סוגי סגסוגות ברזל, סגסוגות אלומיניום, סגסוגות נחושת, סגסוגות מגנזיום, סגסוגות ניקל, סגסוגות טיטניום, ומאפייני סגסוגות אחרים

סקירה כללית של חומרי סגסוגת

הגדרת סגסוגת

סגסוגת היא תערובת הומוגנית המורכבת משתי מתכות או יותר, או שילוב של מתכות ואלמנטים לא מתכתיים, עם מאפיינים מתכתיים. הרעיון העומד מאחורי תכנון סגסוגת הוא לשלב אלמנטים באופן שיטבע תכונות מכניות, פיזיות וכימיות כדי לעמוד בדרישות הספציפיות של יישומים שונים.

סיווג חומרי סגסוגת

ניתן לסווג חומרי סגסוגת בהתבסס על האלמנטים המרכיבים והמאפיינים העיקריים שלהם כדלקמן:

● סגסוגות ברזל:מדובר בסגסוגות מבוססות ברזל עם אלמנטים נוספים כמו פחמן, מנגן וסיליקון, המשמשים בעיקר בענפי ייצור הפלדה והיציקה.
● סגסוגות אלומיניום:מדובר בסגסוגות מבוססות אלומיניום עם אלמנטים כמו נחושת, מגנזיום ואבץ, הידועים בזכות היותם קלים, חזקים ובעלי מוליכות מצוינת ותכונות תרמיות.
● סגסוגות נחושת:מדובר בסגסוגות מבוססות נחושת עם אלמנטים נוספים כמו אבץ, פח ועופרת, ומציעים מוליכות טובה, עמידות בפני קורוזיה ויכולת עבודה.
● סגסוגות מגנזיום:סגסוגות מבוססות מגנזיום, בדרך כלל בשילוב עם אלומיניום, אבץ ומנגן, הן המתכות המבניות הקלות ביותר עם עמידות בפני הלם טוב ופיזור חום.
● סגסוגות ניקל:סגסוגות מבוססות ניקל מכילות אלמנטים כמו כרום, ברזל וקובלט, ומציגים עמידות בפני קורוזיה יוצאת מן הכלל וביצועים בטמפרטורה גבוהה.
● סגסוגות טיטניום:ידוע בזכות חוזקם הגבוה, הצפיפות הנמוכה ועמידות בפני קורוזיה יוצאת דופן, סגסוגות מבוססות טיטניום נמצאות בשימוש נרחב ביישומי חלל.

סגסוגות ברזליות

קומפוזיציה ותכונות של סגסוגות ברזל

סגסוגות ברזליות מורכבות מברזל עם אלמנטים סגסוגת שונים המשפרים את תכונותיהם המכניות. אלמנטים נפוצים כוללים:

● פחמן:אחד האלמנטים הסגסוגיים החשובים ביותר, תכולת הפחמן המשתנה בסגסוגות ברזל משפיעות על קשיות וקשיחות. סגסוגות בעלות פחמן גבוה מציעות יותר קשיות אך פחות קשיחות.
● סיליקון:הסיליקון משפר את חוזק וקשיחותם של סגסוגות ברזל ומשמש לעתים קרובות בסגסוגות ברזל סיליקון לייצור פלדה כ- Deoxidizer ו- Agenting Selove.
● מנגן:מנגן הוא קריטי להגדלת חוזקם וקשיותם של סגסוגות ברזל, וסגסוגות פרומנגניות חיוניות לשיפור עמידות השחיקה והתנגדות קורוזיה של פלדה.
● כרום:סגסוגות כרום ברזל מספקות עמידות בפני קורוזיה מעולה וכוח טמפרטורה גבוהה, הנפוצה בייצור נירוסטה ופלדות מיוחדות.

יישומים של סגסוגות ברזל

סגסוגות ברזל נמצאות בשימוש נרחב בכל ענפים שונים, כולל:

● ענף ייצור פלדה:סגסוגות ברזליות הן תוספים חשובים בייצור פלדה, המשמשים לשינוי הרכב הפלדה ולשיפור תכונותיה.
● ענף הליהוק:בתהליכי יציקה, סגסוגות ברזליות משפרות את התכונות המכניות והעמידות של מוצרי ברזל יצוק.
● חומרי ריתוך:סגסוגות ברזל משמשות בייצור מוטות ריתוך ושטף כדי להבטיח מפרקי ריתוך באיכות גבוהה.
● תעשיות כימיות ודשנים:סגסוגות ברזל משמשות כזרזים וכחומרי צמצום בייצור כימי ודשנים.
● עבודות מתכת:סגסוגות ברזל משמשות בכלים כמו חיתוך מכשירים ותבניות, תוך שיפור העמידות והיעילות שלהם.

