مقاله و تحقیق دانشجویی

توضیحات :

تحقیق درباره آلیاژهای نیکل مس 23 صفحه در قالب ورد قابل ویرایش.

بخشی از متن :

آلیاژهای مسی

آلیاژهای مسی یکی از پرمصرف ترین و پرکاربردترین آلیاژها هستند که عنصر مس، اصلی ترین عنصر آن ها است. مس دارای ویژگی هایی است که باعث شده آلیاژهای مسی دارای کاربردهای خاصی باشند. از جمله این ویژگی ها می توان به رسانایی بسیار بالای الکتریکی (که بعد از نقره مقام دوم را در میان فلزات دارد)، رسانایی خوب گرما، مقاومت در برابر خوردگی، نرم بودن، شکل پذیری و چقرمگی بالا اشاره کرد.
آلیاژهای مسی بنا به کاربردهای مختلف، با عناصر آلیاژی مختلفی ترکیب می شوند و بیش از 400 نوع آلیاژ مسی را به وجود می آورند. آلیاژهای مسی شامل گروه هایی می شوند که می توان گروه های: برنز (مس و قلع)، برنج (مس و روی)، مس-نیکل، مس-نیکل-روی، مس-بریلیم و ... را نام برد و هر کدام بسته به خواصی که هر عنصر آلیاژی به آن ها می دهد دارای کاربردهای خاص هستند.

1- برنز: به آلیاژهایی که بیشترین درصد عناصر سازنده آن مس و قلع است برنز می گویند که در حدود چهار هزار سال پیش از این آلیاژ شروع به استفاده شد و می توان از آن در وسایل تزئیناتی و در وسایلی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی دارند استفاده کرد.
2- برنج: آلیاژی است که عناصر اصلی آن مس و روی است. این آلیاژ دارای استحکام بالا، قابلیت ماشین کاری، مقاومت در برابر خوردگی، نرم بودن، رسانایی خوب گرما و الکتریسیته و سختی خوب است.
3- مس-نیکل: این نوع از آلیاژ مسی به دلیل داشتن عنصر نیکل در آن، دارای مقاومت بسیار بالا در برابر عوامل خوردگی دریایی است ولی از نرم بودن این آلیاژ به دلیل وجود نیکل کم شده است.
4- مس-نیکل-روی: این نوع آلیاژ نوعی خاص از آلیاژ برنج است و به دلیل داشتن رنگ نقره ای به نیکل نقره نیز معروف است.
5- مس-بریلیم: در صورت عملیات حرارتی صحیح و انجام فرایندهای کار سختی، سخت ترین و با استحکام ترین آلیاژ مسی است و می توان با مستحکم ترین آلیاژهای فولادی آن را مقایسه کرد. در حالی که دارای مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به فولاد است.

هر کدام از گروه های آلیاژی گفته شده، خود به گروه های کوچکتری بر اساس عناصر آلیاژی دیگر موجود در آن، تقسیم می شوند. مانند:
1- برنزهای فسفری، آلومنینومی و منگنزی از گروه برنزها
2- برنج قرمز سربی، برنج سیلیکونی و برنج زرد از گروه برنج ها
3- گروه های مس-نیکل سیلیکونی و مس-نیکل سربی از گروه مس-نیکل
و ...

از آلیاژهای مسی در صنایع متفاوتی می توان استفاده کرد. مانند: ساخت قطعات الکترونیکی، رادیاتورها، سوپاپ ها، مخازن چگالنده، تسمه ها، وسایل صنعت نفت، ساخت کلید، لوله های آب شور، پیچ ها و ...

کوپر نیکل چیست؟

کوپرنیکل یا مس نیکل (CuNi)، یکی از آلیاژهای مس است که حاوی نیکل و عناصر تقویت کننده‌ای مثل آهن و منگنز است. معمولا میزان محتوی مس این آلیاژ بین 60 تا 90 درصد متغیر است. همچنین به دلیل آنکه این آلیاژ مقاومت بسیار بالایی در برابر آب شور و نمک دارد، بیشتر در محیط‌های دریایی و موارد مربوط به آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. کوپر نیکل همچنین در برابر زیست سوخت‌ها، زنگ زدگی‌ها، ترک خوردگی‌ها و ترک خوردگی‎‌های ناشی از هیدروژن بسیار مقاوم است.

فلز مونل یکی از آلیاژهای مس نیکل است که حاوی حداقل 52% نیکل است.

علیرغم اینکه آلیاژ کوپر نیکل محتوی مس بالایی دارد و انتظار می‌رود که رنگی مشابه یا نزدیک با مس داشته باشد، اما رنگ نقره‌ای دارد.

تاریخچه کوپر نیکل

کوپر نیکل بیش از هزاران سال است که ساخته می‌شود و در انواع مختلفی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. اولین کاربرد شناخته شده کوپر نیکل در چین در 300 سال پیش از میلاد مسیح بوده است. در تاریخچه ساخت این فلز که متعلق به چینی‌هاست، فرآیند ساخت «مس سفید» که همان کوپر نیکل است به صورت زیر توصیف شده است:

مرحله اول: گرم کردن

مرحله دوم: مخلوط کردن با مس، نیکل و پتاسیم نیترات.

