Лигатура что это в металлургии

Лигатура. Свойства, состав и применение лигатуры

Лигатура – латинское слово, переводится как «связь». Понятие заимствовали литераторы. Они стали называть лигатурой письменный знак из нескольких графем. Графема – это единица письма, буква или иероглиф. Какие именно части слились, за давностью лет помнят, иногда, лишь филологи.

Так, знак @ — лигатура английского предлога «at». Что именно вошло в состав, не всегда понятно и при взгляде на сплавы металлов. Добавки, слияние с которыми улучшает свойства золота, серебра и не только, так же именуют лигатурой. О значении этого понятия в металлургии, сегодня и пойдет речь.

Что такое лигатура?

Понятие лигатура металлургия рассматривает, как добавку, улучшающую качественные параметры сплава. На слуху, к примеру, словосочетание «легированная сталь». От простой (углеродистой), она отличается повышенной прочность.

Ее обеспечивают связи, которые образуют с железом никель, хром, вольфрам, молибден, титан, марганец или кремний. Все эти элементы (чаще по отдельности) используют в качестве лигатуры.

Из списка видно, что ей могут быть только металлы. Для разных сплавов и целей, они разные. Лигатурой считается один или несколько металлов в строго определенных пропорциях.

Зачастую, эти пропорции прописаны в стандартах производства. Так, для модифицирования литейных сталей используют состав из 6-11% хрома, 10% никеля, 7% марганца, 6-10% кремния, 2% титана, 3-7% церия.

Если добавляют ванадий, то в размере 8-12%. При вливании бора, берут 7-12% элемента. Существуют ГОСТы для каждого из металлургических сплавов. Согласно им, многие предприятия изготавливают готовые добавки на продажу.

Купить лигатуру предлагает, к примеру, компания «НКМ Норд». Фирма торгует составами на основе меди, никеля, реализует и алюминиевые лигатуры.

Виды лигатуры

Лигатуры делятся по сплавам. Бывают добавки для сталей и прочих сплавов на основе железа. Бывают лигатуры для титановых, бронзовых, латунных, медных сплавов. Отдельная категория – «присадки» для драгоценных металлов.

Для них существуют пробы, указывающие на обязательное содержание в сплаве ценного элемента. Производство лигатуры рассчитывается на остаточную процентовку. Добавки влияют на цвет исходной продукции, ее прочность.

На фото лигатура алюминия

В общем, существуют десятки лигатур. Иногда, их делят на «присадки» для драгоценных и неблагородных сплавов. Иногда, добавки подразделяют по ведущему в них элементу. Для получения чугуна используют 1,5% иттрия, 0,2% кобальта, 3% хрома, 3-7% кремния и 11-27% меди, значит, она и ведущая.

То есть, для чугуна идет медная добавка. Лигатура для золота 750-ой пробы, обычно, серебряная. Белого металла в ней 15%, а меди всего 10%. Лигатуры бывают готовыми.

Обычно, их выпускают в брикетах или концентрированных таблетках. Бывают составные «присадки», когда каждый элемент лигатуры добавляют в сплав по отдельности, в чистом виде.

Применение лигатуры

Сплавы и лигатуры связываются на этапе производства. «Присадки» добавляют в расплавленный металл-основу. Цель – не только улучшить структуру и качественные характеристики конечного продукта. Лигатуры помогают и в процессе варки сплавов, к примеру, делают их более или менее тугоплавкими.

При добавлении лигатур учитывается понятие «угар». Это потеря (испарение) драгоценного металла при термической обработке (переплавке). То есть, расчеты, сколько потребуется «присадок» ведут исходя из объема благородного элемента после угара.

Если применяются лигатуры в чистом виде, их коэффициент усвоения равен 93-95%. Готовые добавки в виде брикетов усваиваются на 98%, поэтому, зачастую и выбираются серьезными предприятиями.

Лигатура в ювелирном искусстве

Лигатура ювелирная позволяет сплавам соответствовать государственным стандартам. К примеру, существует несколько проб золота, самая низшая из которых 350-я. Это означает, что в составе изделия всего 35% желтого металла.

Такой сплав почти не попадает на рынок украшений, считаясь техническим. Однако, 375-я маркировка уже встречается. Самая ходовая 585-я проба. Ее называют красным золотом. В нем 58,5 желтого элемента и около 20% меди. Она придает сплаву алый отлив.

