โลหะดัด ทองเหลือง - การพูดนอกเรื่องทางประวัติศาสตร์ คุณสมบัติพื้นฐาน ลักษณะเฉพาะ และรูปถ่ายของโลหะผสม

ทองเหลืองเป็นวัสดุโลหะที่มีส่วนประกอบของทองแดงและสังกะสีเป็นส่วนประกอบ โลหะผสมอาจมีธาตุตะกั่ว เหล็ก นิเกิล บางครั้งมีดีบุกอยู่ แต่ในปริมาณน้อย ตามตารางโลหะวิทยา ทองเหลืองไม่ได้อยู่ในกลุ่มบรอนซ์

เรื่องราว

องค์ประกอบทางเคมีของสังกะสีถูกค้นพบในศตวรรษที่ 16 แต่โลหะสีเหลืองเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่มนุษย์หลายศตวรรษก่อนหน้านั้น คนโบราณที่อาศัยอยู่ในภูมิภาคทะเลดำตอนใต้ผสมทองแดงกับแร่สมิธโซไนต์ แร่สังกะสี เพื่อให้ได้โลหะผสมทองเหลือง

ในสมัยของนักการเมืองโรมัน ออกุสตุส ทองเหลืองถูกเรียกว่า "โอรีชอล์ค" ซึ่งแปลว่า "ทองแดงทองคำ" ตามตัวอักษร โลหะสีเหลืองคล้ายกับทองคำพิมพ์เหรียญโรมันโบราณทำเครื่องประดับและของใช้ในครัวเรือน

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 18 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ D. Emerson ได้ทองเหลืองโดยการผสมทองแดงกับสังกะสีในอุตสาหกรรม เขาจดสิทธิบัตรวิธีการนี้และได้รับสิทธิบัตรของอังกฤษ ในศตวรรษที่ 18 ก่อนที่จะมีการใช้ทองเหลืองอย่างแพร่หลายในด้านโลหะวิทยา มันถูกใช้ในการปลอมแปลงทองคำในยุโรปตะวันตกและรัสเซีย

ลักษณะสำคัญของทองเหลือง

ทองเหลืองรวมคุณสมบัติเชิงบวกและข้อดีของโลหะคอมโพสิตนักโลหะวิทยาใช้วัสดุนี้ในอุตสาหกรรมเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะที่มีความแข็งแรงมากกว่าแบบเดี่ยว โลหะสีเหลืองมีความทนทานต่อกระบวนการกัดกร่อน เพิ่มความแข็งแรง และสามารถอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำและด่างได้เป็นเวลานานโดยไม่เกิดความเสียหาย

คุณสมบัติทางเคมี

โครงสร้างของทองเหลืองประกอบด้วยส่วนประกอบคลาสสิกสองอย่างคือสังกะสีและทองแดง ในรุ่นดั้งเดิมสัดส่วนของทองแดงไม่เกิน 70% และสังกะสี - 30% ทองเหลืองเทคโนโลยีหลายเกรดได้รับการพัฒนาซึ่งมีปริมาณสังกะสีน้อยกว่าเพียง 48% ในอุตสาหกรรมเหล็ก เกือบครึ่งหนึ่งของสังกะสีที่ใช้ทั้งหมดได้มาจากของเสียและการรีไซเคิล

ทองเหลืองมี 2 ประเภทที่มีโครงสร้างภายในและองค์ประกอบทางเคมีต่างกัน:

• ชนิดแอลฟา (เฟสเดียว) ปริมาณสังกะสี 35 เปอร์เซ็นต์;
• ชนิดอัลฟาเบต้า (สองเฟส) ในโลหะผสมสังกะสี 50% และตะกั่ว 6%

ทองเหลืองลักษณะภายนอกจะคล้ายทองสัมฤทธิ์บางยี่ห้อแต่ไม่ใช่วัสดุทองสัมฤทธิ์

ส่วนประกอบของโลหะผสมทองเหลืองเกรดพิเศษประกอบด้วยดีบุกในสัดส่วนเล็กน้อย ใช้เป็นส่วนประกอบในการผสมเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะ นอกจากดีบุกแล้ว องค์ประกอบทางเคมีของทองเหลืองอาจมีตะกั่ว นิกเกิล แมงกานีส และโลหะอื่นๆ ที่สามารถปรับปรุงคุณลักษณะของวัสดุได้

คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติของทองเหลืองขึ้นอยู่กับองค์ประกอบโลหะผสมเพิ่มเติมที่เพิ่มเข้ามาเพื่อปรับปรุงพารามิเตอร์ของกระบวนการ ตัวอย่างเช่น ค่าความหนาแน่นจะแปรผันในช่วง 8300-8700 กก./ลบ.ม.

คุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญของทองเหลืองคือ:

• ความจุความร้อนจำเพาะเมื่อให้ความร้อนถึง 20 C คือ 0.377 kJ kg−1 K−1;
• ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะ 0.07 * 10−6 Ohm m;
• ไม่ใช่เฟอร์โรแม่เหล็ก ไม่ได้รับคุณสมบัติทางแม่เหล็กเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิวิกฤต
• จุดหลอมเหลวเฉลี่ย 900 องศา;
• ทนทานต่อการกัดกร่อนและการทำลายสูง
• ทนทาน;
• พลาสติก,
• ยืมตัวเองได้ดีในการปลอมและการประมวลผล
• ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ทองเหลืองเป็นกลุ่มก้อนของโลหะหลายชนิดมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ โลหะคอมโพสิตสร้างการบิดเบี้ยวของโครงผลึก สนามแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะสร้างความต้านทาน ทองแดงเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ดังนั้นสายไฟทั้งหมดจึงเป็นทองแดง

จุดหลอมเหลวของโลหะผสมทองเหลืองขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของสังกะสี ยิ่งสังกะสีมากเท่าไหร่ทองเหลืองก็ยิ่งละลายง่ายขึ้นเท่านั้น

โลหะรีดทองเหลืองสัมผัสกับการเชื่อมอาร์กและแก๊สได้ดี ขัดรีดอย่างดี ทนทานต่อสภาพดินฟ้าอากาศได้ดีกว่าทองแดงบริสุทธิ์

การเติมบิสมัทและตะกั่วในโลหะผสมทองเหลืองจะลดคุณสมบัติความยืดหยุ่นของโลหะ ทำให้เปราะเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง (ที่ 500 องศา)

อิทธิพลขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบ

เพื่อขยายช่วงของการใช้ทองเหลืองและปรับปรุงคุณสมบัติของทองเหลือง ส่วนประกอบโลหะผสมจะถูกเพิ่มเข้าไปในโลหะผสม แต่ละองค์ประกอบมีผลเฉพาะ:

• ซิลิกอนลดค่าความแข็งทำให้วัสดุมีความทนทานน้อยลง แต่ทนทานต่อการสึกหรอระหว่างการเสียดสีเป็นเวลานาน
• แมงกานีสเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานต่อการกัดกร่อน
• ดีบุก อะลูมิเนียม และเหล็กในสัดส่วนเล็กน้อยถูกเติมลงในโลหะผสมร่วมกับแมงกานีสเพื่อปรับปรุงค่าความแข็งแรง
• ตะกั่วเกือบจะหยุดถูกเพิ่มเป็นองค์ประกอบการผสม มันลดคุณสมบัติเชิงกลของโลหะผสม, ทำให้ความเหนียว, ความยืดหยุ่นแย่ลง
• นิกเกิลเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและทำให้สามารถใช้โลหะในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างได้
• อลูมิเนียม, อลูมิเนียมออกไซด์สร้างการเคลือบป้องกันบนพื้นผิวโลหะซึ่งป้องกันกระบวนการออกซิเดชั่นไม่ให้มีผลทำลายล้าง
• ดีบุกเป็นโลหะเบา นอกจากนี้ ยังช่วยปรับปรุงพารามิเตอร์ของความแข็งแรงและความต้านทานต่อการกัดกร่อน

โลหะผสมกับดีบุกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างส่วนประกอบสำหรับเรือที่ต้องทำงานในน้ำทะเลตลอดเวลา

วิธีการผลิต

ทองเหลืองเป็นหนึ่งในกลุ่มบริษัทที่ตอบสนองได้ดีต่อวิธีการประมวลผล - การตีขึ้นรูป การปั๊มขึ้นรูป ที่จุดหลอมเหลวต่ำ โลหะจะแสดงคุณสมบัติการไหลที่ดี ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงหล่อ

