Tyvärr lämnade de gamla mästarna inte beskrivningar av metoderna för bearbetning av legeringar och information om vad deras sammansättning var. Men i antiken visste folk redan hur man arbetar med legeringar och gör olika föremål av dem. Sådan litteratur kan hittas från medeltiden, men dessa källor är ganska svåra att tyda för att förstå all terminologi och alla namn på legeringarna. Därför kan information om sammansättningen av metallegeringarna för ett visst föremål för närvarande endast erhållas på grundval av själva sakerna: antika verktyg, vapen, smycken, mynt, fat.
En legering är ett makroskopiskt homogent system som består av två eller flera metaller (ibland kan det vara metaller och icke-metaller) som har karakteristiska metallegenskaper. Med andra ord är en legering vilket homogent system som helst som erhålls genom sammansmältning av metaller, icke-metaller eller organiska föreningar. Exempel på metallegeringar: stål, brons, gjutjärn. De skiljer sig från rena metaller i deras egenskaper – styrka, hårdhet, elektriskt motstånd.
Som regel får legeringar sina namn från namnen på de grundämnen som finns i dem i de största kvantiteterna. Till exempel, i en aluminiumlegering är huvudelementet aluminium, i en järnlegering, järn.
Det finns olika typer av metallegeringar. Vilken typ varje enskild legering tillhör kan bestämmas utifrån följande faktorer:
-
Typen av metall som är basen i legeringen:
-
Antal komponenter:
-
Egenskaper:
-
Strukturera:
-
Legeringsproduktionsteknik:
Legeringsegenskaper
Egenskaperna hos legeringar påverkas inte bara av deras sammansättning, utan också av metoderna för mekanisk och värmebehandling. Tillbaka på 1800-talet sökte man efter nya praktiskt användbara legeringar med försök och misstag, och man lärde sig också att skilja metaller från icke-metaller. Och först i slutet av 1800-talet och början av 1900-talet studerades metallegeringar och deras egenskaper djupare tack vare grundläggande upptäckter inom fysikalisk kemi.
Inom metallurgi finns det följande typer av legeringar:
- Kemisk förening. (Det bildas som ett resultat av kemisk interaktion).
- fast lösning. (Atomerna som utgör legeringen bildar ett gemensamt kristallgitter).
- mekanisk blandning. (Kärtecknas av oberoende kristallisation av varje element i legeringen).
Mekaniska egenskaper hos legeringar
De huvudsakliga mekaniska egenskaperna är viskositet, duktilitet, styrka, krypning, hårdhet, slitstyrka, uthållighet. Dessa är de viktigaste egenskaperna hos alla metallegeringar.
Fysikaliska egenskaper
De fysikaliska egenskaperna hos legeringar inkluderar specifik vikt, elektrisk ledningsförmåga, koefficienter för volymetrisk och linjär expansion, värmeledningsförmåga, smältpunkt och svetsbarhet.
Kemiska egenskaper hos legeringar
Den kemiska beständigheten hos legeringar och metaller bestäms av deras förmåga att motstå de kemiska effekterna av olika aggressiva miljöer. Ett typiskt exempel på kemisk verkan är korrosionsprocessen (oxidation av metaller).
Video om metallegeringar och deras egenskaper
Strukturen av metallegeringar
Huvudelementet i en metallegering bestämmer den kristallografiska strukturen för denna legering med dess atomgitter. Alla andra element i förhållande till de viktigaste är föroreningar. Således kan strukturen hos metallegeringar övervägas med hjälp av exemplet stål: dess kristallografiska struktur bestäms av det kristallografiska gittret av järn, varför denna härlighet kallas stål. Om, bland de element som utgör legeringen, kristallgittret inte bildas av järn, utan till exempel av kobolt eller nickel, kommer legeringen att vara kobolt eller nickel.
Rena metaller har alltid en enklare struktur än legeringar. Strukturen hos metallegeringar och de omvandlingar som sker i dem studeras med olika forskningsmetoder.
Den stora majoriteten av metallegeringar har en kristallin struktur, och egenskapen hos metallegeringar är densamma som egenskapen hos metaller. För närvarande studeras strukturen av metallegeringar med hjälp av radiografiska metoder och röntgenanalys.
Amorfa metallegeringar
Amorfa metallegeringar är legeringar och metaller vars atomer har ett slumpmässigt arrangemang. Egenskaperna hos amorfa metaller skiljer sig väsentligt från de egenskaper som är inneboende i metallkristaller, i vilka atomerna är ordnade på ett ordnat sätt.
Under bildandet av en amorf struktur av en legering sker grundläggande förändringar i sådana egenskaper som elektriska, magnetiska, mekaniska, supraledande och andra. Några av dem är av stort intresse både för praktiken och för vetenskapen.
Eftersom atomerna i den smälta metallen inte kan ta en fast position i rymden, har forskare försökt "frysa" slumpmässigt arrangerade atomer med metoden för momentan kylning. Således uppfanns metoden för härdning från flytande tillstånd – huvudmetoden för att erhålla metalliskt glas. Amorfa legeringar erhållna med denna metod har samma struktur som strukturen hos en frusen vätska.
Amorfa legeringar har mycket hög korrosionsbeständighet, magnetisk permeabilitet, hårdhet, hållfasthet och samtidigt hög brottseghet.
Således kan man dra slutsatsen att amorfa metallglas har goda mekaniska egenskaper. Men trots detta används de inte för tillverkning av kritiska konstruktionsdelar, eftersom de är dyra och har en komplex produktionsteknik.