Tvárný kov Mosaz - historická odbočka, základní vlastnosti, charakteristiky a fotografie slitiny

Mosaz je kovový materiál na bázi mědi a legující složky zinku. Slitina může obsahovat prvky olova, železa, niklu. Někdy je přítomen cín, ale v malém množství. Podle hutnické tabulky mosaz do bronzové skupiny nepatří.

Příběh

Chemický prvek zinek byl objeven v 16. století, ale žlutý kov byl lidstvu dobře znám mnoho staletí před tímto okamžikem. Starověké národy, které žily v jižní oblasti Černého moře, kombinovaly měď se smithsonitem, zinkovou rudou, aby získaly slitinu mosazi.

Za dob římského politika Augusta byla mosaz označována jako „orychalk“, což doslova znamená „zlatá měď“. Žlutý kov je podobný zlatu, tiskly se z něj starověké římské mince, vyráběly se šperky a předměty pro domácnost.

Koncem 18. století získal anglický vědec D. Emerson mosaz legováním mědi průmyslovým zinkem. Nechal si metodu patentovat a získal britský patent. V 18. století, před rozšířeným používáním mosazi v metalurgii, se používala k padělání zlata v západní Evropě a Rusku.

Hlavní vlastnosti mosazi

Mosaz spojuje pozitivní vlastnosti a výhody kompozitních kovů.Metalurgové používají materiál v průmyslu ke zlepšení vlastností kovů, které jsou společně pevnější než jednotlivě. Žlutý kov má odolnost proti korozním procesům, zvýšenou pevnost a může být ve vodných i alkalických roztocích dlouhou dobu bez poškození.

Chemické vlastnosti

Strukturu mosazi tvoří dvě klasické složky - zinek, měď. V tradiční verzi podíl mědi nepřesahuje 70% a zinek - 30%. Bylo vyvinuto několik druhů technologické mosazi, ve kterých je obsah zinku nižší, pouze 48 %. V ocelářském průmyslu se téměř polovina veškerého použitého zinku získává z odpadu a recyklace.

Existují dva typy mosazi s rozdíly ve vnitřní struktuře a chemickém složení:

• typ alfa (jednofázový), obsah zinku 35 procent;
• typu alfa-beta (dvoufázové), ve slitině 50 % zinku a 6 % olova.

Mosaz ve vnějších charakteristikách je podobná některým značkám bronzu, ale nepatří k bronzovým materiálům.

Složení speciálních jakostí slitin mosazi obsahuje cín v malých poměrech. Používá se jako legující složka pro zlepšení vlastností kovu. Kromě cínu může chemické složení mosazi obsahovat olovo, nikl, mangan a další kovy, které mohou zlepšit vlastnosti materiálu.

Fyzikální vlastnosti

Charakteristiky mosazi závisí na dalších legovacích prvcích přidaných ke zlepšení parametrů procesu. Například hodnota hustoty se pohybuje v rozmezí 8300-8700 kg/m3.

Hlavní fyzikální vlastnosti mosazi jsou:

• měrná tepelná kapacita při zahřátí na 20 C je 0,377 kJ kg−1 K−1;
• měrný elektrický odpor 0,07 * 10−6 Ohm m;
• není feromagnet, nezíská magnetické vlastnosti, když je vystaven kritickým teplotám;
• průměrná teplota tání 900 stupňů;
• vysoká odolnost proti korozi a zničení;
• odolný;
• plastický,
• dobře se hodí ke kování a zpracování;
• odolný vůči změnám teplot.

Mosaz jako konglomerát několika kovů má slabou vodivost elektrického proudu. Kompozitní kovy vytvářejí deformaci krystalových mřížek. Výsledná napěťová pole tvoří měrný odpor. Měď sama o sobě je vynikajícím vodičem elektřiny, takže všechny dráty jsou měděné.

Teplota tání slitiny mosazi závisí na procentuálním obsahu zinku. Čím více zinku, tím snazší je tavit mosaz.

Mosazný válcovaný kov je dobře vystaven obloukovému a plynovému svařování. Dobře leštěné, válcované. Odolává povětrnostním vlivům lépe než čistá měď.