סגסוגות אלומיניום

מאפייני מפתח של סגסוגות אלומיניום

סגסוגות אלומיניום ידועות בזכות משקל קל, חוזק גבוה וקלות העיבוד, מה שהופך אותם חיוניים בתעשיות מודרניות. מאפייני המפתח כוללים:

● קל משקל:לסגסוגות אלומיניום יש צפיפות נמוכה של כ- 2.7 גרם/ס"מ, מה שהופך אותם לאידיאליים ליישומים הדורשים הפחתת משקל.
● חוזק גבוה:באמצעות סגסוגת וטיפול בחום, סגסוגות אלומיניום יכולות להשיג חוזק מתיחה גבוה, כאשר סגסוגות מסוימות עולות על 500 מגה.
● מוליכות מצוינת:אלומיניום טהור הוא מוליך מצוין של חשמל וחום, וסגסוגות אלומיניום שומרות על חלק משמעותי מהתכונות הללו.
● עמידות בפני קורוזיה:שכבת תחמוצת טבעית נוצרת על פני סגסוגות אלומיניום, המספקת עמידות בפני קורוזיה מעולה, וטיפולים מיוחדים יכולים לשפר עוד יותר את המאפיין הזה.
● קלות העיבוד:סגסוגות אלומיניום מציגות פלסטיות טובה, מה שהופך אותם מתאימים ליציקה, שחול ותהליכי זיוף.

ציונים ויישומים של סגסוגות אלומיניום

סגסוגות אלומיניום מסווגות על סמך אלמנטים ותכונות סגסוגת עיקריים שלהם. כמה ציונים נפוצים כוללים:

● סדרת 1xxx:אלומיניום טהור, עם מעל 99.00% תכולת אלומיניום, המשמש בעיקר בתעשיית החשמל ובמוצרי צריכה יומיומיים.
● סדרת 2xxx:נחושת היא האלמנט הסגסוגת העיקרי, שיפור משמעותית בחוזק לאחר טיפול בחום, הנפוץ ביישומי תעופה וחלל.
● סדרת 3xxx:מנגן הוא האלמנט העיקרי לסגסוגת, המציע עמידות בפני קורוזיה טובה, הנמצאת בשימוש נרחב בבנייה ובחומרים מבניים.
● סדרת 4xxx:סיליקון הוא יסוד הסגסוגת העיקרי, המספק עמידות בפני חום ותכונות ריתוך טובות, המתאימות לחומרי ריתוך ורכיבים עמידים בחום.
● סדרת 5xxx:מגנזיום הוא אלמנט הסגסוגת העיקרי, המציע תכונות מכניות מצוינות ועמידות בפני קורוזיה, המשמשת בתעשיות ימיות, רכב וחלל.
● סדרת 6xxx:מגנזיום וסיליקון הם האלמנטים הסגסוגת העיקריים, המספקים כוח ויכולת עבודה טובה, הנפוצים בחומרים מבניים.
● סדרת 7xxx:אבץ הוא האלמנט הסגסוגת העיקרי, וסגסוגות אלה מציעות את החוזק הגבוה ביותר, הנפוץ במבני מטוסים ויישומים בעלי חוזק גבוה.
● סדרת 8xxx:מכילים אלמנטים אחרים כמו ברזל וניקל, המציעים חוזק ומוליכות טוב, המשמשים בעיקר בתעשיית החשמל.

סגסוגות אלומיניום משמשות במגזרים שונים, כולל:

● Aerospace:סגסוגות אלומיניום קלות וחוזק גבוה חיוניות למבני מטוסים ורכיבים.
● תחבורה:סגסוגות אלומיניום משמשות לייצור רכיבי רכב ורכבת קלים, תוך שיפור יעילות הדלק.
● תעשיית החשמל:אלומיניום הוא חומר מועדף לכבלים ושנאים
● בנייה:סגסוגות אלומיניום נמצאות בשימוש נרחב במבנים אדריכליים, מסגרות חלונות, דלתות וגגות בגלל כוחם, עמידות בפני קורוזיה ומראה אסתטי.
● אריזה:סגסוגות אלומיניום, במיוחד בצורה של נייר כסף ופחיות, משמשות רבות בענף האריזה מכיוון שהם קלים, לא רעילים וניתנים למחזור מאוד.