เมื่อหลอมทองเหลือง สังกะสีจะระเหยอย่างรวดเร็ว

ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา ทองเหลืองถูกขุดในภาชนะทนไฟพิเศษ (เบ้าหลอม) ในเตาหลอมซึ่งความร้อนถูกถ่ายเทโดยการแผ่รังสีจากผลิตภัณฑ์ก๊าซของการเผาไหม้เชื้อเพลิง ในเตาเผา การหลอมจะเกิดขึ้นในเวลาอันสั้นและใช้พลังงานอย่างประหยัด

การประยุกต์ใช้โลหะผสม

ในสมัยโบราณ ทองเหลืองถูกนำมาใช้ในเครื่องประดับเนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับทองคำธรรมชาติ เนื่องจากความเป็นพลาสติกและความอ่อนตัวที่ดีสำหรับการปลอมเหรียญจึงถูกพิมพ์ออกมาทำเครื่องประดับและกล่อง

โลหะผสมทองเหลืองได้รับการปรับปรุงโดยการเพิ่มส่วนประกอบโลหะอื่นๆ เพื่อปรับปรุงคุณลักษณะของโลหะรีดและเพิ่มความเป็นไปได้ในการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (ในการต่อเรือ ในร้านค้าเคมีภัณฑ์)

ในการก่อสร้าง

โลหะสีเหลืองได้รับการยอมรับมานานแล้วว่าเป็นวัสดุที่มีค่าสำหรับการสร้างชิ้นส่วนสำหรับท่อประปา ท่อ เครื่องใช้ และสำหรับการก่อสร้างโครงสร้างต่างๆ ทำจากโลหะสีเหลือง

• ตัวยึด (สลักเกลียวและน็อต, ท่อสาขา, ชิ้นส่วนที่ประทับตรา);
• ผลิตภัณฑ์สำหรับโครงสร้างทางวิศวกรรมความร้อน อุปกรณ์ เครื่องมือ ท่อคอนเดนเซอร์
• ชิ้นส่วนประปา (ก๊อกผสม, ข้อต่อ, ทีออฟ, ฟิตติ้ง);
• อุปกรณ์เฟอร์นิเจอร์ (มือจับประตู ลวดเย็บกระดาษ บานพับประตู)

คุณสมบัติทางกล ความทนทานต่อความชื้น ความแข็งแรง และราคาย่อมเยา ทำให้สามารถใช้โลหะสีเหลืองในด้านต่างๆ ได้โดยไม่ต้องกลัวว่าวัสดุจะยุบตัวหรือเป็นสนิม

การประยุกต์ใช้ในนาฬิกาและงานศิลปะ

ในอุตสาหกรรมนาฬิกา มีการใช้ทองเหลืองอย่างแพร่หลายเป็นพิเศษเนื่องจากคุณสมบัติด้านความยืดหยุ่น ความเหนียว และต้นทุนที่ต่ำ ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะสีเหลืองดูเรียบร้อยและกลไกนาฬิกาทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือเป็นเวลาหลายปี วัสดุไม่เป็นสนิม ไม่ออกซิไดซ์ ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ชื้นเป็นเวลานาน ไม่ยอมให้เกิดกระบวนการกัดกร่อน

ในวงการมัณฑนศิลป์ ทองเหลืองมีค่าสำหรับความสามารถในการสร้างสรรค์ชิ้นงานของนักออกแบบที่มีผลมาจากทองคำ ในการสร้างเครื่องประดับจะใช้โลหะผสมทองเหลืองสององค์ประกอบเพื่อประดับ:

• สีเขียว (สังกะสี 40%);
• tompak ทองคำ (สังกะสี 25%);
• สีเหลืองคลาสสิก (สังกะสี 33%)

ทองเหลืองเป็นโลหะผสมที่มีลักษณะเฉพาะตัว ใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบเกือบทั้งหมดที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบากและสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว เครื่องประดับทองเหลืองดูหรูหราและด้วยการดูแลที่เหมาะสมจะไม่สูญเสียความสวยงามเป็นเวลาหลายปี

รูปถ่ายทองเหลือง