاربردهــــــا
کاربرد اصلی تانتالم ، بصورت پودر فلزی در تولید قطعات الکترونیکی ، عمدتا" خازنهای تانتالم می‌باشد. موارد استفاده از خازنهای تانتالم ، بیشتر در تلفن‌های سیار ، پیجرها ، رایانه‌ها و الکترونیک موتوری است. از تانتالم همچنین جهت تولید آلیاژهای مختلفی که دارای نقاط ذوب بالا ، مقاومت و انعطاف پذیری هستند، استفاده می‌شود. تانتالم با عناصر دیگر آلیاژهایی می‌سازد که در تولید ابزارهای کاربید برای وسایل فلزکاری و در تولید ابر آلیاژها برای قطعات موتورهای جت ، ابزار فرآیندهای شیمیایی ، رآکتورهای هسته‌ای و قطعات موشک بکار می‌روند. این فلز ، انعطاف‌پذیر بوده و می‌توان آنرا به شکل سیمهای ظریفی تبدیل نمود که بعنوان یک افروزه جهت تبخیر فلزاتی همچون آلومینیوم بکار می‌روند. چون در برابر واکنش مایعات بدن مصون است و تحریک کننده نیز نمی‌باشد، در ساخت وسایل جراحی کاربرد وسیعی دارد. قرار است از اکسید تانتالم برای ساخت شیشه‌هایی با ضریب شکست بالا جهت لنز دوربین استفاده شود. علاوه بر اینها از این فلز در تولید قسمتهای کوره خلأ استفاده می‌گردد.
ترکیبات
دانشمندان آزمایشگاه ملی Los Alamos ماده های مرکب گرافیت ، کاربید و تانتالم ساخته‌اند که یکی از سخت‌ترین مواد ساخته شده محسوب می‌شود.
ایزوتوپهــــــا
تانتالم بطور طبیعی دارای دو ایزوتوپ می‌باشد، Ta-181 که ایزوتوپی پایدار است وTa-180 که ایزوتوپ رادیواکتیو است که خیلی سریع به یک ایزومر هسته‌ای با نیم عمر بیش از 15 10 سال تبدیل می‌شود.
اثرات تانتالیم برروی سلامتی
تنفس، خوردن و یا جذب تانتالیم از راه پوست مضر است و باعث سوزش چشم و پوست می شود. این ماده باعث تحریک غشای مخاطی و مجاری تنفسی می شود. در مورد اثرات منفی تانتالیم بر روی کارگرانی که در محیطهای صنعتی با تانتالیم سر و کار دارند، تا کنون گزارشی دریافت نشده است. دوز بالای تانتالیم در موشهای صحرایی باعث آسیب مجاری تنفسی شده است. تانتالیم فلزی در تماس با پوست ساکن و بی حرکت است.

[ghasem motamedi]

موليبدن در سال 1778 به وسيله يك شيميدان سوئدي به نام كارل شل به صورت يك عنصر كشف شد . اين عنصر در آزمايشگاهها باقي ماند تا اينكه در اواخر سال 1880 يك متالورژيست فرانسوي ورقه هاي فولادي ـ آرمور حاوي موليبدن توليد كرد . با گذشت زمان موليبدن به عنوان يك عنصر در توليد فولاد ابزار و قالب به كار رفت . كاربرد وسيع موليبدن از زمان جنگ جهاني اول آغاز شد كه در اين زمان موليبدن در توليد ورقهاي آرمور ، فولار ابزار و فولادهاي با استحكام بالا براي ساخت موتور هواپيما به كار برده شد . بعد از جنگ جهاني اول تقاضا براي موليبدن با پائين ترين سطح خود رسيد . اما كارايي فولاد حاوي موليبدن در ابزار جنگي باعث انجام تحقيقات زيادي براي اين آلياژها شد و بعد از اين تحقيقات فولادهاي سري 4100 كه حاوي موليبدن بودند ساخته شد . موليبدن با جرم اتمي 94/95 چهل و دومين عنصر در جدول تناوبي به شمار مي آيد كه هم اكنون در جهان بعنوان يكي از فلزات مهم مطرح مي باشد موليبدن فلزي است به رنگ سفيد نقره اي با وزن مخصوص 2/10 گرم بر سانتي متر مكعب كه همراه فلزاتي چون كروم ، تنگستن ، تيتانيوم ، واناديوم ، زيركونيوم ، تانتاليوم و نيوبيوم به دليل دارا بودن نقطه ذوب بالاتر از 1650 درجه سانتي گراد گروه فلزات دير گداز را تشكيل مي دهند . فلز خالص موليبدنيوم توسط احياي هيدروژني 3MOO و تصعيد كردن 5 Mocl و بدنبال آن احياي هيدروژن قابل توليد است موليبدن بعنوان يك عنصر مهم چه به صورت خالص و چه به صورت يك عنصر آلياژي با فلزات ديگر كاربردهاي زيادي دارد . تقريباً 80% از توليد موليبدن به صورت آلياژ با آهن مصرف مي شود . از اين آلياژ در ساختن حفاظ هاي حرارتي ، قسمتهاي مختلف موتور هواپيما ، مبدل هاي حرارتي ، راكتورهاي هسته اي ، ظرف هاي نمونه گيري پرتوهاي خطرناك و تجهيزات صنايع شيميايي بعلت بالا بودن مقاومت حرارتي آن و نيز ساخت ابزار آلات بعلت استحكام آن در ساختن مان فولادها و ضد اسيدها بهمراه كروم و نيكل و واناديم مصارف بسيار زيادي دارد . تقاضاي بازار براي موليبدن هم اكنون در حدود 140 هزار تن مي باشد ، كه تخمين زده شده ، هر سال به ميزان 5/2 تا 3 هزار تن در سال افزايش يابد . امروزه بيش از دهها كاني موليبدن در طبيعت شناسايي شده كه در اين بين موليبدنيت از مهم ترين و فراوان ترين و در حقيقت اصلي ترين كاني موليبدن مي باشد ، كه گر چه به صورت معادن مستقل وجود دارد اما عموماًُ محصول جنبي استخراج مس و اورانيوم مي باشد . در ايران موليبدن همراه با سنگ معدن مس در معدن سرچشمه كرمان وجود دارد و در مرحله تغليظ سنگ معدن به روش فلوتاسيون بازيابي مي شود . ميزان بازيابي موليبدنيت در مجتمع مس سرچشمه روزانه 10 تن مي باشد . با توجه به اهميت موليبدن به عنوان يكي از مواد اوليه قابل مصرف در صنايع مختلف انجام مطالعات اوليه براي بازيابي و مصرف اين ماده در داخل كشور ضروري است . روش متداول براي استخراج موليبدن تشويه موليبدنيت و توليد اكسيدموليبدن مي باشد ، اكسيد توليد شده را به روش هاي شيميايي يا حرارتي افزايش خلوص داده و نهايتاً آنرا با گاز هيدروژن احياء مي كنند . علاوه بر تشويه روش هاي ديگري از جمله متالونزمي تجزيه مستقيم حرارتي موليبدنت ، كلريناسيون و ... براي تهيه موليبدن و اكسيد موليبدن مورد آزمايش قرار گرفته اند ، اما هيچكدام از روش هاي اخير به دليل اقتصادي مقرون به صرفه نبوده اند . روش بررسي شده در اين تحقيق تهيه اكسيد موليبدن از موليبدنت توليدي در مجتمع مس سرچشمه به روش تشويه مي باشد . در اين روش اگر مسائل آلودگي محيط زيست و توليد گرد و غبار وجود دارد . اما به دليل هم خواني با طرح كارخانه مس سرچشمه و سادگ عمليات و همچنين امكان بازيابي عناصري مانند رنيوم و توليد فروموليبدن قابليت بررسي و تحقيق را دارد . محصول توليد شده در اين روش از خلوص نسبتاً بالايي برخوردار بوده و قابليت كار برد در موارد خاص از جمله كاتاليست هاي مصرفي در صنايع نفت و گاز و فولاد سازي را دارد . اين تحقيق مشتمل بر شش فصل مي باشد كه در فصل اول تحت عنوان مقدمه به كلياتي در مورد شناخت ، توليد و كاربرد فلز موليبدن و همچنين هدف و ضرورت انجام اين پروژه اشاره شده است . در فصل دوم تحت عنوان كليات خصوصيات مختلف فلز موليبدن ، كاربرد و غيره ... ذكر مي شود . در فصل سوم و با توجه به توليد موليبدن از موليبدنيت ، در ابتدا مدار بازيابي موليبدنيت سرچشمه به صورت اجمالي تشريح شده و در ادامه روشهاي مختلف توليد فلز موليبدن علاوه بر تشويه ذكر شده و تشريح مي گردد در فصل چهارم مطالعات آزمايشگاهي انجام شده در مورد اين تحقيق مورد بررسي قرار گرفته ونهايتاً در فصل پنجم نتايج بدست آمده از تست انجام شده در آزمايشگاه توسط اينجانب ذكر و مورد تحليل و بررسي قرار مي گيرد .


خواص موليبدن
خواص شيميايي
موليبدن در جدول تناوبي در گروه VIB بين عناصر كروم و تنگستن و از لحاظ دوره تناوب بين نيوبيوم و تكنسيوم قرار دارد . رنگ آن نقره اي متمايل به خاكستري است . داراي اعداد اكسيد اسيون متفاوت مي باشد كه پايدارترين عد اكسيد اسيون آن 6+مي باشد و درجات اكسيداسيون 5+ و 4+ و 3+ و 2+ و 0 كمتر پايدار مي باشد . موليبدن يك عنصر انتقالي با ماكزيمم الكترونهاي جفت نشده اربيتال هاي D 4 يعني 5 عدد الكترون جفت نشده مي باشد . و همين الكترون هاي جفت نشده باعث نقطه ذوب بالا با استحكام و مدول الاستيسيته زياد مي شوند . مقاومت به خوردگي يكي از با ارزشترين خواص موليبدن مي باشد . موليبدن در مقابل اسدهاي معدني مقاومت به خوردگي خوبي دارد . همچنين در برابر مذاب فلزات مقاومت عالي دارد . حد دمايي كه موليبدن را در تماس با فلزات مذاب به مدت طولاني مي توان به كار برد در جدول (2ـ1) و فلزاتي چون مس ، طلا و نقره مي باشد .
جدول (2ـ1) حد دمايي براي تماس موليبدن با فلزات مذاب ديگر

حد دما
(درجه سانتي گراد)
فلز
حد دما
(درجه سانتي گراد)
فلز
600
جيوه
1425
بيسوت
1100
پتاسيم
400
گاليم
1500
سديم (مذاب و بخار)
1200
سرب
700
منيزيم
925
ليتيم

در تماس با مذاب فلزات بيشترين حمله توسط مذاب فلزات قلع) در دمايC ْ1000 (، آلومينيوم ، نيكل ، آهن و كبالت صورت مي گيرد . موليبدن مقاومت نسبتاً خوبي در مقابل روي مذاب دارد . اما آلياژ W % 30 ـ MO در مقابل روي مذاب تا دماي C ْ800 كاملاً مقاوم است . فلز موليبدن مقاومت قابل قبولي در برابر مذاب انواع شيشه ها و بيشتر سرباره هاي غير آهني دارد . در دماي بالاي C 600 موليبدن بدون پوشش در هوا يا در اتمسفرهاي اكسيد كننده سريع اكسيد مي شود و تشكيل 3 MoO مي دهد . هنوز آلياژ پايه موليبدن كه مقاومت اكسيداسيون بالا و استحكام را همزمان داشته باشد كشف نشده است . براي جلوگيري از اكسيداسيون موليبدن استفاده از پوششهاي محافظ متداول است . روشي كه بيشترين كاربرد را دارد استفاده از پوشش هاي نفوذي مي باشد كه در اين روش سيليسيم را در سطح موليبدن نفوذ مي دهند . اين لايه تا دماي C 1650 در برابر اكسيداسيون مقاومت عالي دارد . در خلاء موليبدن بدون پوشش عمر نامحدود دارد . اين امر در شرايط شبه خلاء از جوزمين واقعيت دارد . اتمسفر حاوي هيدروژن خالص ـ آرگون و هليم در تمام دماها براي موليبدن خنثي هستند . در حالي كه گازهاي 2SO ، NO ، 2NO و بخار آب اثر اكسيد كنندگي در دماي بالا دارند. گازهاي NO ، 2 NO در دماي بالا مي توانند يك فيلم نيتريدي روي موليبدن تشكيل دهند . موليبدن در اتمسفرهاي حاوي دي اكسيدكربن ـ آمونياك و نيتروژن تا دماي C 1100 خنثي است . هيدروكربنها و مونوكسيد كربن ممكن است موليبدن را در دماي بالاي C 1100 كربوره كنند . موليبدن از نظر شيميايي باعث كاهش حدود كريستالي فولاد شده و بنابراين فلزي با دانه هاي ريز توليد مي نمايد . اين فلز در مقابل خوردگي مقاوم بوده و مقاومت بالايي نيز در برابر درجه حرارت بالا از خود نشان مي دهد . به طور كلي بسياري از خواص شيميايي اين فلز با تنگستن قابل مقايسه مي باشد .
خواص فيزيكي
موليبدن فلزي است با نقطه ذوب بالا كه داراي استحكام بالا و مدول الا ستيسيته زياد مي باشد . نقطه ذوب موليبدنC ْ2626 يعنيC ْ1100 درجه بالاتر از نقطه ذوب آهن مي باشد . از لحاظ نقطه ذوب تنها دو عنصر تنگستن و تانتاليوم نقطه ذوب بالاتر از موليبدن دارند . شبكه كريستالي موليبدن BCC مي باشد . خصوصيت اصلي موليبدن مقاومت بالاي آن در درجه حرارتهاي بالا ، سختي مكانيكي قابل ملاحظه آن ، كشش حرارتي نسبتاً كم و تغيير فوري ظرفيتهاي آن مي باشد . فلزي است چكش خوار و نرمتر از شيشه مي باشد . اين مشخصات باعث ايجاد آلياژهاي آهن محكم و مقاوم از نظر مكانيكي و شيميايي و حرارتي مي باشد . خواص فيزيكي موليبدن در جدول (2ـ2) داده شده است .
جدول (2ـ2) خواص فيزيكي موليبدن

