فلزات و تغيير شکلشان
فلز مادهاي است که ميتوان آن را صيقل داده و براق کرد، يا به طرحهاي گوناگون در آورد و از آن مفتولهاي سيمي ظريف تهيه کرد. فلز جسمي است که آزمايشهاي مربوط به گرما و مهمتر از همه جريان الکتريکي را به خوبي هدايت ميکند. فلزات با يکديگر فرق زيادي دارند، از جمله در رنگ و سختي و نرمي، تعدادي از آنها ممکن است به آساني خم شده و يا خيلي محکم و مقاوم باشند .
شکل واقعي فلزات
شکل واقعي فلزات به اندازه يون و تعداد الکترونهايي که هر يون در حوزه اشتراکي دارد و انرژي يونها و الکترونها بستگي دارد. هر قدر فلز گرمتر شود اين انرژي زيادتر خواهد شد. پس فلزات گوناگون ممکن است طرحهاي گوناگوني به خود بگيرند. يک فلز ممکن است در حرارتهاي مختلف، طرحهاي متنوعي را اختيار کند، اما در بيشتر آرايشها، يونها کاملاً پهلوي هم قرار دارند، و معمولاً تراکم در فلزات زيادتر از ديگر مواد است. اختلافات عمده فلزات و ديگر جامدات و مايعات.فلزات هادي خوب برق هستند. چون الکترونهاي آنها براي حرکت مانعي ندارند. همه فلزات جامد و مايع گروهي الکترون آزاد دارند، طبعا همه فلزات هاديهاي خوب الکتريسيته هستند. به اين سبب فلزات از ديگر گروههاي عناصر، کاملاً متفاوت دارد.
اختلاف عمده فلزات و ديگر جامدات و مايعات، در توانايي هدايت گرما و الکتريسيته است. هادي خوب آزمايشهاي مربوط به گرما جسمي است که ذرات آن طوري تنظيم شوند که بتوانند آزادانه نوسان يافته و به ذرات مجاور خود نيز امکان نوسان آزاد را بدهند. "گرم شدن" همان نوسانات سريع يونها و الکترونها است. در فلزات چون گروه الکترونها، غبار مانند يونها را احاطه ميکنند، طبعا هاديهاي خوبي براي حرارت هستند «رسانش گرمايي فلزات).
مقاومت مکانيکي فلز
مقصود آن مقدار باري است که فلز ميتواند تحمل کرده، نشکند. بسياري از فلزات، وقتي گرم هستند، اگر تحت فشار قرار گيرند، شکل خود را زيادتر از موقعي که سرد هستند، تغيير ميدهند. بسياري از فلزات در زير فشار متغيير مانند نوسانات، آسانتر از موقعي که سنگين باري را تحمل ميکنند، ميشکنند.
علت درخشش فلزات
دليل اول آن است که با طرح ريزي و براق کردن صحيح ميتوان فلزات را به شکل خيلي صاف تهيه کرد. گر چه آنها نيز تصاوير را خوب منعکس ميکنند، ولي ظاهر سفيد و درخشان بيشتر قطعات فلزي صيقلي شده را ندارند. بطور کلي جلا و درخشندگي فلز بستگي دارد به گروه الکترونهاي آن دارد.الکترونها ميتوانند هر نوع انرژي را که به روي فلزات ميافتد جذب کنند؛ زيرا در حرکت آزاد هستند. بيشتر انرژي الکترونها از تابش نوري است که به آنها ميافتد، خواه نور آفتاب باشد يا نور برق. اکثر فلزات همه انرژي جذب شده را پس ميدهند، به همين دليل، نه تنها درخشان بلکه سفيد به نظر ميآيند.
علت تغيير شکل فلزات
بسياري از فلزات در حرارت ويژهاي، آرايش يونهاي خود را تغيير ميدهند. با تغيير ترتيب آرايش يونهاي بسياري از خصوصيات ديگر فلز نيز دگرگون ميشود و ممکن است فلز کم و بيش شکننده، قردار، بادوام و قابل انحنا شود يا اينکه انجام کار با آن آسان گردد. بسياري از فلزات در هنگام سرد بودن، به سختي تغيير شکل ميپذيرند. بيشتر فلزات جامد را به زحمت ميتوان در اثر کوبيدن به صورت ورقه و مفتولهاي سيم در آورده، ولي اگر فلز گرم شود، انجام هر دو آسان است.
