Ingot - Ingot
En göt är en bit av relativt rent material, vanligtvis metall , som gjuts till en form som är lämplig för vidare bearbetning. Inom ståltillverkning är det det första steget bland halvfärdiga gjutprodukter . Ingots kräver vanligtvis en andra procedur för formning, såsom kall/varm bearbetning, skärning eller fräsning för att producera en användbar slutprodukt. Icke-metalliska och halvledarmaterial framställda i bulkform kan också kallas göt, särskilt vid gjutning med mögelbaserade metoder. Ädelmetallgöt kan användas som valuta (med eller utan att bearbetas till andra former), eller som valutareserv, som med guldstänger .
Typer
Ingots är vanligtvis gjorda av metall, antingen rena eller legerade, uppvärmda förbi dess smältpunkt och gjutna i en bar eller ett block med hjälp av en formkylningsmetod.
Ett specialfall är polykristallina eller enkristalliga götar gjorda genom att dra från en smält smälta.
Enstaka kristall
Enstaka kristallgöt (kallade boules ) av material odlas (kristalltillväxt) med hjälp av metoder som Czochralski -processen eller Bridgeman -teknik .
Bouleerna kan antingen vara halvledare (t.ex. elektroniska chipskivor , solceller ) eller icke-ledande oorganiska föreningar för industri- och smyckesbruk (t.ex. syntetisk rubin, safir).
Enstaka kristallgöt av metall framställs på liknande sätt som det som användes för att producera halvledargöt med hög renhet, dvs genom vakuuminduktionsraffinering. Enstaka kristallgöt av konstruktionsmetaller är av intresse på grund av deras mycket höga hållfasthet på grund av brist på korngränser . Produktionsmetoden är via enkristall dendrit och inte via enkel gjutning. Möjliga användningsområden inkluderar turbinblad .
Kopparlegeringar
I USA startade mässings- och bronsgötindustrin i början av 1800 -talet. Den amerikanska mässingsindustrin växte till producent nummer ett på 1850 -talet. Under kolonialtiden var mässings- och bronsindustrin nästan obefintliga eftersom britterna krävde att all kopparmalm skulle skickas till Storbritannien för bearbetning. Kopparbaserade legeringstänger vägde cirka 9,1 kg.
Tillverkning
Ingots tillverkas genom kylning av en smält vätska (känd som smältan) i en form. Tillverkning av göt har flera syften.
För det första är formen utformad för att helt stelna och bilda en lämplig kornstruktur som krävs för senare bearbetning, eftersom strukturen som bildas genom kylning av smältan styr materialets fysikaliska egenskaper.
För det andra är formens storlek och storlek utformad för att möjliggöra enkel hantering av göt och nedströms bearbetning. Slutligen är formen utformad för att minimera smältavfall och underlätta utmatning av götet, eftersom förlorad antingen smälta eller göt ökar tillverkningskostnaderna för färdiga produkter.
Det finns en mängd olika utföranden för formen, som kan väljas för att passa de fysikaliska egenskaperna hos vätskesmältan och stelningsprocessen. Formar kan existera i den övre, horisontella eller nedifrån och upp och kan vara räfflade eller platta väggar. Den räfflade konstruktionen ökar värmeöverföringen på grund av en större kontaktyta. Formar kan antingen vara massiva "massiva", sandgjutna (t.ex. för råjärn) eller vattenkylda skal, beroende på värmeöverföringskrav. Götformar är avsmalnande för att förhindra sprickbildning på grund av ojämn kylning. En spricka eller tomrum bildas när vätskan till den fasta övergången har en associerad volymförändring för en konstant materialmassa. Bildandet av dessa götdefekter kan göra gjutgötet värdelöst och kan behöva smältas om, återvinnas eller kasseras.
Den fysikaliska strukturen hos ett kristallint material bestäms till stor del av metoden för kylning och utfällning av den smälta metallen. Under hällningsprocessen svalnar metall i kontakt med götväggarna snabbt och bildar antingen en kolonnstruktur eller möjligen en "kylzon" av ekvivalent dendriter , beroende på vätskan som kyls och formens kylhastighet .
För en topphällad göt, när vätskan svalnar inuti formen, orsakar olika volymeffekter att vätskans övre del avtar och lämnar en krökt yta vid formytan som så småningom kan behöva bearbetas från götet. Formkylningseffekten skapar en framåtgående stelningsfront, som har flera associerade zoner, närmare väggen finns en fast zon som drar värme från stelnande smältan, för legeringar kan det finnas en "grötig" zon, som är resultatet av fast -flytande jämviktsregioner i legeringens fasdiagram och ett vätskeområde. Hastigheten på framsteg framåt styr tiden som dendriter eller kärnor måste bildas i stelningsregionen. Bredden på den grötiga zonen i en legering kan styras genom att ställa in formens värmeöverföringsegenskaper eller justera kompositionerna av flytande smältlegeringar.
Kontinuerliga gjutningsmetoder för götbearbetning finns också, varigenom en stationär front av stelning bildas genom kontinuerligt avtagning av kyldt fast material och tillsats av en smält vätska till gjutprocessen.
Cirka 70 procent av aluminiumgötarna i USA gjuts med hjälp av direktkylningsprocessen , vilket minskar sprickbildning. Totalt 5 procent av göt måste skrotas på grund av spänningsinducerade sprickor och rumpdeformation.
Historiska götar
Forntida kopparoxidgöt från Zakros, Kreta . Götet formas i form av ett djurhud, en typisk form av koppargöt från dessa tider.
Blygott från romerska Storbritannien visas på Wells and Mendip Museum .
Plankonvexa götar är utbredda arkeologiska artefakter som studeras för att ge information om metallurgins historia .
Se även
- Bullion
- Guldtacka
- Oxhide göt
- Sycee , traditionella kinesiska göt
- Tenn göt
- Wafer etsning
Referenser
Vidare läsning
- Chalmers, Bruce (1977). Principerna för stelning . Huntington, New York: Robert E. Krieger Publishing Company. ISBN 0-88275-446-7.
- Schlenker, BR (1974). Introduktion till material . Jacaranda Press.
externa länkar
-
Media relaterade till Ingots på Wikimedia Commons
