నాన్-ఫెర్రస్ మెటల్స్ కాస్టింగ్

ఫెర్రస్ లోహాలు ఇంజినీరింగ్ పరిశ్రమలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి ఎందుకంటే వాటి ఆధిక్యత, యాంత్రిక లక్షణాల పరిధి మరియు తక్కువ ఖర్చులు. ఇప్పటికీ, నాన్-ఫెర్రస్ లోహాలు కూడా వాటి నిర్దిష్ట లక్షణాల కోసం వివిధ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి, వాటి సాధారణంగా అధిక ధర ఉన్నప్పటికీ ఫెర్రస్ మిశ్రమాలతో పోలిస్తే. ఈ మిశ్రమాలలో కావలసిన యాంత్రిక లక్షణాలను పని గట్టిపడటం, వయస్సు గట్టిపడటం మొదలైన వాటి ద్వారా పొందవచ్చు, కానీ ఫెర్రస్ మిశ్రమాలకు ఉపయోగించే సాధారణ ఉష్ణ చికిత్స ప్రక్రియల ద్వారా కాదు. అల్యూమినియం, రాగి, జింక్ మరియు మెగ్నీషియం వంటి కొన్ని ప్రధాన ఫెర్రస్ పదార్థాలు ఆసక్తి కలిగి ఉంటాయి.

1. అల్యూమినియం

అన్ని ఫెర్రస్ కాని మిశ్రమాలలో, అల్యూమినియం మరియు దాని మిశ్రమాలు వాటి అద్భుతమైన లక్షణాల కారణంగా చాలా ముఖ్యమైనవి. ఇంజనీరింగ్ పరిశ్రమలో ఉపయోగించే స్వచ్ఛమైన అల్యూమినియం యొక్క కొన్ని లక్షణాలు:

• 1) అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత (0.53 cal/cm/C)
• 2) అద్భుతమైన విద్యుత్ వాహకత (376 600/ohm/cm)
• 3) తక్కువ ద్రవ్యరాశి సాంద్రత (2.7 గ్రా/సెం)
• 4) తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం (658C)
• 5) అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకత
• 6) ఇది విషపూరితం కాదు.
• 7) ఇది అత్యధిక రిఫ్లెక్టివిటీలలో ఒకటి (85 నుండి 95%) మరియు చాలా తక్కువ ఉద్గారత (4 నుండి 5%)
• 8) ఇది చాలా మృదువైనది మరియు సాగేది, దీని ఫలితంగా ఇది చాలా మంచి తయారీ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.

ఎలక్ట్రికల్ కండక్టర్లు, రేడియేటర్ ఫిన్ మెటీరియల్స్, ఎయిర్ కండిషనింగ్ యూనిట్లు, ఆప్టికల్ మరియు లైట్ రిఫ్లెక్టర్లు మరియు ఫాయిల్ మరియు ప్యాకేజింగ్ మెటీరియల్‌లలో స్వచ్ఛమైన అల్యూమినియం సాధారణంగా ఉపయోగించే కొన్ని అప్లికేషన్‌లు.

పైన పేర్కొన్న ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాలు ఉన్నప్పటికీ, కింది సమస్యల కారణంగా స్వచ్ఛమైన అల్యూమినియం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడదు:

• 1) ఇది తక్కువ తన్యత బలం (65 MPa) మరియు కాఠిన్యం (20 BHN)
• 2. ఇది వెల్డ్ లేదా టంకము చాలా కష్టం.

అల్యూమినియం యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను మిశ్రమం చేయడం ద్వారా గణనీయంగా మెరుగుపరచవచ్చు. ఉపయోగించిన ప్రధాన మిశ్రమ మూలకాలు రాగి, మాంగనీస్, సిలికాన్, నికెల్ మరియు జింక్.

అల్యూమినియం మరియు రాగి CuAl2 అనే రసాయన సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. 548 C ఉష్ణోగ్రత పైన ఇది పూర్తిగా ద్రవ అల్యూమినియంలో కరిగిపోతుంది. ఇది చల్లార్చు మరియు కృత్రిమంగా వృద్ధాప్యం అయినప్పుడు (100 - 150C వద్ద ఎక్కువసేపు పట్టుకోవడం), గట్టిపడిన మిశ్రమం లభిస్తుంది. వయస్సు లేని CuAl2 అల్యూమినియం మరియు రాగి యొక్క ఘన ద్రావణం నుండి అవక్షేపించడానికి సమయం లేదు మరియు అందువలన అస్థిర స్థితిలో ఉంటుంది (గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద సూపర్-సంతృప్తమైనది). వృద్ధాప్య ప్రక్రియ CuAl2 యొక్క చాలా సూక్ష్మ కణాలను అవక్షేపిస్తుంది, ఇది మిశ్రమం యొక్క బలాన్ని కలిగిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియను ద్రావణం గట్టిపడటం అంటారు.