Да, по цветам для ювелирных сплавов тоже существуют ограничения. Белое золото должно быть белым. Но, как этого добиться? Помогают никель, платина, палладий.

Последние два металла – драгоценная лигатура. Такая «присадка» делает золото еще дороже. Неблагородная добавка никель удешевляет сплав, разбавляя благородность золота.

Лигатура в ювелирном деле – это, зачастую, возможность этим самым делом заниматься. Дело в том, что создавать украшения из чистого золота (самого ходового элемента) проблематично.

Без лигатуры металл излишне пластичный и мягкий. Изделия из золота 999-ой пробы гнутся, быстро ломаются. Клиенты не готовы переплачивать за вещь, которую не передашь по наследству. Платить готовы за украшения на века, то есть, требуется лигатура. Цена меньше (в случае неблагородной «присадки»), а срок службы дольше.

Добавка увеличивает длительность службы, существования. Понятие длительность есть и в музыке и лигатура, кстати, там тоже имеется. Ее письменное обозначение – дуга между нотами. Она значит увеличения, растягивание длительности ноты за счет добавления к ней длительности соседних знаков стана.

Существует лигатура для саксофона и других духовых инструментов, не относящаяся к нотным записям. Здесь лигатура – фото детали, крепящейся на мундштук. Аксессуар уменьшает потери воздуха, придавая звукам особую окраску и протяжность.

С понятием знакомы и те, кто корректировал прикус. Лигатура для брекетов – связующий металлический или пластиковый элемент между пластинами, крепящимися к зубам.

Как видно, в медицине «присадка» может быть не только металлической. Кстати, хирурги называют лигатурой нити для перевязки поврежденных кровеносных сосудов. Вот такая она многоликая, эта лигатура.

Источник

Лигатура

Лигатура: значения, виды и характеристики

Значение процесса и его применение

В зависимости от количества примесей зависит конечное содержание легирующего компонента в сплавах. Эти определяется явное выраженное проявление различных свойств, которые положительным образом влияют на качество сплавов. Реже смешивают алюминий с платиной, палладием, никелем и цинком из-за их дороговихны.

Лигатура драгметаллов не ограничивается сплавами золота с другими металлами. «Разбавляют» также серебро, палладий, платину. В медь чаще всего добавляют серебро.

Другие термины

Для чего проводится лигатура металла

Добавление лигатурных металлов во многих случаях крайне необходимо, они значительно увеличивают износостойкость, а так меняют некоторые характеристики основного компонента сплава. На какие же свойства влияет примесь вспомогательного металла:

Наиболее популярные сплавы

Лигатуры из алюминия и меди часто используются в литейном производстве в качестве эффективного раскислителя, потому что имеют уникальные и полезные характеристики, помогающие при непосредственной отливки сплава.

Литейное производство вполне может обходиться без данных добавок, но тем самым будет снижаться качество металла, повышаться расход сырья и будут возникать неудобство при самом процессе литья. Поэтому использование лигатурных металлов становится выгодным и оправданным из-за ощутимого удешевления производства и снижения конечной себестоимости единицы изделия.

Источник

Лигатура (металлургия)

Лигатура (в металлургии) — вспомогательные сплавы, применяющиеся в металлургии для введения в жидкий металл легирующих компонентов. Легирование с помощью лигатур дает более стабильные результаты в случае необходимости внесения малых концентраций легирующих примесей благодаря легкости дозирования или при введении в сплав легко окисляющихся или летучих при высоких температурах элементов.

В черной металлургии лигатуры отличают от ферросплавов, использующихся одновременно для легирования и раскисления.

В ювелирном деле

В ювелирном деле лигатура добавляется к драгоценному металлу для доведения ювелирного сплава до определённой пробы, для изменения цвета сплава, а также для придания ему различных полезных свойств:

Для золота лигатура как правило состоит из серебра и меди, реже добавляются платина, палладий, никель и цинк.
В серебре легирующим компонентом выступает медь.

