Mosiądz l63: przegląd, właściwości, cechy i cechy charakterystyczne

Wiele osób często zauważało błyszczące klamki na drzwiach wewnętrznych, złote żyrandole czy świeczniki. Wszystkie te elementy wykonane są ze stopu zwanego mosiądzem. W tym artykule przyjrzymy się temu bliżej właściwości i cechy charakterystyczne, Zwracając szczególną uwagę na klasę L63.

Czym jest mosiądz?

Mosiądz jest jednym z dwóch znanych stopów miedzi (drugim jest brąz). Jego bazą jest miedź, w której rozpuszcza się różne ilości cynku. Wiadomo, że miedź ma siatkę krystaliczną typu face-centred cubic (HCC). Z kolei czysty cynk tworzy heksagonalną, gęsto upakowaną strukturę. Obie sieci są niekompatybilne, więc w przypadku równych stężeń atomowych cynku i miedzi mogą powstawać tzw. mosiądze podwójne. Charakteryzują się one jednoczesnym występowaniem dwóch faz (roztworów stałych HCC i HPLC).

Jeśli uwaga do tabeli D. И. Z wykresu Mendelejewa wynika, że cynk w jest pod numer 30, a miedź to numer 29. Taka bliskość pozycji pierwiastków w układzie okresowym sugeruje, że mają one podobne promienie atomowe. Fakt ten pozwala, pomimo różnych struktur sieciowych, na tworzenie jednofazowych roztworów stałych, gdy zawartość miedzi w stopie przekracza 13,5%, co widać na poniższym diagramie fazowym Zn-Cu.

Jeśli więc głównym składnikiem jest miedź, to w warunkach równowagi istnieje tylko jedna faza - roztwór stały cynku w miedzi HCC.

Gatunek mosiądzu L63

Jest to jeden z najczęstszych stopów odlewanych w naszym kraju. Nie jest trudno zrozumieć, co oznaczają litery i cyfry w nazwie marki: "Л" - to sam mosiądz, a liczba 63 oznacza procentową zawartość głównego składnika, czyli miedzi. W rzeczywistości rzeczywistość może być nieco inna od tej liczby. Na przykład zawartość miedzi w mosiądzu L63 wynosi od 62% do 65%, zawartość cynku wynosi od 34,2% do 37,5%.

Praktycznie wszystkie gatunki mosiądzu można obrabiać w niskich temperaturach (pokojowych). Ta klasa nie jest wyjątkiem. Ze względu na swoje doskonałe właściwości mechaniczne może być stosowany w szerokim zakresie zastosowań, w tym w blachach, rurach i prętach o różnej grubości.

Warto wspomnieć, że ten gatunek mosiądzu jest łatwy do polerowania, dlatego wiele wykonanych z niego wyrobów jubilerskich nabiera złotego koloru i połysku.

Jedną z głównych zalet mosiądzu L63 jest jego względna taniość w porównaniu z innymi stopami o wyższej zawartości miedzi.

Charakterystyka L63

Czysta miedź jest znana jako dość miękki materiał. Jego wytrzymałość na ścinanie wynosi 210 MPa. Zastąpienie jednej trzeciej atomów miedzi w sieci fcc atomami cynku oraz pewna obróbka cieplna mosiądzu prowadzi do wzrostu jego wytrzymałości mechanicznej na ścinanie do 240 MPa.

Jeszcze jedną zaletą mosiądzu L63 właściwości nad właściwości miedzi jest jego wyższa twardość w tym samym czasie jest ciągliwy. Należy pamiętać, że w przypadku niewłaściwego przetwarzania, takiego jak nieodpowiednie wyżarzanie, w danym produkcie mogą pojawić się drugie fazy na bazie cynku. Mosiądz dwufazowy prowadzi do znacznego pogorszenia właściwości mechanicznych i wytrzymałościowych właściwości technologiczne. W szczególności, stop staje się kruchy i praktycznie traci swoje właściwości plastyczne.