خاصيت
مقدار
عدد اتمي
42
ايزوتوپ هاي طبيعي
100 ، 98 ، 97 ، 96 ، 95 ، 94 ، 92
ايزوتوپ هاي مصنوعي
105 ، 102 ، 101 ، 99 ، 93 ، 91 ، 90
وزن اتمي
94/95
شعاع يوني
ـــــ
يون هاي سه ظرفيتي
NM 9%
يون هاي شش ظرفيتي
NM 62 0/
حجم اتمي MIL /CM3
9/41
شبكه كريستالي
BCC
نقطه ذوب (درجه سانتي گراد)
9 + 2626
گرماي نهان ذوبMOL /KJ
28
نقطه جوش (درجه سانتي گراد)
5560
گرماي نهان تبخير MOL /KJ
491
آنتروپي كريستال J/MOLOK
6/28
فشار بخار (پاسكال)
ــــ
در OC 1725
9- 10 ×95/3
در C 2225
6 -10×95/4
در D 2610
4- 10×72/1
در C 2725
4- 10×05/4
در C 3725
2- 10×41/8
در C 4225
1- 10×76/4
در C 4725
82/1
در C 5225
57/5
سرعت تبخير
(LOG(RATE)=17/11-38600T-1/76(LOGT
ضريب انبساط طولي

OC 400 ـ0
23/0
C 800 ـ 0
46/0
C 1200ـ0
72/0
دانسيته CM3 /GR
22/10
كشش سطحي در نقطه ذوب CM /DYN
2240

فلز موليبدن به خاطر ضريب انبساط حرارتي كم و هدايت حرارتي بالا در برابر شوك هاي حرارتي مقاومت خوبي دارد و اين باعث كاربرد فلز موليبدن به عنوان قالبهاي ريخته گري و بعضي كاربردهاي الكتريكي و الكترونيكي مي شود .


آلياژهاي موليبدن
آلياژهاي پايه موليبدن
دو آلياژ پايه موليبدن وجود دارد كه تركيب شيميايي اين دو آلياژ به صورت زير مي باشد .
جدول (2ـ3)

درصد موليبدن
درصد تنگستن
درصد تيتانيوم
درصد زيركونيوم
آلياژ
بالانس
ــــ
55/0 ـ 4/0
12/0 ـ 6%
TZM
بالانس
33 ـ 27
ــــ
ـــــ
30W ـ MO

آلياژ TZM نتيجه تحقيقات بسيار زيادي است كه براي بدست آوردن ماده اي با استحكام و تافنس بيشتر از موليبدن در دماي بالا انجام شده است . مقادير بسيار كم عناصر آلياژي موجود اين خواص را بوجود مي آورد . بدون اينكه قابليت ريخته گري يا كارپذيري موليبدن كاهش يابد . آلياژ TZM دماي تبلور مجدد بسيار بالتري نسبت به فلز موليبدن دارد بنابراين خاصيت كار سختي آن تا دماي بالا حفظ مي شود . استحكام كششي آلياژ TZM و موليبدن غير آلياژي در جدول (2ـ4) دارد شده است .
جدول (2ـ4) استحكام كششي موليبدن و آلياژ TZM بر حسب MPA

آلياژ TZM
موليبدن
دما C
830
790
محيط
790
750
200
730
660
400
670
570
600
600
480
800
520
370
1000
445
180
1200

آلياژ OW3 ـ MO به خاطر نقطه ذوب بالاي تنگستن (C 3380) ابتدا براي ايجاد آلياژي با نقطه ذوب بالاتر از موليبدن به كار رفت . چون اين آلياژ توسط روي مذاب مورد حمله قرار نمي گيرد در نتيجه آلياژOW3 ـ MO در صنايع ذوب روي و در قطعاتي همچون تانديش ، والوها و محافظ هاي نزموكويل به كار مي رود .
موليبدن به عنوان يك عنصر آلياژي
مهمترين كاربرد موليبدن به عنوان عنصر آلياژي در فولادها و همچنين بعضي از آلياژهاي پايه نيكل ، كبالت و يا تيتانيوم مي باشد . در فولادهاي مهندسي كه براي ساخت چرخ دنده هاي كربوره شونده ، رول برينگ ها و بولبرنيگ ها ، محورها شافت ها و گلوله هاي آسياب به كار مي روند ، درصد موليبدن 3/0 ـ 15% درصدي مي باشد . اگر موليبدن را همراه با عناصر آلياژي ديگر همچون منگنز ، كروم ، نيكل و بور به كار برند بسيار مؤثر خواهد بود . در فولادهاي كروم دار و يانيكل دار كه دچار تردي حرارتي مي شوند اضافه كردن موليبدن به اين فولادها باعث كاهش يا حذف تردي حرارتي خواهد شد . كاربرد ديگر موليبدن جانشين موليبدن به جاي تنگستن در فولادهاي تندبر مي باشد . فولادهايي كه حاوي 9 درصد موليبدن هستند و در دماي بالا سخت شده اند شبيه فولادهايي هستند كه داراي 18 درصد تنگستن هستند . فولادهاي تندبر كه از موليبدن ساخته مي شوند به طور متوسط داراي 5/9 ـ 75/3 درصد موليبدن مي باشند . امروزه بيش از 92 درصد از تيغه ها و مته هاي حفاري كه در آمريكا توليد مي شوند از فولادهاي تندبر موليبدن مي باشد اضافه كردن موليبدن به فولادهاي ضد زنگ حاوي 29 ـ 17 درصد كروم باعث بهبود مقاومت خوردگي اين فولادها مي شود . اضافه كردن 4ـ1 درصد موليبدن به فولاد باعث افزايش شديد مقاومت در برابر حفره دار شدن مي شود . در چدن افزايش باعث افزايش موليبدن سختي و استحكام مي شود . چدن هاي داراي موليبدن براي ساخت ميل لنگ موتورهاي ديزلي بزرگ ، موتور كشتي ها و پمپ هاي خطوط لوله به كار مي روند و چدنهايي پر آلياژ كه داراي 3ـ2 درصد موليبدن و 28ـ15 درصد كروم باشند داراي مقاومت به سايش خوبي هستند . نقش موليبدن در اين چدنها پايدار كردن ساختار مي باشد .
منشاء ذخاير موليبدن و توليد جهاني
مهمترين منشاء ذخاير موليبدن كانسارهاي نوع پورفيري هستند كه داراي بيشترين اهميت اقتصادي و تجاري مي باشند و مركب از استوك هاي گرانيتي بزرگ دايره اي يا بيضوي با قطر چندين كيلومتر مي باشند كه بر اساس سنگ ميزبان ماده معدني نامگذاري مي شوند ذخاير پورفيري عمدتاً از عيار پائيني برخوردار بوده و شامل طيف گسترده اي از عناصر فلزي مانند مس ، نقره ، طلا ، قلع ، تنگستن و كافر موليبدن مي باشد . اين دسته در وهله اول بعنوان كارنساز مس مطح مي شوند و كاني موليبدنيت (2MOS )بعنوان يك محصول جنبي و فرعي آنها محسوب مي گردد كه معدن مس و سرچشمه نيز از همين گونه است . عيار موليبدن در اين دسته بين 15% تا 8% درصد تغيير مي كند تعدادي از پورفيري ها نيز صرفاً بعوان معادن موليبدن شناخته مي شوند و عمدتاً حالوي ماده حاوي ماده معدني موليبدن در اين دسته بين 12/0 تا 5/0 درصد تغير مي كند . وعمدتاً حاوي ماده معدني موليبدن مي باشند كه از اين دسته مي توان به معدن كليماكس اشاره شد . عيار موليبدن در اين دسته 2/0 تا 5% درصد تغيير مي كند . كانيهاي موليبدن به عنوان منابع اوليه فلز موليبدن از كانساري آن به صورت به دو صورت روباز و زير زميني استخراج مي گردند . منابع عمده مي باشند فلز كارنسارهاي پورفيري موليبدن و نيز كارنسارهاي پورفيري مس ـ موليبدن مي باشند كه درصد قابل توجهي از موليبدن دنيا را توليد مي كنند . قابل ذكر است كه هم اكنون حدود 70 درصد موليبدن دنيا بعنوان محصول جانبي از معادن مس پورفيري توليد مي شود ، از نقطه نظر ميزان ذخاير موليبدن در جهان بايد گفت كه در حدود نيمي از ذخاير شناخته شده متعلق به كشور آمريكا مي باشد . معدن كليما كس در ايالات متحده با توليد روزانه 220 تن كنسانتره موليبدن رتبه اول را دارد . ديگر كشورهاي كه داراي ذخاير موليبدن مي باشند عبارتند از : چين ، روسيه ، بلغارستان ، روماني ، كره شمالي اسپانيا و شيلي .
ذخاير موليبدن در ايران
كانسارهاي موليبدنيت ايران همانند كانسارهاي پورفيري مس بر روي كمربند مس كه از جنوب شرقي ايران شروع و تا شمال غربي و نواحي آذربايجان ادامه دارد واقع است . آثار موليبدنيت در تعدادي از اين كانسارهاي گزارش شده است ؛ اما به غير از كانسار مس سرچشمه كه هم اكنون در حال توليد كنسانتره موليبدنيت از آن مي باشد در ساير نقاط مطالعات زيادي انجام نشده است و در برخي فقط تعدادي نمونه جهت انجام آزمايش هاي شيميايي برداشت شده است . به طور كلي مي توان گفت كانسارهاي مس پورفيري ايران بخصوص كانسارهاي منطقه كرمان داراي انديس هاي موليبدن مي باشند . در ناحيه تخلك و انارك در ايران مركزي نيز آثاري از وجود موليبدن به چشم مي خورد و علاوه بر آن معدن ميدوك ، سونگون ، گولان ، قره در قره چيلر داراي انديس هاي موليبدن هستند .

[ghasem motamedi]

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/3/3d/pic_crystal1.jpg



روی عنصر (http://www.negarclubs.ir/)فلزی براق به رنگ سفید (http://www.negarclubs.ir/)مایل به آبی است. در دماهای معمولی به حالت شکننده و کریستالی (http://www.negarclubs.ir/)است اما در دمای بین دمای 100 تا 150 درجه سانتیگراد خاصیت چکش خواری و تورق دارد . این عنصر در سال توسط دانشمند کشف گردید . منابع اصلی آن معدن (http://www.negarclubs.ir/)سولفید ، زینکبلند یا اسفالریت زینکیت (اکسید روی)، کالامین (سیلیکات روی) و اسمیت سونیت (کربنات روی) می باشند . سنگ سولفیدی تا تبدیل شدن به اکسید برشته می شود سپس با زغال (ذغال) تا دمای 1200 درجه سانتیگراد حرارت داده می شود . تبخیر (http://www.negarclubs.ir/)وسپس خارج از محفظه واکنش متراکم شده و در قالب هایی که اسپلتر نامیده می شود قالب (http://www.negarclubs.ir/)گیری می شود.




http://www.ilzima.org/farsi/zinc/images/history2.jpg



روی از سالها قبل شناخته شده بود از روی و ترکیبات (http://www.negarclubs.ir/)روی برای ساخت آلیاژ برنج استفاده می شود. آلیاژهای روی که شامل 87 درصد (http://www.negarclubs.ir/)روی هستنداز سالهای خیلی پیش در ترانسیلوانیا شناخته شده هستند. این عنصر از 13 قرن پیش توسط هندی ها از واکنش بین کالامین (http://www.negarclubs.ir/)و یک ترکیب الی تولید شد. این فلز دوباره توسط اروپاییان در سال 1746 کشف و تولید شد.




http://www.metalmorphosis.com.au/images/imgSlabCapRawZinc.jpg



روش استخراج روی از سوختن و اکسید شدن سنگ معدن روی و واکنش اکسید روی با زغال یا کربن توسط تقطیر فلز حاصل می شود. روی در طبیعت (http://www.negarclubs.ir/)دارای 5 ایزوتوپ پایدار است. 16 عدد ایزوتوپ (http://www.negarclubs.ir/)ناپایدار نیز برای روی شناخته شده است. این عنصر خاصیت نیمه رسانای دارد و در هوا با شعله قرمز خیلی داغ می سوزد و براهای سفید سمی از آن ساطع می شود. خاصیت قالب پذیری این عنصر بالا است . نه فلز روی نه زیرکونیم هیچ کدام خاصیت آهنربایی (http://www.negarclubs.ir/)ندارند. اما این ترکیب ZrZn2 در دمای زیر 350 درجه کلوین خاصیت آهنربایی دارد.




http://image.ec21.com/image/ypco/oimg_GC01048441_CA01048451/Special_High_Grade_Zinc_Slab_Ingot.jpg