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Лигатура (металлургия)» в других словарях:

Лигатура — В Викисловаре есть статья «лигатура» Лигатура (лат. ligatura связка) … Википедия

лигатура — Промежут. сплав для введения в жидкий осн. сплав летучих, сильно окисляющихся, тугоплавких добавок и компонентов. Обычно л. представляет двойной сплав, сост. из большей части осн. сплава и одной или неск. добавок (легир. элементов), содержание к… … Справочник технического переводчика

лигатура для повышения твердости — Сплав с избытком одного или более легирующих элементов, который, будучи добавлен к расплаву, обеспечивает гораздо лучшее усвоение составом, чем добавление чистого металла или введение тугоплавких элементов, плохо сплавляемых с основным металлом.… … Справочник технического переводчика

Легирование — Не следует путать с с лигированием в медицине и биохимии. Легирование (нем. legieren «сплавлять», от лат. ligare «связывать») добавление в состав материалов примесей для изменения (улучшения) физических и химических… … Википедия

Свинец — (Lead) Металл свинец, физические и химические свойства, реакции с другими элементами Информация о металле свинец, физические и химические свойства металла, температура плавления Содержание Содержание Происхождение названия Физические свойства… … Энциклопедия инвестора

Ферросплавное производство — получение ферросплавов (См. Ферросплавы) на специализированных заводах чёрной металлургии. Наиболее распространён электротермический (электропечной) способ получения ферросплавов (т. н. электроферросплавов); по виду восстановителя он… … Большая советская энциклопедия

Пробирный анализ — Лаборатория пробирного анализа. Пробирный анализ (также пробирное искусство) методы определения благородных м … Википедия

Источник

Лигатура (в металлургии)

Смотреть что такое «Лигатура (в металлургии)» в других словарях:

ЛИГАТУРА (в металлургии) — ЛИГАТУРА, в металлургии вспомогательные сплавы, применяемые для введения в жидкий металл легирующих элементов (см. Легирование (см. ЛЕГИРОВАНИЕ)). Лигатурой называют также металлы (Cu, Hg и др.), вводимые в благородные металлы для придания им… … Энциклопедический словарь

ЛИГАТУРА — в металлургии вспомогательные сплавы, применяемые для введения в жидкий металл легирующих элементов (см. Легирование). Лигатурой называют также металлы (Cu, Hg и др.), вводимые в благородные металлы для придания им нужных свойств (напр.,… … Большой Энциклопедический словарь

Лигатура (металлургия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Лигатура. Лигатура (в металлургии) вспомогательные сплавы, применяющиеся в металлургии для введения в жидкий металл легирующих компонентов. Легирование с помощью лигатур дает более… … Википедия

ЛИГАТУРА — (от латинского ligo связываю, соединяю) вспомогательные сплавы, вводимые в жидкий металл для получения кондиционных сплавов и применяемые в том случае, когда введение в металл некоторых легирующих элементов в чистом виде затруднено. Применение… … Металлургический словарь

Лигатура — В Викисловаре есть статья «лигатура» Лигатура (лат. ligatura связка) … Википедия

лигатура — ы; ж. [от лат. ligatura связь] 1. Спец. Металл или сплав металлов, вводимый в расплав другого металла (металлов) для придания ему (им) определённых свойств. Определить лигатуру для нержавеющей стали. // Металл (обычно медь, ртуть, олово),… … Энциклопедический словарь

Лигатура — I Лигатура (позднелат. ligatura связь) 1) буква или знак фонетической транскрипции, образованный из соединения элементов двух букв или двух транскрипционных знаков в один; например, в датском, исландском, норвежском æ, в немецком β. 2)… … Большая советская энциклопедия

ЛИГАТУРА — (позднелат. ligatura связь, от лат. ligo связываю, соединяю) 1) вспомогат. сплавы, применяемые для введения в жидкий металл легирующих элементов (см. Легирование, Легированная сталь) с целью придания определ. св в металлич. расплаву (напр.,… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ЛИГАТУРА — (от лат. ligatura связь) буква или знак фонетической транскрипции, представляющий собой комбинацию двух или более знаков, а также соединенное написание двух и больше букв, передающих один звук. В полиграфии лигатурой называется слитное начертание … Символы, знаки, эмблемы. Энциклопедия

Источник

Ферросплавы, модификаторы и лигатуры в литейном производстве

Общее определение

Промышленное литейное производство невозможно представить без процесса легирования – обогащения основного металла или сплава определенными химическими элементами/соединениями, обеспечивающими возможность придания отливкам необходимых дополнительных свойств. В черной и цветной металлургии в качестве таких легирующих добавок используют композиции на основе или с присутствием железа (Fе) в сочетании с другими металлами или неметаллами – т. наз. ферросплавы. Существуют также иные легирующие полуфабрикаты – модификаторы и лигатуры, по принципу действия во многом сходные с ферросплавами, но имеющие существенные отличия в отношении состава и назначения.