To, co odróżnia mosiądz od innych metali, to brak powstawania iskier podczas uderzeń mechanicznych. Ta właściwość pozwala na wykorzystanie L63 do produkcji opakowań do przechowywania i transport substancji łatwopalnych.

Jeśli wadą tego gatunku w porównaniu do czystej miedzi, warto wspomnieć o niewielkim spadku wytrzymałości na uderzenia. Ponadto mosiądz L63 jest słabym przewodnikiem elektryczności i ciepła.

Ciężar właściwy stopu

Przypomnijmy, że gęstość to wielkość równa stosunkowi masy ciała do objętości, jaką zajmuje ono w przestrzeni. Gęstość oblicza się według następującego wzoru:

ρ = m/V.

W przypadku stopów wieloskładnikowych, w których występuje proste wymieszanie pierwiastków chemicznych o niskiej entalpii tworzenia, do wyznaczenia ich gęstości można zastosować następujący wzór:

ρ = ∑_im_i/∑_i(m_i/ρ_i).

Gdzie m_i oraz ρ_i - masa i gęstość i-tego składnika w mieszaninie.

Korzystając z tego wzoru możemy obliczyć ciężar właściwy mosiądzu L63. Jeśli zapiszemy ρ dla dwóch składników, otrzymamy następujące równanie

ρ = ρ_zn*ρ_cu/(ρ_zn + x*(ρ_cu-ρ_zn), gdzie x = m_zn/(m_zn+m_cu).

Parametr x reprezentuje ułamek masowy cynku w stopie. Ponieważ masy atomów składników mosiądzu są zbliżone do siebie, możemy przyjąć, że ułamek masy jest atomowy. Jeśli weźmiemy jako przykład skład 63 % Cu i 37 % Zn i założymy, że ρ_cu = 8960 kg/m³ oraz ρ_zn = 7140 kg/m³, otrzymujemy wartość ρ = 8188 kg/m³.

Przechodząc do eksperymentalnej wartości gęstości mosiądzu L63 widzimy, że odpowiada ona 8440 kg/m³ w temperaturze pokojowej. Rozbieżność z wynikiem teoretycznym wynika z dwóch głównych czynników:

• istnieje pewna ujemna entalpia mieszania składników w tworzeniu stopu;
• zawiera zanieczyszczenia metalami cięższymi.

Cechy szczególne obróbki cieplnej i odporności na korozję

Przedmiotowy produkt topi się w temperaturze 906^oC. Między 750^oC do 880^oC nadal wykazuje dobrą plastyczność, więc może być obrabiane. Ważnym etapem w produkcji stopu L63 jest wyżarzanie, które odbywa się w zakresie 550-650^oC. W wyniku tego zabiegu powstają dwa podstawowe procesy:

• usuwane są naprężenia mechaniczne;
• fazy metastabilne rozpuszczają się tworząc strukturę jednofazową.

Obecność naprężeń mechanicznych jest bardzo niepożądana dla L63. Wiadomo, że dodatek cynku do miedzi znacznie poprawia jej odporność na korozję, dlatego cały mosiądz jest stopem raczej pasywnym chemicznie. Pogarszają się z czasem tylko w agresywnych mediach, np. w kwasach chlorowych i azotowych. Jednak obecność naprężeń w konstrukcjach mosiężnych znacznie zmniejsza ich odporność na korozję.

Ze względu na powstawanie wyżej wymienionych naprężeń nie zaleca się szybkiego cięcia produktów L63.

Aplikacje

Rozważany gatunek mosiądzu jest szeroko stosowany do produkcji taśmy, pręty, blachy i rury. Stop ten jest również używany do nitowania drutów.

Podsumowując, L63 jest stosowany wszędzie tam, gdzie w produkcji części wymagane jest znaczne odkształcenie na zimno. Wykonuje się z niego gniazda, zbiorniki i różne elementy dekoracyjne.