סגסוגות נחושת

קומפוזיציה ותכונות של סגסוגות נחושת

סגסוגות נחושת ידועות בזכות המוליכות החשמלית והתרמית המצוינת שלהם, עמידות בפני קורוזיה וקלות ייצור. סגסוגות נחושת נפוצות כוללות:

● פליז (סגסוגת נחושת-אבץ):פליז ידוע בכוחו, משיכותו והתנגדותו לקורוזיה, משמש בדרך כלל ביישומים מכניים, אינסטלציה וכלי נגינה.
● ברונזה (סגסוגת פח נחושת):סגסוגת זו מציעה עמידות בפני קורוזיה מעולה, קשיות ועמידות בלאי, המשמשת לעתים קרובות במסבים, תותבים ויישומים ימיים.
● סגסוגות נחושת-ניקל:סגסוגות אלה מספקות עמידות בפני קורוזיה מצוינת בסביבות ימיות, מה שהופך אותם לאידיאליים לבניית ספינות, פלטפורמות מחוץ לחוף וצמחי התפלה.
● נחושת בריליום:עם חוזק גבוה, קשיות ועמידות בפני קורוזיה, לעתים קרובות משתמשים בנחושת בריליום במכשירים מדויקים, מחברים חשמליים ומעיינות.

יישומים של סגסוגות נחושת

סגסוגות נחושת משרתות מגוון רחב של תעשיות בגלל הרבגוניות והמאפיינים הייחודיים שלהם:

● תעשיית החשמל:סגסוגות נחושת נמצאות בשימוש נרחב במחברים חשמליים, חיווט ורכיבים בגלל המוליכות המצוינת שלהם.
● אינסטלציה וטיפול בנוזלים:פליז וברונזה משמשים בדרך כלל לשסתומים, אביזרים ויישומי אינסטלציה אחרים בגלל התנגדות הקורוזיה שלהם.
● תעשייה ימית:סגסוגות נחושת-ניקל מועדפות ליישומים ימיים בגלל ההתנגדות המצוינת שלהם לקורוזיה של מי ים.
● הנדסת דיוק:Beryllium Copper משמש בכלים, ציוד שאינו מכהן ורכיבי דיוק בגלל חוזקו ועמידותו.

סגסוגות מגנזיום

מאפייני סגסוגות מגנזיום

סגסוגות מגנזיום הן המתכות המבניות הקלות ביותר, עם יחס מצוין לחוזק למשקל, ספיגת הלם ויכולת הכבוד. מאפייני המפתח כוללים:

● קל משקל:סגסוגות מגנזיום בהירות של 35% מאלומיניום וקלילות יותר מפלדה, מה שהופך אותם לאידיאליים ליישומים רגישים למשקל.
● יכולת מעשה טובה:לסגסוגות מגנזיום יש יכולת עיבוד מצוינת, המאפשרת לייצר חלקים מורכבים ומדויקים.
● ספיגת הלם:לסגסוגות אלה יש תכונות ספיגת הלם טובות, מה שהופך אותם לשימושיים ביישומי רכב וחלל.
● פיזור חום:סגסוגות מגנזיום מספקות פיזור חום יעיל, מכריע לאלקטרוניקה ורכיבים בטמפרטורה גבוהה.

יישומים של סגסוגות מגנזיום

בשל משקל קל וכוחם, סגסוגות מגנזיום משמשות בתעשיות שונות:

● תעשיית הרכב:סגסוגות מגנזיום משמשות ברכיבי מנוע, בתי הילוכים וגלגלים להפחתת משקל הרכב ולשיפור יעילות הדלק.
● תעשיית חלל:סגסוגות מגנזיום משמשות בחלקי מטוסים וברכיבי חלל שבהם הפחתת משקל היא קריטית.
● אלקטרוניקה:סגסוגות מגנזיום משמשות לייצור מחשבים ניידים קלים, מצלמות וטלפונים ניידים בשל תכונות חוזקן ופירוק החום שלהם.
● מכשירים רפואיים:סגסוגות מגנזיום משמשות בשתלים ניתנים לספיחה ובמכשירים אורטופדיים בגלל תאימות הביולוגית שלהם.