این فلز دارای آلیاژهای زیادی می باشد که شامل برنج (http://www.negarclubs.ir/)، نقره نیکلی، برنز تجارتی، لحیم قلع، آلومینیوم (http://www.negarclubs.ir/)لحیم شده است. روی با کیفیت بالا برای تولید قالب استفاده می شود که از این قالب گیری برای کاربردهای اتومبیل سازی و صنایع الکتریکی و سخت افزاها مورد استفاده قرار می گیرد. یک آلیاژ (http://www.negarclubs.ir/)روی که به نام پرزتال نامیده می شود شامل 78 درصد روی و 22 درصد آلومینیوم است که بیشتر برای صتایع (http://www.negarclubs.ir/)فولاد و پلاستیکهای (http://www.negarclubs.ir/)قالب گیری استفاده می شود. از این آلیاژ همچنین برای قالب گیری سرامیک و سیمان (http://www.negarclubs.ir/)مورد استفاده قرار می گیرد.




http://omnialloys.com/pb/wp_cf4d08e5/images/img48974473c65923e1c.jpg



روی همچنین برای آبکاری دادن فلزاتی مثل آهن (http://www.negarclubs.ir/)برا ی جلوگیری از خوردگی استفاده می شود. اکسید روی عنصر مفید و دنیای مدرن است. که به طور گسترده ای برا ی صنایع و ساخت رنگها، تولیدات لاستیک، وسایل آرایشی و صنایع داروسازی، پوشش کف، پلاستیک ، چاپ پارچه، صابون سازی، ذخیره (http://www.negarclubs.ir/)باتری ها، منسوجات، تجهیزات الکتریکی و دیگر تولیدات کاربرد دارد. لیتوفون ترکیبی از سولفید (http://www.negarclubs.ir/)روی و سولفات باریم است که برای تولید مواد و رنگدانه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

سولفید روی در ساختان صفحات روشن و تابناک، صفحات اشعه ایکس و تلویزیون و نورهای فلورسانس مورد استفاده قرار می گیرد. از ترکیبات کلر و کرومات روی برای ترکیبات (http://www.negarclubs.ir/)مهم استفاده می شود. روی عنصر حیاتی برای رشد و نمو جانوران و گیاهان (http://www.negarclubs.ir/)است. روی به تنهایی و به خودی خود سمی نیست اما وقتی که با اکسیژن هوا ترکیب می شود به ماده سمی تبدیل می شود که تنفس را دچار مشکل می کند که در موقع استفاده از آن باید دقت لازم را به عمل آرود. غلظت (http://www.negarclubs.ir/)اکسید روی در موقع کار در آزمایشگاه اگر تهویه لازم نداشته باشد برای از 5 mg/m3 تجاوز نکند.

[ghasem motamedi]

اطلاعات اولیه



پلاتین ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که علامت آن Pt بوده و عدد اتمی آن 78 می‌باشد. پلاتین یک فلز انتقالی خاکستری مایل به سفید که هادی جریان الکتریسیته بوده ، قابل انعطاف ، سنگین و بسیار باارزش است بوده و در مقابل خورده شدن و اکسیداسیون مقاوم بوده و در برخی از معادن مس و نیکل یافت می‌شود. از پلاتین در جواهرات , تجهیزات آزمایشگاهی ، اتصالات الکتریکی ، دندانپزشکی و دستگاه ضد آلودگی در اتومبیل استفاده می‌شود.







تاریخچه



پلاتین از واژه اسپانیولی Platina که به معنی نقره کوچک می‌باشد، گرفته شده است. سالهای زیادی است که پلاتین طبیعی و پلاتین غنی شده آلیاژی شناخته شده است. این فلز توسط سرخپوستهای کلمبیایی استفاده می‌شده است و اولین مرجع اروپایی به پلاتین در سال 1557 در نوشته‌های انسان‌شناس ایتالیایی " Julius Caesar Scaliger" دیده می‌شود که از آن ، به‌عنوان یک فلز اسرار آمیز که از معادن آمریکای مرکزی بین Darién ( پاناما ) و مکزیک استخراج شده و نیز گفته شده است: "تا کنون حتی با هنرهای اسپانیایی ها هم غیر قابل ذوب است."






اسپانیائی‌ها این فلز را وقتی اولین بار وارد اسپانیا شدند Platina نامیدند. آنها به آن ، به چشم یک ناخالصی در نقره ای که استخراج می‌کردند نگاه می‌کردند و اغلب از آن صرف نظر می‌کردند.

پلاتین توسط "Antonio De Ulloa" ستاره شناس و "Don Jorge Juan y Santacilia" کشف شد. هر دوی آنها توسط پادشاه فیلیپ پنجم برای پیوستن به یک ماموریت جغرافیائی در پرو که از 1735 تا 1745 طول کشید، دعوت شدند.


در میان چیزهای دیگر در کلمبیا اولوا ، Platina del pinto را مشاهده کرد که فلزی بی‌استفاده بود که به همراه طلا در New Granada (کلمبیا) پیدا شده بود.

privateerهای انگلیسی کشتی اولوا را در سفر بازگشت توقیف کردند. اگر چه در انگلستان با او خوش رفتاری شد و حتی در انجمن سلطنتی عضو شد، تا سال 1748 از انتشار یافته‌هایش در مورد فلز ناشناخته منع شد. قبل از آن در سال 1741 ، "Charles Wood" مسقلا این عنصر را جدا کرده بود.

پلاتین در حال حاضر با ارزشتر و گرانتر از طلا می‌باشد و از این جهت جایزه‌های پلاتینی بهتر از جایزه‌های طلایی می‌باشند. قیمت پلاتین بسته به فراوانیش تغییر می‌کند، ولی معمولا 8 برابر طلا ارزش دارد.


برای مدتهای طولانی تعریف استاندارد متر بر اساس فاصله بین دو علامت بر روی شمش پلاتین-ایریدیوم بود که در سور ( Sevres )نگهداری می‌شد، تعیین شده بود.


از این فلز همچنین در تعریف "Standard Hydrogen Electrode" نیز استفاده می‌شود.



پیدایش



پلاتین معمولا به حالت خالص و یا در سنگ معدن اسپریلیت ( آرسنید پلاتین PtAs2 ) که بزرگترین منبع این فلز است، یافت می‌شود. آلیاژ طبیعی پلاتین و ایریدیوم Platiniridium بوده که در Cooprite معدنی ( سولفید پلاتین، Pt S ) یافت می‌شود.
این فلز معمولا با مقدار کمی از دیگر فلزات خانواده پلاتین که در مواد آبرفتی در کلمبیا ، اونتاریو و کوه‌های اورال و در برخی از ایالتهای غربی آمریکا یافت می‌شوند، همراه است.

پلاتین از نظر اقتصادی به‌عنوان محصول جانبی فراوری سنگ معدن نیکل تولید می‌شود. حجم عظیم سنگ معدن فرآوری شده نیکل ، نشانگر این است که پلاتین تنها 2 در میلیون از این سنگ معدن می‌باشد.


خصوصیات قابل توجه



این فلز در هنگامی که خالص باشد، بسیار زیبا و به رنگ نقره‌ای مایل به سفید بوده ، هادی جریان الکتریسیته و نرم و قابل انعطاف می‌باشد. این فلز در برابر خوردگی مقام است. ویژگیهای کاتالیزوری فلزات گروه ششم از خانواده پلاتین بسیار برجسته و مهم می‌باشد. ( توجه داشته باشید که هیدرژن و اکسیژن در مجاورت پلاتین منفجر می‌شوند). دوام بالا و خاصیت ضد تیرگی پلاتین دلیل استفاده از این فلز در ساخت جواهرات ظریف و زیبا می‌باشد.

دیگر ویژگی‌های ممتاز این فلز ، پایداری در برابر واکنش های شیمیایی و دماهای بالا و خاصیت پایدار الکتریکی می‌باشد. از تمامی این ویژگی‌ها در صنعت استفاده می‌شود. پلاتین در مجوارت با هوا در هیچ درجه ای اکسید نمی‌شود، اما توسط سیانیدها ، هالوژن ها ، گوگرد و بازهای قوی خورده می‌شود. این فلز در اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک حل نمی‌شود، ولی به‌راحتی در محلول تیزاب سلطانی حل می‌شود ( اسید کلروپلاتینیک را به وجود می‌آورد ). حالتهای اکسیداسیون پلاتین +2،+3 و +4 می‌باشند.




کاربردها



،از پلاتین در جواهرات ، سیم ، ساخت ظروف با تحمل حرارتی بالا برای مصارف شمیایی و کوره‌های برقی حرارت بالا استفاده می‌شود.



از پلاتین خوب جدا شده به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود. برای مثال در مبدلهای کاتالیزوری خودروها و فرایندهای صنعتی مختلف مانند ساخت اسید سولفوریک استفاده می‌شود.



این فلز می‌تواند مقدار زیادی از گاز هیدرژن را جذب کرده ، هنگامی که حرارت داده می‌شود، آن را آزاد کند. از این جهت به‌عنوان منبع ذخیره گاز در وسایل نقلیه و در سلول سوختی مطالعه می‌شود.



صنایع شمیایی از مقدار قابل توجهی پلاتین یا آلیاژ پلاتین- رادیوم به‌عنوان کاتالیزور و به شکل توری ریزبافت برای کاتالیز کردن اکیسیداسیون انتخابی آمونیاک برای تهیه اکسید نیتریک که ماده خام برای کودها و مواد منفجره می‌باشد و اسید نیتریک استفاده می‌کنند.



پلاتین‌های کاتالیزوری در تصفیه نفت خام و بهسازی فرایند تولید بنزین اکتان بالا و همچنین ترکیبات معطر در صنعت پتروشیمی کاربرد دارند.



ضریب انبساط این فلز برابر با شیشه‌های Soda-Lime-Silica بوده و در ساخت الکترودهای آب‌بندی شده در سیستمهای شیشه‌ای کاربرد دارد.



آلیاژ پلاتین و کبالت، خاصیت مغناطیسی عالی دارد. آلیاژی که از 76% پلاتین و 23% کبالت تشکیل شده باشد، از نظر مغناطیسی بسیار قوی می‌باشد.



آلیاژ 10/90 پلاتین/اوسمیوم برای ساخت ضربان ساز قلب ، دریچه‌های جایگزین و سایر کاشه‌های جراحی استفاده می‌شود.



این فلز در پوشش کلاهکهای دماغه موشکها و نازل سوخت موتور جت و دیگر وسایلی که می‌بایست با ضریب اطمینان بالایی در حرارتهای بالا و در تناوبهای زمان طولانی کار کنند، کاربرد دارد.



سیمهای پلاتینی ، وقتی در معرض متیل الکل قرار می‌گیرند، با رنگ قرمز تیره می‌درخشند، درست همانند کاتالیزوری که الکل را به فرمالدئید تبدیل می‌کند. این پدیده به‌صورت تجاری در ساخت فندک سیگار و دست‌گرم‌کنها استفاده می‌شود.



Cis-platin با فرمول PtCl2(NH3)2 ، دارویی است که در درمان انواع خاصی از سرطان‌ها که شامل سرطان خون (Lukemia) و سرطان بیضه می‌شود، کاربرد دارد.

[ghasem motamedi]

اطلاعات اولیه

جیوه که آن را سیماب ( quicksilver ) هم می‌نامند عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Hg و عدد اتمی 80 می‌باشد. جیوه که فلزی سبک ، نقره‌ای ، سمی و جزء عناصر واسطه است، یکی از دو عنصری می‌باشد که در دماهای معمولی اتاق حالت مایع دارند ( فلز دیگر برم است ) و در دماسنجها ، فشارسنجها و سایر وسایل علمی کاربرد دارد. جیوه عمدتا" بوسیله کاهش از ماده معدنی cinnabar ( سولفور جیوه ) بدست می‌آید.





تاریخچــــــــه
جیوه را چینیان و هندیهای باستان شناخته بودند و در گورهای متعلق به 1500سال قبل از میلاد یافت شده‌اند. تا سال 500 قبل از میلاد ، از جیوه به همراه مواد دیگر برای ساخت آمالگامها استفاده می‌شد. یونانیان باستان از این فلز سمی در پمادها و رومیان از آن در لوازم آرایشی استفاده می‌کردند. کیمیاگران تصور می‌کردند تمامی مواد از این ماده ساخته شده‌اند. همچنین می‌پنداشتند در صورتی که جیوه سخت شود، به طلا تبدیل خواهد شد.

در قرن 18 و قرن 19 از نیترات جیوه برای کندن موی حیوانات جهت ساختن کلاههای نمدی استفاده می‌کردند. این مسئله موجب بروز آسیبهای مغزی در بین کلاهدوزان شد که گفته می‌شود عبارت: " دیوانه مثل یک کلاهدوز " و شهرت Mad hatter آلیس در سرزمین عجایب از آنجا آمده است.

کیمیاگران نام خدای رومیان Mercury را برای این عنصر در نظر گرفتند. نماد جیوه Hg ، از واژه hydrargyrum که لاتینی شده کلمه یونانی hydrargyros می‌باشد، برگرفته شده که ریشه‌های یونانی این واژه مرکب به معنی آب و نقره بود. جیوه یکی از معدود عناصری است که دارای یک نماد کیمیاگری است.

پیدایــــــــش
جیوه که عنصری کمیاب در پوسته زمین است، یا در کانی‌های محلی ( کمیاب ) و یا درcinnabar , corderoite , livingstonite و دیگر مواد معدنی یافت می‌شود که cannibar ) HgS ) فراوان‌ترین سنگ معدن جیوه می‌باشد. تقریبـا" 50% جیوه مورد نیاز جهان از اسپانیا و ایتالیا و بیشتر 50% بقیه از یوگوسلاوی ، روسیه و شمال آمریکا تامین می‌شود. این فلز را با روش گرم کردن cannibar در جریان هوا و تغلیظ بخار آن استخراج می‌کنند.

