Đồng thau kim loại dễ uốn - một sự lạc đề lịch sử, tính chất cơ bản, đặc điểm và hình ảnh của hợp kim

Đồng thau là một vật liệu kim loại dựa trên đồng và kẽm thành phần hợp kim. Hợp kim có thể chứa các nguyên tố chì, sắt, niken. Đôi khi thiếc có mặt, nhưng với số lượng nhỏ. Theo bảng luyện kim, đồng thau không thuộc nhóm đồng thau.

Câu chuyện

Nguyên tố hóa học kẽm được phát hiện vào thế kỷ 16, nhưng kim loại màu vàng đã được nhân loại biết đến nhiều thế kỷ trước thời điểm đó. Các dân tộc cổ đại sống ở khu vực phía nam Biển Đen đã kết hợp đồng với quặng smithsonite, kẽm để thu được hợp kim đồng thau.

Vào thời của chính trị gia La Mã Augustus, đồng thau được gọi là " phấn phấn ", nghĩa đen là "đồng vàng". Kim loại màu vàng tương tự như vàng, tiền xu La Mã cổ đại được in từ nó, đồ trang sức và đồ gia dụng được làm ra.

Vào cuối thế kỷ 18, nhà khoa học người Anh D. Emerson đã thu được đồng thau bằng cách hợp kim đồng với kẽm công nghiệp. Ông đã cấp bằng sáng chế cho phương pháp này và nhận được bằng sáng chế của Anh. Vào thế kỷ 18, trước khi đồng thau được sử dụng rộng rãi trong luyện kim, nó đã được dùng để làm giả vàng ở Tây Âu và Nga.

Các đặc điểm chính của đồng thau

Đồng thau kết hợp các đặc tính tích cực và lợi thế của kim loại composite.Các nhà luyện kim sử dụng vật liệu này trong công nghiệp để cải thiện các tính chất của kim loại mạnh hơn so với riêng lẻ. Kim loại màu vàng có khả năng chống lại các quá trình ăn mòn, tăng cường độ và có thể ở trong dung dịch nước và kiềm trong một thời gian dài mà không bị hư hại.

Tính chất hóa học

Cấu trúc của đồng thau được hình thành bởi hai thành phần cổ điển - kẽm, đồng. Trong phiên bản truyền thống, tỷ lệ đồng không vượt quá 70% và kẽm - 30%. Một số loại đồng thau công nghệ đã được phát triển, trong đó hàm lượng kẽm ít hơn, chỉ 48%. Trong ngành thép, gần một nửa lượng kẽm được sử dụng được thu hồi từ chất thải và tái chế.

Có hai loại đồng thau với sự khác biệt về cấu trúc bên trong và thành phần hóa học:

• loại alpha (một pha), hàm lượng kẽm 35%;
• loại alpha-beta (hai pha), bằng hợp kim gồm 50% kẽm và 6% chì.

Đặc điểm bên ngoài của đồng thau tương tự như một số nhãn hiệu đồng thau, nhưng không thuộc về vật liệu đồng.

Thành phần của các loại hợp kim đồng thau đặc biệt có chứa thiếc với tỷ lệ nhỏ. Nó được sử dụng như một thành phần hợp kim để cải thiện tính chất của kim loại. Ngoài thiếc, thành phần hóa học của đồng thau có thể chứa chì, niken, mangan và các kim loại khác có thể cải thiện các đặc tính của vật liệu.

Tính chất vật lý

Các đặc tính của đồng thau phụ thuộc vào các nguyên tố hợp kim bổ sung được thêm vào để cải thiện các thông số của quy trình. Ví dụ, giá trị mật độ thay đổi trong khoảng 8300-8700 kg/m3.

Các tính chất vật lý chính của đồng thau là:

• nhiệt dung riêng khi đun nóng đến 20 C là 0,377 kJ kg−1 K−1;
• điện trở cụ thể 0,07 * 10−6 Ohm m;
• không phải là chất sắt từ, không có đặc tính từ khi tiếp xúc với nhiệt độ tới hạn;
• điểm nóng chảy trung bình 900 độ;
• khả năng chống ăn mòn và phá hủy cao;
• bền chặt;
• nhựa,
• rèn và gia công rất tốt;
• chống lại sự thay đổi nhiệt độ.

Đồng thau như một tập đoàn của một số kim loại có độ dẫn điện yếu. Kim loại tổng hợp tạo ra sự biến dạng của mạng tinh thể. Các trường điện áp kết quả tạo thành điện trở suất. Bản thân đồng là một chất dẫn điện tuyệt vời, vì vậy tất cả các dây dẫn đều bằng đồng.

Điểm nóng chảy của hợp kim đồng thau phụ thuộc vào tỷ lệ kẽm. Càng nhiều kẽm thì càng dễ nấu chảy đồng thau.

Kim loại cán bằng đồng thau tiếp xúc tốt với hồ quang và hàn khí. Cũng đánh bóng, cán. Chống lại thời tiết tốt hơn đồng nguyên chất.

Việc bổ sung bismuth và chì vào hợp kim đồng thau làm giảm đặc tính đàn hồi của kim loại, khiến nó trở nên giòn khi tiếp xúc với nhiệt độ cao (ở 500 độ).

