Εύκαμπτο μέταλλο Ορείχαλκος - μια ιστορική παρέκβαση, βασικές ιδιότητες, χαρακτηριστικά και φωτογραφίες του κράματος

Ο ορείχαλκος είναι ένα μεταλλικό υλικό με βάση τον χαλκό και ένα κράμα ψευδάργυρο. Το κράμα μπορεί να περιέχει στοιχεία μολύβδου, σιδήρου, νικελίου. Μερικές φορές υπάρχει κασσίτερος, αλλά σε μικρές ποσότητες. Σύμφωνα με τον μεταλλουργικό πίνακα, ο ορείχαλκος δεν ανήκει στην ομάδα του μπρούτζου.

Ιστορία

Το χημικό στοιχείο ψευδάργυρος ανακαλύφθηκε τον 16ο αιώνα, αλλά το κίτρινο μέταλλο ήταν πολύ γνωστό στην ανθρωπότητα πολλούς αιώνες πριν από εκείνη τη στιγμή. Οι αρχαίοι λαοί που ζούσαν στη νότια περιοχή της Μαύρης Θάλασσας συνδύασαν τον χαλκό με τον σμιθσονίτη, το μετάλλευμα ψευδαργύρου, για να αποκτήσουν ένα κράμα ορείχαλκου.

Την εποχή του Ρωμαίου πολιτικού Αυγούστου, ο ορείχαλκος αναφερόταν ως «orychalk», που κυριολεκτικά σημαίνει «χρυσός χαλκός». Το κίτρινο μέταλλο μοιάζει με το χρυσό· από αυτό τυπώθηκαν αρχαία ρωμαϊκά νομίσματα, κατασκευάστηκαν κοσμήματα και είδη οικιακής χρήσης.

Στα τέλη του 18ου αιώνα, ο Άγγλος επιστήμονας D. Emerson πέτυχε ορείχαλκο με κράμα χαλκού με βιομηχανικό ψευδάργυρο. Κατοχύρωσε τη μέθοδο και έλαβε βρετανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Τον 18ο αιώνα, πριν από την ευρεία χρήση του ορείχαλκου στη μεταλλουργία, χρησιμοποιήθηκε για την παραχάραξη χρυσού στη Δυτική Ευρώπη και τη Ρωσία.

Τα κύρια χαρακτηριστικά του ορείχαλκου

Ο ορείχαλκος συνδυάζει τις θετικές ιδιότητες και τα πλεονεκτήματα των σύνθετων μετάλλων.Οι μεταλλουργοί χρησιμοποιούν το υλικό στη βιομηχανία για να βελτιώσουν τις ιδιότητες των μετάλλων που είναι συλλογικά ισχυρότερα από μεμονωμένα. Το κίτρινο μέταλλο έχει αντοχή στις διεργασίες διάβρωσης, αυξημένη αντοχή και μπορεί να βρίσκεται σε υδατικά και αλκαλικά διαλύματα για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς ζημιά.

Χημικές ιδιότητες

Η δομή του ορείχαλκου σχηματίζεται από δύο κλασικά συστατικά - ψευδάργυρο, χαλκό. Στην παραδοσιακή έκδοση, το ποσοστό του χαλκού δεν υπερβαίνει το 70%, και του ψευδαργύρου - 30%. Έχουν αναπτυχθεί αρκετές ποιότητες τεχνολογικού ορείχαλκου, στους οποίους η περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο είναι μικρότερη, μόνο 48%. Στη βιομηχανία χάλυβα, σχεδόν το ήμισυ του συνόλου του ψευδάργυρου που χρησιμοποιείται ανακτάται από τα απόβλητα και την ανακύκλωση.

Υπάρχουν δύο τύποι ορείχαλκου με διαφορές στην εσωτερική δομή και τη χημική σύνθεση:

• τύπος άλφα (μονοφασικός), περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο 35 τοις εκατό.
• τύπου άλφα-βήτα (διφασικό), σε κράμα 50% ψευδάργυρο και 6% μόλυβδο.

Ο ορείχαλκος στα εξωτερικά χαρακτηριστικά είναι παρόμοιος με ορισμένες μάρκες μπρούτζου, αλλά δεν ανήκει σε μπρούτζινα υλικά.

Η σύνθεση ειδικών ποιοτήτων κραμάτων ορείχαλκου περιέχει κασσίτερο σε μικρές αναλογίες. Χρησιμοποιείται ως συστατικό κράματος για τη βελτίωση των ιδιοτήτων του μετάλλου. Εκτός από τον κασσίτερο, η χημική σύνθεση του ορείχαλκου μπορεί να περιέχει μόλυβδο, νικέλιο, μαγγάνιο και άλλα μέταλλα που μπορούν να βελτιώσουν τα χαρακτηριστικά του υλικού.