خصوصیات قابل توجه
جیوه ، فلزی سنگین ، نقره‌ای رنگ ، یک ظرفیتی یا دو ظرفیتی است که هادی ضعیفی برای گرما اما هادی مناسبی برای الکتریسیته می‌باشد و تنها فلزی است که در دمای اتاق به حالت مایع است ( مایعی مات و درخشان ). جیوه براحتی و تقریبا" با تمامی فلزات معمولی از جمله طلا و نقره آلیاژ می‌سازد، ( بجز آهن ) که به هر کدام از این آلیاژها ملغمه ( amalgam ) می‌گویند.

نقطه انجماد جیوه 40- درجه سلسیوس معادل 40- درجه فارنهایت می‌باشد. این تنها دمایی است که در هر دو مقیاس برابراست. همچنین این عنصر دارای انبساط حرارتی حجمی ثابتی می‌باشد، واکنش پذیری آن نسبت به روی و کادمیم کمتراست و جایگزین هیدرژن اسیدها نمی‌شود. حالتهای عادی اکسیداسیون این عنصر عبارتند از: mercurous یا 1+ و mercuric یا 2+. نمونه‌های بسیار نادری هم از ترکیبات جیوه 3+ وجود دارد.

کاربردهــــــا
بیشترین کاربرد جیوه در ساخت مواد شیمیایی صنعتی و کاربردهای برقی و الکترونیکی است. علاوه بر این‌ها از جیوه در دماسنجها بخصوص برای حرارتهای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

چون به‌آسانی با طلا تولید آمالگام می‌کند، برای تهیه طلا از سنگ معدن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از جیوه علاوه بر دماسنجها در فشارسنجها ، پمپهای انتشار و بسیاری وسایل آزمایشگاهی دیگراستفاده می‌گردد.

نقطه سه گانه جیوه – 8344/38- درجه سانتیگراد – نقطه ثابتی است که بعنوان معیار در مقیاسهای بین‌المللی حرارتی ( ITS-90 ) بکار رفته است.

از جیوه گازی در لامپهای بخار جیوه و تابلوهای تبلیغاتی استفاده می‌شود.

کاربردهای متنوع جیوه : سویچهای جیوه ای ، حشره کشها ، آمالگامها/ داروهای دندان ، باتریهای جیوه‌ای برای تولید هیدروکسید سدیم و کلر ، الکترود در برخی انواع الکترولیز، باتریها ( پیلهای جیوه‌ای ) و کاتالیزورها.
ترکیبات
مهمترین نمکهای آن عبارتند از:






کلرید جیوه – که بسیار خورنده ، پالایش شده و به‌شدت سمی است.
کلرید mercurous – کالومل بوده و هنوز هم گاهی اوقات در پزشکی کاربرد دارد.
فولمینات جیوه – یک چاشنی که در مواد انفجاری کاربرد وسیعی دارد.
سولفید جیوه که از آن در ساخت شنگرف که رنگدانه مرغوبی برای رنگسازی است، استفاده می‌شود.


ترکیبات آلی جیوه نیز مهم هستند. مطالعات آزمایشگاهی ثابت کرده است که تخلیه الکتریکی موجب می‌شود تا گازهای نجیب نئون، آرگون ، کریپتون و زنون با بخار جیوه ترکیب گردند. محصولات تولید شده از طریق این ترکیب توســط نیــــرویهـــــای van der waals در کنار هم قرار گرفته و نتیجه آن HgNe , HgKr , HgAr و HgXe است. Methyl mercury ترکیب خطرناکی است که به مقدار فراوان در آبها و جریانات آبی بعنوان عامل آلوده کننده دیده می‌شود.


ایزوتوپهــــــــا
برای جیوه ، هفت ایزوتوپ پایدار وجود دارد که فراوان‌ترین آنها Hg-202 است ( فراوانی طبیعی 86/26% ). پایدارترین ایزوتوپهای پرتوزاد آن Hg-194 با نیمه عمر 444 سال و Hg-203 با نیمه عمر 46,612 روز هستند. بیشتر مابقی ایزوتوپهای پرتوزاد آن ، نیمه عمر کمتر از یک روز دارند.


هشدارهـــــــــا
جیوه در هر دو حالت گازی و مایع به‌ شدت سمی است. اگر این فلز سنگین و سمی خورده شود، منجر به ضایعات مغزی و کبدی می‌شود. به همین علت ، امروزه در دماسنجهایی که فقط به منظور اندازه گیری درجه حرارت آب و هوا ساخته شده‌اند، از الکل رنگیزه دار استفاده می‌شود؛ نقطه جوش الکل از هر دمای طبیعی در زمین بیشتر است.

هنوز هم در بسیاری از دماسنجهای پزشکی به علت دقت بالای جیوه از این عنصر استفاده می‌گردد. هنگام استفاده از این دماسنجها باید توجه زیادی نمود تا گاز گرفته نشوند. واحد تجاری برای کار با جیوه flask است که وزن آن معادل Ib76 می‌باشد.

جیوه ماده سمی بسیار خطرناکی است که به‌آسانی از طریق بافتهای پوستی ، تنفسی و گوارشی جذب می‌شود. یکی از موارد مسمومیت با جیوه به حساب می‌آید. جیوه ، سیستم عصبی مرکزی را مورد تهاجم قرار داده و تاثیرات بسیار بدی روی دهان ، لثه و دندان می‌گذارد.

تماس با مقدار زیاد جیوه و در مدت طولانی باعث آسیبهای مغزی و در نهایت منجر به مرگ خواهد شد. هوایی که در دمای اتاق با بخار جیوه اشباع شده باشد، به رغم نقطه جوش بالا بسیار سمی است ( خطر در دماهای بالاتر افزایش می‌یابد )؛ بنابراین با این عنصر باید در نهایت دقت رفتار شود. لازم است ظروف جیوه بصورت مطمئن پوشیده شوند تا از سررفتن یا تبخیرآن جلوگیری شود. حرارت دادن جیوه یا ترکیبات آن همیشه باید بوسیله هواکشهای مناسب و قوی انجام شود؛ بعضی اکسیدهای آن می‌توانند به جیوه عنصری تجزیه شوند که سریعا" تبخیر شده و ممکن است دیده نشوند.

[ghasem motamedi]

انواع آلیاژهای منیزیم و خواص آنها


آلیاژهای منیزیم – آلومینیوم:
این آلیاژها اغلب حاوی (8-9)% آلومینیوم هستند، که مقدار کمی روی جهت افزایش خواص کششی و مقداری هم منگنز ( به عنوان مثال 0.3% ) برای افزایش مقاومت به خوردگی به آلیاژ اضافه می شود.
در آلیاژهای بیش از 2% آلومینیوم در شرایط ریختگی فاز b-Mg17Al12 که بعضا Mg4Al3 نامیده می شود، ظاهر می گردد که با افزایش آلومینیوم این فاز در اطراف مرز دانه ها تشکیل می شود و بالای 8% آلومینیوم، شکل پذیری به سرعت کم می شود.
آنیل کردن آلیاژ منیزیم – آلومینیوم در دمای 420 درجه ی سانتیگراد موجب انحلال مجدد جز سلولی و تمام یا قسمتی از فاز b در امتداد مرز دانه ها شده که موجب استحکام بخشی در اثر محلول جامد می شود و شکل پذیری آلیاژ افزایش می یابد.
افزودن روی به آلیاژ منیزیم – آلومینیوم باعث افزایش استحکام می گردد ولی به علت افزایش احتمال ترک خوردگی در طی انجماد استفاده از روی محدود می باشد.
در مواردی که نیاز به چقرمگی شکست و شکل پذیری بیشتر باشد، آلیاژ با خلوص بالا و با درصد های آلومینیوم کمتر توسعه یافته است که این خواص ناشی از کاهش مقدار Mg17Al12 در اطراف مرز دانه ها است.
آلیاژهای ریختگی Mg-Alو Mg-Al-Zn تا حدودی مستعد بروز تخلخل های ریز می باشند، اما در عوض دارای قابلیت ریخته گری خوبی بوده و مقاومت آنها در برابر خوردگی عموما رضایت بخش است. این آلیاژها برای استفاده در دماهای تا 110 – 120 درجه ی سانتیگراد مناسب اند و در بالای این دما نرخ خزش به مقدار غیر قابل قبولی می رسد. چنین رفتاری به این واقعیت نسبت داده می شود که آلیاژهای منیزیم عمدتا به دلیل لغزش مرز دانه ها دچار خزش می شوند و فاز Mg17Al12 که دارای دمای گداز حدود 460 درجه ی سانتیگراد بوده و در دماهای پایین تر نسبتا نرم است، تاثیری در ثابت نگه داشتن مرز دانه ها ندارد. افزودن 1% کلسیم مقاومت خزشی آلیاژهای Mg-Al را افزایش داده، اما این آلیاژها را مستعد ترک خوردگی گرم می نماید. با کاهش درصد آلومینیوم و اضافه شدن سیلیسیم نیز خواص خزشی بهبود می یابند. سیلیسیم باعث کاهش مقدار Mg17Al12 شده و در قطعات ریخته گری تحت فشار که نسبتا سریع سرد می شوند، سیلیسیم با منیزیم ترکیب شده و ذرات ریز و نسبتا سخت ترکیب Mg2Si را در مرز دانه ها تشکیل می دهد.
آلیاژهای سیستم Mg-Al مستعد انقباض میکروسکوپی بوده و لذا برای بدست آمدن کیفیتی یکنواخت باید دقت لازم به عمل آید.
آلیاژهای منیزیم – روی:
آلیاژهای منیزیم – روی قابلیت پیر سختی دارند اما ریز کردن با اعمال فوق تبرید یا تلقیح در آنها مؤثر نیست و نیز امکان بروز ریز مک در آنها وجود دارد. در نتیجه، این آلیاژها برای تولید قطعات تجاری مورد استفاده قرار نمی گیرند. فرایند پیر سازی پیچیده و شامل چهار مرحله است. حد حلالیت مناطق GP در آلیاژ Mg-5.5Zn بین (70 – 80) درجه سانتیگراد قرار داشته و پیر سازی مقدماتی در زیر این خط حلالیت، پیش از پیرسازی در دمای بالاتر ( بعنوان مثال 150 درجه سانتیگراد )، اندازه ی رسوب های میله ای شکل MgZn را که فاز هم سیما می باشد، ریز نمی نماید و پس از آن، از مناطق GP تشکیل می گردند، حداکثر سخت شدن با حضور این فاز هم سیما بدست می آید.
آلیاژهای منیزیم – روی – مس:
افزودن مس به آلیاژهای دوتایی Mg-Zn موجب بهبود قابل توجه شکل پذیری و مؤثرتر شدن عملیات پیر سازی می گردد. این آلیاژها خواص کششی مشابه با آلیاژ AZ91 (به طور مثال مقاومت کششی در حد 215 الی 260 مگاپاسکال، حد تناسب حدود 130الی 160 مگاپاسکال و ازدیاد طول نسبی بین 3 تا 8 درصد) از خود نشان داده و این مزیت را دارد که خواص فوق الذکر تکرار پذیر هستند و پایداری در دماهای بالا نیز بهبود می یابد. یکی از آلیاژهای این خانواده که در ماسه ریخته گری می شود به نام ZC63 نامگذاری شده است. افزودن تدریجی مس به آلیاژهای Mg-Zn درجه حرارت یوتکتیک را مطابق نمودار زیر بالا می برد و از این نظر دارای اهمیت است بطوریکه استفاده از دماهای بالاتر در عملیات محلولی و نتیجتاً حداکثر حلالیت روی و مس را امکان پذیر می سازد. ساختار یوتکتیک نیز تغییر کرده و به جای ساختار کاملا جدا از هم در آلیاژهای دوتایی Mg-Zn که در آن ترکیب Mg و Zn در اطراف مرزدانه و بین بازوهای دندریتی توزیع شده است، در آلیاژهای سه تایی مس دار ساختار لایه ای تشکیل می شود.



