اهمیت آلیاژ در تعیین ویژگی های شیرآلات صنعتی
آلیاژها محصول ترکیب و واکنش شیمیایی فلزات هستند. بیشتر آلیاژها با ذوب و ترکیب دو یا چند فلز تشکیل میشوند.
با توجه به ساختار فلزات خالص، در صورت استفاده از آنها بدون آلیاژ مناسب میتواند باعث ایجاد مشکلات مختلفی در تولید محصولات نهایی شود.
به عنوان مثال فلزات ممکن است به راحتی خورده شوند یا نتوانند استحکام کافی را برای کاربرد های متنوع برآورده کنند.
استفاده از فلزات بصورت خالص و بدون آلیاژ ممکن است قطعات و محصولات مورد نیاز برای تولید انبوه در صنایع مختلف را با مشکلاتی همچون، قیمت تولید بالا، عدم کیفیت لازم در قطعات مواجه کند.
آلیاژها با ایجاد اجزای بادوام، قطعات با مقاومت در برابر خوردگی بیشتر، وزن کمتر ،مقاومت حرارتی بیشتر و در عین حال هزینه کمتر، بر این مشکلات ناشی از استفاده فلزات خالص غلبه میکنند.
با استفاده از آلیاژها، از مزایای ترکیب سفارشی فلزات که ویژگی های مثبت مواد را با هم ترکیب میکند، بهره مند میشویم. در ادامه به چند مورد از مزایای قطعات تولید شده با انواع آلیاژ ها را بررسی میکنیم:
مقاومت در برابر خوردگی
لحیم کاری
قطعات با دوام
وزن سبک تر و دوام بیشتر
رسانایی گرمایی
رسانایی الکتریکی
نقش آلیاژ در انتخاب شیرآلات مناسب برای کاربردهای مختلف
شیرآلات صنعتی نقش مهمی در کنترل جریان مایعات، گازها و … در فرآیندهای مختلف صنعتی دارند. این شیرها با استفاده از طیف گسترده ای از مواد ساخته میشوند که هر کدام دارای خواص و ویژگی های متمایزی هستند.
درک درست از آلیاژهای مورد استفاده برای شیرآلات صنعتی ما را برای انتخاب شیرآلات مناسب و استاندارد یاری میکند. در ادامه به بررسی برخی از انواع این آلیاژ ها و خصوصیات آنها میپردازیم.
انواع آلیاژهای مورد استفاده در شیرآلات صنعتی
فولاد ضد زنگ نام عمومی خانواده فولادهایی است که در برابر خوردگی مقاوم هستند و حداقل ۱۰.۵ درصد کروم دارند. فلزات ضد زنگ عموما دارای استحکام بالایی هستند.
چدن:
چدن های آلیاژی به آن دسته از آلیاژهای ریخته گری مبتنی بر سیستم آهن-کربن-سیلیکون گفته میشود که حاوی یک یا چند عنصر آلیاژی هستند که عمدتا برای افزایش یک یا چند ویژگی مفید به انواع شیرآلات صنعتی اضافه شده اند.
چدن های آلیاژی را میتوان به عنوان آلیاژ چدن مقاوم در برابر خوردگی و آلیاژ چدن مقاوم در برابر حرارت طبقه بندی کرد.
فولاد کربنی:
فولادهای کربنی عمدتا از آهن و کربن تشکیل شده اند و به عنوان عنصر اصلی سخت کننده متکی هستند.آنها معمولا به سه گروه تقسیم میشوند: فولاد کم کربن، فولاد کربن متوسط و فولاد با کربن بالا هرچه محتوای کربن بیشتر باشد، ماده حاصل سخت تر و در نتیجه کار سخت تر میشود.به همین دلیل فولادهای پرکربن در عملیات تولیدی استفاده میشوند.
برنجی:
برنج آلیاژی است که عمدتا از مس و روی تشکیل شده است. آلیاژهای مختلف برنج با خواص متمایز را میتوان با تغییر مقدار روی از ۵ تا ۴۵ درصد تشکیل داد.برنج های آلفا و آلیاژهای آلفا بتا/دابلکس دو نوع اصلی برنج هستند.برنج هایی که حاوی روی کمتر از ۳۵ درصد و یک محلول جامد هستند بنام برنج آلفا شناخته می شوند.
این برنج ها در دمای اتاق چکش خوار هستند و برای کار سرد مناسب هستند. برنج های حاوی بیش از ۳۵ درصد روی به عنوان آلیاژهای آلفا بتا/دابلکس شناخته می شوند که برای کار گرم مناسب هستند.
برنز:
برنز یک فلز همه کاره و محبوب برای کار در پروژه های مختلف است، از قطعات خودرو و صنعت خودرو سازی گرفته تا ابزارآلات موسیقی.
