Sárgaréz

A sárgaréz  kettős vagy többkomponensű rézalapú ötvözet , ahol a fő ötvöző komponens a cink , néha ón hozzáadásával (kevesebb, mint a cink, különben hagyományos ónbronz ) , nikkel , ólom , mangán , vas és egyéb elemek. A kohászati ​​besorolás szerint nem tartozik a bronzok közé.

A réz-cink ötvözetek keményebbek, mint az eredeti fémek. Készülékek, gépalkatrészek és háztartási cikkek gyártására használják.

A név története és eredete

Annak ellenére, hogy a cinket mint kémiai elemet csak a 16. században fedezték fel, a sárgaréz már korszakunk előtt is ismert volt [4] [5] . A Mossinoidok a réz galmei -vel [6] , azaz cinkérccel való olvasztásával szerezték meg. Angliában először réz fémes cinkkel való ötvözésével nyerték a sárgaréz, ezt a módszert 1781. július 13-án szabadalmaztatta James Emerson (1297 számú brit szabadalom) [7] [8] . A 19. században a rezet hamisított aranyként használták Nyugat-Európában és Oroszországban .

Augustus idejében Rómában a rezet orichalcumnak hívták . ( lat.  aurichalcum  - szó szerint „arany réz”), sestertiát és dupondiát vertek belőle . Az Orichalcum az arany színéhez hasonló ötvözet színéről kapta a nevét. Magában a Római Birodalomban azonban Nagy- Britannia meghódítása előtt az i.sz. 1. században. e. sárgaréz nem készült, mert a rómaiak nem fértek hozzá a cink forrásaihoz (ami csak azután jelent meg és kezdett kifejlődni, hogy a birodalom részeként megalakult a brit tartomány), ezt megelőzően a cinket csak a hellén tudták behozni . és római kereskedők, nem volt saját kitermelés a kontinentális Európában és a Földközi -tengeren [9] .

Tulajdonságok és típusok

A sárgarézgyártáshoz szükséges cink iránt jelenleg mintegy 2,1 millió tonna a világ összkereslete, ugyanakkor 1 millió tonna primer cink, 600 ezer tonna saját termelés hulladékából nyert cink és 0,5 millió tonna másodlagos nyersanyag. anyagokat használnak a gyártás során . Így a sárgaréz előállításához felhasznált cink több mint 50%-a hulladékból származik. A műszaki sárgarézek általában legfeljebb 48-50% cinket tartalmaznak. A cinktartalomtól függően alfa-sárgaréz és alfa + béta-sárgaréz különböztethetők meg. Az egyfázisú alfa-sárgarézek (akár 35% cink) jól deformálódnak meleg és hideg állapotban. A kétfázisú alfa + béta sárgaréz (akár 47-50% cink) viszont alacsony plaszticitású hideg állapotban. Általában melegen megmunkálják az alfa vagy alfa+béta régió hőmérsékletén. Az alfa sárgarézekkel összehasonlítva a duplex sárgarézek nagyobb szilárdsággal és kopásállósággal rendelkeznek, kisebb rugalmasság mellett. A kettős sárgarézeket gyakran alumíniummal, vassal, magnéziummal, ólommal vagy más elemekkel ötvözik. Az ilyen sárgarézeket speciálisnak vagy többkomponensűnek nevezik. Az ötvözőelemek (az ólom kivételével) növelik a sárgaréz szilárdságát (keménységét), de csökkentik a rugalmasságát. A sárgaréz ólomtartalma (legfeljebb 4%) megkönnyíti a vágást és javítja a súrlódásgátló tulajdonságokat. Az alumínium, a cink, a szilícium és a nikkel növeli a sárgaréz korrózióállóságát. Vas, nikkel és magnézium hozzáadása a sárgarézhez növeli annak szilárdságát.