بر اثر عملیات حرارتی محلولی، انحلال جزئی یوتکتیک صورت گرفته و پولکها و میله های در زمینه ی آلفا باقی می ماند. گمان می رود که چنین ساختار علت بهبود شکل پذیری آلیاژ باشد.
افزودن مس به آلیاژهای Mg-Al-Zn اثر زیان آور بر مقاومت به خوردگی آنها دارد اما در آلیاژهای Mg-Zn-Cu این مسأله دیده نمی شود که دلیل آن ممکن است داخل شدن مس در فاز یوتکتیکی به صورت Mg(Cu,Zn) باشد.
حد خستگی در حالت بدون شیار این آلیاژ بهتر از آلیاژهای Mg-Al-Zn است، در حالی که مقادیر مربوط به حالت شیار دار یکسان است.
آلیاژهای ریختگی زیرکونیم دار:
حداکثر حلالیت زیرکونیم در منیزیم مذاب 0.6% می باشد و چون آلیاژهای دوتایی Mg-Zr برای مصارف تجاری استحکام کافی ندارند، افزودن عناصر آلیاژی دیگر به آنها ضروری است. انتخاب این عنصر تحت تاثیر سه عامل اساسی قرار دارد:
1.سازگاری با زیرکونیم
2.ویژگی های ریخته گری
3.خواص مطلوب آلیاژ
توجه به مورد سوم، بهبود خواص کششی شامل تنش تسلیم و استحکام کششی و همچنین افزایش مقاومت خزشی دو هدف اصلی بوده و در صنایع هوافضا این مورد بیشتر مد نظر قرار گرفته است.
آلیاژهای منیزیم – روی – زیرکونیم:
قابلیت زیرکونیم برای جوانه زنی در آلیاژهای Mg-Zn منجر به معرفی آلیاژهایی مانند ZK51 و ZK61 گردید. این آلیاژها معمولا به ترتیب در شرایط عملیات حرارتی T5 و T6 مورد استفاده قرار می گیرند. با وجود این، امکان بروز ریزمک در این آلیاژها و غیر قابل جوشکاری بودن، آنها را به شدت محدود کرده است.
آلیاژهای شامل عناصر خاکی:
اخیراَ توجه محققین به آلیاژهای منیزیم – آلومینیوم حاوی عناصر خاکی که به عنوان مثال به صورت میش متال طبیعی با ترکیب (%55Ce-%20La-%20Nd-%5Pr) به آلیاژ افزوده می شوند، معطوف گشته است. این آلیاژ نیز فقط برای ریخته گری تحت فشار مناسب است زیرا سرد کردن آرامتر منجر به تشکیل ذرات درشت ترکیبات Al2R.E می گردد.
مکانیزم تأثیر عناصر کمیاب خاکی برخواص خزشی هنوز کاملا شناخته نشده است، اگر چه در آلیاژ دوتایی پیر شده Mg-1.3R.E رسوبات پراکنده ریز دیده شده است.
به علاوه، جوانه زنی فاز پایدار Mg12Ce در مرز دانه ها طی خزش مشاهده شده و به نظر می رسد این فاز میزان تغییر شکل ناشی از لغزش مرز دانه را کاهش دهد. با این حال، باید توجه کرد که استفاده از میش متال قیمت آلیاژ را افزایش می دهد.
معمولا از آلیاژهای حاوی عناصر خاکی در مواردی که مقاومت به خزشی آلیاژ مد نظر باشد استفاده می گردد.که سه آلیاژ پیشنهاد شده توسط ASTM به شرح زیر است:
1.EK30A
2.EK41A
3.EZ33A


آلیاژهای شامل توریم:
آلیاژ منیزیم – توریم، به دلیل مقاومت خزشی بالا مورد استفاده قرار می گیرد. از آلیاژهای شامل توریم می توان به آلیاژهای ZT1 و TZ6 اشاره کرد.
آلیاژ ZT1 که شامل 3% توریم،2.2% روی و 0.7% زیرکونیم است برای بهترین خواص خزشی استفاده می شود (رنج درجه حرارت بین 250 الی 350 درجه ی سانتیگراد ).
آلیاژ جدید TZ6 که از 5.8% روی، 1.8% توریم و 0.7% زیرکونیم تشکیل شده است دارای مقاومت کششی بالا و الانگیشن حدود 5 درصد می باشد.
آلیاژهای منیزیم – لیتیوم:
لیتیوم به عنوان سبکترین فلز با چگالی 0.534gr/cm3 در منیزیم باعث کاهش چگالی و افزایش داکتیلیتی مستقل از اندازه دانه می شود. یعنی خواص منیزیم به عنوان یک فلز سازه ای بهبود می یابد. از طرف دیگر در آزمایشاتی، شامل آلیاژهای فوق سبک bcc بر پایه MgLi40at% در یک چگالی بالای 1.3gr/cm3 گزارش شده است.
افزایش داکتیلیتی توسط کاهش نسبت ثوابت شبکه (c/a) در اثر جایگزینی اتم های Li به جای اتم های Mg ایجاد می شود.

[ghasem motamedi]

مس يکي از منابعي است که بيشترين قابليت استفاده مجدد را داراست. در واقع مس و آلياژهاي آن هزاران سال توسط بشر بازيافت مي شده است. در ابتدا، بشر آموخت که اشياء مسي را مي توان ذوب و مجدداً قالب گيري نمود. در طول زمان جنگ، سلاح جنگي از بازيافت اشياء زينتي و وسايل خانگي ساخته مي شد. پس از اتمام جنگ ساختن ساير محصولات مسي دوباره از سر گرفته مي شد.
از قرن هجدهم، آمريکايي ها محصولات مسي و آلياژهاي آن را از طريق بازيافت مس مي ساختند. زيرا در آن زمان انگليسي ها اختيار تمام معادن مس را داشتند. به اين صورت که مواد اوليه براي پردازش به انگلستان فرستاده مي شد. از آن زمان تا کنون بازيافت مس به صورت يک منبع اصلي مس در آمريکا باقي مانده است و بيش از نيمي از محصولات ساخته شده و به فروش رفته سالانه مس را تشکيل مي دهد.

http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11581_2.jpg (http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11581_2.jpg)
قراضه هاي مسي حاصل از زيورآلات قديمي



http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11581_1.jpg (http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11581_1.jpg)
قراضه مس

دلايل بازيافت مس:
1- قيمت: بازيافت مس ارزانتر از معدنکاري و استخراج منابع جديد مس مي باشد. مس بازيافتي ارزشي تا 90% بهاي مس اصلي را داراست. و در واقع عمل بازيافت به پايين نگهداشتن قيمت توليدات مسي کمک مي کند.
2- منابع محدود: تا امروز، تنها 12 تا 13% از تمام ذخيره هاي شناخته شده معدني، استخراج شده است. با اين حال بايد به فکر نگهداري از منابع معدني باقي مانده بود و بهترين راه، بازيافت مواد معدني است.
3- صرفه جويي در مصرف انرژي: بازيافت يک تن مس مصرف شده، 15% از انرژي لازمه براي معدنکاري و استخراج همان ميزان مس را طلب مي کند. بنابراين بازيافت مواد راهي است براي حفظ و صرفه جويي در مصرف سوخت هاي فسيلي و کاهش انتشار دي اکسيد کربن در هوا.
4- صرفه جويي در هزينه حفر گودال هاي نگهداري زباله: باطله حاصل از صنايع و مواد دور ريختني خانه ها معمولاً به صورت زباله در گودال هايي مربوط به اين کار نگهداري مي شود. اين گودال هاي به سرعت پر مي شوند و هزينه حفر اين گودال ها بالا مي باشد. از طرفي مرتب کردن باطله ها و مواد دور ريختني خانه ها نيز هزينه بسيار بالايي را در بردارد. بنابراين با بازيافت مواد، مي توان از پيش آمدن چنين مشکلاتي جلوگيري کرد.
5- محيط زيست: درطي استخراج و تصفيه فلزات گازها و گرد و غبارهايي در هوا منتشر مي شود. اما در بازيافت فلزات هيچ آلودگي منتشر نمي شود، بنابراين عمل بازيافت مواد به سلامتي محيط زيست نيز کمک مي نمايد.
بازيابي مس از قراضه:
قراضه برگشتي يک منبع مهم مس به حساب مي آيد که اهميت روزافزوني دارد. در حال حاضر حدود 80% قراضه هاي برگشتي را قراضه هاي آلياژي تشکيل مي دهند. اغلب اينها معمولا ذوب شده و بي آنکه پالايش شوند به شکل آلياژ ريخته مي شوند. مس قراضه غيرآلياژي ذوب و پالايش مي شود تا مس ويژه کارهاي مکانيکي يا الکتريکي بدست آيد. فرآيندهاي به کار رفته بستگي به عيار مواد برگشتي و محصول دلخواه دارد.
واحدهاي اصلي براي ذوب قراضه کم عيار، کوره هاي دمشي کوچک و کنورترهاي پيرس-اسميت اند.
مس از دو منبع اصلي بدست مصرف کننده مي رسد. يکي از طريق کانه مس و ديگري از طريق قراضه مس و آلياژهاي آن. طبق آمار بدست آمده حدود 1.3 مس مصرفي را مي توان از قراضه مس تهيه نمود. در واقع بازيابي مس از اشياي مصرف شده (قراضه کهنه) و تلفات توليد (قراضه نو) براي تمام صنايع اهميت زيادي دارد. حدود 5-10% مس جهان از پالايش دوباره مس قراضه تامين مي شود و 25-30% ديگر (مس حاصل از قراضه) از بازيابي مستقيم مس، به ويژه آلياژها بدست مي آيد. 30-40% تمام مس توليد شده از قراضه، از قراضه کهنه (اشياي به کار رفته مسي) و 60-70% آن از قراضه نو يا تلفات توليد حاصل مي شود.

http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11585_1.jpg (http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11585_1.jpg)
نمودار مراحل بازيافت مس از قراضه

گردش قراضه مسي:
امروزه فرآيند تغيير شکل قراضه مسي (غيرآلياژي) به محصولات جديد مسي شامل خريداري قراضه مس از شبکه هاي مربوط به دلالان و معامله گران قراضه مي باشد. که اين قراضه مسي به دو صورت عرضه مي شود:
1- قراضه هاي تشکيل يافته از مس تميز، غيرآلياژي و بدون روکش که به شکل گيره هاي کاغذ، سوزن هاي منگنه، ميله هاي اتوبوس، قطعات جابجاگرها (آلات تغيير دهنده جهت برق)، لوله ها و تيوب هاي تميز.
2- قراضه هاي مسي با خصوصيات قبل، منتها گاه شامل بخش هاي روکشدار يا تا حدي اکسيد شده نظير سيم هاي مسي روکشدار يا اکسيد شده.
وقتي قراضه هاي مسي براي بازيافت آماده مي شوند، بازبين شده و در صورت لزوم آناليزهاي شيميايي بر روي آن ها صورت مي گيرد . قراضه هاي نرم و وارفته تا زماني که به آنها نياز باشد نگهداري مي شوند.
قراضه هاي مس مستقيماً ذوب مي شوند و گاه در هنگام ذوب درجه خلوصشان بالا برده مي شود. سپس مس ذوب شده احياء مي گردد و به اشکال حد واسط نظير بيلت ها، کيک ها و شمش هاي مسي قالب گيري مي شود تا در مراحل بعدي کارهاي بيشتري روي آن صورت گيرد.
قراضه معمولاً شامل مواد فاسد شده يا تحليل رفته الکتريکي مي باشد که در طي عمليات بازيابي درجه خلوص آن بالا مي رود و در قالب هاي آند ريخته مي شود. در واقع آندها مواد نارسي هستند که در عمليات کاتدسازي به کار مي روند. ابتدا آندها آبکاري مي شوند، به اين صورت که مواد فاسد شده الکتريکي در حمامي از اسيد سولفوريک حل شده و سپس خارج از محلول، بر روي يک صفحه فولادي آبکاري مي شوند. ورقه هاي نازک مس پالايش شده به طرف صفحات ضد زنگ کشيده شده و در سلول هاي الکتروليتي ديگري ما بين صفحات آندي قرار مي گيرند. طي عمل آبکاري، آندهاي مسي با درجه خلوص 99.98% بدست مي آيد که براي ساختن ورقه هاي کاتدي مس با درجه خلوص بالا به کار مي رود.
آلياژهاي مس نيز قابل بازيافت مي باشند. قراضه هاي آلياژي ابتدا جدا و تميز شده و سپس عناصر تشکيل دهنده آلياژ و ميزان ناخالصي ها تعيين مي گردد. قراضه هاي بازيافتي با ترکيب مشخص، با يکديگر ذوب مي گردند. گاه نيز به آنها مواد خام اضافه مي گردد تا آلياژي با ترکيب دلخواه بدست آيد.

http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11591_1.jpg (http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11591_1.jpg)
قراضه حاصل از کابل هاي مسي

http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11591_2.jpg (http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11591_2.jpg)
تصويري از قراضه مس

از لحاظ مقدار مس و ميزان عناصر آلياژي 4 نوع قراضه مس وجود دارد:
1) قراضه اي که از نوع کاتدي است و فقط بايد ذوب و ريخته گري شود. اين قراضه اکثراً از تلفات توليد به دست مي آيد (براي مثال ميله هاي نامرغوب يا خراب، سيم لخت، قالبها). اين وسايل مستقيماً ذوب مي شوند تا مس چقرمه يا آلياژي توليد شود.
2) قراضه نو يا کهنه که عمدتاً مس خالصي است که به ساير فلزات آلوده شده است، مانند فلزاتي که آب فلزکاري و يا جوشکاري شده اند. اين قراضه در کوره آند (دوار يا بوته اي) ذوب مي شود. در اين کوره ها مقدار زيادي از ناخالصي ها (Al,Fe,Zn,Si,Sn) به وسيله اکسايش با هوا جدا مي شوند. فلز سپس به شکل آند ريخته مي شود. ممکن است محصول به شکل مس حاصل از پالايش گرمايي براي آلياژسازي نيز به فروش برسد.
3) قراضه هاي آلياژي. اين قسمت بيشترين سهم را در صنعت بازيابي قراضه دارد و شامل برنج، برنز و آلياژ مس – نيکل است و از قراضه هاي نو يا کهنه تشکيل مي شود. پالايش اين آلياژها و توليد مس خالص هيچ امتيازي به همراه ندارد. بنابراين اين آلياژها در کوره هاي دوار، بوته اي يا القايي ذوب و به صورت آلياژ ريخته مي شود. براي حذف آلومينيم، سيليسيم و آهن به صورت سرباره آنها را با هوا اکسيد مي کنند. اما مقدار اکسايش بايد دقيقاً کنترل شود زيرا عناصر آلياژي مطلوب (Zn در برنج و Sn در برنز) نيز تمايل به اکسايش دارند. آلياژ جديد که با افزودن فلزات خالص يا قراضه به شکل استاندارد درمي آيد در قالبهاي افقي روباز به صورت شمش ريخته مي شود تا درقطعه ريزي به کار برده شود، يا از طريق ريخته گري پيوسته عمودي يا با سرد کردن مستقيم به شکل تختال يا شمشال مناسب براي نورد يا اکستروژن در آيد.
4) قراضه کم عيار با ترکيب شيميايي متغير (Cu 12-95%) اين ماده در کوره هاي بوته اي يا دمشي ذوب مي شود و سپس بر روي آن عمليات پالايش گرمايي و الکتروليتي انجام مي شود.