Φυσικές ιδιότητες

Τα χαρακτηριστικά του ορείχαλκου εξαρτώνται από πρόσθετα στοιχεία κράματος που προστίθενται για τη βελτίωση των παραμέτρων της διαδικασίας. Για παράδειγμα, η τιμή της πυκνότητας κυμαίνεται μεταξύ 8300-8700 kg/m3.

Οι κύριες φυσικές ιδιότητες του ορείχαλκου είναι:

• Η ειδική θερμοχωρητικότητα όταν θερμαίνεται στους 20 C είναι 0,377 kJ kg−1 K−1.
• ειδική ηλεκτρική αντίσταση 0,07 * 10−6 Ohm m;
• δεν είναι σιδηρομαγνήτης, δεν αποκτά μαγνητικές ιδιότητες όταν εκτίθεται σε κρίσιμες θερμοκρασίες.
• Σημείο τήξης κατά μέσο όρο 900 μοίρες.
• υψηλή αντοχή στη διάβρωση και την καταστροφή.
• διαρκής;
• πλαστική ύλη,
• προσφέρεται καλά για σφυρηλάτηση και επεξεργασία.
• ανθεκτικό στις αλλαγές θερμοκρασίας.

Ο ορείχαλκος ως συγκρότημα πολλών μετάλλων έχει ασθενή αγωγιμότητα ηλεκτρικού ρεύματος. Τα σύνθετα μέταλλα δημιουργούν παραμόρφωση των κρυσταλλικών δικτυωμάτων. Τα πεδία τάσης που προκύπτουν σχηματίζουν την ειδική αντίσταση. Ο ίδιος ο χαλκός είναι ένας εξαιρετικός αγωγός του ηλεκτρισμού, επομένως όλα τα καλώδια είναι χάλκινα.

Το σημείο τήξης ενός κράματος ορείχαλκου εξαρτάται από το ποσοστό ψευδαργύρου. Όσο περισσότερος ψευδάργυρος, τόσο πιο εύκολο είναι να λιώσει ο ορείχαλκος.

Το μεταλλικό έλασμα ορείχαλκου είναι καλά εκτεθειμένο σε συγκόλληση τόξου και αερίου. Καλά γυαλισμένο, τυλιγμένο. Αντέχει στις καιρικές συνθήκες καλύτερα από τον καθαρό χαλκό.

Οι προσθήκες βισμούθιου και μολύβδου στο κράμα ορείχαλκου μειώνουν τις ελαστικές ιδιότητες του μετάλλου, καθιστώντας το εύθραυστο όταν εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες (στους 500 βαθμούς).

Επιρροή συστατικών στοιχείων

Για να επεκταθεί το εύρος χρήσης του ορείχαλκου και να βελτιωθούν οι ιδιότητές του, προστίθενται εξαρτήματα κραμάτων στο κράμα. Κάθε συστατικό στοιχείο έχει ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα:

• Το πυρίτιο μειώνει την τιμή σκληρότητας, καθιστά το υλικό λιγότερο ανθεκτικό, αλλά ανθεκτικό στη φθορά κατά τη διάρκεια παρατεταμένης τριβής.
• Το μαγγάνιο αυξάνει τη δύναμη και την αντοχή στη διάβρωση.
• Ο κασσίτερος, το αλουμίνιο και ο σίδηρος σε μικρές αναλογίες προστίθενται στο κράμα μαζί με μαγγάνιο για τη βελτίωση των τιμών αντοχής.
• Ο μόλυβδος σχεδόν έπαψε να προστίθεται ως στοιχείο κράματος, μειώνει τις μηχανικές ιδιότητες του κράματος, επιδεινώνει την ολκιμότητα, την ελαστικότητα.
• Το νικέλιο αυξάνει την αντοχή στη διάβρωση και καθιστά δυνατή τη χρήση του μετάλλου σε αλκαλικά περιβάλλοντα.
• αλουμίνιο, το οξείδιο του αλουμινίου δημιουργεί μια προστατευτική επίστρωση στην μεταλλική επιφάνεια, η οποία εμποδίζει τις οξειδωτικές διεργασίες να έχουν καταστροφικό αποτέλεσμα.
• Ο κασσίτερος είναι ελαφρύ μέταλλο, η προσθήκη του βελτιώνει τις παραμέτρους αντοχής και αντοχής στη διάβρωση.

Ένα κράμα με κασσίτερο χρησιμοποιείται ευρέως για τη δημιουργία εξαρτημάτων για πλοία που λειτουργούν συνεχώς σε θαλασσινό νερό.

