فلزات و انواع آن

فلزات

بطور کلی فلزات را در صنعت به دو دسته : فلزات آهنی و فلزات رنگین یا غیرآهنی تقسیم می نمایند.

فلزات آهنی

آهن و آلیاژهای آن مانند چدن و انواع فولاد جزو فلزات آهنی بشمار می روند. در حدود 90% از مصنوعات و قطعات ماشین آلات از فلزات آهنی است. از دلایل مصرف زیاد این فلزات در صنعت می توان استحکام زیاد و فراوانی سنگ آهن در طبیعت را نام برد. ایران یکی از کشورهایی است که از لحاظ سنگ معدن آهن بسیار غنی است.

در صنعت از آهن خاصی استفاده نمی گردد زیرا آهن خالص بسیار نرم است چدن از ترکیب خالص باکربن (ذغال) سیلیسیم، فسفر ، منگنز گوگرد و انواع فولادها از ترکیب آهن خالص با کربن، نیکل ، کرم، کبالت تهیه می گردد.

آهن تجارتی

FERRITE

این آهن از ترکیب آهن خالص و مقدار کمی کربن بدست می آید و بصورت ورق و تیر آهن و پروفیل و نظائر آن  در بازار بفروش می رسد. رنگ آهن تجارتی بشرطی که زنگ روی آن پاک شود خاکستری میباشد. این آهن به راحتی سوهانکاری شده و در هوای مرطوب زنگ می زند.

فولاد :

STEEL

از ترکیبات فلزات مختلف با آهن انواع فولادها که بیش از هزار نوع می باشد تهیه می شود و هر کدام آنها از نظر خواص با یکدیگر فرق دارند.

فلزات زیادی را می توان با اهن ترکیب نموئ ولی در ساختن فولادها بیشتر از کربن، کرم، نیکل، کبالت استفاده میشود

مقدار کربن در فولادها کمتر از %2.06 می باشد

فولادهایی که برای مصارف مختلف صنعتی بکار می روند به نام فولاد ابزار، فولاد تند بر، فولاد های زنگ نزن (استنلس استیل) و غیره نامیده می شوند

چدن :

CAST IRON

از ترکیب آهن و کربن و سیلیسیم چدن به دست می آید. مقدار کربن موجود در چدن از مقدار کربن موجود در فولاد خیلی بیشتر است.

چدن در صنعت ماشین سازی بسیار کاربرد دارد زیرا بسادگی و سهولت در قالب ریخته می شود. چدن در انواع مختلف مانند جدن خاکستری و چدن سفید تهیه می گردد. چدنها بطور کلی شکننده می باشند و در اثر ضربه می شکنند اما با عملیات حرارتی چدنی به نام چدن چکش خوار بدست می آید که تا حدی قابلیت تحممل ضربه را داشته و شکنندگی آن کم می باشد.

چنانچه قطعه ای از چدن را بشکنیم ذرات بلورهای چدن و ذرات کربن در مقطع شکسته بخوبی دیده می شود و چنین بنظر می رسد که این ذرات بهم پیوستگی ندارند. رنگ چدن تیره است و اگر چندین مرتبه روی سطح آن، دست بکشیم دست ما سیاه می شود.

فلزات رنگین

COLOROBALE METALS

تمامی فلزات بجز آهن و ترکیبات آن در گروه فلزات رنگین قرار دارند مانند مس – روی – برنز – برنج – آلومینیوم – سرب – نیکل و قلع که از جمله فلزات رنگین می باشند و در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.

مس

COPPER

رنگ مس قرمز با جلای ویژه ای می باشد. وزن مخصوص آن 8.9 است و در حرارت 1084 درجه سانتیگراد ذوب می شود. مقاومت مس در مقابل پوسیدگی زیاد است. زیرا سطح خارجی آن در مجاورت هوا اکسیده شده و این قشر بسیار نازک اکسید مس بقیه فلز را در برابر پوسیدگی محافظت می نماید.

