میان‌فلزی: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
Luckie Luke (بحث | مشارکتها) ادغام از مقاله ترکیبات بین فلزی |
Luckie Luke (بحث | مشارکتها) بدون خلاصۀ ویرایش |
||
خط ۱:
{{تمیزکاری}}
{{ویکی‌سازی|تاریخ=نوامبر ۲۰۱۶}}
[[پرونده:Cr11Ge19_crystals.jpg
'''میان‌فلزی یا اندرفلزی''' {{انگلیسی|Intermetallic}} به [[ترکیب شیمیایی|ترکیبات]] و [[فاز (ماده)|فازهایی]] گفته می‌شود که از دو یا چند [[فلز]] گوناگون تشکیل‌شده و [[ساختار بلوری]]شان متفاوت از [[عناصر]] تشکیل‌دهنده‌شان باشد. برخی از ترکیبات بین‌فلزی مانند [[برنج (آلیاژ)|برنج]]، [[برنز]] قلع بالا، [[آمالگام]] و ... از زمان‌های قدیم کاربرد داشته‌اند.
'''ترکیبات بین فلزی''' گروهی وسیع از [[فلز|فلزات]] هستند که از ترکیب عناصر [[بین فلزی]] مختلف به دست می‌آیند مانند آلومیناید نیکل، آلومیناید [[تیتانیم|تیتانیوم]]، آلومیناید [[آهن]]، سیلیکات آهن، سیلیکات آهن و سیلیکات‌های دیگر. هر یک از این مواد دارای خواص منحصر بفردی هستند. آلومیناید تیتانیوم دارای وزن سبک وزن بوده ودمای ذوب آن (۳۷۴۰درجهٔ فارنهایت)۲۰۶۰ [[درجه سانتی گراد]] است و در دماهای بالاتری نسبت به سوپر آلیاژهای پایه نیکل می‌تواند کار کند. اما [[چقرمگی شکست]] پایین و مقاوت در برابر اکسیداسیون ضعیفی در دماهای بالا دارد.
[[پرونده:Museo de La Plata - Andradita (granate).jpg|بندانگشتی|Fe3Si موجود در طبیعت]]▼
سیلیکات‌های مختلفی به ویژه دی سیلیکات نیوبیوم مورد استفاده در المان‌های حرارتی به صورت بازرگانی از سال‌های گذشته وجود داشته‌اند. سیلیکات آهن(FeSi) تحت نام تجاری Hastalloy Dعرضه می‌شود و در [[ریخته‌گری]]های دما بال مورد استفاده قرار می‌گیرد.
یک سیلیکات دیگر آهن (Fe<sub>3</sub>Si) با نام Durirun <sup>TM</sup>وجود دارد. سیلیکات‌های دیگر به خاطر بعضی به (۴۳۵۲ درجهٔ فارنهایت) ۲۴۰۰درجهٔ [[سانتی گراد]] می‌رسد. آن‌ها همچنین به عنوان پوشش محافظ روی مواد دیگر مانند آلومیناید نیوبیوم استفاده می‌شوند.
▲پرونده:Museo de La Plata - Andradita (granate).jpg|Fe3Si موجود در طبیعت
گروهی از دانشمندان آزمایشگاه ملی Oak Ridge به راهنمایی Vinod Sidka تحقیق توسعه بر روی اقتصادی کردن و کاهش قیمت پایین Ni <sub>3</sub> ALودستیابی به یک فرایند ایمن تر انجام دادند. همهٔ این تلاش‌ها در کنار هم برای تولید یک ماده صنعتی وارزشمند در کاربردهای صنعتی مانند تجهیزات کوره، میزهای غلتکی فولاد تا ساخت قالب‌های آهنگری انجام شد.
