legering

Verificeret
Artiklens indhold er godkendt af redaktionen.

Legering. Farvetrekanten viser, hvordan farven af guld-sølv-kobber-legeringer varierer med den procentuelle sammensætning. Sølvtøj er i reglen binære legeringer af sølv og kobber; de findes forneden tv.

legering, stof med metalliske egenskaber, sammensat af to eller flere grundstoffer, hvoraf mindst et er et metal. Visse vigtige legeringer har trivialnavne som bronze (kobber og tin), messing (kobber og zink) og stål (jern og kulstof). De fleste legeringer betegnes dog ved deres handelsnavne, ved deres procentuelle sammensætning eller blot ved deres vigtigste bestanddel. En sølvske består fx af ca. 93% sølv og 7% kobber, og en aluminiumdåse af 99% aluminium og 1% mangan.

Ordet legering er afledt af tysk legieren, af latin ligare 'forbinde'.

En legering har normalt større hårdhed og styrke end det rene metal, idet selv små tilsætninger kan have en overraskende effekt. Smedejern ændres til hærdbart stål ved legering med 0,6% kulstof, og austenitisk rustfrit stål får sin flydespænding forøget med 50% ved legering med 0,4% kvælstof. Parallelt med ændringen i de mekaniske egenskaber og i massefylden ændres de kemiske, elektriske og termiske egenskaber. Rent kobber, som er en god leder for strøm og varme, mister betydeligt ved at blive legeret. Allerede 0,01% fosfor i kobber sænker den elektriske ledningsevne 15%. Legeringsstoffer, som i små mængder på uheldig måde ændrer legeringens egenskaber, kaldes urenheder.

Binære legeringer består af to grundstoffer, ternære af tre og kvaternære af fire. Messing er binær, typemetal ternær (bly, antimon og tin) og rødgods kvaternær (kobber, zink, tin og bly). Mange legeringer indeholder endnu flere grundstoffer; således findes der i rustfrit stål seks: jern, chrom, nikkel, kulstof, mangan og silicium. Legeringer fremstilles ved blanding af komponenterne, i reglen ved smeltning, men pulvermetallurgi og elektrolytisk udfældning er andre metoder. Ved fremstilling i en digel nedsmeltes den højestsmeltende komponent først, hvorpå de andre stoffer tilsættes. Ofte lettes legeringsdannelsen ved anvendelse af forlegeringer.

Meget benyttede letsmeltelige legeringer og deres sammensætning i vægtprocent
legeringsnavn smeltepunkt (°C) bismuth bly cadmium indium tin
eutektisk loddetin 183   38     62
cadmiumlod 145   32 18   50
indiumlod 117-123       50 50
Darcets legering 96-98 50 25     25
Roses metal
Woods metal 70-72 50 25 12,5   12,5

Legeringer kortlægges vha. tilstandsdiagrammer, der afbilder de optrædende faser i ligevægt ved 1 atm tryk. Nogle få grundstoffer (kobber og nikkel, guld og sølv) kan blandes i ethvert forhold og derved danne homogene, enfasede legeringer. Forudsætningerne for fuldstændig blandbarhed er, 1) at de to grundstoffer har samme krystalstruktur, 2) at atomdiametrene afviger mindre end 15% fra hinanden, og 3) at de står nær hinanden i det periodiske system. Jo større afvigelse fra disse regler, jo vanskeligere bliver det at opnå enfasede legeringer. I stedet begynder der at optræde nye faser og kemiske forbindelser. I kobber-zink-tilstandsdiagrammet optræder der således fem forskellige faste faser, og jern-kulstof-diagrammet har tre faste faser og en kemisk forbindelse, cementit Fe3C. Mange diagrammer indeholder et eutektikum, hvor to komponenter mødes i en veldefineret legering med lavere smeltepunkt end nogen af komponenterne. Et eksempel på en heterogen legering er sterlingsølv, der er en legering af sølv og kobber. De to metaller er meget lidt opløselige i hinanden i fast tilstand, og deres normalt anvendte legeringer består af de to krystallinske metaller tæt sammenblandede.

