धातुकर्म उद्योग हर किसी के जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि हर दिन आपको विभिन्न धातु उत्पादों से निपटना पड़ता है। और वे विभिन्न मिश्र धातुओं से बने होते हैं, जो गलाने से प्राप्त होते हैं। इन सामग्रियों के उत्पादन में, कम से कम दो धातुओं का उपयोग किया जाता है, और गुणों को बेहतर बनाने के लिए विशेष योजक का उपयोग किया जाता है। यह लेख कई लौह-निकल मिश्र धातुओं, उनके गुणों और अनुप्रयोगों की समीक्षा करेगा।
लोहे के गुणों के बारे में
शुद्ध लोहा सिल्वर-ग्रे रंग का होता है और निंदनीय और निंदनीय होता है। प्रकृति में पाए जाने वाले देशी सिल्लियों में एक स्पष्ट धात्विक चमक और महत्वपूर्ण कठोरता होती है। सामग्री की ऊंचाई और विद्युत चालकता पर, यह आसानी से मुक्त इलेक्ट्रॉनों की मदद से धारा को स्थानांतरित करता है। धातु में औसत अपवर्तकता होती है, +1539 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर नरम हो जाती है और इसके फेरोमैग्नेटिक गुणों को खो देती है। यह रासायनिक रूप से सक्रिय तत्व है। सामान्य तापमान पर, यह आसानी से प्रतिक्रिया करता है, और गर्म होने पर, इन गुणों को बढ़ाया जाता है। हवा में, यह एक ऑक्साइड फिल्म के साथ कवर हो जाता है, जो प्रतिक्रिया की निरंतरता को रोकता है। आर्द्र वातावरण के संपर्क में आने परजंग दिखाई देती है, जो अब जंग को नहीं रोकता है। लेकिन, इसके बावजूद, लोहे और इसके मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
थोड़ा सा इतिहास
Invar लोहे और निकल का मिश्र धातु है, जिसमें 36% मिश्र धातु योजक शामिल है। यह पहली बार फ्रांस में 1896 में भौतिक विज्ञानी चार्ल्स गुइल्यूम द्वारा खोजा गया था। इस समय, वह द्रव्यमान और लंबाई के माप के मानकों के लिए एक सस्ती धातु की खोज पर काम कर रहा था, जो एक बहुत ही महंगे प्लैटिनम-इरिडियम मिश्र धातु से बने थे। इस खोज की बदौलत वैज्ञानिक को 1920 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।
लैटिन में "इनवार" शब्द का अर्थ अपरिवर्तनीय है। इसका मतलब यह है कि लौह-निकल मिश्र धातु के थर्मल विस्तार का गुणांक एक विस्तृत तापमान सीमा पर स्थिर रहता है - -80 से 100 डिग्री सेल्सियस तक। इस मिश्र धातु के कई अन्य नाम हैं: नीलवर, वाकोडिल, निलो-मिश्र धातु, रेडियोमेटल। Invar इम्फी अलॉयज इंक. का ट्रेडमार्क है, जिसका स्वामित्व आर्सेलर मित्तल स्टील ग्रुप के पास है।
लौह-निकल मिश्र धातु
लोहे के गुणों में सुधार के लिए विभिन्न योजकों का उपयोग करके मिश्रधातु प्राप्त की जाती है। वैज्ञानिकों का मानना था कि धातुओं के थर्मोडायनामिक गुणों को ध्यान में रखते हुए, लौह-निकल मिश्र धातु प्राप्त करना मुश्किल नहीं होगा। लेकिन व्यवहार में, वे समस्याओं में पड़ गए। धातुओं की परस्पर क्रिया के दौरान, निकेल के साथ लोहे की मिश्रधातु के उत्पादन के दौरान, पार्श्व ऑक्सीकरण प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, द्विसंयोजक अवस्था से लोहा त्रिसंयोजक अवस्था में चला जाता है।