از کوپر نیکل همچنین برای ساخت سکه‌های یونانی استفاده میشده است.

بعلاوه، این آلیاژ بعد از دوره جنگ‌های داخلی امریکا در ضرابخانه‌های ایالات متحده برای ساخت سکه‌های 3 سنتی و 5 سنتی، مورد استفاده قرار می‌گرفته است.

نام‌های دیگر کوپر نیکل

به غیر از کوپر نیکل و مس – نیکل چند اصطلاح دیگر برای توصیف این ماده بکار برده می‌شود که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

_ Alpaka or Alpacca

_ white copper

_ Argentan Minargent

_ cuivre blanc

_ plata alemana

انواع کاربرد آلیاژ کوپر نیکل

کوپر نیکل در برابر فشار و خوردگی‌های موادی مثل آب شور مقاومت بسیار بالایی دارد. از این رو از این آلیاژ در موارد زیر به صورت عمده‌ای استفاده می‌شود:

_ لوله کشی‌ها

_ مبدل‌های حرارتی

_ کندانسورها در سیستم‌های آب دریا

_ سخت افزارهای دریایی

_ بدنه قایق‌های با کیفیت

_ کشتی سازی و تعمیر کشتی

_ پروانه هواپیما، کشتی وغیره

_ شفت پروانه

_ تجهیزات نظامی و شیمیایی، پتروشیمی و صنایع الکتریکی

_ سکوهای نفت و گاز در بستر دریا

همچنین یکی از کاربردهای جدید و رایج از کوپر نیکل، ساخت سکه‌های نقره‌ای رنگ است. برای ساخت این سکه‌ها از مس و نیکل به نسبت 3 به 1 و همچنین میزان بسیار کمی منگنز، استفاده می‌شود.

بعلاوه، کوپر نیکل به دلیل مقاومت بسیار بالایی که دارد در صنایعی مثل خودرو سازی و ساخت تجهیزات پزشکی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

موارد مصرف:

الکترودهای صنعتی ماشین آلات، نگهدارنده الکترودها، کابل خنک کننده آب و گاز،پوشش لمینت صنعتی، ترانسفورماتورهای جوشکاری، صنایع کشتیرانی و کشتی سازی، مخازن خنک کننده آب دریا، شیر و بلستر، بخاری و گرم کن آب شور جهت پرورش گیاهان دریایی، خازن های توربین بخار، مبدل روغن و نفت، کنداکتورهای صنعتی و … .

آلیاژهای حاوی نیکل-مس (Nickel–Copper) بدلیل مقاومت به خوردگی عالی در آب دریا و خواص ضد باکتریایی قوی در صنایع دریایی و پزشکی بسیار پرکاربرد هستند .

انواع آلیاژهای نیکل مس

• آلیاژهای حاوی نیکل پایین یا آلیاژهای کم نیکل (حاوی ۲ الی ۱۳ درصد نیکل( .
• کوپرونیکل (Cupronickels) (حاوی ۱۰ الی ۳۰ درصد نیکل) . آلیاژهای مس-نیکل با نام “کوپرونیکل” نیز شناخته می‌شوند .
• آلیاژ سکه (Coinage alloy) حاوی ۲۵ درصد نیکل .
• آلیاژ مقاوم الکتریکی یا آلیاژهای عایق (حاوی ۴۵ درصد نیکل (Electrical resistance alloy .
• آلیاژهای حاوی نیکل-مس غیر مغناطیسی یا آلیاژهای غیرمغناطیسی (تا ۶۰ درصد نیکل( .
• آلیاژهای حاوی نیکل بالا یا آلیاژهای پر نیکل ، مونل (Monel) (بیشتر از ۵۰ درصد نیکل( .

همانطور که مشاهده شد محتوای نیکل آلیاژهای نیکل-مس نسبت به آلیاژهای نیکل با خلوص بالا
، بسیار کمتر است .

دیاگرام تعادلی مس-نیکل

شکل ۱ دیاگرام تعادلی مس نیکل را نشان می‌دهد .

و...

فهرستم مطالب :

کوپر نیکل چیست؟. 4

تاریخچه کوپر نیکل.. 4

نام‌های دیگر کوپر نیکل.. 5

انواع کاربرد آلیاژ کوپر نیکل.. 5

موارد مصرف: 6

دیاگرام تعادلی مس-نیکل.. 7

خواص آلیاژهای نیکل مس... 8

ترکیب شیمیایی آلیاژهای نیکل مس... 9

خواص مکانیکی آلیاژهای نیکل و مس... 9

خواص آلیاژ کوپرونیکل.. 9

کاربردهای آلیاژهای حاوی نیکل-مس... 11

بخش دوم آلیاژ نیکل.. 12

فرایند های استحکام بخشی آلیاژ نیکل.. 14

آلیاژهای نیکل.. 16

کاربرد نیکل و آلیاژهای آن. 20

منابع 23