סגסוגות ניקל

מאפיינים של סגסוגות ניקל

סגסוגות ניקל ידועות בזכות עמידות הקורוזיה יוצאת הדופן שלהן, יציבות בטמפרטורה גבוהה וכוח מכני. בדרך כלל הם מסורכים עם כרום, ברזל ואלמנטים אחרים כדי לשפר את הביצועים בסביבות קיצוניות. מאפייני המפתח כוללים:

● עמידות בפני קורוזיה:לסגסוגות ניקל יש עמידות מצוינת לחמצון וקורוזיה בסביבות קשות, כולל מי ים ותנאים חומציים.
● כוח בטמפרטורה גבוהה:סגסוגות ניקל שומרות על כוחן בטמפרטורות גבוהות, מה שהופך אותם למתאימים לשימוש ביישומי ויצירת תעופה וחלל.
● התנגדות ללבוש:סגסוגות ניקל מציעות עמידות בפני שחיקה טובה, שהיא בעלת ערך ביישומים הדורשים עמידות לאורך זמן.

יישומים של סגסוגות ניקל

סגסוגות ניקל משמשות ביישומים תובעניים במגזרים שונים:

● תעשיית חלל:סגסוגות-על מבוססות ניקל משמשות במנועי סילון, להבי טורבינה ורכיבים אחרים בטמפרטורה גבוהה בגלל התנגדות החום שלהם.
● עיבוד כימי:סגסוגות ניקל משמשות בכורים, מחליפי חום ומערכות צנרת בהן התנגדות לקורוזיה וטמפרטורות גבוהות היא חיונית.
● ייצור חשמל:סגסוגות ניקל משמשות בכורים גרעיניים וטורבינות גז בגלל יכולות הטמפרטורה הגבוהה שלהם והתנגדות קורוזיה.
● תעשייה ימית:סגסוגות ניקל משמשות בסביבות ימיות ליישומים כמו משאבות, שסתומים וציוד התפלה של מי ים.

סגסוגות טיטניום

מאפייני סגסוגות טיטניום

סגסוגות טיטניום הן קלות משקל ועם זאת חזקות, עם עמידות יוצאת דופן לקורוזיה ויציבות בטמפרטורה גבוהה. מאפייני המפתח כוללים:

● יחס חוזק למשקל גבוה:סגסוגות טיטניום חזקות כמו פלדה אך כמעט בהירות של 45%, מה שהופך אותם לאידיאליים ליישומים וחלל וחלל וביצועים גבוהים.
● עמידות בפני קורוזיה:סגסוגות טיטניום מציעות עמידות יוצאת מן הכלל לקורוזיה, במיוחד בסביבות מי ים וסביבות כימיות.
● תאימות ביולוגית:סגסוגות טיטניום הן תואמות ביולוגית, מה שהופך אותם מתאימים לשתלים ומכשירים רפואיים.
● יציבות בטמפרטורה גבוהה:סגסוגות טיטניום יכולות לעמוד בטמפרטורות קיצוניות, תוך שמירה על כוחן ושלמותן ביישומים תעשייתיים ותעשייתיים.

יישומים של סגסוגות טיטניום

סגסוגות טיטניום נמצאות בשימוש נרחב בתעשיות בהן התנגדות גבוהה, קל משקל וקורוזיה הם קריטיים:

● תעשיית חלל:סגסוגות טיטניום משמשות במסגרות מטוסים, רכיבי מנוע והילוכים נחיתה בגלל חוזקם הגבוה והחיסכון במשקל שלהם.
● מכשירים רפואיים:סגסוגות טיטניום משמשות בשתלים אורטופדיים, השתלות שיניים ומכשירים כירורגיים בגלל תאימותם הביולוגית ועמידותם.
● תעשייה ימית:סגסוגות טיטניום משמשות ברכיבי תת -ים, בניית ספינות וקידוחים בחו"ל בגלל התנגדות הקורוזיה שלהם.
● יישומים תעשייתיים:סגסוגות טיטניום משמשות במפעלי עיבוד כימי, ייצור חשמל ויישומי רכב לרכיבים הדורשים חוזק ועמידות בפני קורוזיה.

מַסְקָנָה

חומרי סגסוגת ממלאים תפקיד מרכזי בתעשיות מודרניות, ומציעים פתרונות מותאמים עם שילובים ייחודיים של חוזק, משקל, עמידות בפני קורוזיה ועמידות. החל מחלל וחלל לרכב, בנייה ועד מכשירים רפואיים, הרבגוניות של חומרי סגסוגת הופכת אותם לכיוון לאינספור יישומים. בין אם מדובר בחוזק הגבוה של סגסוגות ברזליות, התכונות הקלות של סגסוגות אלומיניום, או התנגדות הקורוזיה של סגסוגות ניקל וטיטניום, סגסוגות מהונדסות כדי לענות על הצרכים המגוונים של העולם המתקדם הטכנולוגי של ימינו.