परिणामस्वरूप, मिश्र धातु की उपज कम हो जाती है और कुछ भौतिक गुण बिगड़ जाते हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, इलेक्ट्रोलाइट में अमाइन और कार्बनिक अम्ल मिलाए जाते हैं, जो फेरिक आयरन के साथ कम घुलनशीलता वाले यौगिक बनाते हैं। इस संबंध में, अवक्षेप की लोच बेहतर हो जाती है, और इसके समान वितरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइट्स मिश्रित होते हैं। लोहे और निकल के परिणामी मिश्र धातु को इनवार कहा जाता है।
इन्वर मिश्र धातु का प्रयोग
महत्वहीन थर्मल विस्तार गुणांक इसे उत्पादन के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है:
- साधन के पुर्जे;
- जियोडेटिक कार्यों के लिए टेप और तार;
- लेजर सपोर्टिंग स्ट्रक्चर;
- घड़ी की गति के हिस्से, क्रोनोमीटर के पेंडुलम;
- रोल्ड उत्पाद: हॉट रोल्ड बार और शीट, कोल्ड रोल्ड स्ट्रिप, सीमलेस पाइप, जाली बार।
ताकत बढ़ाने के लिए, लोहे-निकल मिश्र धातु के ठंडे प्लास्टिक विरूपण का प्रदर्शन किया जाता है, और फिर कम तापमान वाला गर्मी उपचार किया जाता है। सामान्य वायुमंडलीय परिस्थितियों में जंग के अधिक प्रतिरोध के लिए, इसकी सतह को पॉलिश किया जाता है और एक सुरक्षात्मक परत लागू की जाती है यदि उत्पाद आक्रामक वातावरण में उपयोग के लिए अभिप्रेत है। जब इसकी संरचना में लगभग 12% क्रोमियम मिलाया जाता है, तो Invar के जंग-रोधी गुण भी बढ़ जाते हैं, जबकि यह 100 डिग्री तक गर्म होने पर निरंतर लोच बनाए रखता है।
चुंबकीय मिश्र धातु
इन मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग स्थायी चुम्बक, ट्रांसफार्मर कोर बनाने के लिए किया जाता है,विद्युत मापने के उपकरण, विद्युत चुम्बक। लोग लंबे समय से जानते हैं कि लोहा चुंबकीय है, और इसके परिणामस्वरूप, इसके कई उपयोग हैं।
काफी बाद में पता चला कि निकल और कुछ अन्य धातुओं में भी यही गुण निहित है। लोहे और निकल के चुंबकीय मिश्र धातु से बने उत्पादों में भी अपने स्वयं के चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रखने की क्षमता होती है जब बाहरी मौजूद नहीं होता है। इसके अलावा, यह व्यक्तिगत क्षेत्र फिर से अन्य चुंबकीय निकायों को प्रभावित करने में सक्षम है।
निकल, कोबाल्ट और उनकी मिश्रधातु
कोबाल्ट और निकल लौह उपसमूह के तत्व हैं। तीनों तत्वों के गुण समान हैं, लेकिन महत्वपूर्ण अंतर भी हैं। दोनों धातुएँ लोहे से सघन हैं और लोहे की तुलना में बहुत सख्त और मजबूत हैं। वे रासायनिक शब्दों में कम सक्रिय हैं, संक्षारण प्रतिरोध में भिन्न हैं। इसके अलावा, धातुओं को उनके गैस क्षरण के अधिक प्रतिरोध के लिए महत्व दिया जाता है।
कोबाल्ट और निकल के नुकसान उनकी उच्च विषाक्तता और लोहे के सापेक्ष महत्वपूर्ण लागत हैं। वे इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं द्वारा कार्बन स्टील्स और लोहे से बने उत्पादों के एंटीकोर्सिव बाहरी कोटिंग के लिए अपना आवेदन पाते हैं। और उनका उपयोग उन घटकों और भागों के निर्माण के लिए भी किया जाता है जिन्हें बढ़ी हुई ताकत और कठोरता की आवश्यकता होती है। लोहा, निकल और कोबाल्ट मिश्र धातुओं का विशेष महत्व, जिन्हें कोइनवर, इनवार, सुपरमॉलॉय, पर्मलॉय और मैलोय कहा जाता है, पर ध्यान दिया जाना चाहिए। उनका मुख्य लाभ उच्च में निहित हैचुंबकीय गुण। इन मिश्र धातुओं का उपयोग विभिन्न विद्युत चुम्बकीय उपकरणों के लिए चुंबकीय सर्किट बनाने के लिए किया जाता है।
