استفاده از نیتروژن، آرگون و گاز اکسیژن در متالورژی

استفاده از گاز در متالورژی : سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازهای خالص و ترکیبی تماس بگیرید.02146835980 – 09128699025

در مهندسی متالورژی، نیتروژن، آرگون و گاز اکسیژن کاربردهای مهمی دارند:

گاز آرگون

در دستگاه های کوانتومتری برای آنالیز عناصر موجود در آلیاژها استفاده می شود. خلوص بالای گاز آرگون (99.99%) برای این منظور اهمیت زیادی دارد و بر کیفیت آنالیز تأثیر مستقیم می گذارد.

در فرآیندهای جوشکاری به عنوان گاز محافظ استفاده می شود. ویژگی های آرگون مانند عدم اشتعال پذیری، هزینه مقرون به صرفه و ایمنی بالا باعث استفاده گسترده آن در جوشکاری شده است.

در صنایع فولاد سازی و ساخت فلزات کاربرد دارد.

گاز نیتروژن

در بسته بندی مواد غذایی به جای گاز آرگون استفاده می شود. آرگون نسبت به نیتروژن تا هشت برابر در مقابل آب و لیپیدها مؤثرتر است.

در فرآیندهای متالورژیکی مانند آنیل کردن فولادها و آلیاژها برای ایجاد محیط بی اکسیژن استفاده می شود.

گاز اکسیژن

در فرآیندهای متالورژیکی مانند ذوب فلزات و آلیاژها کاربرد دارد. اکسیژن باعث اکسیداسیون ناخالصی ها و تسریع ذوب فلزات می شود.

در فرآیندهای جوشکاری اکسی استیلن برای برش فلزات استفاده می شود.

در مجموع، این گازها نقش مهمی در فرآیندهای متالورژیکی مانند آنالیز، ذوب، جوشکاری و آنیل کردن فلزات و آلیاژها ایفا می کنند و استفاده از آنها باعث بهبود کیفیت محصولات متالورژیکی می شود.

چگونه نیتروژن در فرایند متالورژی استفاده می‌شود

نیتروژن در فرایند متالورژی به دو صورت استفاده می‌شود:

نیتروژن در فولاد: نیتروژن به دو صورت در فولاد ظهور می‌کند:

به عنوان یک عنصر مخرب که در خلال فرآیند ته نشینی رسوبی چقرمگی فولاد را کاهش می‌دهد و حساسیت در برابر پیری و شکنندگی آبی را افزایش می‌دهد. این امر امکان ایجاد تنش در ترکهای درون بلوری فولادهای غیرآلیاژی و کم آلیاژ را فراهم می‌سازد.

به عنوان یک عنصری آلیاژی که دامنه فاز گاما را افزایش می‌دهد و ساختار آستنیتی را استحکام می‌بخشد. این امر استحکام فولادهای آستنیتی را افزایش می‌دهد و نقطه تسلیم و خواص مکانیکی در گرما را بهبود می‌بخشد. نیتروژن همچنین در ترکیب با فولادهای پرکروم با کروم ۱۷ %، خواص فولاد را اصلاح می‌کند و انرژی ضربه ۸۰ Ib.ft را می‌توان از آن به دست آورد.

نیتروژن در ساخت ماشین: نیتروژن ساخت ماشین به طور گسترده در متالورژی پودر فلز حرارتی مواد مغناطیسی پردازش مس، کاهش پودر و غیره استفاده می‌شود.

نیتروژن در فرآیندهای متالورژیکی: نیتروژن در فرآیندهای متالورژیکی مانند آنیل کردن فولادها و آلیاژها برای ایجاد محیط بی اکسیژن استفاده می‌شود. این امر به خالصسازی فلزات و تبدیل آنها به آلیاژ کمک می‌کند.

نیتروژن در کوانتومتری: نیتروژن در دستگاه‌های کوانتومتری برای آنالیز عناصر موجود در آلیاژها استفاده می‌شود. خلوص بالای نیتروژن (99.99%) برای این منظور اهمیت زیادی دارد و بر کیفیت آنالیز تأثیر مستقیم می‌گذارد.

نیتروژن در جوشکاری: نیتروژن در جوشکاری به عنوان گاز محافظ استفاده می‌شود. این امر به حفظ پایداری حوضچه فلز مذاب در برابر عناصر موجود در جو از جمله اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن کمک می‌کند

چرا آرگون در طیف سنجی آلیاژ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد

آرگون در طیف سنجی آلیاژ‌ها به دلیل ویژگی‌های خاص آن مورد استفاده قرار می‌گیرد:

بی اثر بودن: آرگون یک گاز بی اثر است و در طول زمان جرقه زدن با عناصر موجود در آلیاژ واکنش نخواهد داد. این امر به شستشوی سطح و ایزوله کردن جو کمک می‌کند تا طیف سنج عناصر موجود در جو را تشخیص ندهد.

خلوص بالا: آرگون با خلوص بالا (۹۹/۹۹درصد) مورد استفاده قرار می‌گیرد تا ناخالصی‌های گاز حذف شوند. این امر به حذف خطا در نتایج آنالیز نمونه کمک می‌کند.

