آلیاژ چیست؛ طبقه‌بندی و کاربردهای آن

آلیاژ چیست؟ احتمالا شما نیز در اطراف خود این نام را زیاد شنیده باشید! ما به شکل روزانه با انواع و اقسام آلیاژهای فلزی در تماس هستیم بدون اینکه بدانیم فلز مورد استفاده ما نوعی آلیاژ است. آلیاژ از ترکیب تو یا چند نوع فلز به نسبت های متفاوت ایجاد می شود. ترکیب فلزات نیز باعث تغییر برخی از خواص و ویژگی های آنها می گردد. شاید یکی از نزدیک ترین آلیاژ ها به ما همان قاشق و چنگال فلزی باشد که هر روز در حال استفاده از آن هستیم. تا به امروز آلیاژهای مختلفی برای کاربرد های متنوع ساخته شده اند و هر سال نیز به تعداد آنها اضافه می شود. در این مطلب از سایت پیوان قصد داریم در ابتدا پاسخی به سوال آلیاژ چیست ارائه دهیم و سپس به طبقه بندی آلیاژ، کاربرد آلیاژ و ویژگی های آن بپردازیم.

آلیاژ چیست؟

آلیاژ از منشا کلمه فرانسوی alloy گرفته شده است. معادل فارسی آلیاژ، همجوشی است. هم جوشی نیز به مایع بودن فلزات در زمان ترکیب آنها با یکدیگر بر می گردد. البته عناصر ترکیب شونده ممکن است فلز نباشند و در برخی از موارد عناصر غیرفلزی مثل کربن یا سیلیکون نیز ممکن است با فز ترکیب شوند. اگر بخواهیم برای مثال به دو نمونه آلیاژ شناخته شده اشاره کنیم باید به برنج (ترکیب دو فلز مس و روی) و ورق آلیاژی (ترکیب آهن و کربن) اشاره داشته باشیم. برای اطلاعات بیشتر در ارتباط با ورق آلیاژی چیست کلیک کنید.

عکس آلیاژ-پیوان مرجع قیمت آهن-md,hk — آلیاژ چیست؟ معرفی آلیاژ

تاریخچه آلیاژ چیست؟

جالب است بدانید تکنیک ساخت آلیاژ قدمتی به عمر بشر دارد. پس از کشف مس و به دست آوردن آن از طریق ذوب سنگ ها، عصر برنز آغاز شد که با ترکیب مس و آرسنیک به وجود آمد. پس آز آن نیز انسان موفق به کشف و ساخت عنصر آهن و ترکیب آن با سایر عناصر شد. در دوره انقلاب صنعتی نیز کبالت، روی، نیکل و آنتیموان کشف شد و ترکیب عناصر مختلف با فلزات ادامه یافت. رقابت ها و نیازهای جنگی در زمان جنگ های جهانی نیز به سرعت منجر به افزایش تعداد آلیاژ های مهم شد. با گسترش علم و شناخت بیشتر فلزات شاخه ای به نام متالوژی ایجاد شد تا در آن نحوه تولید آلیاژها و شناخت آنها پرداخته شود.

طبقه بندی آلیاژ

آلیاژ از ترکیب دو یا چند ماده اولیه ساخته می شود که حداقل یکی از آنها باید حتما فلز باشد. طبقه بندی آلیاژ ها به دو دسته آلیاژ فلزی و آلیاژ غیر فلزی انجام می شود. در آلیاژ های فلزی دو یا چند نوع فلز با یکدیگر ترکیب می شوند و فلزی با خواص جدید می سازند. اما در آلیاژ های غیرفلزی یک فلز با یک یا چند ماده غیر فلزی ترکیب می شوند. تعداد مواد اولیه ترکیبی ممکن است از دو تا چند ماده متغیر باشد. همچنین نسبت و اندازه ترکیب یک ماده نیز ممکن است متفاوت باشد. برای مثال درصد های مختلفی از کربن از 0.2 درصد تا 2 درصد برای فولاد آلیاژی وجود دارد.

البته طبقه بندی آلیاژ دیگری نیز وجود دارد. این دسته بندی بر اساس درصد مواد ترکیب شده بر می گردد. برای نمونه می توان گفت که فولاد یک نوع آلیاژ آهنی است که با ترکیب آهن و کربن ساخته می شود. آلیاژهای فلزی نیز خود به دو دسته آلیاژ های آهنی و آلیاژ غیرآهنی تقسیم بندی می شود.