مس جریان برق را بسیار خوب هدایت می کند و بصورت ناخالص یا سنگ معدن در طبیعت یافت می شود.

سنگ معدن را در کوره های مخصوص حرارت داده مس آنرا ذوب و از مواد اضافی جدا می نمایند که معمولا 99 تا 99.9 درصد خالص است. چنانچه بخواهند مس با درصد خالص بدست آورند آنرا بوسیله جریان برق (عمل الکترولیز) تصفیه می نمایند

آلومینیوم

این فلز نیز جز فلزات رنگین با وزن مخصوص 2.7 بشمار می آید که در گرمای 658 درجه سانتیگراد ذوب می شود.

آلومینیوم خواص هدایت الکتریسیته و گرما و مقاومت در برابر پوسیدگی را مانند مس را دارد و چون دارای وزن نسبتا سبکی است در صنعت زیاد مورد استفاده قرار می گیرد.

از ترکیب آلومینیوم با فلزات دیگر آلیاژهای مختلفی بدست می آید که به علت سبکی وزن و استحکام و مقاومت در مقابل پوسیدگی در هواپیماسازی مصرف فراوان دارد.

روی

SPELTER

از روزگاران قدیم بشر با فلز روی آشنا شد و در ساختن زره از آن استفاده می کرد. رنگ روی مایل به آبی است، اما محل شکستگی آن براق می باشد.

روی با وزن مخصوص 7.3 در حرارت 419 درجه سانتیگراد ذوب می گردد این فلز بسیار ترد بوده و به سختی زنگ می زند (اکسید می شود)

روی از ذوب سنگ معدن به دست می آید و برای پوشش ورقه های فولادی (ورق کالوانیزه) بکار می رود.

در آلیاژهای مانند برنز و برنج و لحیم ها از روی استفاده می نمایند

قلع :

Tin

رنگ قلع سفید نقره ای و کمی مایل به آبی است وزن مخصوص آن 7.3 است و در گرمای 232 درجه سانتیگراد ذوب می شود. از خواص این فلز می توان از درجه انبساط بسیار زیاد، سهولت در خم کاری، مقاومت در مقابل پوسیدگی و اسیدها و نرم بودن آن نام برد. قلط را از سنگ معدن قلع تهیه می کنند. قلع در بازار نیز بصورت شمش هایی به وزن 25 تا 45 کیلوگرم بفروش می رسد.

از قلع برای تهیه برنز و لحیم های نرم و اندود کردن ظروف مسی در سفیدگری استفاده می شود.

سرب

Lead

این فلز با رنگ خاکستری و وزن مخصوص 11.34 در گرمای 337 درجه سانتیگراد ذوب می شود. سرب فلزی است بسیار نزم با درجه انبساط طولی زیاد که در هوا اکسیده شده زنگ می زند و پوسته نازک خاکستری رنگی سطح آن را می پوشاند.

برنز

Bronze

برنز آلیاژی است که از 90% مس و 10% قلع بدست می آید و رنگ آن از رنگ برنج تیره تر و بیشتر به رنگ مس تمایل دارد.

وزن مخصوص آن 8/5 است و 930 درجه سانتیگراد ذوب می شود. سایر خواص آن مانند خواص برنج می باشد.

نیکل

NICKL

نیکل فلزی است به رنگ سفید نقره ای که جلال مخصوص دارد و نسبتا سخت است. وزن مخصوص آن 8/9 است در گرمای 1453 درجه سانتیگراد ذوب شده در برابر اثرات جوی مقاوم است. نیکل خالص بندرت یافت می شود. معمولا نیکل را از سیلیکات نیکل آهن و منیزیم بدست می آورند. از این فلز برای تهیه آلیاژهای مختلف فولاد و سیم های کرُم – نیکل (برای مصارف در صنعت برق) استفاده می گردد.