નોન-ફેરોસ મેટલ્સ

ઇજનેરી ઉદ્યોગમાં ફેરસ મટિરિયલ્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેમની શ્રેષ્ઠતા, યાંત્રિક ગુણધર્મોની શ્રેણી અને ઓછા ખર્ચ. તેમ છતાં, સામાન્ય રીતે highંચી કિંમત હોવા છતાં, ફેરસ એલોયની તુલનામાં, તેમની વિશિષ્ટ ગુણધર્મો માટે બિન-ફેરસ સામગ્રીનો ઉપયોગ વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં પણ થાય છે. આ એલોયમાં કામની સખ્તાઇ, વય સખ્તાઇ વગેરે દ્વારા ઇચ્છિત યાંત્રિક ગુણધર્મો મેળવી શકાય છે, પરંતુ ફેરસ એલોય માટે સામાન્ય ગરમીની પ્રક્રિયા દ્વારા નહીં. રસની કેટલીક મુખ્ય બિન-ફેરસ સામગ્રી એલ્યુમિનિયમ, કોપર, જસત અને મેગ્નેશિયમ છે

1. એલ્યુમિનિયમ

તમામ બિન-ફેરસ એલોય્સમાંથી, એલ્યુમિનિયમ અને તેના એલોય્સ તેમની ઉત્તમ ગુણધર્મોને કારણે સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે. શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમના કેટલાક ગુણધર્મો કે જેના માટે એન્જિનિયરિંગ ઉદ્યોગમાં વપરાય છે:

1) ઉત્તમ થર્મલ વાહકતા (0.53 કેલ / સે.મી. / સે)
2) ઉત્તમ વિદ્યુત વાહકતા (376 600 / ઓમ / સે.મી.)
3) નીચા માસની ઘનતા (2.7 ગ્રામ / સે.મી.)
4) લો ગલનબિંદુ (658 સી)
5) ઉત્તમ કાટ પ્રતિકાર
6) તે બિન-ઝેરી છે.
)) તેમાં સૌથી વધુ પ્રતિબિંબીકરણો (to 85 થી% 95%) છે અને ખૂબ જ ઓછી એમસીવીટી (to થી%%)
8) તે ખૂબ જ નરમ અને નરમ છે જેના પરિણામે તેમાં ખૂબ જ સારી ઉત્પાદન ગુણધર્મો છે.

શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થતો કેટલાક એપ્લિકેશનો ઇલેક્ટ્રિકલ કંડક્ટર, રેડિએટર્સ ફિન મટિરિયલ્સ, એર કંડિશનિંગ યુનિટ્સ, optપ્ટિકલ અને લાઇટ રિફ્લેક્ટર અને ફોઇલ અને પેકેજિંગ મટિરિયલ્સમાં હોય છે. 

ઉપરોક્ત ઉપયોગી એપ્લિકેશન હોવા છતાં, શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ નીચેની સમસ્યાઓના કારણે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતું નથી:

1) તેમાં ઓછી તાણ શક્તિ છે (65 MPa) અને કઠિનતા (20 બીએચએન)
2. વેલ્ડિંગ અથવા સોલ્ડર કરવું ખૂબ મુશ્કેલ છે.

એલોયિંગ દ્વારા એલ્યુમિનિયમની યાંત્રિક ગુણધર્મો નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકાય છે. મુખ્ય ઉપયોગમાં લેવાતા તત્વોમાં તાંબુ, મેંગેનીઝ, સિલિકોન, નિકલ અને જસત છે.

એલ્યુમિનિયમ અને કોપર રાસાયણિક સંયોજન CuAl2 બનાવે છે. 548 સે તાપમાને ઉપર તે પ્રવાહી એલ્યુમિનિયમમાં સંપૂર્ણપણે ઓગળી જાય છે. જ્યારે આ બુંધાય છે અને કૃત્રિમ રીતે વૃદ્ધ થાય છે (100 - 150 સીમાં લાંબા સમય સુધી હોલ્ડિંગ), ત્યારે સખત એલોય મેળવવામાં આવે છે. કુઆએએલ 2, જે વૃદ્ધ નથી, તેની પાસે એલ્યુમિનિયમ અને કોપરના નક્કર સોલ્યુશનથી બચવા માટેનો સમય નથી અને આ રીતે તે અસ્થિર સ્થિતિમાં છે (ઓરડાના સ્વભાવમાં સુપર સંતૃપ્ત). વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયા CuAl2 ના ખૂબ જ સરસ કણોને અવરોધે છે, જે એલોયને મજબૂત બનાવવાનું કારણ બને છે. આ પ્રક્રિયાને સોલ્યુશન સખ્તાઇ કહેવામાં આવે છે.