جستارهاي وابسته
آلياژ
اجسام رسانا
الکترون
انبساط جامدات
انتقال گرما
جامد
تنگستن
رسانش الکتريکي فلزات
فلزات مايع
مقاومت مکانيکي
بسياري از قطعات آلومينيمي به همان روش و با استفاده از همان دستگاه هايي شکل داده مي شوند که براي شکل دادن فلزاتي چون فولاد ، مس و غيره به کار مي رود اما در شکل دادن آلومينيم و آلياژهيا آن براي دستيابي به شکل مورد نظر بايد چندين مطلب مهم را در نظر گرفت از ميان خواص مشخص آلومينيم مي توان خواص زير را نامب رد آلومينم سطحي نرمتر از فولاد دارد آلومينيم در مقابل شيار ( شکاف ) حساس است آولومينم اگر تحت خمش قرار بگيرد تمايل قابل توجه اي در بر گشتنب ه حالت اوليه خود دارد ( فنريت بالا)آلومينيم ضريب انتساط حرارتي و قابليت حدايت حرارتي زيادي دارد سطح آلومينم به آساني آسيب مي بيند بنابراين توليدات نيمه تمام و قطعات تمام شده آلومينيم بايد در موقع جابه جايي کل شود و از اکسيژن يا شراندن آن بر روي ميز کار و کف زمين پرهيز کرد از آلودگي سطح فلزي آلومينيم با ذرات فلزات سنگين بايد پرهيز شود زيرا در صورت وجود رطوبت به خودگي آلومينيم کمک مي کند.
آلومينم داراي فنريت زيادي است وقتي آلومينيم خم يا تا شود قابليت انعطاف ( فنريت ) خيره کننده در مقايسه با قابيت انعطاف ( فنريت ) فولاد معمولي از خود نشان مي دهد هر چه آلياژ سخت تر باشد فنريت آن بيشتر است برگشت پذيري را مي توان با خم کردن بيش از اندازه جبران کرد ولي مقدار صحيح و مطلوب آن براي کار مورد نظر را بايد از طريق آزمايش و خظا تعيين کرد فنريت زياد آلومينم در مقايسه با فولاد هب علت مدول الاستيکي نسبتا پايين آن است بيش از حد گرم کردن ماده آلومينيمي در دماهاي غير مجاز حتي به مدت بسيار کوتاه آسيب جبران ناپذيريبه فلز مي رساند آن قدر که بريا برازندگي آن با کار بايد آن را دوباره ذوب کرد بنابر اين در کليه عمليات کار گرم بايد دقت دما را کنترل کرد.اغلب عمليات شکل دادن آلومينيم در حالت سرد انجام مي گيرد زيرا وقتي پوفيلي با رويه نازک و روق هاي نازک حرادت داده مي شوند امکان تاب خوردن آنها وجود دارد نيروي لازم براي تغيير شکل آلومينيم کمتر از فولاد است نرمي آلومينيم به خود ماده ( نوع آلياژ ) و حالت آن بستگي دارد وضعيت آلومينيم مانند هر فلز ديگري در اثر کار سرد تغيير مي کند تاثير کار سرد بر آلومينم از اين قرار است ماده مستحکم تر و سخت تر مي شود در قطعه تنش توليد مي شود اگر تغيير شکل از ظرفيت تغيير شکل پذيري فلز بيشتر شود کار سرد مممکن است باعث ترک خوردن آن شود راحت ترين ماده آلومينيمي از نظر تغيير شکل و نرمي آلويمينم حالص آلومينيم تصفيه شده و آلياژ Al-Mn در حالت نرم است.
آلومينيم خالص و آلياژهاي آلومينيم در حالت نيمه سخت و آلياژهاي پير سختي پذير در حالت نرم در حال کار پذير هستند گر چه کارپذيري آن ها کمتر از موادبيشتر شاد شده است آلياژ هاي آلومينيم در حالت سخت يا حالات کاملا پير سهت شده به مقدار کمي کار پذيرند و به طور کلي کارپذيري آنها بسيار مشکل است.آلياژ ها از آلومينيم شامل عنصر ليتيم توليد شده اند که اهميت ويژه اي در صنايع هوا – فضا يافته اند چگالي ليتيم 534% است نتيجتا چگالي آلياژ هاي Al-Liمي تواند حدود 10 درصد کمتر از ديگر آلياژ هاي متداول آلويمنيم باشد اين وزن کم مي تواند باعث استخکام ويژه بسيار خوب اين آلياژ براي کاربرد هاي هوا – فضايي باشد آهنگ رشد ترک خستگي در اين آلياژها پايين است که باعث بهبود مقاومت خستگي و سفتي ( تافنس ) خوب آن آلياژ ها در دماهاي پايين مي شود.
