Mosaz

Mosaz  je dvousložková nebo vícesložková slitina na bázi mědi , kde hlavní legující složkou je zinek , někdy s přídavkem cínu (méně než zinek, jinak získáte tradiční cínový bronz ), niklu , olova , manganu , železa a dalších prvků. Podle hutnického zařazení nepatří mezi bronzy.

Slitiny mědi a zinku jsou tvrdší než původní kovy. Používají se k výrobě spotřebičů, součástí strojů a předmětů pro domácnost.

Historie a původ jména

Navzdory tomu, že zinek jako chemický prvek byl objeven až v 16. století , mosaz byla známa již před naším letopočtem [4] [5] . Mossinoidi jej získali tavením mědi s galmei [6] , tedy se zinkovou rudou. V Anglii byla mosaz poprvé získána legováním mědi kovovým zinkem, tato metoda byla patentována 13. července 1781 Jamesem Emersonem (britský patent č. 1297) [7] [8] . V 19. století se mosaz používala jako padělané zlato v západní Evropě a Rusku .

V době Augusta v Římě se mosazi říkalo orichalcum. ( lat.  aurichalcum  - doslova "zlatá měď"), byly z ní raženy sestercie a dupondie . Orichalcum získalo své jméno podle barvy slitiny, podobné barvě zlata. Avšak v samotné římské říši, před dobytím Británie v 1. století našeho letopočtu. E. mosaz se nevyráběla, protože Římané neměli přístup ke zdrojům zinku (který se objevil a začal se rozvíjet až po vytvoření provincie Británie jako součásti impéria), předtím mohl zinek dovážet pouze helénština a římských obchodníků nedocházelo v kontinentální Evropě a ve Středomoří k vlastní těžbě [9] .

Vlastnosti a typy

Celková světová poptávka po zinku pro výrobu mosazi je v současné době asi 2,1 mil. t. Současně 1 mil. tun primárního zinku, 600 tis. tun zinku získaného z odpadu vlastní výroby a 0,5 mil. materiály se používají při výrobě . Více než 50 % zinku použitého při výrobě mosazi se tedy získává z odpadu. Technické mosazi obvykle obsahují až 48-50 % zinku. Podle obsahu zinku se rozlišuje mosaz alfa a mosaz alfa + beta. Jednofázové alfa mosazi (až 35 % zinku) se dobře deformují v teplých i studených podmínkách. Dvoufázové mosazi alfa + beta (až 47-50 % zinku) mají zase nízkou plasticitu ve studeném stavu. Obvykle se zpracovávají za tepla při teplotách v oblasti alfa nebo alfa+beta. Ve srovnání s mosazí alfa mají duplexní mosazi větší pevnost a odolnost proti opotřebení s menší tažností. Dvojité mosazi jsou často legovány hliníkem, železem, hořčíkem, olovem nebo jinými prvky. Takové mosazi se nazývají speciální nebo vícesložkové. Legující prvky (kromě olova) zvyšují pevnost (tvrdost), ale snižují tažnost mosazi. Obsah olova v mosazi (až 4 %) usnadňuje řezání a zlepšuje vlastnosti proti tření. Hliník, zinek, křemík a nikl zvyšují odolnost mosazi proti korozi. Přídavek železa, niklu a hořčíku do mosazi zvyšuje její pevnost.

Fyzikální vlastnosti

• Hustota  - 8500-8700 kg / m³.
• Měrná tepelná kapacita při 20 °C je 0,377 kJ kg −1 K −1 .
• Elektrický odpor  - (0,07-0,08)⋅10 −6 Ohm m.
• Není to feromagnet .
• Teplota tání mosazi v závislosti na složení dosahuje 880–950 °C. S rostoucím obsahem zinku klesá bod tání. Mosaz se docela dobře svařuje různými druhy svařování, včetně svařování plynem a obloukem v prostředí ochranného plynu, a válcová. Technologie svařování mosazi jsou popsány v příslušné literatuře. Povrch mosazi, pokud není lakovaný, sice na vzduchu zčerná, ale ve velkém odolává působení atmosféry lépe než měď. Je žluté barvy a dobře se leští.
• Bismut a olovo mají škodlivý vliv na mosaz, protože snižují schopnost deformace za tepla. Přesto se k získávání volných třísek používá legování olova, což usnadňuje jeho řezání [10] .

Stavový diagram Cu-Zn

Měď se zinkem tvoří kromě hlavního α-roztoku řadu fází elektronového typu β, γ, ε. Nejčastěji se struktura mosazi skládá z α- nebo α + β'- fází: α-fáze je pevný roztok zinku v mědi s fcc krystalovou mřížkou mědi a β'-fáze je uspořádaný pevný roztok založený na chemická sloučenina CuZn s koncentrací elektronů 3/ 2 a primitivní elementární článek.

Při vysokých teplotách má β-fáze neuspořádané uspořádání ([bcc]) atomů a širokou oblast homogenity. V tomto stavu je β-fáze plastická. Při teplotách pod 454–468 °C se uspořádání atomů mědi a zinku v této fázi stává uspořádaným a označuje se β'. Fáze β' je na rozdíl od β-fáze tvrdší a křehčí; γ-fáze je elektronová sloučenina Cu 5 Zn 8 .

Jednofázové mosazi se vyznačují vysokou plasticitou; β'-fáze je velmi křehká a tvrdá, proto mají dvoufázové mosazi vyšší pevnost a nižší tažnost než jednofázové.

