Brass L63: επισκόπηση, ιδιότητες, προδιαγραφές και χαρακτηριστικά

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 13:52

Πολλοί άνθρωποι έχουν συχνά παρατηρήσει λαμπερά χερούλια σε εσωτερικές πόρτες, χρυσούς πολυελαίους ή κηροπήγια. Όλα αυτά τα στοιχεία είναι κατασκευασμένα από ένα κράμα που ονομάζεται ορείχαλκος. Σε αυτό το άρθρο, θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του, δίνοντας ιδιαίτερη προσοχή στη μάρκα L63.

Τι είναι ο ορείχαλκος;

Ο ορείχαλκος είναι ένα από τα δύο γνωστά κράματα χαλκού (το άλλο είναι μπρούτζος). Η βάση του είναι ο χαλκός, στον οποίο διαλύονται διαφορετικές ποσότητες ψευδαργύρου. Όπως είναι γνωστό, ο χαλκός έχει ένα επικεντρωμένο κυβικό κρυσταλλικό πλέγμα (fcc). Με τη σειρά του, ο καθαρός ψευδάργυρος σχηματίζει μια εξαγωνική κλειστή δομή (hcp). Και τα δύο πλέγματα είναι ασύμβατα, επομένως, στην περίπτωση ίσων ατομικών συγκεντρώσεων ψευδαργύρου και χαλκού, μπορούν να σχηματιστούν οι λεγόμενοι διπλοί ορείχαλκος. Χαρακτηρίζονται από την ταυτόχρονη ύπαρξη δύο φάσεων (στερεά διαλύματα fcc και hcp).

Αν προσέξετε τον πίνακα του D. I. Mendeleev, θα παρατηρήσετε ότι ο ψευδάργυρος βρίσκεται στον αριθμό 30 και ο χαλκός στον αριθμό 29.έχουν παρόμοιες ατομικές ακτίνες. Αυτό το γεγονός επιτρέπει, παρά τα διαφορετικά κρυσταλλικά πλέγματα, να σχηματίζονται μονοφασικά στερεά διαλύματα όταν η περιεκτικότητα σε χαλκό στο κράμα υπερβαίνει το 13,5%, όπως φαίνεται από το παρουσιαζόμενο διάγραμμα φάσης Zn-Cu.

Έτσι, εάν ο χαλκός είναι το κύριο συστατικό, τότε υπό συνθήκες ισορροπίας υπάρχει μόνο μία φάση - ένα στερεό διάλυμα ψευδαργύρου σε fcc χαλκό.

Ορείχαλκος μάρκας L63

Πρόκειται για ένα από τα πιο κοινά κράματα που χυτεύονται στη χώρα μας. Δεν είναι δύσκολο να καταλάβουμε τι σημαίνουν το γράμμα και οι αριθμοί στην επωνυμία: "L" είναι στην πραγματικότητα ορείχαλκος, ο αριθμός 63 δείχνει το ποσοστό του κύριου συστατικού, δηλαδή του χαλκού. Στην πραγματικότητα, η πραγματικότητα μπορεί να διαφέρει ελαφρώς από το υποδεικνυόμενο σχήμα. Έτσι, στη σύνθεση του ορείχαλκου L63, η ποσότητα του χαλκού κυμαίνεται από 62% έως 65%, και ο ψευδάργυρος στο κράμα περιέχει από 34,2% έως 37,5%.

Σχεδόν όλος ο ορείχαλκος είναι καλά επεξεργασμένος σε χαμηλές θερμοκρασίες (δωμάτιου). Η εν λόγω μάρκα δεν αποτελεί εξαίρεση. Λόγω των εξαιρετικών μηχανικών ιδιοτήτων του, χρησιμοποιείται για την παραγωγή μεγάλης γκάμα εξαρτημάτων, συμπεριλαμβανομένων λεπτών φύλλων, σωλήνων και ράβδων διαφόρων πάχους.

Θα πρέπει επίσης να αναφερθεί ότι το προϊόν της εν λόγω μάρκας γυαλίζεται εύκολα, έτσι πολλά κοσμήματα που κατασκευάζονται από αυτό έχουν χρυσαφί χρώμα και λαμπερή απόχρωση.

Ένα από τα σημαντικά πλεονεκτήματα του ορείχαλκου L63 είναι η σχετική φθηνότητα του σε σύγκριση με άλλα κράματα που περιέχουνπερισσότερο χαλκό.

Χαρακτηριστικά L63

Όπως γνωρίζετε, ο καθαρός χαλκός είναι ένα αρκετά μαλακό υλικό. Η διατμητική του αντοχή είναι 210 MPa. Η αντικατάσταση του ενός τρίτου των ατόμων χαλκού στο πλέγμα fcc με άτομα ψευδαργύρου, καθώς και μια ορισμένη θερμική επεξεργασία του ορείχαλκου, οδηγούν σε αύξηση της μηχανικής αντοχής του σε διάτμηση έως και 240 MPa.

Ένα άλλο πλεονέκτημα των χαρακτηριστικών του ορείχαλκου L63 έναντι των ιδιοτήτων του χαλκού είναι η υψηλότερη σκληρότητά του ενώ διατηρεί την ολκιμότητα. Σημειώστε ότι σε περίπτωση ακατάλληλης επεξεργασίας, για παράδειγμα, ανεπαρκούς ανόπτησης, ενδέχεται να εμφανιστούν δεύτερες φάσεις με βάση τον ψευδάργυρο στο προϊόν της υπό εξέταση ποιότητας. Ο διφασικός ορείχαλκος οδηγεί σε σημαντική υποβάθμιση των μηχανικών και τεχνολογικών ιδιοτήτων. Συγκεκριμένα, το κράμα γίνεται εύθραυστο και πρακτικά χάνει την ολκιμότητα του.

