ทองเหลือง L63: ภาพรวม คุณสมบัติ ข้อมูลจำเพาะ และคุณสมบัติ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 14:03

หลายคนมักจะสังเกตเห็นมือจับที่มันวาวที่ประตูภายใน โคมไฟระย้าสีทอง หรือเชิงเทียน องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้ทำจากโลหะผสมที่เรียกว่าทองเหลือง ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกถึงคุณสมบัติและลักษณะเฉพาะ โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษกับแบรนด์ L63

ทองเหลืองคืออะไร

ทองเหลืองเป็นหนึ่งในสองโลหะผสมทองแดงที่รู้จักกันดี พื้นฐานของมันคือทองแดงซึ่งละลายสังกะสีในปริมาณที่แตกต่างกัน ดังที่ทราบกันดีว่าทองแดงมีโครงตาข่ายคริสตัลลูกบาศก์ (fcc) ที่มีผิวหน้าอยู่ตรงกลาง ในทางกลับกัน สังกะสีบริสุทธิ์จะสร้างโครงสร้างแบบปิดหกเหลี่ยม (hcp) โครงตาข่ายทั้งสองเข้ากันไม่ได้ ดังนั้น ในกรณีของความเข้มข้นของอะตอมของสังกะสีและทองแดงที่เท่ากัน เรียกว่าทองเหลืองคู่สามารถเกิดขึ้นได้ พวกมันโดดเด่นด้วยการมีอยู่ของสองเฟสพร้อมกัน (โซลูชั่นของแข็ง fcc และ hcp)

หากคุณให้ความสนใจกับโต๊ะของ D. I. Mendeleev คุณจะสังเกตเห็นว่าสังกะสีอยู่ที่หมายเลข 30 และทองแดงอยู่ที่หมายเลข 29มีรัศมีอะตอมใกล้เคียงกัน ความจริงข้อนี้ช่วยให้ แม้จะมีโครงผลึกต่างกัน สามารถสร้างสารละลายที่เป็นของแข็งแบบเฟสเดียวได้เมื่อปริมาณทองแดงในโลหะผสมเกิน 13.5% ดังที่เห็นได้จากแผนภาพเฟส Zn-Cu ที่นำเสนอ

ดังนั้น หากทองแดงเป็นส่วนประกอบหลัก ภายใต้สภาวะสมดุลจะมีเพียงเฟสเดียว - สารละลายสังกะสีที่เป็นของแข็งในทองแดง fcc

ทองเหลืองยี่ห้อL63

นี่เป็นหนึ่งในโลหะผสมที่หล่อที่สุดในประเทศของเรา ไม่ยากที่จะเข้าใจว่าตัวอักษรและตัวเลขในชื่อแบรนด์หมายถึงอะไร: "L" เป็นทองเหลืองจริง ๆ ตัวเลข 63 ระบุเปอร์เซ็นต์ของส่วนประกอบหลักนั่นคือทองแดง อันที่จริงแล้ว ความเป็นจริงอาจแตกต่างไปจากตัวเลขที่ระบุเล็กน้อย ดังนั้น ในองค์ประกอบของทองเหลือง L63 ปริมาณทองแดงอยู่ในช่วง 62% ถึง 65% และสังกะสีในโลหะผสมประกอบด้วย 34.2% ถึง 37.5%

ทองเหลืองเกือบทั้งหมดผ่านการกลึงมาอย่างดีที่อุณหภูมิต่ำ (ห้อง) แบรนด์ที่เป็นปัญหาก็ไม่มีข้อยกเว้น เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม จึงใช้ในการผลิตชิ้นส่วนได้หลากหลาย รวมถึงแผ่นบาง ท่อ และแท่งที่มีความหนาต่างๆ

ควรกล่าวด้วยว่าผลิตภัณฑ์ของแบรนด์ที่เป็นปัญหานั้นสามารถขัดเงาได้ง่าย ดังนั้นเครื่องประดับที่ทำจากเครื่องประดับจำนวนมากจึงมีสีทองและเฉดสีที่เจิดจ้า

ข้อดีที่สำคัญอย่างหนึ่งของทองเหลือง L63 คือราคาถูกเมื่อเทียบกับโลหะผสมอื่นๆ ที่มีทองแดงมากขึ้น

ลักษณะ L63

อย่างที่คุณทราบ ทองแดงบริสุทธิ์เป็นวัสดุที่ค่อนข้างอ่อน แรงเฉือนของมันคือ 210 MPa การแทนที่หนึ่งในสามของอะตอมทองแดงในตาข่าย fcc ด้วยอะตอมของสังกะสี รวมถึงการอบชุบทองเหลืองด้วยความร้อน ทำให้ค่าแรงเฉือนเชิงกลเพิ่มขึ้นถึง 240 MPa

ข้อดีอีกอย่างของคุณสมบัติของทองเหลือง L63 เหนือคุณสมบัติของทองแดงคือความแข็งที่สูงกว่าในขณะที่ยังคงความเหนียว โปรดทราบว่าในกรณีของการแปรรูปที่ไม่เหมาะสม เช่น การหลอมที่ไม่เพียงพอ ระยะที่สองที่อิงจากสังกะสีอาจปรากฏในผลิตภัณฑ์ของเกรดที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ทองเหลืองสองเฟสนำไปสู่การเสื่อมสภาพอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติทางกลและเทคโนโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โลหะผสมจะเปราะและสูญเสียความเหนียวไปในทางปฏิบัติ