Fizikai tulajdonságok

• Sűrűség  - 8500-8700 kg / m³.
• A fajlagos hőkapacitás 20 °C-on 0,377 kJ kg −1 K −1 .
• Elektromos ellenállás  - (0,07-0,08)⋅10 −6 Ohm m.
• Ez nem ferromágnes .
• A sárgaréz olvadáspontja összetételtől függően eléri a 880-950 °C-ot. A cinktartalom növekedésével az olvadáspont csökken. A sárgaréz meglehetősen jól hegeszthető különféle típusú hegesztésekkel, beleértve a gáz- és ívhegesztést védőgázas környezetben, valamint hengerelt. A sárgaréz hegesztési technológiákat a vonatkozó szakirodalom ismerteti. Bár a sárgaréz felülete, ha nem lakkozott, a levegőben megfeketedik, de ömlesztve jobban ellenáll a légkör hatásának, mint a réz. Sárga színű és jól políroz.
• A bizmut és az ólom káros hatással van a sárgarézre, mivel csökkenti a deformáció képességét forrón. Ennek ellenére az ólomötvözetet laza forgácsok előállítására használják, ami megkönnyíti annak vágását [10] .

Cu-Zn állapotdiagram

A réz cinkkel a fő α-oldat mellett számos β, γ, ε típusú elektronikus fázist tartalmaz. A sárgaréz szerkezete leggyakrabban α- vagy α + β'- fázisokból áll: az α-fázis a cink szilárd oldata rézben fcc rézkristályrácstal, a β'-fázis pedig egy rendezett szilárd oldat, amely a CuZn kémiai vegyület 3/2 elektronkoncentrációval és primitív elemi cellával.

Magas hőmérsékleten a β-fázis az atomok rendezetlen elrendezésével ([bcc]) és széles homogenitási régióval rendelkezik. Ebben az állapotban a β-fázis képlékeny. 454–468 °C alatti hőmérsékleten a réz- és cinkatomok elrendeződése ebben a fázisban rendezett lesz, és β'-nek jelöljük. A β' fázis, ellentétben a β-fázissal, keményebb és törékenyebb; A γ-fázis egy Cu 5 Zn 8 elektronvegyület .

Az egyfázisú sárgarézeket nagy plaszticitás jellemzi; A β'-fázis nagyon törékeny és kemény, ezért a kétfázisú sárgarézek nagyobb szilárdságúak és kisebb a rugalmasságuk, mint az egyfázisúké.

A réz cinktartalma befolyásolja az izzított sárgaréz mechanikai tulajdonságait.

Akár 30%-os cinktartalommal egyszerre növekszik a szilárdság és a hajlékonyság. Ezután a plaszticitás csökken, először az α-szilárd oldat szövődménye miatt, majd erőteljes csökkenése következik be egy rideg β'-fázis megjelenése miatt a szerkezetben. A szilárdság körülbelül 45%-ig nő, majd olyan meredeken csökken, mint a hajlékonyság.

A legtöbb sárgaréz jól működik nyomással. Az egyfázisú sárgarézek különösen műanyagok. Alacsony és magas hőmérsékleten deformálódnak. A 300-700 °C hőmérséklet-tartományban azonban van egy rideg zóna, ezért a sárgaréz ilyen hőmérsékleten nem deformálódik.

A kétfázisú sárgarézek képlékenyek, ha a β'-transzformációs hőmérséklet fölé hevítik, különösen 700 °C fölé, amikor szerkezetük egyfázisúvá (β-fázisúvá) válik. A sárgaréz mechanikai tulajdonságainak és kémiai ellenálló képességének javítása érdekében gyakran ötvöző elemeket visznek be beléjük: alumínium (Al), nikkel (Ni), mangán (Mn), szilícium (Si) stb.

