آلیاز چیست؟ کاربرد و انواع آن

تعریف آلیاژ:

به مخلوط یا محلول جامد فلزی متشکل از یک فلز اصلی که آن را فلز پایه می‌گویند با یک یا چند عنصر فلزی یا غیرفلزی است.به عبارت دیگر یک ماده فلزی است که از ترکیب یک فلز با یک یا چند عنصر دیگر (فلز یا غیر فلز) به وجود می آید. این عناصر به صورت مایع با هم مخوط می‌شوند و خواص بیشتری نسبت به فلز خالص دارند.

انواع آلیاژ:

آلیاژها به دو دسته فلزی وغیر فلزی تقسیم میشوند.

آلیاژهای فلزی: این آلیاژها بر اساس فلز پایه آن به دو دسته آهنی و غیر آهنی تقسیم میشوند.

آلیاژ آهنی: آلیاژی هستند که فلز پایه در آنها آهن میباشد و فولاد از مهمترین و معروفترین نوع آلیاژهای فلزی است. منگنز آلومینیوم و سیلسیم از جمله عناصری هستند که در اکثر اوقات در ساخت آلیاژهای آهنی بکار برده میشود.

آلیاژ غیر آهنی: آلیاژهایی هستند که فلز پایه آنها، فلزی غیر از آهن است و در آن از فلزاتی چون نیکل، کروم، آلومینیوم استفاده میشود. این آلیاژها ب دلیل اینکه در مقابل حرارت و اکسایش مقاومت بالایی دارند،در صنایع خودرو سازی و هوافضا کاربرد دارند.

از مهمترین ومعروفترین آلیاژها غیرآهنی میتوان برنج و برنز را نام برد.

آلیاژهای غیر فلزی: به آن دسته از آلیاژهایی که عناصر غیرفلزی دارند، آلیاژهای غیرفلزی گفته میشود. این آلیازها نیز کاربردهای زیادی دارند، از جمله سیلیکون که یک جز مهم در آلیاژهای غیر فلزی است. سیلیکون معمولا بعنوان یک ترکیب ضدزنگ در آلیاز بکار برده میشود، همچنین مقاومت فلزات را افزایش داده و میتواند دمای ذوب را کاهش دهد. کربن نیز یکی دیگر از انواع آلیاژهای غیرفلزی پرمصرف است.

هدف از تولید آلیاژها:

هدف از آلیاژ سازی بهبود کیفیت و مقاومت فلزات است.فلزات بصورت خالص دارای خواص فیزیکی و شیمیایی ضعیفی هستند، خواصی مانند چگالی، نقطه ذوب و جوش، چکش پذیری و …که معمولا به تنهایی برای استفاده های عملی مناسب نیستند اما می توان با اضافه کردن یک یا چند فلز دیگر به آن و تولید آلیاژ، بهبود بخشید. به طور کلی آلیاژ ها بسیار مفیدتر از مواد اولیه تشکیل دهنده شان هستند. ناگفته نماند که آلیاژ ها همیشه از ترکیب دو یا چند فلز به وجود نمی آیند، بلکه می توان از ترکیب یک یا چند فلز با یک یا چند غیر فلز، آلیاژهایی مقاوم با استحکام بالا به وجود آورد. فولاد یکی از معروف ترین آلیاژ هایی است که از ترکیب آهن که یک فلز بوده، با کربن که یک ماده غیر فلزی می باشد، به وجود می آید.

از دلایل تولید آلیاژ میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• افزایش درجه سختی فلزات: یک آلیاژ سخت‌تر و مقاوم‌تر از اجزای تشکیل‌دهنده آن است. فلزات خالص عموماً نرم هستند. سختی یک فلز را می‌توان با آلیاژ کردن آن با یک فلز یا غیرفلز دیگر افزایش داد.
• پایین آوردن نقطه ذوب: فلزات خالص نقطه ذوب بالایی دارند. هنگامی که فلزات خالص با فلزات دیگر یا غیرفلزات آلیاژ شوند، نقطه ذوب آن‌ها کاهش می یابد و به راحتی ذوب خواهند شد. از این خاصیت می‌توان برای آلیاژ مفیدی مانند لحیم استفاده کرد.
• افزایش استحکام کششی: آلیاژ، می‌تواند استحکام کششی فلز اصلی را افزایش می‌دهد.
• افزایش مقاومت در برابر خوردگی: آلیاژها نسبت به فلزات خالص در برابر خوردگی مقاومت بیشتری دارند. فلزات به شکل خالص از نظر شیمیایی واکنش‌پذیر هستند و به ‌راحتی توسط گازهای جوی و رطوبت محیط دچار خوردگی می‌شوند.
• تغییر رنگ: رنگ فلز خالص را می‌توان با آلیاژ کردن آن با فلزات یا غیرفلزات حاوی رنگدانه‌های رنگی مناسب تغییر داد.

کاربرد آلیاژ:

خواص متفاوت تری که آلیاژها نسبت به فلز خالص دارند باعث شده که کاربردهای گسترده تری نیز داشته باشند.نکته قابل ذکر این است که برای هرکاربردی، آلیاژ مخصوص آن نیز درنظر گرفته میشود تا مناسب با هدف بهترین کارایی راداشته باشد.

در جدول زیر میتوانید زمینه کاربرد برخی آلیاژهای شناخته شده را مشاهده نمایید.

مزایا استفاده از آلیاژ:

• سختی و مقاومت بیشتر در برابر خوردگی
• مقاومت بیشتر در برابر حرارت
• ارزان تر بودن
• مقاومت بیشتر در برابر سایش
• بیشترآلیاژها از شکل پذیری کم تری برخوردارند زیرا از فلزات تشکیل‌دهنده‌شان سخت‌ترند
• بیشتر آلیاژها در دمایی کمتر از دمای ذوب فلزات تشکیل‌دهنده ذوب می‌شوند
• رسانایی الکتریکی ضعیف‌تری دارند.