http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11592_1.jpg (http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11592_1.jpg)
قراضه مس آماده جهت فروش

http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11592_2.jpg (http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11592_2.jpg)
قراضه مس در مراحل بازبين براي جدا کردن قسمت هاي زائد

ذوب و پالايش قراضه مس کم عيار:
بازيابي مس از مواد قراضه کم عيار حدود 2-1% کل مس توليدي را تامين مي کند. واحد اصلي ذوب قراضه کم عيار کوره دمشي مخصوص قراضه است. در اين کوره، قراضه خوب مخلوط مي شود تا مقدار متوسط مس در آن به اندازه متوسط مس در کاني پرعيارشده، يعني به حدود 30% برسد. در حدود 120-80 Kg/ton کک به کوره افزوده مي شود، سيليس و آهن نيز به کوره مي افزايند تا سرباره فاياليتي با نقطه ذوب پايين بدست آيد. مواد آلي قراضه را قبل از ذوب مس در کوره دمشي مي سوزانند، تا از گرفتگي دودکش و پرشدن سيستم جمع آوري گرد و غبار جلوگيري شود.
محصول کوره دمشي مس مذاب سياه با مس85-70%، آهن 5-2% و ساير ناخالصي هاي موجود در قراضه است. توان توليد کوره هاي دمشي ذوب قراضه در حدود 20-10 تن مس سياه بر متر مربع سطح بوته در روز است. توان توليد اين کوره ها بسيار متغير و وابسته به تغييرات ترکيب قراضه، شکل و اندازه آن است. مس موجود در سرباره کوره مخصوص قراضه بسيار زياد است که اين ناشي از شرايط اکسنده کوره است.
کوره دمشي مخصوص قراضه به نحوي کار مي کند که مقدار قابل توجهي از فلزات ناخواسته باقي مي ماند. مقدار کک و ترکيب سرباره طوري تنظيم مي شود که اين عمل ممکن شود. بنابراين اگر چه مقدار بيشتري مس از سرباره احياء مي شود، مقدار بيشتري آهن به صورت فلز در محصول کوره دمشي باقي مي ماند. حد اشباع آهن در مس 1200 درجه سانتي گراد حدود 5 درصد وزني است. بنابراين، آهن افزون بر اين حد جامد مي ماند و باعث ايجاد مشکلات زيادي مي شود. استفاده از 100 Kg کک بر تن قراضه موازنه مناسب بين اتلاف مس در سرباره و مقدار آهن احياء شده را بوجود مي آورد.
مس سياه حاصل از کوره بلند معمولاً بوسيله اکسايش با هوا در کنورترهاي کوچک پيرس-اسميت پالايش مي شود. بيشتر Al,Zn,Fe,Ni,Sn اکسيد مي شود تا محصول نهايي که مس با عيار 97-96% است، بدست آيد. اکسايش اين ناخالصيها گرماي زيادي توليد مي کند و در بعضي موارد روش خودسوز است، اما هنگام ذوب مقدار زيادي قراضه پرعيار در کنورتر، سوخت به کار برده مي شود تا دماي لازم 1200-1150 درجه سانتي گراد تامين شود. اغلب مقدار زيادي قراضه حاوي قلع (برنز) به کنورتر افزوده مي شود تا بتوان قلع را به شکل اکسيد در سيستم جمع آوري کرد غبار بازيابي کرد.

http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11593_1.jpg (http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11593_1.jpg)
نمودار جريان بازيابي مس از قراضه کم عيار

جالب ترين پيشرفت اخير در زمينه تبديل مس سياه، استفاده از کنورترهاي هوبوکن يا سيفوني است. اگر چه خروج گاز SO2 در هنگام استخراج مس از قراضه مشکل آفرين نيست، اما حدود 0.3 تن اکسيد بر تن مس سياه ايجاد مي شود، عمدتا اکسيدهاي قلع وروي به طوريکه جمع آوري گاز عامل مهمي به حساب مي آيد. کنورتر سيفوني براي اين عمل مناسب به نظرمي رسد.
در صورت داشتن قراضه پرعيار با بيش از 80% مس، عمل کوره دمشي و کنورتر را مي توان ادغام کرد و آن را در يک کوره بوته اي يا دوار انجام داد. در اين مورد اکسايش با شعله اکسيد کننده يا تزريق هوا به وسيله لوله هاي دمش يا زنبورک انجام مي گيرد. کنورترهاي دوار دمش از بالا نيزگاه و بيگاه براي اين کار مورد استفاده قرار مي گيرند.
مس حاصل از ذوب قراضه و تبديل معمولاً در کوره آندي مورد عمليات اکسايش نهايي قرار مي گيرد و در پي آن پل کردن انجام مي شود و سپس مس براي پالايش الکتروليتي به شکل آند ريخته مي شود.
مصرف قراضه هاي بازيافتي:
تنها اشکال عمده استفاده از مس بازيافتي اين است که ممکن است شامل باقي مانده ناخالصي هايي باشد که به صورت منفي بر روي خصوصيات آن اثر مي گذارد. بيشتر درخواست هاي مربوط به قراضه مسي شامل سيم هاي مسي با قابليت رسانايي بالا مي باشد.
محصولات قالب ريزي شده و کارخانه هاي ذوب فلز به صورت سنتي جزء بزرگترين مصرف کنندگان مس و برنز به کار رفته در رادياتورهاي وسايل نقليه مي باشند. بدين طريق مي توان به مقادير زياد مس، روي، قلع و سرب دست يافت و در نتيجه به راحتي مي تواند حدود 100000 تن قالب آلياژ برنز قرمز و نيمه قرمز توليد کرد. در حدود نيمي از مواد قالب ريزي شده، براي شيرهاي لوله کشي خانه ها و اثاثيه منزل در آمريکا به کار مي روند. اما در اروپا برنز زرد (آلياژ روي – مس) در ساخت محصولات مربوط به لوله کشي به کار مي رود.
در سال 1996، آمريکا بيشترين مس بازيافتي و آلياژهاي بازيافتي آن را به خود اختصاص مي داده است که اين ميزان از ذوب دوباره مواد برنجي و سيم هاي برق در کارخانه هاي ذوب و قالب ريزي حاصل مي شوند. از 1092600 تن قراضه که مستقيماً از ذوب دوباره بدست آمده بود، حدود 22% به شکل شمش ها و آلياژهاي مسي در آمده و 70% آن توسط ساير صنايع نظير کارخانه هاي توليد کننده سيم برق مورد استفاده قرار گرفته است. مصرف قراضه هاي مسي براي توليد آلياژها در طول 20-30 سال اخير، 50% رشد داشته است.


http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11595_1.jpg (http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/11595_1.jpg)
مصرف قراضه مس، در طي سال هاي 1996-1976 بين 44 تا 54.7% از مصرف کل مس آمريکا را به خود اختصاص مي داده است.

بدين گونه قراضه مس 44.8% از مصرف کلي مس را تامين مي کند. بزرگترين دسته قراضه هاي مصرفي، قراضه هاي نو هستند که مستقيماً براي ذوب فرستاده مي شوند. مقدار بازيافت از قراضه هاي قديمي و کهنه با توجه به نوسان قيمت هاي مس و ساير مسائل تجاري تغيير پيدا مي کند. درصد بازيافت قراضه هاي قديمي، وقتي قيمت ها پايين است، کاهش مي يابد. قراضه هاي قديمي شامل کابل هاي الکتريکي دور ريختني، رادياتورهاي خودروهاي اوراق، دستگاههاي تهويه هوا و توليدات بي شمار ديگري از اين قبيل مي باشند.
درحقيقت همه محصولات ساخته شده از مس قابل بازيافتند. صنعت از مس بازيافتي به عنوان يک منشا عمده و اصلي از مواد خام استفاده مي کند. مس بازيافتي قابليت ذوب دوباره را دارد بدون اينکه هيچ گونه فرايندهاي اضافي بر روي آن صورت بگيرد. در نتيجه مس مي تواند به عنوان يک ماده تجديد شدني بارها و بارها بازيافت شود، بدون اينکه خواص شيميايي و فيزيکي آن تغيير کند.
بازيافت مس از طرفي وابسته است به چگونگي عملکرد سيستم گردآوري قراضه، فاکتورهاي اقتصادي و تکنولوژي طراحي محصولات و از طرف ديگر به ميزان حمايت جوامع و دولت ها در اين زمينه.
بازيافت مس يکي از فعاليت هاي اقتصادي مهم و سودآور مي باشد که روشي براي ذخيره و انرژي و کاهش فعاليت هاي اضافي در زمينه توليد محصولات ساخته شده از مواد خام اوليه.

[ghasem motamedi]

بسیاری از مهندسین و طراحان هنوز تیتانیوم را فلزی گران و ناشناخته قلمداد می کنند؛ اما پیشرفت های اخیری که در زمینه تولید این فلز صورت گرفته است، نشان می دهد که تیتانیوم ماده ای بسیار فوق العاده برای استفاده های مهندسی است و از بسیاری از مواد مشابه مورد استفاده در این صنعت ارزان تر است.
یکی از ویژگی های مهم تیتانیوم چگالی پایین آن (۵۵/۴ گرم بر سانتی متر مکعب) است. این ویژگی، همراه با استحکام و مقاومت بالا در برابر خراشیدگی، تیتانیوم را به فلزی بسیار ایده آل تبدیل کرده است. تیتانیوم عمدتاً در صنایع هوا – فضا و همینطور در کارخانه ها و تجهیزات صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز همچنین در ساخت عینک ها، مهندسی های ظریف، اندازه گیری، مهندسی کنترل و فن آوری پزشکی مخصوصاً مواردی که حد تحمل بیولوژیک از اهمیت زیادی برخوردار است، مورد استفاده قرار می گیرد.
مهم ترین مورد مصرف فلز تیتانیوم که در تلاقی با زندگی روزمره ما قرار می گیرد، بیشتر در اشیای قیمتی نظیر ساعت های مچی، عینک ها و جواهرات است. این کاربرد ها به این تصور هرچه بیشتر دامن زده اند که تیتانیوم فلزی گران است.
از طرف دیگر انتخاب فلز مورد استفاده در طراحی های مختلف از اولین مراحل ساخت اشیا به شمار می رود و در این مرحله بسیاری از فلزاتی که به نظر می آید باید گران قیمت باشند، بدون انجام تحلیل اقتصادی از میان گزینه های احتمالی حذف می گردند. در نگاه اولیه به درستی تیتانیوم در صدر لیست فلزات گران قیمت و دارای استفاده های خاص قرار دارد. اما این مسئله اشتباهی است که بسیاری از طراحان در همان مرحله اول طراحی مرتکب می شوند. آن ها در محاسبات مقدماتی، وزن فولاد مورد استفاده در طراحی خود را با وزن تیتانیوم مورد نیاز، بدون آن که به حجم آن توجه داشته باشند جایگزین می کنند و مسلم است که یک کیلوگرم تیتانیوم بسیار گران تر از یک کیلوگرم فولاد است. در حالیکه این مقدار تیتانیوم، چندین برابر همان مقدار فولاد کاربری دارد.
عده بسیار کمی از مردم به مقایسه وزن دو قطعه مشابه که یکی از فولاد و دیگری از تیتانیوم ساخته شده است توجه دارند. هنگامی که از لحاظ هندسی، این دو قطعه دارای حجم مشابه باشند، نسبت بهای قطعه تیتانیومی به بهای قطعه فولادی با آلیاژ درجه بالا به عدد ۵/۲ تا ۳ می رسد.
مواد تیتانیومی از قدرت تحمل بسیار بالایی برخوردارند و همچنین نقطه تسلیم آن ها در برابر نیروی کششی وارد شده بسیار بالا است. مقاومت بیشینه آلیاژ تیتانیوم ۳۳ که در آن از فلزات آلومینیوم، انادیوم و قلع استفاده شده، در برابر نیروی کششی، معادل یک هزار و ۲۰۰ نیوتون بر متر مربع است و این در حالیست که تیتانیوم خالص هم می تواند فشار ناشی از نیروی کششی را تا حد ۷۴۰ نیوتن بر متر مربع تحمل کند؛ با این وجود همچنان می توان این فلز را سخت تصور کرد. (با توجه به این که حد شکست در برابر کشیدگی آن حداقل ۸ درصد است)
در حال حاضر تعداد طراحانی که در زمینه ساخت اشیاء متحرک به استفاده از این فلز علاقه نشان داده اند رو به فزونی گذاشته است. یکی از کاربردهای جدید تیتانیوم، استفاده از آن در توربین های بخار است. تیتانیوم مهندسان را قادر می سازد تا طول پره های توربین را زیاد کرده و بدین ترتیب نسبت نیروی تولید شده را افزایش دهند.
از دیگر کاربردهای رو به افزایش تیتانیوم، استفاده از آن در موقعیت هایی است که نیاز به مقاومت بالا در برابر برش احساس شده و یا ترکیبی از دو نیروی برشی و کششی دیده می شود. در این حالت خاص از نوع ویژه ای از تیتانیوم استفاده می شود که بر روی آن پوششی از نیترید قرار دارد. این پوشش از حرارت دادن فلز در فضای نیتروژنی بدست می آید.
همینطور در صنایع خودرو سازی، کاربردهای جدید و جالبی برای تیتانیوم پیدا شده است. به عنوان مثال جایگزین کردن تیتانیوم با فولاد، در موتور مولد قطار، باعث کاهش ۶۰ درصدی وزن این وسیله شده است. از دیگر کاربردهای تیتانیوم در این صنعت، استفاده در میل لنگ، مفتول های اتصالی و سیستم اگزوز خودرو است. مهم ترین حوزه های رشد استفاده از تیتانیوم در حال حاضر صنایع هوا – فضا، نیروگاه ها و دستگاه های شیرین کننده آب هستند.
یکی دیگر از خواص مهم تیتانیوم، قابلیت قرارگیری آن به عنوان فلز واسط میان دو فلز دیگر است. به عنوان مثال از تیتانیوم در صفحات انتقال دهنده گرما در کارخانه های شیمیایی یا شیرین کننده آب استفاده می شود.
یکی از دلایل مقاومت بالای تیتانیوم در برابر خراشیدگی و عدم انفعال این عنصر در برابر دیگر مواد شیمیایی، پوسته ای است که بر روی فلز تشکیل می شود. هنگامی که تیتانیوم با اکسیژن تماس پیدا می کند، سطح آن به سرعت واکنش نشان داده و اکسیده می شود. در اثر این فعل و انفعال شیمیایی، پوسته ای بسیار مقاوم تشکیل می شود که جلوی هرگونه فعل و انفعال دیگری را می گیرد. اگر به این پوسته آسیبی برسد، در صورت حضور اکسیژن و یا حتی آب، تیتانیوم مجدداً اکسیده شده و در محل خراش، پوسته جدیدی تشکیل می شود. این مکانیزم بسیار به آلومینیوم شباهت دارد. با این تفاوت که پوسته تشکیل شده بر روی تیتانیوم، ضخیم تر و پایدار تر از پوسته آلومینیوم است. این لایه محافظ علاوه بر ایجاد مقاومت در برابر خراشیدگی، حد تحمل بیولوژیک فلز را افزایش می دهد. با این وجود بعضی از ترکیبات شیمیایی نظیر فلئورین می توانند این پوسته محافظ را تخریب کنند.
با توجه به کاربردهای فراوان تیتانیوم، این فلز در گروه فولادهای آلیاژی و یا آلیاژهای نیکل قرار می گیرد، اما به خاطر سختی و قدرت تحمل آن در برابر کشش و برش، نیروی بیشتری برای شکست این فلز نسبت به فلزات آهنی لازم است. یکی از دلایل این که هزینه تولید تیتانیوم بسیار بالا است، استفاده از فن آوری موجود جهت تولید محصولات با کیفیت بسیار بالاست که بتواند نیازهای صنایع حساسی مانند هوا – فضا را پاسخگو باشد. مقید بودن به تولید محصولات با کیفیت بسیار بالا، مسلماً موجب ایجاد هزینه های اضافی می گردد، اما اگر حوزه های جدیدی برای مصرف این فلز که نیاز به کیفیت بسیار بالا هم نداشته باشد، ایجاد گردد؛ این امکان وجود دارد که فن آوری های جایگزینی برای تولید ساخته شوند تا هزینه ها را کاهش دهند. صنایع ساختمانی و خودرو سازی، از جمله صنایعی هستند که اگر به صورت عمده وارد بازار مصرف شوند، به ساخت فن آوری ارزان قیمت تر کمک خواهند کرد.
تا زمانی که تیتانیوم به عنوان فلزی گران قیمت تلقی می شود، این چرخه ادامه دارد و آثار آن مثل تقاضای محدود و مصرف پایین باعث می شود تا تولیدکنندگان هیچ علاقه ای به توسعه فن آوری های ارزان تر و ساده تر نداشته باشند.
یکی از شرکت هایی که در زمینه تولید تیتانیوم فعال بوده و پیشرفت های مهمی هم داشته است، شرکت دویچه تیتان (Deutsche Titan) از زیر مجموعه های گروه تیسن کراپ (Thyssen Krupp) در آلمان است. این شرکت به همراه شرکت ایتالیایی تیتانیا، گروه تیتانیوم را تشکیل داده اند.
دویچه تیتان، تیتانیوم اسفنجی مورد نیاز خود را از کشورهای روسیه، قزاقستان، اوکراین، ژاپن و چین خریداری می کند و سالانه ظرفیت تولید ۴ هزار تن شمش را دارا می باشد. این شمش ها می توانند تا ۱۳ تن وزن داشته باشند. دویچه تیتان طیفی از محصولات نیمه تمام را با استفاده از تأسیسات خود شرکت، گروه تیسن کراپ و همینطور کوره های ذوب دیگر تولید می کند. محصولات این شرکت در غالب شمش، اسلب، ورق، کلاف، صفحه، لوله جوش کاری شده و مفتول عرضه می شوند