વપરાયેલ અન્ય એલોઇંગ તત્વો 7% સુધી મેગ્નેશિયમ સુધી હોય છે, 1% સુધી. 5% મેંગેનીઝ, 13% સિલિકોન સુધી, 2% નિકલ સુધી, 5% ઝીંક અને 1.5% સુધી આયર્ન. આ ઉપરાંત, ટિટેનિયમ, ક્રોમિયમ અને કોલમ્બિયમ પણ નાના ટકામાં ઉમેરી શકાય છે. કાયમી મોલ્ડિંગ અને ડાઇ કાસ્ટિંગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા કેટલાક લાક્ષણિક એલ્યુમિનિયમ એલોયની રચના કોષ્ટક 2 માં આપવામાં આવે છે. 10 તેમની અરજીઓ સાથે. આ સામગ્રીની અપેક્ષા રાખવામાં આવતી યાંત્રિક ગુણધર્મો કાયમી મોલ્ડ અથવા પ્રેશર ડાઇ કાસ્ટિંગનો ઉપયોગ કરીને કાસ્ટ કર્યા પછી કોષ્ટક 2.1 માં બતાવવામાં આવી છે

2. કોપર

એલ્યુમિનિયમની જેમ, શુદ્ધ કોપર પણ તેની નીચેના ગુણધર્મોને કારણે વિશાળ એપ્લિકેશન શોધી શકે છે

1) શુદ્ધ કોપરની વિદ્યુત વાહકતા તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં (ંચી (5.8 x 105 / ઓહ્મ / સે.મી.) છે. કોઈપણ નાની અશુદ્ધતા વાહકતાને ખૂબ નીચે લાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 0. 1% ફોસ્ફરસ વાહકતા 40% ઘટાડે છે.

2) તેમાં ખૂબ therંચી થર્મલ વાહકતા છે (0. 92 કેલ / સે.મી. / સે)

)) તે ભારે ધાતુ છે (ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ 9.93)

4) તે બ્રેઝિંગ દ્વારા સરળતાથી જોડાઈ શકાય છે

5) તે કાટનો પ્રતિકાર કરે છે,

6) તેનો આનંદદાયક રંગ છે.

શુદ્ધ કોપરનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિકલ વાયર, બસ બાર, ટ્રાન્સમિશન કેબલ્સ, રેફ્રિજરેટર ટ્યુબિંગ અને પાઇપિંગના ઉત્પાદનમાં થાય છે.

તેની શુદ્ધ સ્થિતિમાં તાંબાના યાંત્રિક ગુણધર્મો ખૂબ સારા નથી. તે નરમ અને પ્રમાણમાં નબળુ છે. યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારવા માટે તેને નફાકારક રીતે એલોય કરી શકાય છે. વપરાયેલ મુખ્ય એલોઇંગ તત્વો જસત, ટીન, સીસા અને ફોસ્ફરસ છે.

કોપર અને ઝીંકના એલોયને બ્રાસ કહેવામાં આવે છે. 39% સુધી ઝીંક સામગ્રી સાથે, તાંબુ એક જ તબક્કો (α-તબક્કો) ની રચના બનાવે છે. આવા એલોય્સમાં ઉચ્ચ નરમતા હોય છે. એલોયનો રંગ ઝિંક સામગ્રીના 20% સુધી લાલ રહે છે, પરંતુ તેનાથી આગળ તે પીળો થઈ જાય છે. Struct-તબક્કો કહેવાતો બીજો માળખાકીય ઘટક ઝીંકના 39 થી 46% ની વચ્ચે દેખાય છે. તે ખરેખર ઇન્ટર-મેટાલિક કમ્પાઉન્ડ ક્યુઝન છે જે વધેલી કઠિનતા માટે જવાબદાર છે. જ્યારે ઓછી માત્રામાં મેંગેનીઝ અને નિકલ ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે પિત્તળની શક્તિમાં વધુ વધારો થાય છે.

ટીનવાળા કોપરના એલોયને બ્રોન્ઝ કહેવામાં આવે છે. ટીનની સામગ્રીમાં ક્રીઝની સાથે કાંસાની કઠિનતા અને તાકાતમાં વધારો થાય છે. ઉપરના ટીનની ટકાવારીમાં વધારા સાથે નરમતા પણ ઓછી થઈ છે. જ્યારે એલ્યુમિનિયમ પણ ઉમેરવામાં આવે છે (4 થી 11%), પરિણામી એલોયને એલ્યુમિનિયમ બ્રોન્ઝ કહેવામાં આવે છે, જેમાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે કાટ પ્રતિકાર હોય છે. ટીનની હાજરીને લીધે બ્રાસની તુલનામાં કાંસ્ય તુલનાત્મક રીતે ખર્ચાળ હોય છે જે એક ખર્ચાળ ધાતુ છે.