Obsah zinku v mědi ovlivňuje mechanické vlastnosti žíhaných mosazí.

S obsahem zinku až 30 % se současně zvyšuje pevnost i tažnost. Poté se plasticita snižuje, nejprve kvůli komplikaci α-pevného roztoku, a poté dochází k jejímu prudkému poklesu v důsledku výskytu křehké β'-fáze ve struktuře. Pevnost se zvyšuje až na asi 45 % zinku a poté klesá stejně prudce jako tažnost.

Většina mosazi funguje dobře s tlakem. Jednofázové mosazi jsou zejména plastové. Deformují se při nízkých a vysokých teplotách. V teplotním rozmezí 300–700 °C však existuje zóna křehkosti, proto se mosaz při takových teplotách nedeformuje.

Dvoufázové mosazi jsou tvárné při zahřátí nad β'-transformační teplotu, zejména nad 700 °C, kdy se jejich struktura stává jednofázovou (β-fází). Pro zlepšení mechanických vlastností a chemické odolnosti mosazi se do nich často zavádějí legující prvky: hliník (Al), nikl (Ni), mangan (Mn), křemík (Si) atd.

Pořadí značení

SSSR a Rusko

V SSSR, Rusku a některých postsovětských zemích existují GOST pro složení mosazných slitin a jejich značení:

• GOST 15527 Slitiny mědi a zinku (mosaz), zpracované tlakem. Známky
• GOST 17711 Slitiny mědi a zinku (mosaz). Známky

Systém označení je odlišný pro tlakově upravenou (GOST 15527) a slévárenskou (GOST 17711) mosaz. U tlakově zpracované mosazi nejprve následuje písmeno „L“, po němž následují všechna písmena normalizovaných prvků kromě zinku, a poté seznam číslic procenta prvků ve stejném pořadí, kromě zinku. Obsah zinku a nežádoucích nečistot je zbytková hmota do 100 %. Například:

• L70 - mosaz obsahující 70% mědi. Zbytek je zinek a nečistoty.
• LAZH60-1-1 - mosaz s 60% mědi, legovaná 1% hliníku (A) a 1% železa (G). Zbývajících až 100 % tvoří zinek a nečistoty.

U slévárenských mosazí (GOST 17711) je průměrné procento slitinových složek umístěno bezprostředně za písmenem označujícím její název. Obsah zinku je zároveň prvním, který se normalizuje, proto slévárenské třídy začínají písmeny „LC“. Podíl mědi a nežádoucích nečistot se počítá jako zbytek do 100 %. Například:

• LTS40Mts1.5 - mosaz obsahuje 40% zinku (C) a 1,5% manganu (Mc). Zbývajících až 100 % tvoří měď a nečistoty.

Aplikace

Tvářená mosaz

Tombac ( francouzsky  tombac , z malajštiny tambaga  - měď ) - dvojitá mosaz obsahující až 20% Zn, se nazývají tompak (mosaz obsahující 14-20% Zn - semi-tompak) ( http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/ lat ). Má vysokou tažnost , antikorozní a kluzné vlastnosti, dobře se svařuje s ocelí . Používá se k výroběocelo-mosazného bimetalu . Díky své zlaté barvě se tompak používá k výrobě uměleckých výrobků, insignií a doplňků.

Litá mosaz

• korozivzdorný,
• obvykle s dobrými vlastnostmi proti tření
• dobré mechanické, technologické vlastnosti
• dobrá tekutost
• malý sklon k segregaci

Slitiny šperků

Poznámky

1. ↑ https://www.simetric.co.uk/si_metals.htm
2. ↑ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diagramme_binaire_Cu_Zn_laiton.svg
3. ↑ (nespecifikovaný název) - ISBN 2-8293-0216-8
4. ↑ Dzhua M. "History of Chemistry", z italštiny přeložil G.V. Bykov, editoval S.A. Pogodin. - Moskva: Mir. Úvodník chemické literatury, 1975.
5. ↑ Zinek: historie objevu prvku . Získáno 10. ledna 2017. Archivováno z originálu 10. ledna 2017. (neurčitý)
6. ↑ Galmey // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona  : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.
7. ↑ Woodcroft B. Předmětový index (vytvořený pouze z titulů) patentů na vynálezy, od 2. března 1617 (14 Jakuba I.), do 1. října 1852 (16 Victoriae  ) . - Londýn, 1857. - S. 444.
8. ↑ IV. Specifikace Mr. Emersonův patent na výrobu mosazi s mědí a kouzlem // The Repertory of Arts, Manufactures, and Agriculture  (anglicky) . - Londýn, 1796. - Sv. V.-P. 24-25.
9. ↑ Host, Edwin . Za určitých zahraničních podmínek, přijatých našimi předky před jejich usazením na Britských ostrovech (část II) Archivováno 27. září 2018 na Wayback Machine . // Sborník Filologické společnosti . - Londýn, 11. června 1852. - Sv. 5 - ne. 124 - S. 188-189.
10. ↑ [bse.sci-lib.com/article089370.html Automatická dechovka] - článek z Velké sovětské encyklopedie  (3. vydání)

Literatura

• Brass // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona  : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.

Odkazy

• Technické informace

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Skvělý norský Velký Rus Britannica (online) Treccani
V bibliografických katalozích	BNF : 119830963 GND : 4169517-3 J9U : 987007282524705171 LCCN : sh85016431