Dažādi sakausējumu veidi un izmantošana

Sakausējums ir metāls, kas izveidots, apvienojot divus vai vairākus metāla elementus. Lai iegūtu lielāku materiāla izturību vai izturību pret koroziju, tiek izgatavoti dažāda veida sakausējumi. Šī izturība padara sakausējumus par pamatu celtniecībai mūsdienu pasaulē.

Sakausējums ir stabila metāla viela, kas sastāv no diviem vai vairākiem metāliem. Dažos gadījumos sakausējums var saturēt arī nemetālus. Lai periodiskajā tabulā atrastu metālus, apskatiet kāpnes, kas izveidotas no bora līdz astatīnam. Elementi pa kreisi no šīm kāpnēm tiek uzskatīti par metāliem; pa labi, nemetāli.

Tradicionāli sakausējuma galvenā sastāvdaļa ir izkusis vispirms seko pārējo sastāvdaļu izšķīdināšanai izkausētajā maisījumā. Elementi saplūst, veidojot vielu, kas iegūst abu īpašības.

Viena no sakausējumu izgatavošanas grūtībām ir tā, ka metāliem ir atšķirīgi kušanas punkti. Piemēram, varš kūst 1083 grādos pēc Celsija, bet cinks - 419 grādos pēc Celsija. Tomēr cinks vārās arī pie 907 grādiem pēc Celsija. Tāpēc, lai izvairītos no cinka iztvaicēšanas, misiņš tiek izgatavots, vispirms kausējot varu, pēc tam pievienojot cinku, lai tas ātri izšķīdinātu.

Metāla stiprums ir tas, cik lielu spēku atomu slāņi var paciest, pirms pāriet viens otram garām. Sakausējumi ir stiprāki metāla režģa struktūras deformācijas dēļ.

Tēraudā mazākie oglekļa atomi iekļaujas starp dzelzs atomiem, lai izveidotu stiprāku tērauda sakausējumu. Izkropļotā režģa struktūrā atomi nevar tik viegli pārvietoties viens otram pāri / pāri, padarot sakausējumu izturīgāku pret lielākiem spēkiem.

Vairāki dažādu veidu sakausējumi, elementi, kas tos veido, un daži to lietojumi ir uzskaitīti zemāk:

Alumīnijs nav īpaši spēcīgs metāls, bet tā vadošās īpašības padara to noderīgu dažādiem pielietojumiem. Šī iemesla dēļ ražotāji sajauc alumīniju ar citiem metāliem, lai to stiprinātu, veidojot vairākus dažādus alumīnija sakausējumus:

• alniko (alumīnijs, niķelis, varš); izmanto magnētu ražošanā
• magnalijs (alumīnijs ar 5 procentiem magnija); instrumenti un vieglmetāla diski uz automašīnām
• duralumīns (varš, alumīnijs, dažos gadījumos magnijs un mangāns); automašīnu un lidmašīnu dzinēju sastāvdaļas

Vara elements ir pakļauts oksidācijai, kas padara tā virsmu blāvu, gaiši zaļganu krāsu. Lai novērstu oksidēšanos un palielinātu tā izturību, ražotāji sakausē varu ar vairākiem dažādiem elementiem:

• misiņš (varš, līdz 50 procentiem cinka); izmanto dekoratīvos priekšmetos, piemēram, rotaslietās, kā arī uzgriežņiem un skrūvēm
• bronza (varš, 10 procenti alvas vai alumīnija); izmanto monētu, statuju un dekoratīvu priekšmetu izgatavošanai

• tērauds (dzelzs, no 0,5 līdz 1,5 procentiem oglekļa); plaši izmanto būvniecībā, piemēram:

• ledusskapji
  
• diapazoni

Kā mīksts metāls tīrs zelts ir kaļams un viegli apstrādājams. Lai palielinātu zelta izturību, tiek pievienoti citi metāli:

• dzeltenais zelts (zelts, varš); visu veidu rotaslietas (gredzeni, rokassprādzes, kaklarotas, auskari)
• baltais zelts (zelts, ar niķeli, sudrabu vai pallādiju); visu veidu rotaslietas

Pirmais sakausējums sāka darboties bronzas laikmetā, kas sākās aptuveni 3500. gadā p.m.ē. Izgatavots no vara un alvas, agrīnie cilvēki tūkstošiem gadu izmantoja bronzu, pirms attīstīja sarežģītākas krāsnis dzelzs instrumentu ražošanai un ieročus. Romieši misiņu izstrādāja apmēram 500. gadā p.m.ē.