3. અન્ય બિન-ફેરસ ધાતુઓ

ઝીંક

ઝીંક મુખ્યત્વે એન્જિનિયરિંગમાં વપરાય છે કારણ કે તેના નીચા ગલન તાપમાન (41૧9..4 સે) અને corંચા કાટ પ્રતિકાર, જે ઝીંકની શુદ્ધતા સાથે વધે છે. કાટ પ્રતિકાર સપાટી પર રક્ષણાત્મક oxકસાઈડ કોટિંગની રચનાને કારણે થાય છે. ઝીંકના મુખ્ય કાર્યક્રમો સ્ટીલને કાટથી બચાવવા, છાપવાના ઉદ્યોગમાં અને ડાઇ કાસ્ટિંગ માટે ગેલ્વેનાઇઝિંગમાં છે.

ઝીંકના ગેરફાયદા એ વિકૃત પરિસ્થિતિઓમાં પ્રદર્શિત કરવામાં મજબૂત એનિસોટ્રોપી છે, વૃદ્ધત્વની પરિસ્થિતિઓમાં પરિમાણીય સ્થિરતાનો અભાવ, નીચા તાપમાને અસરની શક્તિમાં ઘટાડો અને આંતર-દાણાદાર કાટની સંવેદનશીલતા. તે 95.C તાપમાને ઉપરની સેવા માટે ઉપયોગ કરી શકાતો નથી કારણ કે તેનાથી તાણ શક્તિ અને કઠિનતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થશે.

ડાઇ કાસ્ટિંગ્સમાં તેનો વ્યાપક ઉપયોગ એટલા માટે છે કે તેને નીચા દબાણની જરૂર પડે છે, જે અન્ય ડાઇ કાસ્ટિંગ એલોયની તુલનામાં dieંચા મૃત્યુ પામે છે. આગળ, તેમાં ખૂબ જ સારી મશીનિબિલિટી છે. ઝિંક ડાઇકાસ્ટિંગ દ્વારા મેળવાયેલ પૂર્ણાહુતિ ભાગલા વિમાનમાં હાજર ફ્લેશને દૂર કરવા સિવાય, આગળની કોઈપણ પ્રક્રિયા માટે બાંયધરી આપવા માટે પૂરતી છે.

મેગ્નેશિયમ

તેમના હળવા વજન અને સારી યાંત્રિક શક્તિને કારણે, મેગ્નેશિયમ એલોયનો ઉપયોગ ખૂબ highંચી ઝડપે થાય છે. સમાન જડતા માટે, મેગ્નેશિયમ એલોયને માત્ર 37. સી 25 સ્ટીલના વજનના 2% જરૂરી છે, આમ વજનમાં બચત થાય છે. ઉપયોગમાં લેવાતા બે મુખ્ય તત્વો એલ્યુમિનિયમ અને જસત છે. મેગ્નેશિયમ એલોય રેતી કાસ્ટ, કાયમી ઘાટ કાસ્ટ અથવા ડાઇ કાસ્ટ હોઈ શકે છે. રેતી-કાસ્ટ મેગ્નેશિયમ એલોય ઘટકોના ગુણધર્મો કાયમી ઘાટ કાસ્ટ અથવા ડાઇ-કાસ્ટ ઘટકોની તુલનાત્મક છે. ડાઇ-કાસ્ટિંગ એલોય્સમાં સામાન્ય રીતે સાથી copperંચી તાંબાની સામગ્રી હોય છે જેથી તેમને ખર્ચ ઘટાડવા માટે ગૌણ ધાતુઓમાંથી બનાવવામાં આવે. તેનો ઉપયોગ ઓટોમોબાઈલ વ્હીલ્સ, ક્રેન્ક કેસો, વગેરે બનાવવા માટે થાય છે. સામગ્રી જેટલી ,ંચી છે, મેગ્નેશિયમ-ઘડાયેલ એલોય જેમ કે રોલ્ડ અને બનાવટી ઘટકોની યાંત્રિક તાકાત વધારે છે. મોટાભાગની પરંપરાગત વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા મેગ્નેશિયમ એલોય સરળતાથી વેલ્ડિંગ કરી શકાય છે. મેગ્નેશિયમ એલોય્સની ખૂબ ઉપયોગી મિલકત એ તેમની ઉચ્ચ ક્ષમતા છે. તેઓને નીચા કાર્બન સ્ટીલની તુલનામાં મશીનિંગ માટે લગભગ 15% પાવરની જરૂર હોય છે.