[moris]

با سلام و درود :

دوست گرامي من نيازمند مطلب راجع به فرايند اكستروژن در شكل دهي فلزات مي باشم خواشمندم در صورت امكان بنده را ياري فرماييد.


باسپاس

[محسن آزماینده]

سلام
اول از مدیران تالار خواهش میکنم این تاپیک پست به قسمت مناسب انتقال داده بشه

[محسن آزماینده]

با سلام و درود :

دوست گرامي من نيازمند مطلب راجع به فرايند اكستروژن در شكل دهي فلزات مي باشم خواشمندم در صورت امكان بنده را ياري فرماييد.


باسپاس




فرم دهی و شكل دهی
كلمات فرم دهی و شكل دهی با هم مورد استفاده قرار می گیرند. فرم دهی فرآیندی است كه شكل خارجی بدنه ی یك جسم جامد را عوض می كند ؛ می توان آن را تبدیل به صفحه ، ورق ، میله ، شمش ، سیم یا لوله با مقاطع مختلف و می توان به شكل های مفید دیگری نیز تولید كرد .
برای مثال یك جالباسی معمولی سیمی از خم كردن و پیچیدن یك تكه سیم راست به شكل یك جالباسی ساخته می شود .
فرآیندهای فرم دهی و شكل دهی برای تهیه شكل و اندازه ی مطلوب از ماده ی مورد استفاده قرار می گیرند .
فرآیند
فرآیند های فرم دهی به وسیله ی تغییر فرم پلاستیك مواد انجام می شوند. تغییر فرم پلاستیك یك ماده اساساً قابلیت شكل پذیری آن ماده به عنوان یك جامد بدون از دست دادن خصوصیاتش است.
تغییر شكل به واسطه ی تغییر در ابعاد همانند ضخامت یا سطح مقطع اتفاق می افتد.
شكل فلزات می تواند هم در حالت گرم و هم در حالت سرد تغییر پیدا كند. فلزات می توانند به وسیله ی روش های متفاوتی همانند كشیدن ، خم كردن ، ضربه زدن و یا كشش تغییر شكل بدهند.

انواع فرآیندهای فرم دهی و شكل دهی
* فرجینگ ( آهنگری )
* اسپینینگ
* كشش
* خمش
* نورد
* اكستروژن

1-فرجینگ :
فرجینگ فرآیندی است كه یك قطعه ی كاری شكل مطلوب خود را توسط
اعمال یك نیروی فشاری به دست می آورد.
فرجینگ به وسیله ی دست یا ماشین قابل انجام است.

الف - فرجینگ دستی : این یك روش ساده و آسان و مورد استفاده در آهنگری است. در آهنگری دستی ، آهنگر به فلز گرما می دهد تا هنگامی كه سرخ شود و سپس با چكش به آن ضربه می زند تا شكل مطلوب حاصل شود. وقتی كه فلز در اثر گرما سرخ شود به حالت پلاستیك می رسد و شروع می كند به نرم شدن كه شكل گرفتن آن توسط ضربه به آسانی صورت می گیرد.

ب - فرجینگ ماشینی : این روش در مقایسه با آهنگری دستی یك روش پیشرفته است. آهنگری ماشینی از دستگاه های مختلفی كه با چكش و پتك كار می كنند استفاده می شود. در این روش اپراتور دستگاه قادر خواهد بود تا به فلز نیرو و گرما با شدت های مختلف اعمال كند. نیرو را می توان از میان فشردن ، * یا تركیبی از هر دو اعمال كرد. آهنگری را با استفاده از قالب ها نیز می توان انجام داد كه هم به صورت دستی و هم ماشینی قابل انجام است.
آهنگری را می توان به دو صورت تقسیم بندی كرد :
Open Die Forging , Close Die Forging

- Open Die Forging : در Open Die Forging یك قطعه كاری گرم شده بین دو صفحه ی قالب كوبیده می شود تا شكل مورد نظر تولید شود.یك قطعه فلز كاری داغ نرم تر است و بنابراین تغییر شكل ان راحت تر است. Open Die Forging یك فرآیند راحت است. اما معمولاً شكل ایجاد شده در این روش زبر است و نیاز به عملیات ماشین كاری دارد.
Open Die Forging برای تهیه ی مقدار زیادی از فلزات مناسب نیست زیرا قالب ها قوی ، بادوام و دارای عمر طولانی نیستند.این روش معمولاً برای تهیه شكل های پایه ای از یك فلز استفاده می شود تا آمادگی برای كاربردهای بیشتر پیدا كند.
- Close Die Forging : همچنین به عنوان ImpressionDF شناخته می شود.
Close Die Forging شبیه Open Die Forging نیست در Close Die Forging قالب شكل داده شده برای تهیه شكلی نزدیك فلز مورد استفاده اند. در این روش جریانی از فلز كنترل می شود.
Close Die Forging بهتر از Open Die Forging است ، زیرا در آن از pre-shape استفاده می شود. در Open Die Forging از قالب های صفحه ای استفاده می شود بنابراین تولید شكل نهایی بستگی به مهارت شخص اپراتور و تجهیزات آهنگری دارد.


2-اسپینیگ :
فرآیندی است كه برای شكل دهی یك صفحه فلزی به وسیله ی فشردن آن در برابر یك ابزار شناخته شده همانند فورمر ( كه در حال چرخش می باشد ) مورد استفاده است.
این فرآیند مشابه فرآیند كوزه گری بر روی چرخ كوزه گری می باشد.
صفحه ی فلزی به تیل استوك متصل می شود در حالی كه فورمر به هرزگرد اصلی ماشین تراش وصل است.
در حالی كه ابزار اسپینینگ به تدریج به فورمر در حال چرخش فشار می دهند ، صفحه ی فلزی شروع به گرفتن شكل مطلوب می كند.
ابزار اسپینینگ می توانند به صورت دستی و یا به صورت كنترل كامپیوتری با ماشین های هیدرولیكی به كار گرفته شوند.
این فرآیند معمولاً در دمای اتاق انجام می شود. اگر چه می توان آن را در دماهای بالا نیز انجام داد. در این فرآیند فورمر تحت فشار نیست چنان كه می تواند از چوب های سخت و حتی پلاستیك ساخته شود. برای كاهش اصطكاك بین ابزار اسپینینگ آن ها را روغن كاری می كنند كه برای این منظور می توان از آب صابون ، bees wax ، white lead و روغن كتان استفاده كرد .

3-كشش :
كشش یك فرآیند تغییر فرم پلاستیك است و از آن برای كاهش قطر میله ها ، سیم ها و یا لوله ها به وسیله ی كشیدن آنها از میان دو قالب صورت می گیرد.
این روش می تواند در هر دو حالت گرم و سرد انجام شود. برای كنترل قطر داخلی در هنگام كشش لوله معمولاً از یك مرغك استفاده می شود. كشش لوله همچنین بون وجود مرغك به وسیله ی یك قالب گرد نیز انجام می شود. این فرآیند sinking نامیده می شود. كشش روی یك drawbench انجام می شود.


4-خمش :
یك صفحه ی فلزی یا یك plate stock درون یك منحنی ویژه به وسیله ی روش های شناخته شده ای همانند roll bending یا roll forming خم می شود. فرآیند خمش شامل عبور صفحه ی فلزی از میان یك سری از سه غلتك با قطر برابر می باشد. دو غلتك در یك موقعیت خاص ثابت هستند و غلتك سوم قابل تنظیم می باشد كه مقصود آن كنترل تنظیم درجه منفی غلتك است.
این فرآیند برای خمش متوالی صفحات فلزی مورد استفاده است. مهمترین مزیت این فرآیند سریع بودن آن است و این كه می تواند برای حجم بالای تولید مفید باشد.


توضیح : غلتك مورد استفاده در فرآیند خمش معمولاً از فولاد ساده كربنی و یا چدن خاكستری ساخته می شود و می توان آن را پوشش گرم داد تا مقاومت پوششی آنها افزایش یابد.