Η διαφορά μεταξύ ορείχαλκου και άλλων μετάλλων είναι η απουσία σπινθήρα κατά τη διάρκεια μηχανικών κραδασμών. Αυτή η ιδιότητα επιτρέπει τη χρήση του L63 στην παραγωγή δοχείων για την αποθήκευση και τη μεταφορά εύφλεκτων ουσιών.

Αν μιλάμε για τα μειονεκτήματα αυτής της ποιότητας σε σύγκριση με τον καθαρό χαλκό, θα πρέπει να αναφέρουμε μια ελαφρά μείωση της σκληρότητας. Επιπλέον, ο ορείχαλκος L63 είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού και της θερμότητας.

Ειδικό Βάρος Κράματος

Θυμηθείτε ότι η πυκνότητα είναι μια τιμή ίση με τον λόγο της μάζας ενός σώματος προς τον όγκο που καταλαμβάνει στο χώρο. Η πυκνότητα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

ρ=m/V.

Στην περίπτωση κραμάτων πολλαπλών συστατικών στα οποίααπλή ανάμειξη χημικών στοιχείων με χαμηλή ενθαλπία σχηματισμού, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο τύπο για να προσδιορίσετε την πυκνότητά τους:

ρ=∑_im_i/∑_i(m _i/ρ_i).

Όπου m_i και ρ_{i είναι η μάζα και η πυκνότητα του i-ου συστατικού στο μείγμα.}

Χρησιμοποιώντας τον γραπτό τύπο, μπορείτε να υπολογίσετε το ειδικό βάρος του ορείχαλκου L63. Εάν η έκφραση για ρ γράφεται για δύο συνιστώσες, τότε παίρνουμε την ακόλουθη ισότητα:

ρ=ρ_znρ_cu/(ρ_zn+ x(ρ_cu-ρ_zn)), όπου x=m_zn/(m _zn+m_cu).

Η παράμετρος x αντικατοπτρίζει το κλάσμα μάζας του ψευδαργύρου στο κράμα. Εφόσον οι μάζες των ατόμων των ορειχάλκινων συστατικών είναι κοντινές, μπορούμε να υποθέσουμε ότι το κλάσμα μάζας είναι ίσο με το ατομικό κλάσμα. Αν, για παράδειγμα, πάρουμε τη σύνθεση 63% Cu και 37% Zn και λάβουμε υπόψη ότι ρ_cu=8960 kg/m³ και ρ _zn=7140 kg/m³, τότε παίρνουμε την τιμή ρ=8188 kg/m^3.

Στρέφοντας την πειραματική τιμή της πυκνότητας ορείχαλκου L63, βλέπουμε ότι αντιστοιχεί σε 8440 kg/m3 σε θερμοκρασία δωματίου. Η ασυμφωνία με το θεωρητικό αποτέλεσμα οφείλεται σε δύο βασικούς παράγοντες:

• όταν σχηματίζεται ένα κράμα, υπάρχει κάποια αρνητική ενθαλπία ανάμειξης των συστατικών·
• περιέχει ακαθαρσίες βαρύτερων μετάλλων.

Χαρακτηριστικά θερμικής επεξεργασίας και αντοχή στη διάβρωση

Εν λόγω προϊόνλιώνει στους 906^oC. Στην περιοχή από 750^oC έως 880^oC, εξακολουθεί να παρουσιάζει καλή πλαστικότητα, επομένως μπορεί να υποστεί μηχανική επεξεργασία. Ένα σημαντικό στάδιο στην παραγωγή του κράματος L63 είναι η ανόπτηση, η οποία εκτελείται στην περιοχή 550-650^{oC. Ως αποτέλεσμα αυτής της επεξεργασίας, προκύπτουν δύο κύριες διεργασίες:}

• αφαιρούνται οι μηχανικές καταπονήσεις,
• διαλύστε μετασταθερές φάσεις για να σχηματίσετε μια μονοφασική δομή.

Η παρουσία μηχανικών τάσεων είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητη για το L63. Είναι γνωστό ότι η προσθήκη ψευδαργύρου στον χαλκό οδηγεί σε σημαντική βελτίωση της αντοχής του στη διάβρωση, επομένως όλος ο ορείχαλκος είναι αρκετά χημικά παθητικά κράματα. Καταστρέφονται με την πάροδο του χρόνου μόνο σε επιθετικά περιβάλλοντα, όπως το υπερχλωρικό και το νιτρικό οξύ. Ωστόσο, η παρουσία τάσεων σε ορειχάλκινες κατασκευές μειώνει σημαντικά την αντοχή τους στη διάβρωση.

Λόγω των προαναφερθεισών τάσεων, η γρήγορη κοπή δεν συνιστάται για προϊόντα L63.

Εφαρμογές

Η θεωρούμενη μάρκα ορείχαλκου χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή ταινιών, ράβδων, φύλλων και σωλήνων. Το κράμα χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή σύρματος, το οποίο χρησιμοποιείται για πριτσίνια.

Συνοψίζοντας, πρέπει να ειπωθεί ότι το L63 χρησιμοποιείται όπου είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθούν σημαντικές ψυχρές παραμορφώσεις στην παραγωγή εξαρτημάτων. Από αυτό κατασκευάζονται σύνδεσμοι, δεξαμενές και διάφορα διακοσμητικά στοιχεία.