7% వరకు మెగ్నీషియం, 1. 5% వరకు మాంగనీస్, 13% వరకు సిలికాన్, 2% వరకు నికెల్, 5% వరకు జింక్ మరియు 1.5% వరకు ఇనుము ఉపయోగించబడే ఇతర మిశ్రమ మూలకాలు. ఇవి కాకుండా, టైటానియం, క్రోమియం మరియు కొలంబియం కూడా తక్కువ శాతంలో జోడించబడవచ్చు. శాశ్వత మౌల్డింగ్ మరియు డై కాస్టింగ్‌లో ఉపయోగించే కొన్ని సాధారణ అల్యూమినియం మిశ్రమాల కూర్పు వాటి అనువర్తనాలతో టేబుల్ 2. 10లో ఇవ్వబడింది. శాశ్వత అచ్చులను ఉపయోగించి లేదా ప్రెజర్ డై కాస్టింగ్‌ని ఉపయోగించి ఈ పదార్థాల నుండి ఆశించిన యాంత్రిక లక్షణాలు టేబుల్ 2.1లో చూపబడ్డాయి

2. రాగి

అల్యూమినియం మాదిరిగానే, స్వచ్ఛమైన రాగి కూడా దాని క్రింది లక్షణాల కారణంగా విస్తృత అప్లికేషన్‌ను కనుగొంటుంది

• 1) స్వచ్ఛమైన రాగి యొక్క విద్యుత్ వాహకత దాని స్వచ్ఛమైన రూపంలో ఎక్కువగా ఉంటుంది (5.8 x 105 /ohm/cm). ఏదైనా చిన్న మలినం వాహకతను తీవ్రంగా తగ్గిస్తుంది. ఉదాహరణకు, 0. 1% భాస్వరం వాహకతను 40% తగ్గిస్తుంది.
• 2) ఇది చాలా ఎక్కువ ఉష్ణ వాహకతను కలిగి ఉంది (0. 92 cal/cm/C)
• 3) ఇది భారీ లోహం (నిర్దిష్ట గురుత్వాకర్షణ 8.93)
• 4) బ్రేజింగ్ చేయడం ద్వారా దీన్ని సులభంగా కలపవచ్చు
• 5) ఇది తుప్పును నిరోధిస్తుంది,
• 6) ఇది ఆహ్లాదకరమైన రంగును కలిగి ఉంటుంది.

ఎలక్ట్రికల్ వైర్, బస్ బార్లు, ట్రాన్స్మిషన్ కేబుల్స్, రిఫ్రిజిరేటర్ ట్యూబింగ్ మరియు పైపింగ్ తయారీలో స్వచ్ఛమైన రాగిని ఉపయోగిస్తారు.

దాని స్వచ్ఛమైన స్థితిలో రాగి యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు చాలా మంచివి కావు. ఇది మృదువైనది మరియు సాపేక్షంగా బలహీనంగా ఉంటుంది. యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి లాభదాయకంగా మిశ్రమం చేయవచ్చు. జింక్, టిన్, సీసం మరియు భాస్వరం ఉపయోగించిన ప్రధాన మిశ్రమ మూలకాలు.

రాగి మరియు జింక్ మిశ్రమాలను ఇత్తడి అంటారు. 39% వరకు జింక్ కంటెంట్‌తో, రాగి ఒకే దశ (α- దశ) నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఇటువంటి మిశ్రమాలు అధిక డక్టిలిటీని కలిగి ఉంటాయి. మిశ్రమం యొక్క రంగు 20% జింక్ కంటెంట్ వరకు ఎరుపుగా ఉంటుంది, కానీ అంతకు మించి అది పసుపు రంగులోకి మారుతుంది. β-ఫేజ్ అని పిలువబడే రెండవ నిర్మాణ భాగం 39 నుండి 46% జింక్ మధ్య కనిపిస్తుంది. ఇది వాస్తవానికి అంతర్-లోహ సమ్మేళనం CuZn, ఇది పెరిగిన కాఠిన్యానికి బాధ్యత వహిస్తుంది. చిన్న మొత్తంలో మాంగనీస్ మరియు నికెల్ జోడించినప్పుడు ఇత్తడి బలం మరింత పెరుగుతుంది.

టిన్‌తో కూడిన రాగి మిశ్రమాలను కాంస్యాలు అంటారు. టిన్ కంటెంట్‌లో క్రీజ్‌తో కాంస్య యొక్క కాఠిన్యం మరియు బలం పెరుగుతుంది. 5 కంటే ఎక్కువ టిన్ శాతం పెరగడంతో డక్టిలిటీ కూడా తగ్గుతుంది. అల్యూమినియం కూడా జోడించబడినప్పుడు (4 నుండి 11%), ఫలితంగా వచ్చే మిశ్రమాన్ని అల్యూమినియం కాంస్య అని పిలుస్తారు, ఇది గణనీయమైన అధిక తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. ఇత్తడితో పోల్చితే కంచులు తులనాత్మకంగా ఖరీదైన లోహమైన టిన్‌ని కలిగి ఉంటాయి.