ความแตกต่างระหว่างทองเหลืองกับโลหะอื่นๆ คือ ไม่มีประกายไฟในระหว่างการกระแทกทางกล คุณสมบัตินี้อนุญาตให้ใช้ L63 ในการผลิตภาชนะสำหรับจัดเก็บและขนส่งสารไวไฟ

ถ้าพูดถึงข้อเสียของเกรดนี้เมื่อเทียบกับทองแดงบริสุทธิ์ เราควรพูดถึงความเหนียวที่ลดลงเล็กน้อย นอกจากนี้ทองเหลือง L63 ยังเป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนที่ไม่ดี

แรงโน้มถ่วงเฉพาะของโลหะผสม

จำได้ว่าความหนาแน่นเป็นค่าเท่ากับอัตราส่วนของมวลของร่างกายต่อปริมาตรในอวกาศ ความหนาแน่นคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

ρ=m/V.

ในกรณีโลหะผสมหลายองค์ประกอบซึ่งการผสมองค์ประกอบทางเคมีอย่างง่ายที่มีเอนทาลปีของการก่อตัวต่ำ คุณสามารถใช้สูตรต่อไปนี้เพื่อกำหนดความหนาแน่นขององค์ประกอบเหล่านี้:

ρ=∑_im_i/∑_i(m _i/ρ_i).

โดยที่ m_i และ ρ_{i คือมวลและความหนาแน่นขององค์ประกอบที่ i ในส่วนผสม}

โดยใช้สูตรที่เขียนไว้ คุณสามารถคำนวณความถ่วงจำเพาะของทองเหลือง L63 ได้ หากนิพจน์ของ ρ เขียนขึ้นสำหรับสององค์ประกอบ เราจะได้ความเท่าเทียมกันดังต่อไปนี้:

ρ=ρ_znρcu_/(ρzn_{+ x(ρ}cu_-ρzn_{)) โดยที่ x=m}zn_/(m zn_+mcu_).

พารามิเตอร์ x สะท้อนเศษส่วนมวลของสังกะสีในโลหะผสม เนื่องจากมวลของอะตอมของส่วนประกอบทองเหลืองอยู่ใกล้กัน เราสามารถสรุปได้ว่าเศษส่วนมวลเท่ากับเศษส่วนของอะตอม ตัวอย่างเช่น หากเรานำองค์ประกอบของ 63% Cu และ 37% Zn มาพิจารณาว่า ρ_cu=8960 kg/m³ และ ρ _zn=7140 kg/m³ เราจะได้ค่า ρ=8188 kg/m^3.

เปลี่ยนจากค่าความหนาแน่นทดลองของทองเหลือง L63 เราจะเห็นว่ามันสอดคล้องกับ 8440 กก./ม.3 ที่อุณหภูมิห้อง ความคลาดเคลื่อนกับผลลัพธ์ทางทฤษฎีเกิดจากสองปัจจัยหลัก:

• เมื่อเกิดโลหะผสม จะมีเอนทาลปีเชิงลบของการผสมส่วนประกอบ
• มันมีสิ่งเจือปนของโลหะหนัก

คุณสมบัติการรักษาความร้อนและความต้านทานการกัดกร่อน

สินค้าที่เป็นปัญหาละลายที่ 906^oC. ในช่วงตั้งแต่ 750^oC ถึง 880^oC มันยังคงมีความยืดหยุ่นดี จึงสามารถกลึงขึ้นรูปได้ ขั้นตอนสำคัญในการผลิตโลหะผสม L63 คือการหลอมซึ่งดำเนินการในช่วง 550-650^{oC จากการประมวลผลนี้ มีสองกระบวนการหลักเกิดขึ้น:}

• ขจัดความเครียดทางกล
• ละลายระยะ metastable เพื่อสร้างโครงสร้างเฟสเดียว

การปรากฏตัวของความเค้นเชิงกลเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนาอย่างยิ่งสำหรับ L63 เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการเติมสังกะสีลงในทองแดงทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนของทองเหลืองดีขึ้นอย่างมาก ดังนั้นทองเหลืองทั้งหมดจึงเป็นโลหะผสมที่มีปฏิกิริยาทางเคมีค่อนข้างมาก พวกมันจะถูกทำลายเมื่อเวลาผ่านไปในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเท่านั้น เช่น กรดเปอร์คลอริกและกรดไนตริก อย่างไรก็ตาม การปรากฏตัวของความเค้นในโครงสร้างทองเหลืองนั้นบั่นทอนความต้านทานการกัดกร่อนอย่างมีนัยสำคัญ

เนื่องจากความเครียดดังกล่าว จึงไม่แนะนำให้ตัดอย่างรวดเร็วสำหรับผลิตภัณฑ์ L63

แอพพลิเคชั่น

ทองเหลืองยี่ห้อที่ถือว่าใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการผลิตเทป แท่ง แผ่นและท่อ โลหะผสมนี้ใช้ทำลวด ซึ่งใช้สำหรับหมุดย้ำด้วย

โดยสรุป ควรจะกล่าวว่า L63 ถูกใช้ในทุกที่ที่จำเป็นเพื่อดำเนินการเปลี่ยนรูปเย็นที่สำคัญในการผลิตชิ้นส่วน ทำข้อต่อ แท็งก์ และของตกแต่งต่างๆ