آلياژ هاي Al-Liدر ساخت کف بدنه و اکلت هواپيما هاي نظامي و تجاري به کار مي روند. آلياژ ها از آلومينيم شامل عنصر ليتيم توليد شده اند که اهميت ويژه اي در صنايع هوا – فضا يافته اند چگالي ليتيم 534% است نتيجتا چگالي آلياژ هاي Al-Liمي تواند حدود 10 درصد کمتر از ديگر آلياژ هاي متداول آلويمنيم باشد اين وزن کم مي تواند باعث استخکام ويژه بسيار خوب اين آلياژ براي کاربرد هاي هوا – فضايي باشد آهنگ رشد ترک خستگي در اين آلياژها پايين است که باعث بهبود مقاومت خستگي و سفتي ( تافنس ) خوب آن آلياژ ها در دماهاي پايين مي شود آلياژ هاي Al-Liدر ساخت کف بدنه و اکلت هواپيما هاي نظامي و تجاري به کار مي روند .
آلياژ ها از آلومينيم شامل عنصر ليتيم توليد شده اند که اهميت ويژه اي در صنايع هوا – فضا يافته اند چگالي ليتيم 534% است نتيجتا چگالي آلياژ هاي Al-Liمي تواند حدود 10 درصد کمتر از ديگر آلياژ هاي متداول آلويمنيم باشد اين وزن کم مي تواند باعث استخکام ويژه بسيار خوب اين آلياژ براي کاربرد هاي هوا – فضايي باشد آهنگ رشد ترک خستگي در اين آلياژها پايين است که باعث بهبود مقاومت خستگي و سفتي ( تافنس ) خوب آن آلياژ ها در دماهاي پايين مي شود آلياژ هاي Al-Liدر ساخت کف بدنه و اکلت هواپيما هاي نظامي و تجاري به کار مي روند استکام بالاي آلياژهاي Al-Li ناشي از قابليت آن ها براي پير سختي است مهمترين زمينه هاي کاربرد آلومينم در صنايع عبارتند از :1- مصارف خانگي نظير ظروف 2- مصارف ساختماني نظير در و پنجره 3- مصارف تاسيساتي نظير لوله و اتصالات 4- مصارف صنايع فضايي5- مصارف اتومبيل سازي 6- مصارف کشتي سازي بدنه پروانه پمپ 7- مصارف تجاري و بسته بندي چاي مواد لبني ضخامت تا 10 ميکرون 8- مصارف الکتريکي : نظير کابل ها .
بسياري از قطعات آلومينيمي به همان روشو با استفاده از همان دستگاه هايي شکل داده مي شوند که براي شکل دادن فلزاتي چون فولاد ، مس و غيره به کار مي رود اما در شکل دادن آلومينيم و آلياژهيا آن براي دستيابي به شکل مورد نظر بايد چندين مطلب مهم را در نظر گرفت از ميان خواص مشخص آلومينيم مي توان خواص زير را نامب رد آلومينم سطحي نرمتر از فولاد دارد آلومينيم در مقابل شيار ( شکاف ) حساس است.
آلومينيوم اگر تحت خمش قرار بگيرد تمايل قابل توجه اي در بر گشتنب ه حالت اوليه خود دارد ( فنريت بالا)آلومينيم ضريب انتساط حرارتي و قابليت حدايت حرارتي زيادي دارد سطح آلومينم به آساني آسيب مي بيند بنابراين توليدات نيمه تمام و قطعات تمام شده آلومينيم بايد در موقع جابه جايي کل شود و از اکسيژن يا شراندن آن بر روي ميز کار و کف زمين پرهيز کرد از آلودگي سطح فلزي آلومينيم با ذرات فلزات سنگين بايد پرهيز شود زيرا در صورت وجود رطوبت به خودگي آلومينيم کمک مي کند آلومينم داراي فنريت زيادي است.
وقتي آلومينيم خم يا تا شود قابليت انعطاف ( فنريت ) خيره کننده در مقايسه با قابيت انعطاف ( فنريت ) فولاد معمولي از خود نشان مي دهد هر چه آلياژ سخت تر باشد فنريت آن بيشتر است برگشت پذيري را مي توان با خم کردن بيش از اندازه جبران کرد ولي مقدار صحيح و مطلوب آن براي کار مورد نظر را بايد از طريق آزمايش و خظا تعيين کرد فنريت زياد آلومينم در مقايسه با فولاد هب علت مدول الاستيکي نسبتا پايين آن است بيش از حد گرم کردن ماده آلومينيمي در دماهاي غير مجاز حتي به مدت بسيار کوتاه آسيب جبران ناپذيريبه فلز مي رساند آن قدر که بريا برازندگي آن با کار بايد آن را دوباره ذوب کرد بنابر اين در کليه عمليات کار گرم بايد دقت دما را کنترل کرد .