Ποια είναι μερικά χρήσιμα κράματα;

Ένα κράμα είναι μια μεταλλική ουσία που κατασκευάζεται από το μείγμα πολλαπλών μετάλλων ή, μερικές φορές, από ένα μέταλλο με κάποιο άλλο στοιχείο όπως ο άνθρακας. Τα κράματα υπάρχουν εδώ και περίπου εννέα χιλιετίες, αλλά όπως οι περισσότεροι άλλοι τομείς στην επιστήμη και την τεχνολογία, το μεγαλύτερο μέρος της προόδου στην τεχνολογία κραμάτων έχει σημειωθεί τις τελευταίες δεκαετίες. Σε ένα κράμα, τα συστατικά στοιχεία δεν προορίζονται να συνδυαστούν σε μεγαλύτερα μόρια μέσω χημικών αντιδράσεων, αλλά απλώς αναμειγνύονται μεταξύ τους. Όταν υπάρχουν διαφορετικές αναλογίες μεταξύ δύο ή περισσότερων μετάλλων, τα κράματα που παράγονται έχουν ελαφρώς διαφορετικές ιδιότητες.

Το πρώτο μέταλλο που εξήχθη από μετάλλευμα ήταν ο χαλκός. Λίγο αργότερα, συνδυάστηκε με κασσίτερο για να δημιουργήσει τον ισχυρότερο μπρούτζο, ο οποίος κυριάρχησε στην ανθρώπινη τεχνολογία για χιλιάδες χρόνια. Αυτή η περίοδος ονομάζεται πλέον Εποχή του Χαλκού.

Άλλα μέταλλα που αναμείχθηκαν με χαλκό για να σχηματίσουν πιο ακατέργαστες παραλλαγές του μπρούντζου ήταν το μαγγάνιο, το αλουμίνιο, το πυρίτιο και ο φώσφορος. Συνυπάρχοντας για πολλά χρόνια με το μπρούτζο ήταν το ασθενέστερο σίδηρο, το οποίο διασπάται γρήγορα σε σκουριά. Τελικά, οι ιστορικές δυνάμεις προκάλεσαν τον σίδηρο να αντικαταστήσει τον μπρούντζο στα ανθρώπινα εργαλεία, εγκαινιάζοντας την Εποχή του Σιδήρου γύρω στο 1000 π.Χ., αν και αυτή η ημερομηνία ποικίλλει ανάλογα με τον πολιτισμό και την περιοχή που εξετάζεται.

Ο χάλυβας είναι ένα άλλο από τα γνωστά κράματα. Ο χάλυβας είναι σίδηρος σε συνδυασμό με μια μικρή (~2%) ποσότητα άνθρακα, κάνοντας όλη τη διαφορά όσον αφορά την αντοχή και την αντοχή στην οξείδωση. Αν και υπάρχουν ενδείξεις ότι ο χάλυβας χρονολογείται χιλιάδες χρόνια πίσω, δεν παρήχθη μαζικά μέχρι το 1855. Το κλειδί για τη δύναμη του χάλυβα είναι ο τρόπος με τον οποίο ο άνθρακας διαταράσσει την κατά τα άλλα κανονική κρυσταλλική διάταξη του σιδήρου, καθιστώντας τα στρώματα κρυστάλλου επιρρεπή στο να γλιστρήσουν πέρα ​​από το ένα αλλο.

Ο ορείχαλκος, ένα διακοσμητικό μέταλλο που χρησιμοποιείται για την κατασκευή πολλών μουσικών οργάνων, είναι το όνομα που δίνεται σε μια συλλογή κραμάτων χαλκού/ψευδαργύρου. Τα κύμβαλα που χρησιμοποιούνται στα κρουστά είναι ένα κράμα χαλκού και κασσίτερου, όπως ο μπρούντζος. Ο χρυσός και το ασήμι που χρησιμοποιούνται στα κοσμήματα δεν είναι καθαρός χρυσός ή ασήμι, αλλά είναι συνήθως κράματα που περιέχουν ένα μικρό ποσοστό χαλκού ή άλλων μετάλλων. Η συγκόλληση που χρησιμοποιείται στα ηλεκτρονικά είναι κατασκευασμένη από μόλυβδο και κασσίτερο. Η διαδικασία εξόρυξης σιδήρου από μετάλλευμα δημιουργεί κράματα που περιέχουν ποικίλες ποσότητες άνθρακα, συμπεριλαμβανομένου του σφυρήλατος, του χυτοσιδήρου και του χυτοσιδήρου. Ο ανοξείδωτος χάλυβας, που χρησιμοποιείται στην κατασκευή ουρανοξυστών, μαχαιροπήρουνων και άλλων αντικειμένων, περιέχει χρώμιο, καθιστώντας τον εξαιρετικά ανθεκτικό στην οξείδωση.

Όταν τα κράματα αναμειγνύονται έχουν διαφορετικές θερμοκρασίες, προκύπτουν διαφορετικές ιδιότητες – σε υψηλότερες θερμοκρασίες, τα μέταλλα αναμειγνύονται πιο λεπτά, ενώ σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, είναι πιο ετερογενή. Τα κράματα συνήθως δεν λιώνουν ταυτόχρονα όταν εκτίθενται στη θερμότητα, αλλά μάλλον σχηματίζουν μια σούπα γεμάτη με κομμάτια μετάλλου που έχουν υψηλότερο σημείο τήξης.