1. Ферросплавы

Ферросплавами именуют группу сплавов, в состав которых, помимо Fе, могут входить такие металлы, как марганец (Mn), кремний (Si), хром (Cr), никель (Ni), вольфрам (W), молибден (Mo), ниобий (Nb), титан (Ti) и др., а также примеси неметаллических элементов в виде углерода (C), фосфора (Р), серы (S), различных газов и т.д. Основные компоненты ферросплавов называют ведущими.

В литейном чернометаллургическом производстве для легирования и раскисления расплавов широко используются ферросплавные композиции ферросилиция (сплав Fе с 12% и более Si), ферромарганца, феррохрома, ферровольфрама, ферромолибдена, ферротитана, феррониобия и др. Подобные соединения могут иметь двойную, тройную, многокомпонентную структуру.

Номенклатура ферросплавов весьма разнообразна (Рис. 1).

Рисунок 1. Образцы ферросплавов на стенде НИТУ «МИСиС».

Сегодня промышленным способом изготавливаются сотни различных марок ферросплавов простой и сложной структуры, могущих включать в себя около 50 целевых (ведущих) компонентов.

1.2. Основные характеристики

Ферросплавы характеризуются по химическому и гранулометрическому составу, концентрации сопутствующих примесей, плотности, химико-механическим свойствам, температуре плавления, наличию газообразных включений (О₂, Н₂).

Т° плавления ферросплавов почти всегда является более низкой в сравнении с аналогичным параметром чистых металлов, вследствие чего ввод требуемых легирующих элементов в жидкий расплав стали/чугуна в виде ферросплавной композиции значительно ускоряет процесс растворения.

Ферросплавы могут поставляться в кусках, чушках, литых блоках, прочих крупных формах, а также в гранулах и порошках, как агломерированных, так и неагломерированных.

1.3. Применение

Наряду с использованием ферросплавов с целью легирования сталей, чугунов, сплавов цветных металлов они находят широкое применение для т. наз. раскисления – удаления кислорода из растворенных в расплаве оксидных соединений (например, закиси железа FeO из расплавов сталей). Процесс раскисления основан на реакции восстановления, где функцию восстановителей выполняют компоненты ферросплавов, которые, соединяясь с содержащимся в оксиде кислородом, образуют отделяющийся от восстановленного металла легко удаляемый шлак. Рафинирование расплавов методом термораскисления позволяет придать металлу отливок дополнительную чистоту, прочность и ковкость.

1.4. Получение

Ферросплавы получают плавкой руды или подготовленного рудного концентрата в специальных ферросплавных электропечах дугового типа (рис. 2).

Рисунок 2. Электродуговая печь для выплавки ферросплавов из рудного концентрата.

По способу восстановления процесс выплавки ферросплавов может осуществляться карботермическим и металлотермическим методами.

Методом карботермии получают высокоуглеродистые ферросплавы путем восстановления из оксидов с помощью углерода.

Металлотермическим способом осуществляют получение низкоуглеродистых (рафинированных) ферросплавов путем восстановления из расплавов с применением металлов, более активных в химическом отношении (напр. алюмотермия).

2. Модификаторы

2.1. Понятие «Модификаторы»

Модификаторы (от лат Modifico – изменение формы) – легирующие композиции химических элементов, малые добавки которых при введении в расплавы металлов, практически не влияя на состав, существенно изменяют их кристаллическую структуру и эксплуатационные характеристики, способствуя, в частности, измельчению зерен и сопутствующему повышению прочности. Модификаторы во многом способствуют устранению или нейтрализации посторонних включений (раскисление, дегазация, связывание серы в стойкие сульфиды).

Основная суть процесса модифицирования заключается в активном регулировании кристаллизации на ее первоначальном этапе и повышении степени диспергируемости кристаллизующихся фаз.

2.2. Классификация

Чаще всего модификаторы классифицируют по методу, предложенному П.А. Ребиндером, согласно которому их подразделяют на два основных типа.

К модификаторам 1-го типа относят группу замедляющих охлаждение расплава поверхностно-активных веществ (ПАВов), адсорбирующихся на зародышах в центральной области кристаллизации и препятствующих их росту. В результате образуется множество новых зародышей, активно разрастающихся благодаря уменьшению общей концентрации модификатора по отношению к количеству зерен.