Μέθοδοι παραγωγής

Ο ορείχαλκος είναι ένας από αυτούς τους ομίλους που ανταποκρίνονται καλά στις μεθόδους επεξεργασίας - σφυρηλάτηση, σφράγιση. Σε χαμηλό σημείο τήξης, το μέταλλο παρουσιάζει καλές ιδιότητες ροής, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως στα χυτήρια.

Κατά την τήξη του ορείχαλκου, ο ψευδάργυρος εξατμίζεται ενεργά.

Στη μεταλλουργική βιομηχανία, ο ορείχαλκος εξορύσσεται σε ειδικά πυρίμαχα δοχεία (χωνευτήρια), σε φούρνους τήξης, στους οποίους η θερμότητα μεταφέρεται με ακτινοβολία από αέρια προϊόντα καύσης καυσίμου. Στους φούρνους η τήξη γίνεται σε σύντομο χρόνο και με οικονομική κατανάλωση ενέργειας.

Εφαρμογές κραμάτων

Στην αρχαιότητα, ο ορείχαλκος χρησιμοποιήθηκε στα κοσμήματα λόγω της ομοιότητάς του με τον φυσικό χρυσό. Λόγω της πλαστικότητάς του και της καλής ελασιμότητας για σφυρηλάτηση, τυπώνονταν νομίσματα, κατασκευάζονταν κοσμήματα και θήκες.

Τα κράματα ορείχαλκου βελτιώνονται με την προσθήκη άλλων μεταλλικών εξαρτημάτων προκειμένου να βελτιωθούν τα χαρακτηριστικά του έλασης και να διευρυνθούν οι δυνατότητες χρήσης του σε επιθετικά περιβάλλοντα (στη ναυπηγική, σε καταστήματα χημικών).

Υπό κατασκευή

Το κίτρινο μέταλλο έχει καθιερωθεί από καιρό ως πολύτιμο υλικό για τη δημιουργία εξαρτημάτων για υδραυλικές εγκαταστάσεις, σωλήνες, συσκευές και για την κατασκευή διαφόρων κατασκευών. Κατασκευασμένο από κίτρινο μέταλλο

• συνδετήρες (μπουλόνια και παξιμάδια, σωλήνες διακλάδωσης, σφραγισμένα μέρη).
• προϊόντα για κατασκευές θερμικής μηχανικής, συσκευές, εξοπλισμό, σωλήνες συμπυκνωτή.
• υδραυλικά μέρη (μίξερ βρύσης, σύνδεσμοι, μπλουζάκια, εξαρτήματα).
• εξαρτήματα επίπλων (χερούλια πόρτας, συνδετήρες, μεντεσέδες πόρτας).

Οι μηχανικές ιδιότητες, η αντοχή στην υγρασία, η αντοχή και η προσιτή τιμή επιτρέπουν τη χρήση κίτρινου μετάλλου σε διάφορα πεδία χωρίς φόβο ότι το υλικό θα καταρρεύσει ή θα σκουριάσει.

Εφαρμογή σε ρολόγια και τέχνη

Στη βιομηχανία ρολογιών, ο ορείχαλκος έχει βρει ιδιαίτερα διαδεδομένη χρήση λόγω των ιδιοτήτων της ευελιξίας, της ολκιμότητας και του χαμηλού κόστους. Τα προϊόντα από κίτρινο μέταλλο φαίνονται ευπαρουσίαστα και ο μηχανισμός του ρολογιού λειτουργεί αξιόπιστα για πολλά χρόνια. Το υλικό δεν σκουριάζει, δεν οξειδώνεται, αντέχει σε μακρά παραμονή σε υγρό περιβάλλον, χωρίς να υποκύψει σε διαβρωτικές διεργασίες.

Στις διακοσμητικές τέχνες, ο ορείχαλκος εκτιμάται για την ικανότητά του να δημιουργεί επώνυμα κομμάτια με την επίδραση της παρουσίας χρυσού. Για τη δημιουργία κοσμημάτων, χρησιμοποιούνται τέτοια διακοσμητικά κράματα ορείχαλκου δύο συστατικών:

• πράσινο (ψευδάργυρος 40%);
• χρυσό τομπάκ (ψευδάργυρος 25%).
• κλασικό κίτρινο (ψευδάργυρος 33%).

Ο ορείχαλκος είναι ένα κράμα με μοναδικά χαρακτηριστικά. Χρησιμοποιείται ευρέως σε όλα σχεδόν τα σχέδια που χρησιμοποιούνται σε δύσκολες περιβαλλοντικές συνθήκες και επιθετικά περιβάλλοντα. Τα κοσμήματα από ορείχαλκο φαίνονται πολυτελή και με την κατάλληλη φροντίδα δεν χάνουν την ομορφιά τους για πολλά χρόνια.

Φωτογραφίες από ορείχαλκο