I smykker og mønter kan man variere legeringen for at opnå vekslende lødighed, farve og slidstyrke. 18 kt. guldsmykker kan være grøngule, hvis guldet er legeret med sølv, men røde, hvis legeret med kobber. Sølvbestik får en varmere rød nuance og større hårdhed og slidstyrke ved legering med kobber.

Intermetalliske forbindelser er karakteristiske ved at have veldefinerede krystalstrukturer, som adskiller sig fra komponenternes. Fx danner kobber og zink inden for et interval på 48-50% zink den intermetalliske forbindelse β-messing med omtrentlig sammensætning CuZn. I daglig tale skelnes der ikke skarpt mellem begreberne intermetallisk forbindelse og legering.

Elektrontilstande

i legeringer med ordnet og periodisk struktur beskrives på samme måde som for simple usammensatte stoffer. Dog bliver definitionen af båndstrukturer (se elektronstruktur) i almindelighed mere kompliceret i legeringer, da der er mange overlappende bånd, men energifordelinger kan stadig måles og beregnes. En legering, hvor der kun er kemisk uorden, dvs. atomerne sidder på de regulære gitterpladser, men arten af atomer er tilfældig, kan i nogle tilfælde beskrives vha. et "modelstof", hvor det egentlige potential, som elektronerne "føler", erstattes af et middelpotential beregnet på grundlag af koncentrationerne af legeringens forskellige komponenter. Modellen kan dog ikke anvendes, når komponenternes valenselektroner indgår i tilstande, som er energetisk meget adskilte. Beskrivelsen kompliceres endvidere af, at gitterstrukturen i legeringer ofte er deformeret, således at der foruden kemisk uorden også forekommer strukturmæssig uorden.

Letsmeltelige legeringer

er metallegeringer, der smelter ved lav temperatur. De er ofte eutektiske legeringer af to, tre eller flere metaller. Bismuth, bly, cadmium og tin er almindelige bestanddele af letsmeltelige legeringer; antimon, gallium, indium, kviksølv, sølv og zink indgår i enkelte legeringer. Af disse metaller fremstilles legeringer, der smelter ved temperaturer fra ca. 250 °C til stuetemperatur; med kviksølv endda langt under 0 °C. Nogle legeringer med skarpe, veldefinerede smeltepunkter udnyttes til smeltesikringer, alarmer og sprinklere. Andre anvendelser er som fyldmateriale ved rørbukning, i støberimodeller, fiksturer og til lodning, hvor smeltetemperaturen skal være særlig lav, og metallet ikke må svinde eller udvide sig ved størkning. Denne egenskab findes navnlig i bismuth- og galliumlegeringer.

 

Find bøger

   
   Find Lydbøger
hos Storytel
   Find bøger
bogpriser.dk
   Studiebøger
pensum.dk
   Læs e-bøger
hos Ready

 

Hvad er et tag? Tags er artiklens nøgleord. Artikler med et fælles tag findes ved at klikke på tagget. Når du er logget ind, kan du tilføje tags og dermed skabe sammenhænge.

© Dette billede må du ...

Legering. Farvetrekanten viser, hvordan farven af guld-sølv-kobber-legeringer varierer med den procentuelle sammensætning. Sølvtøj er i reglen binære legeringer af sølv og kobber; de findes forneden tv.

Viser 1 af 1 billeder

Filer

FilTilføjet af 
[+388455.801.svg (35.14 kB)

Legering. Farvetrekanten viser, hvordan farven af guld-sølv-kobber-legeringer varierer med den procentuelle sammensætning. Sølvtøj er i reglen binære legeringer af sølv og kobber; de findes forneden tv.

Admin

05/02/2009

Nyhedsbrev

Om artiklen

Seneste forfatter
Redaktionen
21/11/2011
Oprindelige forfattere
Gram
31/01/2009
NEC
31/01/2009
SERa
31/01/2009
VFB
31/01/2009

© Gyldendal 2009-2014 - Powered by MindTouch Deki