3. ఇతర నాన్-ఫెర్రస్ లోహాలు

జింక్

జింక్ ప్రధానంగా ఇంజనీరింగ్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది ఎందుకంటే దాని తక్కువ ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత (419.4 C) మరియు అధిక తుప్పు నిరోధకత, ఇది జింక్ స్వచ్ఛతతో పెరుగుతుంది. ఉపరితలంపై రక్షిత ఆక్సైడ్ పూత ఏర్పడటం వల్ల తుప్పు నిరోధకత ఏర్పడుతుంది. జింక్ యొక్క ప్రధాన అప్లికేషన్లు ఉక్కును తుప్పు నుండి రక్షించడానికి గాల్వనైజింగ్ చేయడం, ప్రింటింగ్ పరిశ్రమలో మరియు డై కాస్టింగ్ కోసం.

జింక్ యొక్క ప్రతికూలతలు వైకల్య పరిస్థితులలో ప్రదర్శించబడే బలమైన అనిసోట్రోపి, వృద్ధాప్య పరిస్థితులలో డైమెన్షనల్ స్థిరత్వం లేకపోవడం, తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ప్రభావ బలం తగ్గడం మరియు ఇంటర్-గ్రాన్యులర్ తుప్పుకు గురికావడం. ఇది 95.C ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువ సేవ కోసం ఉపయోగించబడదు ఎందుకంటే ఇది తన్యత బలం మరియు కాఠిన్యంలో గణనీయమైన తగ్గింపును కలిగిస్తుంది.

డై కాస్టింగ్‌లలో దీని విస్తృత ఉపయోగం ఏమిటంటే దీనికి తక్కువ పీడనం అవసరం, దీని ఫలితంగా ఇతర డై కాస్టింగ్ మిశ్రమాలతో పోలిస్తే ఎక్కువ డై లైఫ్ వస్తుంది. ఇంకా, ఇది చాలా మంచి యంత్ర సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. పార్టింగ్ ప్లేన్‌లో ఉన్న ఫ్లాష్‌ని తొలగించడం మినహా, జింక్ డైకాస్టింగ్ ద్వారా పొందిన ముగింపు ఏదైనా తదుపరి ప్రాసెసింగ్‌కు హామీ ఇవ్వడానికి సరిపోతుంది.

మెగ్నీషియం

వారి తక్కువ బరువు మరియు మంచి యాంత్రిక బలం కారణంగా, మెగ్నీషియం మిశ్రమాలు చాలా ఎక్కువ వేగంతో ఉపయోగించబడతాయి. అదే దృఢత్వం కోసం, మెగ్నీషియం మిశ్రమాలకు C25 ఉక్కు బరువులో 37. 2% మాత్రమే అవసరమవుతుంది, తద్వారా బరువు ఆదా అవుతుంది. అల్యూమినియం మరియు జింక్ ఉపయోగించే రెండు ప్రధాన మిశ్రమ మూలకాలు. మెగ్నీషియం మిశ్రమాలు ఇసుక తారాగణం, శాశ్వత అచ్చు తారాగణం లేదా డై కాస్ట్ కావచ్చు. ఇసుక-తారాగణం మెగ్నీషియం మిశ్రమం భాగాల లక్షణాలు శాశ్వత అచ్చు తారాగణం లేదా డై-కాస్ట్ భాగాలతో పోల్చవచ్చు. డై-కాస్టింగ్ మిశ్రమాలు సాధారణంగా అధిక రాగి కంటెంట్‌ను కలిగి ఉంటాయి, తద్వారా ఖర్చులను తగ్గించడానికి ద్వితీయ లోహాల నుండి వాటిని తయారు చేయడానికి అనుమతిస్తాయి. అవి ఆటోమొబైల్ చక్రాలు, క్రాంక్ కేసులు మొదలైన వాటి తయారీకి ఉపయోగించబడతాయి. ఎక్కువ కంటెంట్, రోల్డ్ మరియు ఫోర్జ్డ్ కాంపోనెంట్స్ వంటి మెగ్నీషియం-చేత మిశ్రమాల యాంత్రిక బలం ఎక్కువ. మెగ్నీషియం మిశ్రమాలను చాలా సాంప్రదాయ వెల్డింగ్ ప్రక్రియల ద్వారా సులభంగా వెల్డింగ్ చేయవచ్చు. మెగ్నీషియం మిశ్రమాల యొక్క చాలా ఉపయోగకరమైన ఆస్తి వాటి అధిక యంత్ర సామర్థ్యం. తక్కువ కార్బన్ స్టీల్‌తో పోలిస్తే వాటికి మ్యాచింగ్ కోసం 15% శక్తి మాత్రమే అవసరం.