סגסוגת של נחושת

מצב נוזלי הוא מצב ביניים בין מצב מוצק למצב גזי.מתכות מוצקות מורכבות מהרבה גרגרים, מתכות גזיות מורכבות מאטומים בודדים הדומים לכדורים אלסטיים, ומתכות נוזליות מורכבות מקבוצות רבות של אטומים.

1. מאפיינים מבניים של מתכות נוזליות

מצב נוזלי הוא מצב ביניים בין מצב מוצק למצב גזי.מתכות מוצקות מורכבות מגרגרי גביש רבים, מתכות גזיות מורכבות מאטומים בודדים הדומים לכדורים אלסטיים, ומתכות נוזליות מורכבות מקבוצות אטומיות רבות, ולמבנים שלהן יש את המאפיינים הבאים

(1) לכל קבוצה אטומית יש כתריסר עד מאות אטומים, שעדיין שומרת על אנרגיית קישור חזקה בקבוצה האטומית ויכולה לשמור על מאפייני הסידור של המוצק.אולם הקשר בין הקבוצות האטומיות נפגע מאוד, והמרחק בין הקבוצות האטומיות גדול יחסית ורופף, כאילו יש חורים.

(2) הקבוצות האטומיות המרכיבות את המתכת הנוזלית הן מאוד לא יציבות, לפעמים גדלות ולפעמים הולכות וקטנות.אפשר גם להשאיר קבוצות אטומיות בקבוצות ולהצטרף לקבוצות אטומיות אחרות, או ליצור קבוצות אטומיות.

(3) הגודל והיציבות הממוצעים של קבוצות אטומיות קשורים לטמפרטורה.ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, הגודל הממוצע של הקבוצות האטומיות קטן יותר והיציבות גרועה יותר.

(4) כאשר ישנם יסודות נוספים במתכת, עקב כוחות הקישור השונים בין אטומים שונים, האטומים בעלי כוחות הקישור החזקים יותר נוטים להתאסף יחד ולדחות אטומים אחרים בו-זמנית.לכן קיימת גם אי-הומוגניות של הרכב בין קבוצות אטומיות, כלומר תנודות ריכוז, ולעיתים אף נוצרות תרכובות לא יציבות או יציבות.

2. התכה והמסה

במהלך תהליך ההתכה של הסגסוגת, ישנם שני תהליכים בו-זמניים של התכה והתמוססות.כאשר הסגסוגת מחוממת לטמפרטורה מסוימת, היא מתחילה להמיס, ומצבה התרמודינמי מתחמם יתר על המידה.פירוק פירושו שהמתכת המוצקה נשחקת על ידי התכת המתכת ונכנסת לתמיסה כדי לממש את תהליך הטרנספורמציה של מוצק לנוזל.פירוק אינו מצריך חימום, אך ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך קצב הפירוק מהיר יותר.

למעשה, רק כאשר נקודת ההיתוך של אלמנט הסגסוג גבוהה מהטמפרטורה של תמיסת סגסוגת הנחושת, תהליך כניסת היסוד המתגזר להיתוך הוא תהליך פירוק טהור.בסגסוגות נחושת, למשל, המרכיבים ברזל, ניקל, כרום ומנגן וכן היסודות הלא מתכתיים סיליקון, פחמן וכו' מובנים כבעלי תהליך פירוק.למעשה, הן תהליכי התכה והן תהליכי המסה מתרחשים בו זמנית, כאשר תהליך ההמסה מקדם את תהליך ההיתוך.

ישנם גורמים רבים המשפיעים על קצב פירוק המתכת.

ראשית, ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך ההמסה נוחה יותר.

שנית, זה קשור לשטח הפנים של האובייקט המומס, ככל ששטח הפנים גדול יותר, כך קצב הפירוק מהיר יותר.

קצב הפירוק של מתכת קשור גם לתנועת ההיתוך.כאשר ההיתוך זורם, קצב ההמסה גדול מזה של המתכת בהמסה הסטטית, וככל שההמסה זורמת מהר יותר, כך קצב ההמסה יהיה מהיר יותר.

פירוק וסגסוגת

כאשר נוצרו סגסוגות לראשונה, חשבו שההתכה צריכה להתחיל ברכיבים שקשה להמיס (ובעלי נקודות התכה גבוהות).לדוגמה, כאשר נוצרו לראשונה סגסוגות נחושת-ניקל של 80% ו-20% ניקל, הניקל עם נקודת ההיתוך של 1451 מעלות צלזיוס הומס תחילה ולאחר מכן נוספה נחושת.חלקם ממיסים נחושת ומחממים אותה ל-1500 ℃ לפני הוספת ניקל להמסה.לאחר שפותחה תורת הסגסוגות, במיוחד תורת הפתרונות, נזנח שתי שיטות ההיתוך לעיל.

שקיעה של יסודות שאינם מתגזרים

ישנן סיבות רבות לגידול מתמשך ומשקעים של יסודות שאינם מתגזרים במתכות ובסגסוגות.

זיהומים שהוכנסו למטען המתכת

גם אם נעשה שימוש חוזר בפסולת התהליך המופקת בתהליך הייצור של המפעל שלנו, תכולת יסודות הטומאה במטען תמשיך לעלות מסיבות שונות.באשר לערבוב חומרים או שימוש בכמויות גדולות של חומרים קנויים עם מקורות לא ברורים, הזיהומים האפשריים וההשפעות האפשריות לרוב בלתי צפויות אף יותר.

בחירה לא נכונה של חומר ריפוד תנור

יסודות מסוימים בהמסה עשויים להגיב איתם כימית בטמפרטורת ההיתוך.