Aliajuri

Un aliaj este amestecul omogen cu proprietăți metalice a două sau mai multe materiale (elemente chimice), din care cel puțin unul este metal și de obicei se află în cantitatea cea mai mare. Proprietățile fizice și chimice ale aliajelor sunt în general diferite de cele ale substanțelor componente, uneori semnificativ. Majoritatea metalelor de folosință zilnică sunt de fapt aliaje. De exemplu, ceea ce numim în limbaj uzual „fier” este aproape întotdeauna un otel cu conținut redus de carbon, iar aurul folosit pentru bijuterii este un aliaj în care mai intră cupru și argint.

Tipuri de aliaje

Aliaj anticoroziv (rezistent la intemperii și factori chimici agresivi)

Aliaj inoxidabil (nu oxidează, nu se combină cu oxigenul, nu ruginește)

Aliaj antifricțiune (cu un coeficient de frecare mic, frecare redusă, folosit la fabricarea cuzineților)

Aliaj de lipit (care este folosit în procese tehnice de lipire, frecvent sub acțiunea căldurii)

Aliaj dur (cu duritate mare) Aliaj refractar (care rezistă la temperaturi mari, de exemplu la

peste 1.500 °C) Aliaj ușor (cu o densitate relativ mică) Aliaj foarte ușor Aliaj tipografic (folosit în realizarea caracterelor de tipografie) Aliaj ușor fuzibil (care se topește ușor, la temperatură relativ

mică)Proprietati ale aliajelor

Temperatura de topire - la majoritatea aliajelor este mai scăzută decât temperatura de topire a metalelor componente. Exemplu: Aliajul compus din 35 părți de staniu (cositor) și 65 părți de plumb se topește la 190 °C, pe când staniul, cu punctul de topire cel mai scăzut dintre cele două, se topește la 232 °C.

Densitatea aliajului - are o valoare intermediară față de densitățile metalelor componente.

Duritatea aliajului - este mai mare decat a fiecărui metal luat separat. Exemplu: Aliajul wolframului cu carbonul, împreună cu mici cantități de cobalt si alte metale, are duritatea diamantului și îl înlocuiește pe acesta într-o serie de lucrări tehnice.

Rezistența mecanică a metalelor crește prin aliere. Rezistența la coroziune se măreste. Exemplu: oțelul

cu crom este foarte rezistent la ruginire și la acțiunea acizilor.

Otelul

Oțelul este un aliaj ce conține ca elemente principale fierul și carbonul, având un conținut de carbon sub 2,11 %. Aliajele fier-carbon cu mai mult de 2,11% carbon se numesc fonte. Oțelurile sunt materialele cu cea mai largă utilizare în industrie. Proprietățile lor pot să varieze în limite foarte largi în funcție de conținutul de carbon și de alte elemente de aliere.În funcție de conținutul în elemente de aliere, oțelurile se împart în:

oțeluri nealiate (numite și oțeluri carbon), care conțin ca elemente principale doar fierul și carbonul

oțeluri aliate, care pe lângă fier și carbon conțin și alte elemente: nichel, crom, molibden, vanadiu etc.

În condiții de echilibru, cei mai importanți constituenți ai oțelurilor nealiate sunt ferita, austenita, cementita și perlita.Pentru a îmbunătăți cât mai mult duritatea și rezistența oțelurilor, acestea se supun de regulă unor tratamente termice cum ar fi călirea sau nitrurarea. Scopul final al unor asemenea tratamente este de obicei obținereamartensitei.

