Болат өзінің тамаша баға көрсеткіштеріне байланысты бүкіл әлемде кеңінен қолданылады, бұл материалға теңгерімді қасиеттер береді. Бірақ көптеген өнімдер үшін тығыздығы 7,8 грамм/текше сантиметр болатын болат қазірдің өзінде ауыр. Қазіргі уақытта дизайнерлер жеңіл салмаққа қол жеткізу үшін балама материалдарды іздеуі керек. Пластмассалар салмақты азайта алса, жеңіл металдар танымалдығы мен беріктігімен ерекше.
Алюминий, титан және магний сияқты жеңіл металдар мен қорытпалар көбінесе өнім дизайнында болатты ауыстырады. Оларды бағалауға көмектесу үшін біз'артықшылықтары мен кемшіліктерін талқылайтын қысқаша профиль жасадықтиптік қолдануәрбір материалдың сценарийлері. Оларды салыстыру арқылы түсіну өнімді жобалау туралы шешім қабылдауға көмектеседі.
Өте берік және берік қорытпа материалы ретінде титан барлық металл материалдарының ішінде ең жоғары беріктік деңгейіне ие, бұл бірінші орынға шығуға жеткілікті. Титан өзінің керемет беріктігінен басқа, жоғары температуралы ортада коррозияға төзімділігі мен тұрақтылығына да ие. Жақсы биологиялық үйлесімділігіне байланысты титан адам ағзасына ұзақ мерзімді имплантацияны қажет ететін әртүрлі медициналық құрылғыларда кеңінен қолданылады. Дегенмен, титанның белгілі бір кемшіліктері де бар.
Титанның тығыздығы текше сантиметрге 4,51 граммды құрайды, бұл біз енгізген үш жеңіл металл материалдарының ішінде бірінші орында. Сонымен қатар, титанды өңдеу құны да үшеуінің ішінде ең жоғары. Нәтижесінде, титан көбінесе жоғары беріктік пен қызмет ету мерзімін қажет ететін қолданбаларға арналған.
Титанның кең таралған қолданылуына мыналар жатады:
- Мысалы, ұзақ мерзімді пайдалануды қажет ететін химиялық жабдықтар қышқыл мен сілтіге тамаша төзімділікке ие болуы керек.
- Адам ағзасына имплантацияланатын және ұзақ мерзімді пайдалануды қажет ететін әртүрлі медициналық құрылғылар, мысалы, протездер және т.б.
- Аэроғарыш өнеркәсібі жеңіл және беріктікті қажет ететін компоненттерді қажет етеді.
- Кемелер мен әскери техника коррозияға төзімді компоненттерді қажет етеді.
№2 Алюминий – болаттан 65% жеңіл
Алюминийдің тығыздығы болаттың тығыздығының шамамен үштен бір бөлігін құрайды (2,70 г/см3) және қазіргі уақытта ол ең кең таралған түсті емес металл материалы болып табылады. Алюминий коррозияға төзімділігі өте жақсы, ал кейбір алюминий қорытпалары тіпті көміртекті болат сияқты берік. Алюминий болаттан қымбат болғанымен, ол магний мен титаннан арзанырақ.
Алюминийдің пішіндеу және өңдеу қабілеті тамаша, ал оның дәнекерлеу қасиеттері де тамаша. Сонымен қатар, алюминийдің жоғары икемділігі, жылу өткізгіштігі және электр өткізгіштігі бар. Дегенмен, алюминийдің тозуға төзімділігі салыстырмалы түрде төмен және оның беріктік-салмақ қатынасы титан сияқты жақсы емес. Сонымен қатар, алюминий жоғары температуралы ортада төмен температуралы ортадағыдай жақсы жұмыс істемейді. Алюминий мен магнийдің балқу температуралары сәйкесінше 660°C және 650°C құрайды.
Алюминийдің кең қолданылуын ескере отырып, оның негізгі қолданылуына мыналар жатады:
- Электрондық компоненттер және сымдар.
- Тиімді жылыту және салқындату мүмкіндіктері бар радиатор.
- Ұшақ фюзеляждары және басқа да көптеген аэроғарыштық компоненттер.
- Жиһаз және ас үй ыдыстары сияқты берік және үнемді тұтынушылық өнімдер.
- Қоршаулар мен сайдинг сияқты құрылыс құрылымдық элементтері.
- Автокөліктерге арналған құйылған және экструзияланған алюминий бөлшектері.
#3 Магний – болаттан 77% жеңіл
Алюминиймен салыстырғанда магний қымбатырақ. Бірақ титан қорытпаларымен салыстырғанда магний әлдеқайда арзан. Сондықтан магний жеңіл құрылымдар қажет болатын әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады. Магнийдің өзі коррозияға және химиялық әсерлерге сезімтал және басқа кең таралған металдар сияқты берік емес. Дегенмен, заманауи магний қорытпасының технологиясы және бетін өңдеу әдістері магний өнімдерінің беріктігі мен төзімділігін айтарлықтай жақсартты.
Магний материалдарын өңдеу оңай, бірақ шаңның жарылу қаупі жоғары болғандықтан, оларды әдетте тек кәсіби шаң өткізбейтін қондырғылары бар шеберханаларда ғана өңдеуге болады. Басқа металдардан айырмашылығы, магнийдің соққыны жақсы сіңіру қабілеті бар, бұл дәл жабдықтардың дірілін азайта алады. Магний негізінен өте жеңіл немесе төмен беріктікті қажет ететін жерлерде қолданылады. Мысалы, оның тығыздығы тек 1,74 г/см3 құрайды.
Нақты қолданбаларға мыналар кіреді:
Күнделікті қажетті заттардың компоненттері, мысалы, чемодандар мен баспалдақтар; велосипед рамалары сияқты жоғары өнімді спорттық және ойын-сауық жабдықтары; әскери техникадағы жеңіл компоненттер; автомобиль магний қорытпасынан жасалған дискілер мен беріліс қораптары сияқты жоғары өнімді автомобиль компоненттері. Жеңіл металл материал ретінде магний бұл салаларда маңызды рөл атқарады.
Бұл мақалада өнімнің салмағын азайту үшін кең таралған үш жеңіл металды - титан, магний және алюминийді пайдаланудың салыстырмалы талқылауы берілген.
Титанның беріктігі өте жақсы, бірақ ол қымбат және өңдеу қиын. Магний жеңіл және беріктігі мен өнімділігін жақсарту үшін басқа элементтермен қорытпаланған. Алюминий - кең ауқымды қолданылуы бар ең үнемді түсті емес қорытпа.
Металды таңдау өнімнің құнына, беріктігіне және ұзақ мерзімділігіне байланысты. Үш металл да өнімнің салмағын азайтуға, осылайша өнімнің өнімділігі мен сезімін жақсартуға өте пайдалы. Мақаланың соңында, егер сізге жеңіл өнімдерді өндіру қажет болса, титан, алюминий қорытпалары және басқа да материалдарды өңдеу бойынша механикалық шеберханалар ұсынатын кәсіби өңдеу қызметтеріне жүгіне алатыныңыз айтылған.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 27 қараша