अलॉय कोवर
मिश्रण में उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों वाली धातुएं होती हैं। उन्हें संसाधित करना आसान है, वे आसानी से रोलिंग, ब्रोचिंग, फोर्जिंग और स्टैम्पिंग के अधीन हैं। और कोबाल्ट, निकल और लोहे के मिश्र धातु को कोवर कहा जाता है। रासायनिक तत्वों का एक अच्छी तरह से चुना हुआ संयोजन सामग्री को उत्कृष्ट विशेषताओं के साथ प्रदान करता है। इस मिश्र धातु में अच्छी तापीय चालकता, विद्युत प्रतिरोधकता का एक उच्च गुणांक और विस्तृत तापमान सीमा पर शून्य के करीब रैखिक विस्तार सूचकांक हैं। एकमात्र नुकसान गीले वातावरण में कम संक्षारण प्रतिरोध है, इसलिए अक्सर चांदी के सुरक्षात्मक कोटिंग्स का उपयोग किया जाता है। कोवर का व्यापक रूप से उद्योग में उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है:
- पाइप, टेप और तार;
- कैपेसिटर;
- इंस्ट्रुमेंटेशन में उपकरण के मामले;
- रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में विवरण;
- इलेक्ट्रोवैक्यूम उद्योग में मामले।
मिश्र धातु में महंगा कोबाल्ट और निकल होता है, जिससे सामग्री की लागत बढ़ जाती है, लेकिन अच्छा प्रदर्शन और लंबी सेवा जीवन प्रारंभिक निवेश को कवर करता है।
अलनी अलॉय
अलनी लौह-निकल-एल्यूमीनियम चुंबकीय मिश्र धातुओं का समूह नाम है। कुछ सीमाओं के भीतर एल्यूमीनियम और निकल की सांद्रता में वृद्धि के साथ, अवशिष्ट प्रेरण कम हो जाता है, और जबरदस्ती बल बढ़ जाता है। सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली मिश्रधातु जिसमें एल्युमिनियम 11 से. तक होता है18%, और निकल - 20-34%। ऐसी मिश्र धातुओं के मुख्य गुण विद्युत चालकता, तापीय चालकता और तन्यता हैं। उन सभी को अच्छी वेल्डिंग की विशेषता है।
चुंबक के निर्माण में मिश्र धातुओं का उपयोग करने के लिए, उन्हें कोबाल्ट और तांबे के साथ मिश्रित किया जाता है। इस मामले में, सामग्री कठोरता और भंगुरता प्राप्त करती है और इसमें मोटे अनाज वाली संरचना होती है। अलनी मिश्र धातुओं का उपयोग गैस टर्बाइन के कुछ हिस्सों और जेट इंजनों के लिए एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है, जो लंबे समय तक 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक के उच्च तापमान पर काम करते हैं, धातु को बिना नुकसान के रखते हैं।
निष्कर्ष
आधुनिक उद्योग में भारी मात्रा में उपयोग की जाने वाली सभी धातुएं मिश्र धातु हैं। उदाहरण के लिए, दुनिया में उत्पादित होने वाले लगभग सभी लोहे का उपयोग लोहा और इस्पात के उत्पादन के लिए किया जाता है। यह इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि मिश्र धातुओं को उन धातुओं की तुलना में बेहतर गुणों की विशेषता होती है जिनसे वे प्राप्त होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उद्योग द्वारा उत्पादित मिश्र धातुओं में उनके लिए सामान्य गुण हैं: ताकत, कठोरता, लोच और प्लास्टिसिटी। और लौह-निकल वाले में चुंबकीय गुण भी होते हैं, जो अतिरिक्त मिश्रधातु की सहायता से उत्पादन के दौरान बढ़ जाते हैं।