Ảnh hưởng của các yếu tố cấu thành

Để mở rộng phạm vi sử dụng đồng thau và cải thiện tính chất của nó, các thành phần hợp kim được thêm vào hợp kim. Mỗi yếu tố cấu thành có một tác dụng cụ thể:

• silicon làm giảm giá trị độ cứng, làm cho vật liệu kém bền hơn nhưng có khả năng chống mài mòn khi ma sát kéo dài;
• mangan làm tăng sức mạnh và khả năng chống ăn mòn;
• thiếc, nhôm và sắt với tỷ lệ nhỏ được thêm vào hợp kim cùng với mangan để cải thiện giá trị cường độ;
• chì gần như không còn được thêm vào như một nguyên tố hợp kim, nó làm giảm tính chất cơ học của hợp kim, làm giảm độ dẻo, độ đàn hồi;
• niken làm tăng khả năng chống ăn mòn và giúp kim loại có thể sử dụng trong môi trường kiềm;
• nhôm, oxit nhôm tạo ra một lớp phủ bảo vệ trên bề mặt kim loại, ngăn chặn các quá trình oxy hóa có tác dụng phá hủy;
• thiếc là một kim loại nhẹ, việc bổ sung nó giúp cải thiện các thông số về độ bền và khả năng chống ăn mòn.

Một hợp kim với thiếc được sử dụng rộng rãi để tạo ra các bộ phận cho các con tàu hoạt động liên tục trong nước biển.

Phương pháp sản xuất

Đồng thau là một trong những tập đoàn đáp ứng tốt với các phương pháp gia công - rèn, dập. Ở nhiệt độ nóng chảy thấp, kim loại có đặc tính chảy tốt nên được sử dụng rộng rãi trong các xưởng đúc.

Khi nấu chảy đồng thau, kẽm tích cực bay hơi.

Trong ngành luyện kim, đồng thau được khai thác trong các thùng chứa chịu lửa đặc biệt (nồi kim loại), trong các lò nấu chảy, trong đó nhiệt được truyền bằng bức xạ từ các sản phẩm khí của quá trình đốt cháy nhiên liệu. Trong lò, quá trình nóng chảy diễn ra trong thời gian ngắn và tiêu thụ năng lượng tiết kiệm.

Ứng dụng hợp kim

Vào thời cổ đại, đồng thau được sử dụng làm đồ trang sức vì nó giống với vàng tự nhiên. Do tính dẻo và khả năng rèn dễ uốn tốt, tiền xu đã được in từ nó, đồ trang sức và vỏ được làm từ nó.

Hợp kim đồng thau được cải thiện bằng cách thêm các thành phần kim loại khác để cải thiện các đặc tính của kim loại cuộn và mở rộng khả năng sử dụng nó trong môi trường khắc nghiệt (trong đóng tàu, trong các cửa hàng hóa chất).

trong xây dựng

Kim loại màu vàng từ lâu đã trở thành một vật liệu có giá trị để tạo ra các bộ phận cho hệ thống ống nước, đường ống, thiết bị và để xây dựng các cấu trúc khác nhau. Làm từ kim loại màu vàng

• ốc vít (bu lông và đai ốc, ống nhánh, bộ phận đóng dấu);
• sản phẩm cho kết cấu công trình nhiệt, thiết bị, dụng cụ, đường ống bình ngưng;
• các bộ phận hệ thống ống nước (máy trộn vòi, khớp nối, tees, phụ kiện);
• phụ kiện nội thất (tay nắm cửa, ghim, bản lề cửa).

Tính chất cơ học, khả năng chống ẩm, độ bền và giá cả phải chăng cho phép sử dụng kim loại màu vàng trong nhiều lĩnh vực khác nhau mà không sợ vật liệu bị xẹp hoặc rỉ sét.

Ứng dụng trong đồng hồ và nghệ thuật

Trong ngành công nghiệp đồng hồ, đồng thau đã được sử dụng đặc biệt rộng rãi do các đặc tính linh hoạt, dễ uốn và chi phí thấp. Các sản phẩm làm bằng kim loại màu vàng trông có vẻ đẹp và cơ chế đồng hồ hoạt động đáng tin cậy trong nhiều năm. Vật liệu không bị rỉ sét, không bị oxy hóa, chịu được thời gian dài trong môi trường ẩm ướt, không bị ăn mòn bởi các quá trình.

Trong nghệ thuật trang trí, đồng thau được đánh giá cao nhờ khả năng tạo ra các tác phẩm thiết kế riêng với tác dụng của sự hiện diện của vàng. Để tạo đồ trang sức, các hợp kim đồng thau hai thành phần trang trí như vậy được sử dụng:

• xanh (kẽm 40%);
• tompak vàng (kẽm 25%);
• màu vàng cổ điển (kẽm 33%).

Đồng thau là một hợp kim có đặc tính độc đáo. Được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các thiết kế sử dụng trong điều kiện môi trường khó khăn và môi trường xâm thực. Đồ trang sức bằng đồng thau trông sang trọng và nếu được chăm sóc đúng cách sẽ không mất đi vẻ đẹp trong nhiều năm.

Hình ảnh đồng thau