انواع آلیاژ از لحاظ آرایش اتمی

یکی دیگر از انواع دسته بندی آلیاژ به آرایش اتمی آنها بر می گردد. چون عناصر مختلفی برای ساخت آلیاژ با یکدیگر ترکیب می شوند اندازه اتم های آنها نیز متفاوت است. از این منظر آلیاژ ها به دو دسته آلیاژ های فرعی و بینابینی تقسیم می شوند. آلیاژ فرعی در حقیقت آلیاژی است که در آن شعاع اتمی و قابلیت پیوند شیمیایی اتم های آنها مشاب است. از جمله آین آلیاژ ها می توان به برنز و برنج اشاره کرد. اما آلیاژ بینابنی زمانی ساخته می شود که اتم های کوچکتر یک عنصر شبکه سوراخ های فلزی را پر کند. آلیاژ فولاد ضد زنگ معروف ترین نوع این آلیاژ است.

روش تولید آلیاژ آهنی

آلیاژ یا همجوشه آهنی فلزی است که در آن آهن عنصر اصلی بوده و بقیه عناصر با آن ترکیب می شوند. در تولید این همجوشه آهنی از دو روش قوس الکتریکی و کوره بلند استفاده می شود. در روش قوس الکتریکی آهن با استفاده از الکترود به دمای ذوب می رسد و سپس با اضافه شدن آهن اسفنجی و آهک ذوب بعدی انجام می شود. البته ممکن است فلزات دیگری نیز به ترکیب افزوده شود. در روش کوره بلند نیز کک، آهن قراضه، سنگ آهن و آهک وارد کوره می شود. پس از ذوب مواد، در مرحله نهایی با دمیدن اکسیژن ناخالصی کربن گرفته می شود.

روش تولید آلیاژ غیرآهنی

همجوشه غیر آهنی یا آلیاژ غیرآهنی انواع بسیار زیادی دارند و روش های متنوعی نیز برای تولید آنها وجود دارد. اما اکثرا به دو روش نورد گرم و ریختگی تولید می شوند. برای مثال در تولید آلیاژ آلومینیومی اول آلومینیوم ذوب شده و پس از آن قراضه های الومینیوم و مس به کوره اضافه می شود. هیدروژنی که در اثر ترکیب با بخار آب به وجود می آید در مرحله سرد شدن از فلز جدا می شود. برای جلوگیری از نفوذ هیدروژن و متخلخل شدن محصول معمولا از گاز آرگون استفاده می شود.

ویژگی ها و مشخصات آلیاژ چیست؟

استفاده از آلیاژها در صنایع مختلف به دلیل ویژگی ها و مشخصات آنها مزایا و فواید زیادی دارد. جالب است بدانید که فلزات خالص کمتر به شکل مستقیم در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند و این یعنی اکثر فلزات مورد استفاده فلز آلیاژی هستند. بعضی از آلیاژ ها به دلیل استحکام بالاتر، مقاومت بیشتر در برابر خوردندگی محیط، ویژگی های رسانایی، واکنش پذیری، چگالی و… در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از مزایا و ویژگی های آلیاژ ها عبارتند از:

یک آلیاژ آهنی یا حتی آلیاژ غیراهنی ممکن است نسبت به عناصر اصلی تشکیل دهنده خود مقاومت کششی بیشتری داشته باشد.
آلیاژها به جز برخی از انواع خاص به طور معمول دمای ذوب پایین تری دارند.
با تولید آلیاژ می توان رنگ فلز پایه را تغییر داد.
معمولا آلیاژ ها بر عکس فلزات خالص مقاومت بیشتری در برابر خورندگی و شرایط نامساعد محیطی دارند.

کاربرد آلیاژ چیست؟

کاربرد آلیاژ آهنی و غیر آهنی در صنایع مختلف بسیار زیاد است. تنها بعضی از کاربردهای آلیاژ عبارتست از:

از آلیاژ در ساخت برخی مجسمه ها، آلات موسیقی و حتی مدال های ورزشی (مثل برنز) استفاده می گردد.
در صنایع راهسازی، راه آهن، ساخت پل ها و جاده ها، فرودگاه ها و… نیز از انواع آلیاژ استفاده می شود.
با آلیاژ می توان آهنربای دائمی ساخت.
در ساخت بسیاری از محصولات فلزی مثل دستگیره در، زیپ، لوازم برقی، لوازم خانگی و… از آلیاژ استفاده می شود.
یکی از صنایع پر کاربرد آلیاژ صنایع مرتبط با هوا و فضا است.
ابزارآلات جراحی، آلات موسیقی، کارد و چنگال، برخی از جواهرات و بدلیجات و… نیز از آلیاژ ها ساخته می شود.