Productia

Asociația Mondială a Oțelului a fost înființată în 1967 și este una dintre cele mai importante organizații din industria de profil, reunind 180 de producători, inclusiv 19 din cele mai mari 20 de companii la nivel mondial, asociații naționale și regionale, respectiv institute de cercetare. Membrii organizației produc anual aproximativ 85% din oțelul livrat la nivel mondial. În anul 1989, producția mondială de oțel era de 786 milioane de tone. În anul 2009, producția mondială a scăzut cu opt la sută față de anul precedent, până la 1,22 de miliarde de tone, iar cei mai mari producători erauChina - 567,8 milioane tone, Japonia - 87,5 milioane tone, Rusia - 59,9 milioane de tone și SUA - 58,1 milioane de tone. În anul 2010, producția mondială a crescut la 1,4 miliarde tone. În anul 2009, producția de oțel din România a scăzut cu 46,4%, la 2,7 milioane de tone iar în 2010 producția a urcat la 3,9 milioane tone.

Cupru

Cuprul (numit și aramă) este un element din tabelul periodic având simbolul Cu și numărul atomic 29.Cuprul este un metal de culoare roșcată, foarte bun conducător de electricitate și căldură. Cuprul a fost folosit de oameni din cele mai vechi timpuri, arheologii descoperind obiecte din acest metal datând din 8700 î.Hr. A fost unul din primele metale folosite, deoarece cantități mici din el apar în unele locuri în stare liberă. Principalele minereuri ale cuprului sunt: calcozina (sulfura de cupru), calcopirita sau criscolul (ferosulfura de cupru), cupritul (oxidul cupros) și malachitul și azuritul (ambele forme ale carbonatului basic de cupru). Metoda folosită pentru extracția de cupru depinde natura minereului. Dacă cuprul se găsește în stare liberă, el poate fi separat prin sfărâmarea minereului în bucăți mici și amestecarea sa cu apa. Cuprul, fiind relativ greu, se depune pe fund. Cuprul, care are o puritate de peste 99%, este folosit la fabricarea conductelor de gaz și apa,

a materialelor pentru acoperișuri, a ustensilelor și a unor obiecte ornamentale. Deoarece cuprul este un bun conducător de căldură, se utilizează la boilere și alte dispozitive ce implică transferul de căldură, sau folie de cupru (simplu strat) sau două (dublu strat) se folosește ca  circuit imprimat sau cablaj imprimat.ProprietatiIn stare solidă, de metal, cuprul are culoare roșie-portocalie, aceasta fiind principala proprietate după care se deosebește de alte elemente. De obicei, majoritatea compușilor anorganici, dar și organici ai cuprului au o culoare albastră, deși unii pot fi și verzui sau vernil. Sistemul de cristalizare al cuprului este cubic, cu fețe centrate, lipsind prezența polimorfismului. Unul dintre dezavantajele cuprului este fenomenul de coclire (înverzire), ce poate fi observat adesea pe vasele vechi sau pe monedele (la moneda românească de 5 bani). Împreună cu osmiul (albastru) și aurul (galben-auriu), cuprul este unul dintre cele trei metale elementare care are altă culoare naturală în afară de gri sau argintiu. Cuprul pur este portocaliu-roșu și dobândește o pată roșiatică în momentul expunerii la aer, urmând să se înverzească mai târziu.Duritatea cuprului este relativ mică (3 pe scara Mohs), dar este destul de rezistent la rupere, și foarte ductil (poate fi tras în fire), putând fi modelat la presiuni mari. Conductibilitatea calorică este asemănătoare cu a argintului (1 față de 0,93 a argintului) și mult mai mare decât a altor metale uzuale. Tocmai datorită acestei proprietăți, cuprul se utilizează în conducte, pentru transmiterea căldurii. Însă, conductibilitatea scade când cuprul este impur; în momentul în care conține 0,1 % impurități de elemente ca fosfor, arsen, siliciu sau fier, valoarea conductibilității poate scădea chiar cu 20%. De aceea, în electrotehnică se utilizează numai cupru pur, electrolitic. Densitatea de curent electric maximă a cuprului în aer deschis este de aproximativ 3,1×106 A/m2. Ca toate metalele, dacă cuprul este placat cu alt metal, începe un proces de coroziune galvanică.