Brass L63: tổng quan, thuộc tính, thông số kỹ thuật và tính năng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-02 14:05

Nhiều người thường nhận thấy tay nắm sáng bóng trên cửa nội thất, đèn chùm vàng hoặc chân nến. Tất cả các yếu tố này được làm bằng một hợp kim gọi là đồng thau. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn các thuộc tính và đặc điểm của nó, đặc biệt chú ý đến nhãn hiệu L63.

Đồng thau là gì?

Đồng thau là một trong hai hợp kim đồng được biết đến (hợp kim còn lại là đồng). Cơ sở của nó là đồng, trong đó các lượng kẽm khác nhau được hòa tan. Như đã biết, đồng có mạng tinh thể lập phương tâm diện (fcc). Đổi lại, kẽm nguyên chất tạo thành một cấu trúc hình lục giác chặt chẽ (hcp). Cả hai mạng đều không tương thích, do đó, trong trường hợp nồng độ nguyên tử của kẽm và đồng bằng nhau, cái gọi là đồng thau đôi có thể hình thành. Chúng được đặc trưng bởi sự tồn tại đồng thời của hai pha (dung dịch rắn fcc và hcp).

Nếu bạn chú ý đến bảng D. I. Mendeleev, bạn sẽ nhận thấy rằng kẽm trong đó ở số 30, và đồng ở số 29.có bán kính nguyên tử tương tự nhau. Thực tế này cho phép, mặc dù các mạng tinh thể khác nhau, tạo thành các dung dịch rắn một pha khi hàm lượng đồng trong hợp kim vượt quá 13,5%, như có thể thấy từ giản đồ pha Zn-Cu đã trình bày.

Vì vậy, nếu đồng là thành phần chính, thì ở điều kiện cân bằng chỉ có một pha - dung dịch rắn của kẽm trong đồng fcc.

Đồng thau hiệu L63

Đây là một trong những hợp kim phổ biến nhất được đúc ở nước ta. Không khó để hiểu chữ và số trong tên thương hiệu có nghĩa là gì: “L” thực chất là đồng thau, con số 63 chỉ tỷ lệ phần trăm của thành phần chính, tức là đồng. Trong thực tế, thực tế có thể khác một chút so với con số được chỉ ra. Vì vậy, trong thành phần của đồng thau L63, lượng đồng dao động từ 62% đến 65%, và kẽm trong hợp kim chứa từ 34,2% đến 37,5%.

Hầu hết tất cả đồng thau đều được gia công tốt ở nhiệt độ thấp (phòng). Thương hiệu được đề cập cũng không phải là ngoại lệ. Do đặc tính cơ học tuyệt vời, nó được sử dụng để sản xuất nhiều loại bộ phận, bao gồm cả tấm mỏng, ống và thanh có độ dày khác nhau.

Cũng cần lưu ý rằng sản phẩm của thương hiệu được đề cập rất dễ đánh bóng, vì vậy nhiều đồ trang sức làm từ nó có màu vàng và sắc thái rực rỡ.

Một trong những ưu điểm quan trọng của đồng thau L63 là giá thành tương đối rẻ so với các hợp kim khác có chứanhiều đồng hơn.

Đặc điểm L63

Như bạn đã biết, đồng nguyên chất là một vật liệu khá mềm. Độ bền cắt của nó là 210 MPa. Việc thay thế một phần ba số nguyên tử đồng trong mạng tinh thể fcc bằng các nguyên tử kẽm, cũng như xử lý nhiệt nhất định của đồng thau, dẫn đến sự gia tăng độ bền cắt cơ học của nó lên đến 240 MPa.

Một ưu điểm khác về đặc tính của đồng L63 so với các đặc tính của đồng là độ cứng cao hơn trong khi vẫn duy trì độ dẻo. Lưu ý rằng trong trường hợp xử lý không đúng cách, ví dụ, ủ không đủ, pha thứ hai dựa trên kẽm có thể xuất hiện trong sản phẩm của cấp đang xem xét. Đồng thau hai pha dẫn đến sự suy giảm đáng kể về tính chất cơ học và công nghệ. Đặc biệt, hợp kim trở nên giòn và thực tế là mất độ dẻo.