Sorrend megjelölése

Szovjetunió és Oroszország

A Szovjetunióban, Oroszországban és néhány posztszovjet országban GOST-ok vannak a sárgarézötvözetek összetételére és jelölésére:

• GOST 15527 Réz-cink ötvözetek (sárgaréz), nyomással feldolgozva. Bélyegek
• GOST 17711 Réz-cink (sárgaréz) öntvényötvözetek. Bélyegek

A jelölési rendszer eltérő a nyomással kezelt (GOST 15527) és az öntödei (GOST 17711) sárgaréz esetében. A nyomáskezelt sárgaréz esetében először az „L” betű következik, ezt követi a normalizált elemek összes betűje, kivéve a cinket, majd az elemek százalékos számjegyei ugyanabban a sorrendben, kivéve a cinket. A cink és a nemkívánatos szennyeződések tartalma a maradék tömeg 100%-ig. Például:

• L70 - 70% rezet tartalmazó sárgaréz. A többi cink és szennyeződések.
• LAZH60-1-1 - sárgaréz 60% rézzel, 1% alumíniummal (A) és 1% vassal (G) ötvözve. A fennmaradó 100% cink és szennyeződések.

Az öntödei sárgarézeknél (GOST 17711) az ötvözetkomponensek átlagos százalékos aránya közvetlenül a nevét jelölő betű után kerül elhelyezésre. Ugyanakkor a cinktartalom az első, amelyet normalizálni kell, ezért az öntödei minőségek „LC” betűkkel kezdődnek. A réz és a nem kívánt szennyeződések arányát maradékként számítják ki 100%-ig. Például:

• LTS40Mts1.5 - sárgaréz 40% cinket (C) és 1,5% mangánt (Mc) tartalmaz. A fennmaradó 100% réz és szennyeződések.

Alkalmazás

Kovácsolt sárgaréz

Tombac ( francia  tombac , maláj nyelvből tambaga  - réz ) - kettős sárgaréz, amely legfeljebb 20% cinket tartalmaz, tompaknak (14-20% cinket tartalmazó sárgaréz - féltompak) nevezik ( http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/ lat ). Nagy rugalmasságú , korrózió- és súrlódásgátló tulajdonságokkal rendelkezik, jól hegesztett acéllal . Acél-sárgaréz bimetál gyártására használjákArany színének köszönhetően a tompakot művészeti termékek, jelvények és kiegészítők gyártására használják.

Öntött sárgaréz

• Korrózióálló,
• általában jó súrlódásgátló tulajdonságokkal rendelkezik
• jó mechanikai, technológiai tulajdonságok
• jó folyékonyság
• csekély a szegregációs hajlam

Ékszerötvözetek

Jegyzetek

1. ↑ https://www.simetric.co.uk/si_metals.htm
2. ↑ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diagramme_binaire_Cu_Zn_laiton.svg
3. ↑ (meghatározatlan cím) - ISBN 2-8293-0216-8
4. ↑ Dzhua M. "A kémia története", olaszból fordította G. V. Bykov, szerkesztette: S. A. Pogodin. - Moszkva: Mir. Kémiai Irodalmi Szerkesztőség, 1975.
5. ↑ Cink: az elem felfedezésének története . Letöltve: 2017. január 10. Az eredetiből archiválva : 2017. január 10. (határozatlan)
6. ↑ Galmey // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
7. ↑ Woodcroft B. Találmányi szabadalmak tárgymutatója (csak címekből készült), 1617. március 2-tól (14 James I.), 1852. október 1-ig (16 Victoriae  ) . - London, 1857. - 444. o.
8. ↑ IV. Specifikációja Mr. Emerson szabadalma sárgaréz előállítására rézzel és spelterrel // The Repertory of Arts, Manufactures and Agriculture  (angol) . - London, 1796. - 20. évf. V.-P. 24-25.
9. ↑ Vendég, Edwin . Bizonyos külföldi feltételekkel, elődeink által a Brit-szigeteken való letelepedésüket megelőzően (II. rész) archiválva 2018. szeptember 27-én a Wayback Machine -nél . // A Filológiai Társaság közleményei . - London, 1852. június 11. - 20. évf. 5 - nem. 124 - 188-189.
10. ↑ [bse.sci-lib.com/article089370.html Automatic brass] – cikk a Great Soviet Encyclopedia- ból  (3. kiadás)

Irodalom

• Sárgaréz // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.

Linkek

• Technikai információ

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy norvég Nagy orosz Britannica (online) Treccani
Bibliográfiai katalógusokban	BNF : 119830963 GND : 4169517-3 J9U : 987007282524705171 LCCN : sh85016431