آلیاژهای پایه توسط شرکت ریخته‌گری و مهندسی آلیاژ، صنایع دفاع آمریکا، شرکت Bimac، شرکت بین‌المللی Sandusky در اوهایو وصنایع Alcon و پودر Ni<sub>3</sub>Al توسط شرکت Ametek تولید می‌شود.<ref>{{یادکرد وب|کد زبان=fa-IR|نشانی=http://iran-mavad.com|عنوان=ایران مواد-مرجع مهندسی مواد و متالورژی|ناشر=ایران مواد-مرجع مهندسی مواد و متالورژی|بازبینی=2016-11-10}}</ref><ref>{{یادکرد وب|نشانی=http://www.prozheha.ir|عنوان=پروژه‌ها - دانلود جزوه، پروژه و پایان‌نامه‌های رایگان|ناشر=پروژه ها|بازبینی=2016-11-10}}</ref><ref>{{یادکرد وب|نشانی=http://www.scipost.ir|عنوان=scipost - خودرو، تکنولوژی، خبر علمی|ناشر=www.scipost.ir|بازبینی=2016-11-10|archiveurl=https://web.archive.org/web/20181102064515/http://scipost.ir/|archivedate=۲ نوامبر ۲۰۱۸|dead-url=yes}}</ref
پرونده:Strukturbericht B1.svg|ساختار یک Ni3Al ▼
== خواص فیزیکی ==
▲[[پرونده:Strukturbericht B1.svg|بندانگشتی|ساختار یک Ni3Al ]]
خواص فیزیکی آلیاژ Ni<sub>3</sub>Al با نامIC-221M درجدول داده‌های طراحی آلیاژ پایه IC-221M Ni<sub>3</sub>Al ونمودار مقایسه درصد ازدیاد طول سوپر آلیاژها برحسب دما ونمودارمقایسهٔ خواص خزش با سوپر آلیاژها داده شده‌است [[داده‌ها]] شامل [[استحکام تسلیم]] کششی وضریب کشسانی در دمای (۲۰۱۲ درجهٔ فارنهایت) ۱۱۰ درجهٔ سانتی گراد (جدول داده‌های طراحی آلیاژ پایه IC-221M Ni<sub>3</sub>Al)، استحکام خزشی (مودارمقایسهٔ خواص خزش با سوپر آلیاژها) وخواص برتر نسبت به آلیاژهای دمای بالای دیگر هستند. دمای ذوب بالا (۲۵۵۲ درجهٔ فارنهایت) ۱۴۰۰ درجهٔ سانتی گراد خواص دما بالای Ni<sub>3</sub>Al رابوجود آورده‌است. Ni<sub>3</sub>Al استحکام تسلیم فشاری خوبی دردمای (۲۰۱۲–۱۲۰۲درجهٔ فارنهایت) ۱۱۰۰ تا ۶۵۰ درجهٔ سانتی گراد ومقاومت خستگی عالی در مقایسه با مقایسه با تعدادی از سوپر آلیاپ‌های پایه نیکل دارد. سختی Ni<sub>3</sub>Al منجر به مقاومت سایشی عالی حتی در دماهایی بیش از (۱۱۱۲ درجهٔ فارنهایت)۶۰۰درجهٔ سانتی گراد شده‌است.<gallery>▼
پرونده:IC-221M temp graph.png|خواص کششی به صورت تابعی از دما▼
▲خواص فیزیکی آلیاژ Ni<sub>3</sub>Al با نامIC-221M درجدول داده‌های طراحی آلیاژ پایه IC-221M Ni<sub>3</sub>Al ونمودار مقایسه درصد ازدیاد طول سوپر آلیاژها برحسب دما ونمودارمقایسهٔ خواص خزش با سوپر آلیاژها داده شده‌است [[داده‌ها]] شامل [[استحکام تسلیم]] کششی وضریب کشسانی در دمای (۲۰۱۲ درجهٔ فارنهایت) ۱۱۰ درجهٔ سانتی گراد (جدول داده‌های طراحی آلیاژ پایه IC-221M Ni<sub>3</sub>Al)، استحکام خزشی (مودارمقایسهٔ خواص خزش با سوپر آلیاژها) وخواص برتر نسبت به آلیاژهای دمای بالای دیگر هستند. دمای ذوب بالا (۲۵۵۲ درجهٔ فارنهایت) ۱۴۰۰ درجهٔ سانتی گراد خواص دما بالای Ni<sub>3</sub>Al رابوجود آورده‌است. Ni<sub>3</sub>Al استحکام تسلیم فشاری خوبی دردمای (۲۰۱۲–۱۲۰۲درجهٔ فارنهایت) ۱۱۰۰ تا ۶۵۰ درجهٔ سانتی گراد ومقاومت خستگی عالی در مقایسه با مقایسه با تعدادی از سوپر آلیاپ‌های پایه نیکل دارد. سختی Ni<sub>3</sub>Al منجر به مقاومت سایشی عالی حتی در دماهایی بیش از (۱۱۱۲ درجهٔ فارنهایت)۶۰۰درجهٔ سانتی گراد شده‌است.