Sự khác biệt giữa đồng thau và các kim loại khác là không có tia lửa điện trong các cú sốc cơ học. Đặc tính này cho phép sử dụng L63 trong sản xuất các thùng chứa để lưu trữ và vận chuyển các chất dễ cháy.

Nếu chúng ta nói về những nhược điểm của loại đồng này so với đồng nguyên chất, chúng ta nên đề cập đến sự giảm độ bền một chút. Ngoài ra, đồng thau L63 là chất dẫn điện và nhiệt kém.

Trọng lượng riêng của hợp kim

Nhắc lại rằng mật độ là một giá trị bằng tỷ số giữa khối lượng của một vật thể với thể tích nó chiếm trong không gian. Mật độ được tính theo công thức sau:

ρ=m / V.

Trong trường hợp hợp kim đa thành phần, trong đósự pha trộn đơn giản của các nguyên tố hóa học với entanpi tạo thành thấp, bạn có thể sử dụng công thức sau để xác định mật độ của chúng:

ρ=∑_im_i/ ∑_i(m_i/ ρ_i).

Trong đó m_ivà ρ_{ilà khối lượng và mật độ của thành phần thứ i trong hỗn hợp.}

Sử dụng công thức đã viết, bạn có thể tính được trọng lượng riêng của đồng thau L63. Nếu biểu thức cho ρ được viết cho hai thành phần, thì chúng ta nhận được đẳng thức sau:

ρ=ρ_zn ρ_cu/ (ρ_zn+ x(ρ_cu-ρ_zn)), trong đó x=m_zn/ (m_zn+ m_cu).

Tham số x phản ánh phần trăm khối lượng của kẽm trong hợp kim. Vì khối lượng của các nguyên tử của các thành phần đồng thau là gần nhau, chúng ta có thể cho rằng phần khối lượng bằng phần nguyên tử. Ví dụ, nếu chúng ta lấy thành phần của 63% Cu và 37% Zn và tính đến rằng ρ_cu=8960 kg / m³và ρ_zn=7140 kg / m³, khi đó chúng ta nhận được giá trị ρ=8188 kg / m^3.

Chuyển sang giá trị thực nghiệm của khối lượng riêng của đồng thau L63, ta thấy nó tương ứng với 8440 kg / m3ở nhiệt độ phòng. Sự khác biệt với kết quả lý thuyết là do hai yếu tố chính:

• khi hợp kim được tạo thành, có một số entanpi âm của sự trộn lẫn các thành phần;
• nó chứa tạp chất của kim loại nặng hơn.

Tính năng xử lý nhiệt và chống ăn mòn

Sản phẩm được đề cậptan chảy ở 906^oC. Trong khoảng từ 750^oC đến 880^oC, nó vẫn thể hiện độ dẻo tốt nên có thể gia công được. Một giai đoạn quan trọng trong sản xuất hợp kim L63 là ủ, được thực hiện trong phạm vi 550-650^{oC. Kết quả của quá trình xử lý này, hai quá trình chính xảy ra:}

• ứng suất cơ học được loại bỏ;
• hòa tan các pha di căn để tạo thành cấu trúc một pha.

Sự hiện diện của ứng suất cơ học là điều cực kỳ không mong muốn đối với L63. Được biết, việc bổ sung kẽm vào đồng dẫn đến cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của nó, vì vậy tất cả đồng thau đều là hợp kim thụ động về mặt hóa học. Chúng chỉ bị phá hủy theo thời gian trong môi trường xâm thực, chẳng hạn như axit pecloric và nitric. Tuy nhiên, sự hiện diện của ứng suất trong các kết cấu bằng đồng thau làm giảm đáng kể khả năng chống ăn mòn của chúng.

Vì những căng thẳng nói trên, việc cắt nhanh không được khuyến khích cho các sản phẩm L63.

Ứng dụng

Thương hiệu được coi là đồng thau được sử dụng rộng rãi để sản xuất băng, thanh, tấm và ống dẫn. Hợp kim này cũng được sử dụng để làm dây, được sử dụng cho đinh tán.

Tóm lại, cần phải nói rằng L63 được sử dụng ở bất cứ nơi nào cần thực hiện các biến dạng nguội đáng kể trong quá trình sản xuất các bộ phận. Các khớp nối, xe tăng và các yếu tố trang trí khác nhau được làm từ nó.