برای مقاومت در برابر خوردگی و کم کردن سطوح اصطکاک ، می تواند از برنامه های کاربردی در صنایع مختلف پشتیبانی کند.
برنز آلیاژی است که از دو عنصر مس و قلع ساخته شده است. فلزات دیگر نیز میتوانند برنز را تشکیل دهند، مانند آلومینیوم، نیکل، روی، فسفر و منگنز. بسته به اینکه کدام عناصر برنز را تشکیل میدهند، سختی، شکل پذیری و انعطاف پذیری و سایر خواص آلیاژ می تواند متفاوت باشد. بطور کلی، برنز یک ماده مقرون به صرفه برای کار در صنایع مختلف است که به شکل میله، لوله، ورق و شمش فروخته می شود.
فولاد آلیاژی:
فولاد آلیاژی فولادی است که حاوی عناصر آلیاژی اضافی (بیش از کربن) مانند : کروم، نیکل، مولیبدن، منگنز، بور، سیلیکون وانادیم است.
عناصر آلیاژی میتوانند ۱ درصد تا ۵۰ درصد آلیاژ را تشکیل دهند . فولاد کم آلیاژ بطور کلی دارای عناصر آلیاژی کمتر از ۸ درصد و فولاد پر آلیاژ حاوی بیش از ۸ درصد عناصر آلیاژی در نظر گرفته میشود. فولاد آلیاژی یک دسته بسیار گسترده است.
شیرهای فولادی ضد زنگ دوبلکس:
فولادهای ضد زنگ دوبلکس دارای ترکیبی از دو فاز فریت و آستنیت تقریبا مساوی هستند. این به آنها امکان میدهد از مزایای فولادهای ضد زنگ آستنیتی و فریتی بهره مند شوند که منجر به افزایش استحکام، بهبود جوش پذیری و مقاومت در برابر چندین نوع خوردگی میشوند. از نظر تجاری ، آنها همچنین ارزان تر از فولادهای ضد زنگ آستینی هستند زیرا محتوای نیکل کمتری دارند.
آلیاژهای مبتنی بر نیکل:
آلیاژنیکل به فلزی گفته میشود که نیکل یکی از عناصر اصلی آن است . برخی از انواع آلیاژهای نیکل به دلیل مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و خزش، بعنوان سوپر آلیاژ شناخته میشوند که به آنها اجازه می دهد در دمای بیش از نیمی از نقطه ذوب خود استفاده میشوند.
آلیاژهای نیکل را میتوان ماشینکاری و جوش داد، اما معمولا مشکلاتی در پردازش ایجادمیکند، زیرا برخی از آلیاژها در حین ماشینکاری سخت تر میشوند و نقطه ذوب بالای آنها می تواند جوشکاری آنها را دشوار تر کند.
(PTFE) پلی تترا فلوئور واتلین:
به دلیل آبگریز بودن، مرطوب نشدن، چگالی بالا و مقاوم در برابر دماهای بالا، یک ماده فوق العاده همه کاره با کاربردهای بسیار متنوع است، اغلب در پروژه های ساختمانی برای سازه هایی مانند پارکینگ ها، سوپر مارکت ها و پل ها استفاده میشود، زیرا امکان گسترش سازه مقرون به صرفه را بدون نگرانی از اعمال فشار بر روی عناصر سخت فراهم میکند.
بعلاوه، مقاومت آن در برابر آسیب های جوی و سایش و پارگی عمومی، آن را به یک ماده بسیار بادوام تبدیل کرده است.
سرامیک:
مواد سرامیکی صنعتی ترکیبات غیر فلزی و غیر آلی هستند. نقطه ذوب بالا، مقاومت در برابر سایش کم و طیف وسیعی از خواص الکتریکی دارند.
مواد معدنی مورد استفاده برای ساخت مواد سرامیکی صنعتی خرد یا آسیاب میشوند و به پودر ریز تبدیل میشوند که با افزودن آن به محلول و ایجاد رسوب شیمیایی خالص میشود.
پس از خالص سازی مقدار کمی موم برای چسباندن پودر سرامیک اضافه میشود.ممکن است پلاستیک ها برای ایجاد انعطاف پذیری اضافه شوند.
آلیاژ استیل:
اسیل در واقع نوعی آلیاژ است که از آهن و تقریبا ۲ درصد کربن تشکیل شده است. کروم، نیکل دیگر عناصر تشکیل دهنده استیل است. آلیاژ استیل از مقاومت و انعطاف پذیری بالایی برخوردار است این ویژگی ها باعث استفاده از استیل برای مصارف مختلف میشود.