مهم برای طیف سنج‌های OES: آرگون برای طیف سنج‌های OES که عناصر نوری مانند کربن، فسفر، گوگرد و نیتروژن را آنالیز می‌کنند، مهم است. این عناصر طول موج زیر ۲۰۰ نانومتر دارند و آرگون به اپتیک طیف سنج اجازه می‌دهد تا از ۲۰۰ به پایین را ببیند.

قیمت نسبتاً پایین: قیمت گاز آرگون نسبتاً پایین است که استفاده از آن را در طیف سنجی آلیاژ‌ها اقتصادی می‌کند.

به طور کلی، آرگون به دلیل بی اثر بودن، خلوص بالا و قیمت نسبتاً پایین، گزینه ای ایده‌آل برای طیف سنجی آلیاژ‌ها است.

ناخالصی‌های گاز آرگون چگونه بر نتایج طیف سنجی تأثیر می‌گذارند

ناخالصی‌های گاز آرگون در طیف سنجی تأثیر مستقیم می‌گذارند. ناخالصی‌های گاز آرگون به دو صورت بر نتایج طیف سنجی تأثیر می‌گذارند:

جذب طول موج عناصر نمونه: ناخالصی‌های گاز آرگون طول موج عناصر نمونه آلیاژ را جذب می‌کنند و موجب بروز خطا در نتایج آنالیز نمونه می‌شوند. این امر به ویژه در طیف سنج های جرقه ای که طول موج زیر ۲۰۰ نانومتر را آنالیز می‌کنند، اهمیت دارد.

نشر عناصر نامربوط در محفظه جرقه: ناخالصی‌های گاز آرگون همچنین در محفظه جرقه نشر عناصر نامربوط می‌کنند که موجب بروز خطا در نتایج آنالیز نمونه می‌شود. از گاز خنثی برای حفاظت از قوس (جرقه) و جلوگیری از نشر عناصر نامربوط در محفظه جرقه استفاده می‌شود.

بنابراین، خلوص گاز آرگون مورد استفاده در دستگاه کوانتومتر از اهمیت زیادی برخوردار است و بر کیفیت آنالیز و عملکرد دستگاه تاثیر مستقیم می‌گذارد. استفاده از گاز آرگون با خلوص بالا بسیار مهم بوده و به حذف ناخالصی‌های گاز کمک می‌کند.

چگونه گاز اکسیژن در فرایند تولید فولاد استفاده می‌شود

گاز اکسیژن در فرایند تولید فولاد به سه مرحله ذوب، تصفیه و شکلدهی استفاده می‌شود:

ذوب

گاز اکسیژن در مرحله ذوب به کاهش ناخالصی‌های موجود در سنگ آهن و قراضه کمک می‌کند. این ناخالصی‌ها شامل کربن، گوگرد، فسفر و سیلیکون هستند. گاز اکسیژن با این ناخالصی‌ها واکنش داده و ترکیبات غیرقابل حل در فولاد تولید می‌کند که در نهایت از فولاد جدا می‌شوند.

تصفیه

پس از ذوب، فولاد خام حاوی مقادیری اکسیژن است. این اکسیژن باید از فولاد حذف شود تا خواص مکانیکی فولاد بهبود یابد. در روش تصفیه با گاز اکسیژن، اکسیژن به فولاد خام تزریق می‌شود. این اکسیژن با اکسیژن موجود در فولاد واکنش داده و ترکیبات غیرقابل حل تولید می‌کند که در نهایت از فولاد جدا می‌شوند.

شکلدهی

گاز اکسیژن در مرحله شکلدهی نیز کاربرد دارد. این عنصر برای کنترل خواص مکانیکی فولاد در هنگام شکلدهی استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در فرآیند نورد، اکسیژن به فولاد تزریق می‌شود تا مقاومت آن در برابر ترک افزایش یابد.

بنابراین، گاز اکسیژن در فرایند تولید فولاد به عنوان یک عنصر اصلی در کاهش ناخالصی‌ها، تصفیه و شکلدهی استفاده می‌شود.

چرا گاز اکسیژن در متالورژی به جای گاز آرگون استفاده نمی‌شود

گاز اکسیژن در متالورژی به جای گاز آرگون استفاده نمی‌شود زیرا اکسیژن به عنوان یک عنصر اکسنده قوی در فرآیندهای متالورژیکی نقش مهمی ایفا می‌کند. اکسیژن در فرآیندهای ذوب، تصفیه و شکلدهی فولاد نقش دارد و به کاهش ناخالصی‌ها و بهبود خواص مکانیکی کمک می‌کند. در مقابل، گاز آرگون به عنوان یک گاز بی اثر و غیرفعال در فرآیندهای متالورژیکی استفاده می‌شود. آرگون برای محافظت از حوضچه فلز مذاب در برابر عناصر موجود در جو و برای جوشکاری استفاده می‌شود. به همین دلیل، گاز اکسیژن در متالورژی به جای گاز آرگون استفاده نمی‌شود زیرا هر دو گاز برای کاربردهای مختلف در متالورژی استفاده می‌شوند