== مقاومت دربرابر خوردگی ==
خط ۳۱:
آلیاژ IC-221M در کوره‌ها، میز غلتکی انتقال فولاد و درتعدادی از کاربردهای وما بالای دیگر استفاده می‌شود. [[عملیات حرارتی]] کنندگان از میزها، سینی‌ها، تیرها، نگهدارنده‌ها و غیره که به آن‌ها لوازم کوره گفته می‌شود، برای نگهداشتن قطعه عملیات حرارتی شونده در کوره (شکل سینی‌های کوره کربن دهی وکربن دهی فله‌ای راببینید) استفاده می‌کنند.
▲[[پرونده:IC-221M temp graph.png|بندانگشتی|خواص کششی به صورت تابعی از دما]]
شرکت سیستم‌های خودرو دلفی در کارخانه [[جعبه دنده]] Saginaw در میشیگان برای نگهداشتن دنده‌ها در کوره کربن دهی سطحی و سخت کردن آن‌ها در یک اتمسفر کربن دما بالا از لوازم کوره کربن دهی سطحی وسختکردن آن‌ها در یک اتمسفر کربن دما بالا از لوازم کوره استفاده می‌کند. در انتهای این فرایند کربن دهی دنده‌ها ونگهدارنده‌های آن‌ها به سرعت ازدمای ۹۰۰ درجهٔ سانتی گراد تا [[دمای اتاق]] سرد می‌شوند. در هر بار عملیات حرارتی از نگهدارنده‌های قبلی استفاده می‌شود. این نوسان حرارتی تکراری واتمسفر کربن دهی آن‌ها را به دنبال پیدا کردن مواد جدیدی برای کوره هدایت کرده‌است.
سطر ۳۷ ⟵ ۳۸:
استحکام عالی Ni<sub>3</sub>Al اجازه می‌دهد که که قطعات بیشتری در سینی‌ها چیده شوند ودرعین حال اندازه آن‌ها نیز کوچک‌تر مشود. استفاده از آلومیناید نیکل در لوازم کوره باعث افزایش دمای کار، ۱۰٪افزایش تولید، کاهش هزینه و کاهش انرژی سوختی شده‌است.
یک تولیدکننده بزرگ فولاد در آمریکا برای نرم‌تر کردن ورق‌های فولاد ابتدا آن‌ها را حرارت داده و سپس از میان غلتک‌هایی عبور می‌دهد تا سطح تمام شده صاف تری به دست آید. به خاطر دمای بالا ی فرایند غلتک غلتک‌های قدیمی باعث اکسید شدن وخراش برداشتن محصول نهایی می‌شوند. غلتک‌های آلومیناید نیکل در برابر حرارت پایدار حرارت پایدار بوده و استحکام آن‌ها ۳برابر غلتک‌های قبلی است. غلتک‌های آلومیناید نیکل هر سال یک بار بازرسی می‌شوند در حالی که غلتک‌های قدیمی هر ۶هفته یکبار برای بازرسی می‌شوند در حالی که غلتک‌های قدیمی هر ۶هفته یکبار برای بازرسی، [[سنگ زنی]] سطح وتعویض غلتک‌های معیوب متوقف می‌شدند. استفاده از غلتک‌های آلومیناید نیکل زمان توقف، تعداد غلتک‌های یدکی وهزینه تعمیرات را کاهش داد. این غلتک‌های آلومیناید نیکل زمان توقف، تعداد غلتک‌های یدکی هزینه تعمیرات را کاهش داد. این غلتک‌های آلومیناید نیکل IC-221M به روش ریخته‌گری [[گریز از مرکز]] توسط شرکت Sandusky تولید شدند. رینگ‌های ریخته‌گری شده در آزمایشگاه ملی Sandusky به منظور آزمایش‌های اولیه به یکدیگر جوشکاری شدند. مهندسین از فلز پرکننده IC-221LA ساخته شده توسط شرکت Stody استفاده کردند. (شکل غلتک کورهٔ آبکاری هیدروژنی وشکل تاول روی سطح غلتک‌های قدیمی) آزمایش‌های اولیه شامل [[استحکام کششی]] جوش، خستگی (۳۶۰سیکل در ۸۷۱درجهٔ سانتی گراد تا دمای اتاق)، سختی