5-نورد :
در فرآیند نورد یك فلز از بین دو غلتك گردان عبور می كند و نازك می شود. دانه ها در مسیر نورد كشیده و لاغر می شوند و سرعت خروج مواد از سرعت ورود آنها بیشتر است. هنگامی كه فلز بین دو غلتك فشرده می شود ، افزایش طول می یابد زیرا قابلیت فشردن ندارد. برای این منظور غلتك ها قادر به اعمال نیرو به دو صورت فشارش نرمال و فشار كشش اصطكاكی هستند.
فشار نرمال غلتك ها یك تا چند بار به اندازه تنش تسلیم فلز اعمال می شود. فشار ممكن است تا چند صد هزار پوند بر اینچ مربع به صورت شدیدی افزایش یابد.
در نورد گرم بعد از برداشتن تنش از منطقه دانه ها شروع به بازگشت به حالت اول می كنند اما در نورد سرد آنها شكلی را كه به وسیله ی عمل غلتك به آنها داده شده است را حفظ می كنند.
الف - نورد گرم فولاد :
بعد از ذوب و تصفیه ی یك فلز ریخته گری می شود به شكلی كه ingot نامیده می شود كه برای نورد آماده می شود. شمش های فولادی درون یك soaking pit در یك دمای یكسان نگهداری و گرم می شوند و سپس درون bloom یا slab نورد می شوند.این عمل سریع انجام می شود قبل از این كه دمای فلز به زیر دمای كاری برسد.
در هر چند وقت bloom بریده می شوند تا اندازه ی لازم را برای عملیات بعدی داشته باشند.
صفحات پهن ، ورقه ها و نوارهای باریك به طور پیوسته از slab و یا به صورت مستقیم از شمش ها نورد می شوند.
برای شمش ها ، میله ها یا سیم به صورت معمول از كاهیده شدن شمش ها bloom می شوند. اگر دما در طول فرآیند خیلی خیلی كاهش یابد ، bloom می تواند دوباره آن را گرم كند.
bloom ، شمش ها و slab شكل های نیمه كاملی با سطح مقطع مستطیلی و گوشه های گرد هستند.
ب - نورد سرد :
ورق ها و نوارهایی كه توسط نورد سرد ساخته می شوند. بخشمهمی از مجموع تولیدات فولادها هستند و مهمترین طبقه از مواد دارای مصرف زیاد در تولید كالاهای صنعتی همانند لوازم خانگی هستند.
دو دلیل مهم برای نورد كردن به صورت سرد در فلزات ، كیفیت بالای سطح نهایی و بهبود خواص فیزیكی همانند فنر های صفحه ای است.
ورق های فولادی دارای ضخامت كمتر از 0/05 اینچ به صورت سرد نورد می شوند زیرا بسیار سریع تر از نورد در حالت گرم است. فواید نورد سرد، یكنواختی ضخامت، كارایی ورق ها و closetolerance است. قابلیت ماشین كاری فولاد به وسیله ی نورد سرد افزایش می یابد و بنابراین نورد سرد و یا drawnstock دارای استفاده ی بسیار در كاركرد سریع ماشین های اتوماتیكی می باشد.
6 ـ اكستروژن :
فرآیند اكستروژن شامل عبور ماده از قالب توسط فشار است. این فرآیند اغلب برای تولید ورق ها و لوله های پلاستیكی مورد استفاده است.
مواد مورد استفاده در فرآیند اكستروژن معمولاً مخلوطی از پودر مواد مختلف همانند ونیل ، مشتقات سلولز ، نایلون ، پلی اتیلن و پلی پروپیلن می باشد.
فرآیند اكستروژن شامل یك جریان قیف مانند است كه ذرات پودر یا گلوله ای شكل وارد یك سیلندر گرم می شوند كه دارای مكانیزم تغذیه چرخشی ، یك نازل و یك قالب جمع كننده می باشد.
پیچ گرم پلاستیك را به سمت جلو می راند و نیروی اعمالی باعث عبور آن از میان سوراخ داغ و ایجاد شكل مورد نیاز می شود.
همچنان كه پلاستیك از قالب خارج می شود به تدریج دمای آن به واسطه ی عبور از میان یك خنك كننده كاهش می یابد. سپس كلاف و یا به اندازه ی دلخواه بریده می شود.
مهمترین مزیت فرآیند اكستروژن توانایی در كنترل ضخامت مواد می باشد.

كاربردهای فرآیندهای فرم دهی و شكل دهی
آهنگری :
فرجینگ در شمش های میله ای وقتی كه فلز چكش خورد تا شكل مطلوبش را پیدا كند همانند ریل ها ، مجراها و زاویه ها كاربرد پیدا می كند.
اسپینینگ:
اسپینینگ عموماً باید در ساخت شكل های متنوع كاسه مانند ، * ، بازتابنده ها و كانتینرها استفاده شود. ورق های فلزی می توانند برای تولید محصولات مفید با كمك فرایند اسپینینگ استفاده شوند.
كشش:
كشش برای ساخت محصولاتی همانند سیم ها ، لوله ها ، میله ها و نوارهای باریك با ضخامت ها و قطر های مختلف برای نیازها و كاربردهای متفاوت می تواند استفاده شود.
خمش:
خمش اغلب در كارخانه ها یا صنایع حمل و نقل كه صفحات فلزی با شكل های متنوع بسیار مورد نیاز است ، استفاده می شود.
نورد:
نورد در صنایع سازه ای كه قطعات فلزی نورد می شوند تا به شكل میله ، زاویه و یا شیار در آیند ، كاربرد پیدا می كند.
اكستروژن:
اكستروژن به طور ابتدایی برای ساخت سیم ها ، & و كابل كه در ساخت ساختمان ها و كارخانجات كاربرد پیدا می كنند ، استفاده می شود.

توضیحاتی برای انتخاب یك فرآیند شكل دهی
نكاتی كه برای انتخاب یك فرآیند فرم دهی یا شكل دهی خاص مورد توجه هستند :
- نوع فلز مورد استفاده
- خصوصیات فلز مورد استفاده همانند نرمی و چكش خواری
- فرآیند مورد نیاز برای استفاده از یك نوع از مواد كامپوزیتی و یا مواد نا آشنا
- هزینه ی مواد مورد استفاده و هزینه ی اعمال روش های متفاوت

فرآیند های نهایی
فرآیندهای ماشین كاری برای به دست آوردن سایز و شكل مطلوب محصول مورد استفاده است. اگر چه كیفیت نهایی سطح را نمی تواند افزایش دهد. فرآیندهای نهایی یك كنترل پایانی را انجام می دهند.
فرآیند
عملیات نهایی روی قطعه ی كاری انجام می شود كه فرم و شكل گرفته است. برای این كه قطعه كار برای استفاده آماده شود ، در مرحله ی اول آن را تمیز می كنند كه به دو صورت مكانیكی و شیمیایی انجام می شود. بعد از تمیزكاری بعضی از قطعه كارها نیاز بیشتری به عملیات نهایی دارند ، بنابراین آنها در معرض یك پوشش بر روی سطحشان قرار می گیرند تا ظاهرشان بهتر شود و یك محافظ بر روی سطح آنها قرار می گیرد.

انواع عملیات نهایی
عملیات نهایی را می توان به دو بخش تقسیم بندی كرد :
1- تمیز كاری
2- پوشش دهی

1 -تمیزكاری: تمیزكاری برای پاك كردن اكسیدها ، كثیفی ها و دیگر ناخالصی هایی كه بر روی كیفیت محصول تأثیرگذارند ، انجام می شود. فرآیند تمیزكاری همچنین سطح را برای عملیات پوشش دهی تمیز می كند. روش های متنوعی برای انجام تمیزكاری وجود دارد. انتخاب نوع روش تمیزكاری به تركیب و شرایط ماده ، نوع ، ضخامت آلودگی ، شكل ، اندازه ی قطعه كارها و قابلیت تجهیزات مورد استفاده بستگی دارد.
روش های تمیز كاری را به دو نوع زیر می توان تقسیم بندی كرد:
الف - تمیزكاری مكانیكی
ب - تمیزكاری شیمیایی

الف- تمیزكاری مكانیكی: تمیزكاری مكانیكی برای پاك كردن زنگ آهن و scale از قطعه كارها همانند محصولات فرجینگ و جوش كاری مورد استفاده است.
پنج نوع تمیزكاری مكانیكی :
- Abrasive Blast (ساچمه زنی) : این روش عموماً شات بلاست نامیده می شود. از ذرات ساینده ای مانند ذرات ساینده ی فولادی و شن برای از بین بردن آلودگی و بستن ترکهایی كه بر روی سطح مواد قرار گرفته اند ، استفاده می شود.
نكته : ساچمه زنی برای تمیزكاری جعبه موتور و چرخ های اتومبیل استفاده می شود.
- Tumbling : این فرآیند برای پاك كردن زنگ آهن و scale از بخش هایی از فلزات كه كوچك و ساده هستند ، مؤثر است. در Tumbling قطعه كارها درون یك محفظه ی استوانه ای قرار می گیرند و سپس آن محفظه شروع به چرخش می كند. به خاطر شكل دادن قطعه كارها ، به همدیگر مالیده می شوند و مواد سایش می یابند و اصطكاك تولید می شود كه منجر به از بین رفتن مواد ناخواسته از محصولات می شود. مواد ساینده ای همچون شن نیز در استوانه ها می توانند مورد استفاده قرار گیرند.
- Barrel rolling : این فرآیند مشابه Tumbling است. در این روش قطعه كارها درون یك بشكه به همراه آب و یك محلول اسیدی رقیق قرار می گیرند. همچنین مقداری مواد ساینده مانند خاكستر ، تفاله و scale اضافه می شوند. همچنان كه بشكه در حال چرخش است ، اجسام بر روی هم غلت می خورند و در بشكه بالا و پایین می شوند. این حركت منجر به برش قسمت هایی از سطح از قبیل لبه های تیز یا پاك شدن سطح از مواد اضافه می شود.
- Power Brushing : این روش برای پاك كردن یا حذف كردن زنگ آهن با میزان كم استفاده می شود. این فرآیند برای قطعه كارهایی به شكل لوله مفید است. در بعضی مواقع مقدار زیادی Brusher نیاز است تا مواد ناخواسته را از بین ببرد.
- Maching Polishing and Buffing : این فرآیند فلز را صاف و یك دست می كند. در این فرآیند ماشین های نیمه اتوماتیك مورد استفاده اند كه می توانند برای بخش های مختلف تنظیم شوند ، آن چنان كه همه ی سطوح تا جایی كه مورد نیاز است را می توانند پولیش و buffed كنند.

ب - تمیزكاری شیمیایی: تمیزكاری شیمیایی آخرین مرحله در ساخت یك قطعه است. این عمل جهت پاك كردن چربی ها و روغن ها از سطح ماشین انجام می شود.

انواع تمیزكاری شیمیایی :
- Acid Picking : این عمل برای از بین بردن مواد نامطلوب همچون اكسیدها در فلزها مورد استفاده است. اسیدهای مورد استفاده معمولاً اسید هیدروكلریك ، اسید سولفوریك یا اسید فسفریك هستند. بعد از اسپری كردن باید اسید ، قطعه كار درون یك تانك پر شده از اسید قرار می گیرد كه به هم زده می شود و شسته می شود آنقدر كه به طور كامل اسید از قطعه كار پاك شود.
- Alkaline Cleaning ( تمیزكاری قلیایی ) : تمیزكاری قلیایی یك روش معمول و اقتصادی برای از بین بردن ناخالصی هایی همانند روغن و چربی است. در این روش یك حمام با یك عامل پاك كننده مشخص چون هیدروكسید سدیم یا سدیم متال سیلیكات كه به آنها آب صابون اضافه می شود ، آماده می شود. این تركیب اجازه می دهد تا محصولات یك باز همانند یك عامل تمیزكننده عمل كنند و فلز را پاك كنند.
- Emulsified solvent cleaning : در Emulsified solvent cleaning یك حلال با یك هیدروكربن مخلوط می شود و باعث پایدار شدن ذرات انحلال پذیر مانند صابون و تنها مخلوطی از نفت چراغ مخلوط شده با مقدار كمی sulfonated costor oil و آب یا فقط آب می شود.
قطعه كار با خیساندن در این محلول تمیز می شود. بعد از خیساندن برای چند لحظه آنها با آب داغ كه با فشار زیاد بر روی آنها پاشیده می شود ، شسته می شوند تا ناخالصی ها به طور كامل پاك شوند. بعد از كامل شدن این فرآیند قطعه كارها را تحت مقداری باز قرار می دهند تا هر ماده ی آلی از آنها پاك شود.
- Vapor degreasing : برای بخشی كه تمیز كننده است محلول شناخته شده ای همچون تری كلرواتیلن پیشنهاد می شود و به محلول گرما داده می شود تا به نقطه ی جوشش برسد. تمیز شدن قطعه كارها بستگی به بخارات تولید شده دارد. وقتی بخارات متمركز می شوند چربی و روغن را از قطعات پاك می كنند. استفاده این روش برای پاك كردن مواد حل شده مانند قسمت های نورد شده و یا درز جوش و از این قبیل جاها كه دیگر تمیزكننده ها نمی توانند به آن نقاط برسند مؤثر است.
- تمیزكاری فرا صوتی : در این فرآیند یك لرزش فراصوتی كه دارای نیروی زیادی است به یك مایع كه قطعه كارها در آن قرار گرفته اند فرستاده می شوند. این عمل منجر به cavitation می شود. به طوری كه به واسطه آن ، تعداد زیادی از تركیبات آلی شكسته می شوند و كثیفی ها و چربی های چسبیده شده پاك می شوند. این فرآیند برای پاك كردن مواد سخت و شكننده همانند سنگ های گران بها یا سرامیك ها سودمند است.

[خاطره112]

سلام تشکر از زحمات شما. من یه پروژهای راجع به استخراج هیدرومتالورزی فلزات غیر آهنی داشتم که باید حداقل 10 مقاله لاتین باشه. اگه برا شما زحمتی نداشته باشه تو این کار کمکم کنید.
اینم ID من هستش:khatere_112

[خاطره112]

با سلام و درود :

دوست گرامي من نيازمند مطلب راجع به فرايند اكستروژن در شكل دهي فلزات مي باشم خواشمندم در صورت امكان بنده را ياري فرماييد.


باسپاس


سلام من خاطره هستم در این مورد مطالبی دارم چطور براتون بفرستم؟

[محسن آزماینده]

سلام تشکر از زحمات شما. من یه پروژهای راجع به استخراج هیدرومتالورزی فلزات غیر آهنی داشتم که باید حداقل 10 مقاله لاتین باشه. اگه برا شما زحمتی نداشته باشه تو این کار کمکم کنید.
اینم ID من هستش:khatere_112

براتون ارسال میکنم