سوپر آلیاژ چیست؟

سوپر آلیاژ ها نوعی آلیاژ یا همجوشه هستند که در دمای معمولی تفاوتی با آلیاژ های معمولی ندارند اما در دماهای بالا کارایی و عملکرد بسیار بهتری نسبت به هم جوشه های معمولی دارند. معمولا عناصر اصلی در ساخت سوپر آلیاژ ها شامل آهن، کبالت و نیکل است. برخی از معروف ترین سوپرآلیاژ ها عبارتند از:

آلیاژ هستلوی بر پایه نیکل و با مقدار قابل توجهی کروم و مولیبدن است. این سوپرآلیاژ مقاومت خوبی در برابر خوردگی و دمای بالا دارد لذا در در مخازن تحت فشار و راکتورها مورد استفاده قرار می گیرد.
سوپر آلیاژ اینکونل بر پایه نیکل می باشد که مقاومت بالایی هم در برابر خوردگی و دمای بالا دارد. از اینکونل در صنایع خودروسازی، هوافضا و نفت و پتروشیمی استفاده می شود.
سوپرآلیاژ مونل که مثل موارد قبلی مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی و انبساط حرارتی دارد. قابلیت جوشکاری و چکش خواری دارد و در صنایع دریایی، پتروشیمی و نفت بسیار پر استفاده است.

معرفی چند عنصر اصلی تشکیل دهنده آلیاژ های معروف

به لطف علم متالوژی، نیازهای جدید صنعت آلیاژ ها امروز تنوع بسیار زیادی پیدا کرده اند. برخی از انواع این آلیاژ ها بسیار معروف و شناخته شده و برخی دیگر کمتر شناخته شده هستند. اما در ساخت این آلیاژ ها از چه عناصر اصلی استفاده شده است؟

کروم که در برابر خوردگی مقاوم بوده و استحکام نسبتا خوبی به آلیاژ ها می بخشد.
فلز نیکل که از آن برای افزایش سفتی استفاده می شود. فولادهای ضد زنگ نیکل زیادی دارند.
مس که از آن در ساخت آلیاژ های الومینیوم زیاد استفاده می شود.
از منگنز نیز برای بهبود وضعیت استحکام آلیاژ و مقاومت در برابر دماهای بالا استفاده می شود.
تنگستن اما برای افزایش مقاومت در برابر سایش (در دمای بالا) آلیاژ ها استفاده می شود.
از سرب برای بهتر شدن ماشین کاری در آلیاژ استفاده می شود.
سیلیکون از فلزات اکسید زدایی کرده و دمای ذوب ا نیز پایین می آورد.
کربن اصلی ترین عنصر در زمینه تولید فولاد است؛ گرچه در آلیاژ چدن نیز از آن استفاده می شود.

جمع بندی آلیاژ

در این مطلب تلاش شد تا پاسخ کاملی به سوال آلیاژ چیست داده شود. همچنین در مورد طبقه بندی آلیاژ ها و کاربردهای آن نیز توضیحاتی ارایه شد. بدون شک تصور دنیای امروز بدون الیاژ ها تقریبا غیر ممکن است. لذا بهتر است آشنایی حداقلی با این محصولات مهم داشته باشیم. آلیاژهایی مثل فولاد نیز انواع مختلفی دارند که در بازارهای مختلف اسامی متفاوتی دارند. اگر به دنبال خرید آلیاژ های فلزی و ورق آلباژی هستید، پیشنهاد می کنیم که ابتدا راهنمای خرید ورق آلیاژی را مطالعه کنید و در ادامه در صورت تمایل از سایت پیوان خرید خود را انجام دهید.

شرکت پیوان ارائه دهنده و تامین کننده بسیاری از محصولات فولادی اعم از تیرآهن، انواع ورق، نبشی است؛ همچنین این سایت ارائه دهنده قیمت روز ورق گالوانیزه، قیمت لحظه ای آهن و… است. در صورتی که سوالی در این زمینه داشتید، می توانید با تیم پشتیبانی پیوان تماس گرفته و پاسخ سوالات خود را سریعا دریافت کنید.

فایل PDF منبع بخشی از مقاله

آلیاژ سرامیکی چیست؟
آلیاژ سرامیکی آلیاژی است که در تولید آن دو یا چند ماده سرامیکی استفاده شده باشند. این آلیاژ ها معمولا شامل فلزاتی ثل آلومینیوم، تیتانیوم، سیلیکون و زیرکونیم هستند.
آلیاژ چدن چیست؟
آلیاژ چدن ترکیبی از آهن، کربن و سیلیکون است. چدن نوعی آلیاژ آهنی است که مقاومت بالایی در برابر ضربه دارد. از آلیاژ چدن در ساخت محفظه سیلندر موتور خودرو، تجهیزات ساختمانی و... استفاده می گردد.
پر کاربردترین فلزات آلیاژی چیستند؟
برنج، برنز، نقره نیکل، فولاد ضد زنگ، نقره استرلینگ، نیکل آهن (مونل)، مس نیکل (کوپرونیکل)، مس روی و... شناخته شده ترین آلیاژ ها هستند.