Zlitine so kovinske spojine, sestavljene iz ene kovine in enega ali več kovinskih ali nekovinskih elementov.
Primeri navadnih zlitin:
- Jeklo: A kombinacija železo (kovinski) in ogljik (nekovinski)
- Bronasta: Kombinacija baker (kovina) in kositer (kovina)
- Medenina: Mešanica bakra (kovine) in cink (kovina)
Lastnosti
Posamezne čiste kovine imajo lahko koristne lastnosti, kot so dobre električna prevodnost, visoke trdnosti in trdote ali toplote in korozija odpornost. Komercialne kovinske zlitine poskušajo združiti te koristne lastnosti, da bi ustvarile kovine, uporabnejše za posebne namene kot kateri koli njihov sestavni element.
Jeklo, na primer, je potrebna prava kombinacija ogljika in železa (približno 99% železa in 1% ogljika), da nastane kovina, ki je močnejša, lažja in bolj uporabna od čistega železa.
Natančne lastnosti novih zlitin je težko izračunati, ker se elementi ne kombinirajo samo, da postanejo vsota delov. Nastanejo s kemičnimi interakcijami, ki so odvisne od sestavnih delov in posebnih proizvodnih metod. Posledično je potrebno veliko testiranja pri razvoju novih kovinskih zlitin.
Temperatura taljenja je ključni dejavnik pri legiranju kovin. Galinstan, zlitina z nizko stopnjo galija, kositer in indij je tekoč pri temperaturah nad -19 ° C nad 2,2 ° F, kar pomeni, da je njegova tališče za 50 ° C nižja od čistega galija in več kot 212 ° F (100 ° C). indij in kositer.
Galinstan® in Wood's Metal sta primera evtektičnih zlitin - zlitin, ki imajo najnižjo tališče vseh kombinacij zlitin, ki vsebujejo iste elemente.
Sestava
Na tisoče zlitinskih sestavkov je v redni proizvodnji, vsako leto pa se razvijejo nove kompozicije.
Sprejete standardne sestavke vključujejo stopnjo čistosti sestavnih elementov (glede na maso). Sestav ter mehanske in fizikalne lastnosti navadnih zlitin so mednarodno standardizirane organizacije, kot so Mednarodna organizacija za standardizacijo (ISO), SAE International in ASTM Mednarodni.
Proizvodnja
Nekatere kovinske zlitine nastajajo v naravi in zahtevajo malo predelave, da se pretvorijo v materiale industrijske kakovosti. Ferozlitine, kot sta fero-krom in fero-silicij, na primer, nastajajo s taljenjem mešanih rud in se uporabljajo pri proizvodnji različnih jekel. Pa vendar bi bilo zmotno misliti, da je legiranje kovin preprost postopek. Na primer, če bi preprosto mešali staljeno aluminij s staljenim svinca, ugotovili bi, da se bosta oba ločila v plasti, podobno kot olje in voda.
Trgovinske in trgovinske zlitine običajno zahtevajo večjo predelavo, najpogosteje pa nastanejo z mešanjem staljenih kovin v nadzorovanem okolju. Postopek kombiniranja staljenih kovin ali mešanja kovin z nekovinami se močno razlikuje glede na lastnosti uporabljenih elementov.
Ker imajo kovinski elementi velika odstopanja v svoji toleranci na toploto in pline, dejavniki, kot so temperature taljenja sestavne kovine, ravni nečistoč, okolje za mešanje in postopek zlitine so osrednji dejavniki za uspešno zlitino postopek.
Medtem ko elementi kot so ognjevzdržne kovine so stabilni pri visokih temperaturah, drugi začnejo vplivati na svoje okolje, kar lahko vpliva na stopnjo čistosti in navsezadnje na kakovost zlitin. Pogosto je treba v takih primerih pripraviti vmesne zlitine, da prepričajo elemente, da se združijo.
Kot primer je zlitina 95,5% aluminija in 4,5% bakra, ki jo najprej pripravi 50% mešanica obeh elementov. Ta zmes ima nižjo tališče kot čisti aluminij ali čisti baker in deluje kot "utrjevalna zlitina." Nato se uvaja staljeni aluminij s hitrostjo, ki ustvarja pravo mešanico zlitin.
Viri: Ulica, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Kovine v službi človeka. 11. izdaja (1998).