Přídavky vizmutu a olova do slitiny mosazi snižují elastické vlastnosti kovu, čímž se stává křehkým při vystavení vysokým teplotám (při 500 stupních).

Vliv prvků

Pro rozšíření rozsahu použití mosazi a zlepšení jejích vlastností se do slitiny přidávají legující složky. Každý základní prvek má specifický účinek:

• křemík snižuje hodnotu tvrdosti, činí materiál méně odolným, ale odolným proti opotřebení při dlouhodobém tření;
• mangan zvyšuje pevnost a odolnost proti korozi;
• cín, hliník a železo se v malých poměrech přidávají do slitiny spolu s manganem pro zlepšení hodnot pevnosti;
• olovo se téměř přestalo přidávat jako legující prvek, snižuje mechanické vlastnosti slitiny, zhoršuje tažnost, elasticitu;
• nikl zvyšuje odolnost proti korozi a umožňuje použití kovu v alkalickém prostředí;
• hliník, oxid hlinitý vytváří na povrchu kovu ochranný povlak, který zabraňuje destruktivnímu působení oxidačních procesů;
• cín je lehký kov, jeho přidání zlepšuje parametry pevnosti a odolnosti proti korozi.

Slitina s cínem se široce používá k výrobě komponentů pro lodě, které neustále operují v mořské vodě.

Výrobní metody

Mosaz je jedním z těch konglomerátů, které dobře reagují na způsoby zpracování - kování, ražení. Při nízké teplotě tání vykazuje kov dobré tokové vlastnosti, proto je široce používán ve slévárnách.

Při tavení mosazi se zinek aktivně odpařuje.

V hutním průmyslu se mosaz těží ve speciálních žáruvzdorných nádobách (kelímcích), v tavicích pecích, ve kterých se teplo předává sáláním z plynných produktů spalování paliva. V pecích probíhá tavení v krátkém čase a s ekonomickou spotřebou energie.

Aplikace slitin

Ve starověku se mosaz používala ve špercích kvůli její podobnosti s přírodním zlatem. Pro jeho plasticitu a dobrou kujnost pro kování se z něj tiskly mince, vyráběly šperky a pouzdra.

Slitiny mosazi jsou vylepšovány přidáváním dalších kovových komponentů za účelem zlepšení vlastností válcovaného kovu a rozšíření možností jeho použití v agresivním prostředí (při stavbě lodí, v chemických provozech).

Ve výstavbě

Žlutý kov se již dlouho etabloval jako cenný materiál pro výrobu dílů pro instalatérské práce, potrubí, spotřebiče a pro stavbu různých konstrukcí. Vyrobeno ze žlutého kovu

• spojovací prvky (šrouby a matice, odbočné trubky, lisované díly);
• výrobky pro tepelné stavby, přístroje, zařízení, potrubí kondenzátorů;
• instalatérské díly (bateriové baterie, spojky, T-kusy, armatury);
• nábytkové kování (dveřní kliky, sponky, dveřní panty).

Mechanické vlastnosti, odolnost proti vlhkosti, pevnost a přijatelná cena umožňují použití žlutého kovu v různých oblastech bez obav, že se materiál zbortí nebo zreziví.

Aplikace v hodinkách a umění

V hodinářském průmyslu nalezla mosaz zvláště rozšířené použití díky vlastnostem pružnosti, tažnosti a nízké ceně. Výrobky ze žlutého kovu vypadají reprezentativně a hodinový mechanismus funguje spolehlivě po mnoho let. Materiál nerezaví, neoxiduje, odolává dlouhodobému pobytu ve vlhkém prostředí, nepodléhá korozivním procesům.

V dekorativním umění je mosaz ceněna pro svou schopnost vytvářet designové kousky s efektem přítomnosti zlata. K výrobě šperků se používají takové ozdobné dvousložkové slitiny mosazi:

• zelená (zinek 40 %);
• zlatý tompak (zinek 25 %);
• klasická žlutá (zinek 33 %).

Mosaz je slitina s jedinečnými vlastnostmi. Široce používán téměř ve všech provedeních používaných v náročných podmínkách prostředí a agresivním prostředí. Mosazné šperky vypadají luxusně a při správné péči neztrácejí svou krásu po mnoho let.

Mosazné fotografie