К модификаторам 2-го типа причисляют т. наз. инокуляторы. Частицы вещества-инокулятора при их вводе в расплав ускоряют процесс охлаждения и затвердения, что способствует возникновению множества новых очагов кристаллизации с образованием большого количества мелких зерен основной фазы или мельчайших включений иных фаз. За счет этого происходит требуемое изменение общей структуры с добавлением к уже существующим новых структурных компонентов.

2.3. Комплексные модификаторы

Наряду с модификаторами 1 и 2 типов существуют и модификаторы комплексного действия, при помощи которых удается решить сразу несколько задач, осуществляя одновременно легирование, раскисление, десульфурацию, инокуляцию и т.д.

В разряд многокомпонентных комплексных модификаторов входит также ряд т. наз. наномодификаторов, предназначенных для выполнения узкоспециальных модифицирующих функций.

2.4. Модификаторы чугунов и сталей

Для сталей и чугунов применяют широкий спектр различных модификаторов. Так, например, внедоменная обработка сталей осуществляется с широким применением Mg, Al, элементов щелочноземельной и редкоземельной групп.

В настоящее время осуществляется промышленное применение более 750 разновидностей модификаторов для черной металлургии, как одно- двухкомпонентных, так и комплексных, могущих содержать десятки композиционных составляющих.

Преимуществом ввода в состав расплавов сталей и чугунов комплексных модификаторов является не только собственно измельчение структуры, но также возможность попутно изменять природу и форму сульфидных, нитридных, оксидных и других посторонних включений неметаллического генеза, снижая при этом в полтора-два раза уровень засорения ими границ аустенитных зерен. Немаловажное значение имеет и более равномерное распределение структурных компонентов стали, оптимизация таких важнейших функциональных свойств, как термостойкость, прочность, пластичность и ударная вязкость.

3. Лигатуры

В металлургии лигатурами (Ligatura от лат. связь) называют сплавы вспомогательного назначения, которые могут содержать две и более составляющих. Лигатурные композиции используются для введения в расплавы металлов малых доз жаростойких легирующих элементов. Лигатуры, применяемые в чернометаллургической отрасли, отличаются от ферросплавов тем, что не содержат в своем составе Fe.

Наиболее распространенным является применение лигатурных композиций цветных металлов, например: Cu-Ni (16-35% Ni), Cu-Al (до 52% Al), Cu-Sn (до 55% Sn), Al-Mg (до 12% Mg).

За счет содержания в лигатурах не только собственно легирующих компонентов, но и основного металла литейного сплава, их усвоение расплавом происходит в более полном объеме, чем при легировании чистыми элементами. А благодаря тому, что любой лигатуре присуща меньшая Т° плавления в сравнении с каждым из входящих в нее металлов, достаточно высока и быстрота ее растворения в основном сплаве. Использование лигатур особенно востребовано в случаях, когда основной литейный сплав и легирующий элемент значительно различаются по температуре плавления.

Необходимость применения лигатур, прежде всего, обусловлена нормативными требованиями к составу литейного сплава по точному соблюдению количественного соотношения компонентов.

Кроме того, применение лигатур позволяет придать металлу целый ряд определенных вспомогательных свойств (например, жидкотекучесть в фазе расплава или повышенную механическую прочность и ковкость в твердой фазе). Выгода их использования обусловлена также незначительной концентрацией в общей массе сплава, скорейшим растворением и снижением степени угара. Качественно улучшить одновременно несколько свойств основного сплава (тугоплавкость, износостойкость, устойчивость к коррозии и т.д.) удается при использовании комплексных лигатур.

Заключение

Развитие легирующих технологий сегодня позволяет выплавлять более 3000 марок сталей и чугунов для производства разнообразного оборудования, востребованного в горнодобывающей, нефтегазовой, машиностроительной, химической, энергетической, строительной и других промышленно-хозяйственных отраслях. Ассортимент выпускаемых в России легирующих композиций представлен сотнями наименований, и все же потребность в них неуклонно возрастает. Ситуация особенно обострилась в последние годы из-за растущего санкционного прессинга и повсеместного перехода отечественной промышленности к импортозамещению. На этом фоне значительно возросла активность российских ученых и инженеров по разработке инноваций в металлургической сфере, среди которых получение и производство современных легирующих материалов не составляет исключения. Несомненно, что уже в самой ближайшей перспективе данная тенденция будет способствовать дальнейшему расширению номенклатуры и увеличению эффективности использования ферросплавов, модификаторов и лигатур.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Источник