في عالمنا المعاصر، تمثِّل السبائك المعدنية ركيزةً أساسية في صناعتنا وحياتنا اليومية. إنها الزخم القوي الذي يجمع بين تفوق العناصر المعدنية المختلفة لتخلق تراكيب متميّزة بالقوة والصلابة والمرونة. تعتمد عملية صناعة السبائك على تجميع ودمج هذه العناصر بأساليبٍ متعددة ومتقدمة لنحظى بتشكيلات معدنية فريدة تجد تطبيقها في صناعاتٍ متعددة، من الطيران والسيارات إلى الصناعات الطبية والهندسية. فهي تمثل الاختيار الأمثل لتلبية احتياجات مجتمعنا المتزايدة على الصعيد الصناعي والتكنولوجي، وهنا حيث سنتناقش في هذا من خلال موقعكم الهندسة .
مما تتكون السبائك المعدنية ؟
فى بداية الأمر لابد أن نعرف ما هى السبائك ومما تتكون، السبائك المعدنية عبارة عن خلط ومزج معدنين أو عدة معادن تحمل صفات مختلفة عن بعضها البعض بطرق فيزيائية معينة حتى تتكون سبيكة ذات أوصاف مغايرة للمعادن الأصلية، وفى الغالب تكون أوصاف مرغوب فيها وتُستغل فى تطبيقات مختلفة.
للسبائك المعدنية خصائص مميزة تجعلها أكثر استهدافاً للاستخدام أكثر من المعادن الخام ولذلك نجد أن أكثر من ٩٠٪ من الأدوات المستخدمة فى حياتنا اليومية مصنوعة من السبائك وليست من المعادن الخام، ولعل من أشهر هذه السبائك هى الستانليس ستيل.
انواع السبائك المعدنية
تختلف أنواع السبائك المعدنية حسب ترتيب كريستالات العناصر المكونة لها وحجم تلك العناصر، ومن أهم تلك السبائك :
- السبائك الإستبدالية (substantial alloy) : وفى هذا النوع تستبدل بعض الكريستالات من المعدن ويتم إدخال كريستالات لمعدن آخر مكانها.
- السبائك الخلالية ( interstitial alloy) : هى سبائك يتم فيها إقحام ذرات لعنصر ما ذات حجم صغير فى المسافات البينية لعنصر آخر ذو حجم ذرى كبير مما يعطى هذه السبيكة خصائص مختلفة لعل من أهمها الصلابة.
بعد أن عرفنا مما تتكون السبائك وذكرنا أهم أنواعها دعنا الآن نتعرف على أشهر الطرق لصناعة السبائك المعدنية.
تعرف على أهم وأكبر مصافي النفط في العالم
طرق صناعة السبائك المعدنية
الطريقة التقليدية لصناعة السبائك تكون عن طريق صهر المواد المكونة للسبيكة ثم دمجها معاً وتركها لتبرد وتتجمد، وحديثاً ظهرت بعض الطرق المبتكرة لصناعة السبائك منها :-
- تعدين المسحوق ( powder metallurgy ) : يتم فى هذا النوع سحق المعادن المكونة للسبيكة إلى أجزاء صغيرة جداً ثم يتم المزج بينهم وصهرهم تحت ضغط وحرارة مرتفعين.
- زرع الأيونات ( ion implantation ) : حيث تستخدم أشباه الموصلات فى مكونات السبيكة وهذه الطريقة لها تطبيقات حديثة ومتطورة.
قد يسأل البعض الآن ما مدى أهمية صناعة تلك السبائك وما هو الإختلاف بينها وبين المعادن النقية ؟
ملاحظة هامة !
ماهو الإختلاف بين السبائك والمعادن ؟
الإجابة على هذا التساؤل تظهر جلية فى التطبيقات المختلفة للسبائك، فالبعض منها يكون أكثر خِفَّة وصلابة من المعادن الأصلية والأخرى نجدها تتحمل درجات حرارة وضغط أعلى من المعتاد، والأخرى تصبح سهلة فى التشكيل فتستخدم فى تطبيقات مختلفة.
ما نقصده هنا أن السبائك تكتسب خواص ومميزات مختلفة عن المعادن النقية وهو ما يجعلنا نلجأ إلى استخدامها فى العديد من الامور.
أشهر السبائك المستخدمة
- سبيكة الصلب ( steel ) : هى سبيكة تكون مكوناتها الأصلية عبارة عن عنصرى الحديد والكربون ويمكن إضافة بعض العناصر الأخرى لها مثل النيكل والكوبلت لزيادة الصلابة والتحمل.
- سبيكة الفولاذ ( stainless steel ) : من أشهر السبائك المعروفة والأكثر شيوعاً واستخداماً وتتكون بشكل أساسى من الحديد والنيكل والكروم وتكون مقاومة للصدأ والتآكل.
- وسبيكة النحاس الأصفر ( Brass ) : هى سبيكة تتكون من النحاس والخارصين وتتميز بالصلابة والمتانة ما يؤهلها لتستخدم فى أدوات السباكة وقطع وأجزاء الآلات.
- سبيكة البرونز ( Bronze ) : هى من أقدم السبائك المستخدمة وتتكون من النحاس والقصدير أو الألومنيوم وكانت تستخدم فى صناعة النقود والتماثيل.
- سبيكة دورالومين ( Duralumin ) : سبيكة تتكون من النحاس والألومنيوم والمنجنيز وتتحمل درجات حرارة عالية لذلك تستخدم فى صناعة محركات الطائرات والسيارات.
مفهوم صدأ الحديد وتأثيره وكيف يمكن التغلب عليه
فى النهاية لابد أن نبين أن صناعة السبائك المعدنية من أهم الصناعات القائمة قديماً و حديثاً حيث كان بسببها أن قامت عديد من الصناعات وتم تصميم العديد من المركبات وأصبح من السهل تشكيل هياكل ومحركات الطيارات وسفن الفضاء وحتى السيارات، وعلم صناعة السبائك ما زال فى تطور مستمر، وبين الحين والآخر يتم صناعة سبائك جديدة من عناصر مختلفة ليتم الحصول على خصائص جديدة يتم من خلالها إحداث تطور فى عالم الصناعة والميكنة.
إلى هنا ينتهى المقال ولكن رحلتنا فى المعرفة والعلوم مستمرة تابعونا من خلال الفيسبوك .