بر حسب دما، بررسی [[ریز ساختار]] و رفتار اکسیداسیون بودند. به کارگیری آلومیناید نیکل در غلتک‌های ریخته کوره‌های آستنیته کردن و تاب کاری هیدروژنی نیز در حال بررسی است. تحقیق بر روی به کارگیری Ni<sub>3</sub>Al در لوله‌های جدار ضخیم به خاطر اینکه [[اکسید آهن]] به آن نمی‌چسبدٰ در حال انجام است. Ni<sub>3</sub>Al مقاومت خزشی کمتر و مقاومت در برابر کربن و اکسیژن بیشتری نسبت به مواد قبلی مانند فولادهای زنگ نزن (Hu و Hp اصلاح شده) دارد. صنایع دفاع آمریکا ریل‌های آلومیناید نیکل برای گروه‌های گام بردار شرکت Rapid Technologies ارائه کرده‌است. کوره‌های عملیات حرارتی این شرکت میله‌های فولادی را سریع از ناحیهٔ دما بالا حرکت می‌دهند این کاربرد نیاز به گرم شدن سریع دارد. بدون تیرهای آلومیناید نیکل این شرایط قابل دسترسی نخواهد بود. استفاده از Ni<sub>3</sub>Al در بلوک‌های قالب آهنگری گرم برای افزایش عمر آن‌ها در حال بررسی است زیرا استحکام تسلیم Ni<sub>3</sub>Al در درجهٔ سانتی گراد (درجهٔ فارنهایت) مقاومت در برابر اکسیداسیون آن بهتر از
پودر Ni<sub>3</sub>Al به عنوان اتصال دهندهٔ تنگستن و کاربید کروم در مواد ابزارها و قالب‌ها به کار می‌روند. مقاومت در برابر سایش و خوردگی در محیط‌های آبی و محلول‌های اسیدی را بهبود می‌دهد. Ni<sub>3</sub>Al ب هتدریج جایگزین کبالت کران قیمت خواهد شد که امروزه به عنوان مادهٔ اتصال دهنده به کار می‌رود. Ni<sub>3</sub>Al در صفحات مدار به عنوان هستهٔ فلزی استفاده می‌شود تا حرارت بیشتری نسبت به صفحهٔ Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> جذب کندتا بتواند روی صفحه اجزای بیشتری نصب شود. کاربردهای دیگر Ni<sub>3</sub>Al عبارت اند از: قلاب‌های لوله، لوله‌های کورهٔ گاز شکن اتیلن، فیلترهای گازی، لوله‌های احتراق تشعشعی (شکل لوله‌های احتراق تشعشعی). تجهیزات [[شیشه سازی]] اتصالات کورهٔ واگنی (شکل اتصالات کوره واگنی ریخته شده از آلیاژ Ni<sub>3</sub>Al،IC-438)، اتصال دهندهٔ مواد قالب و ابزار، حرارت دهندهٔ کوره و سایر کاربردهای زیر شده‌است. (شکل تثبیت کنندهٔ ترمز کامیون، آهنگری شده از جنس Ni<sub>3</sub>Al)، لوله‌های [[دیگ بخار]]، سبدهای کوره حمام نمک، ظروف نگه دارندهٔ اسید سولفوریک، [[مخلوط کن]]ها و دیگر قطعات واقع در محلول‌های خورنده در سال‌های ۱۹۹۵ در آمریکا، ۵۰۰۰۰ پوند Ni<sub>3</sub>Al تولید شد.
== مشخصات ==
[[پرونده:ASTM Logo Strapline.jpg|بندانگشتی|شرکت استاندار سنجی ASTM]]▼
آلیاژ پایه Ni<sub>3</sub>Al اولین آلیاژ بین فلزی بود که توسط ASTMطبق استاندارد A1002-99مشخصات استاندارد ریخته‌ها، آلیاژ منظنم نیکل –آلومینیوم (جدول حدود [[ترکیبات شیمیایی]] تعیین شده در استاندارد A1002-99برای ریخته‌های آلیاژ پایه Ni<sub>3</sub>Al) تأیید شد.
▲پرونده:ASTM Logo Strapline.jpg|شرکت استاندار سنجی ASTM
== جوشکاری ==
| |||