Metal ductil Alama - o digresiune istorică, proprietăți de bază, caracteristici și fotografii ale aliajului

Alama este un material metalic pe bază de cupru și o componentă de aliaj zinc. Aliajul poate conține plumb, fier, elemente de nichel. Uneori staniul este prezent, dar în cantități mici. Conform tabelului metalurgic, alama nu aparține grupei bronzului.

Poveste

Elementul chimic zinc a fost descoperit în secolul al XVI-lea, dar metalul galben era bine cunoscut omenirii cu multe secole înainte de acel moment. Popoarele antice care trăiau în regiunea de sud a Mării Negre combinau cuprul cu smithsonit, minereu de zinc, pentru a obține un aliaj de alamă.

În timpul politicianului roman Augustus, arama era denumită „orychalk”, ceea ce înseamnă literal „cuprul de aur”. Metalul galben este asemănător cu aurul; din el au fost imprimate monede antice romane, s-au făcut bijuterii și obiecte de uz casnic.

La sfârșitul secolului al XVIII-lea, omul de știință englez D. Emerson a obținut alama prin alierea cuprului cu zinc industrial. El a brevetat metoda și a primit un brevet britanic. În secolul al XVIII-lea, înainte de utilizarea pe scară largă a alamei în metalurgie, aceasta a fost folosită pentru a contraface aur în Europa de Vest și Rusia.

Principalele caracteristici ale alamei

Alama combină proprietățile pozitive și avantajele metalelor compozite.Metalurgiștii folosesc materialul în industrie pentru a îmbunătăți proprietățile metalelor care sunt colectiv mai puternice decât individual. Metalul galben are rezistență la procesele de coroziune, rezistență crescută și poate fi în soluții apoase și alcaline pentru o lungă perioadă de timp fără deteriorare.

Proprietăți chimice

Structura alamei este formată din două componente clasice - zinc, cupru. În versiunea tradițională, proporția de cupru nu depășește 70%, iar zincul - 30%. Au fost dezvoltate mai multe clase de alamă tehnologică, în care conținutul de zinc este mai mic, de doar 48%. În industria siderurgică, aproape jumătate din tot zincul utilizat este recuperat din deșeuri și reciclare.

Există două tipuri de alamă cu diferențe în structura internă și compoziția chimică:

• tip alfa (monofazat), conținut de zinc 35 la sută;
• tip alfa-beta (bifazic), într-un aliaj de 50% zinc și 6% plumb.

Alama în caracteristicile exterioare este similară cu unele mărci de bronz, dar nu aparține materialelor din bronz.

Compoziția claselor speciale de aliaje de alamă conține staniu în proporții mici. Este folosit ca o componentă de aliere pentru a îmbunătăți proprietățile metalului. Pe lângă staniu, compoziția chimică a alamei poate conține plumb, nichel, mangan și alte metale care pot îmbunătăți caracteristicile materialului.

Proprietăți fizice

Caracteristicile alamei depind de elementele de aliere suplimentare adăugate pentru a îmbunătăți parametrii procesului. De exemplu, valoarea densității variază în intervalul 8300-8700 kg/m3.

Principalele proprietăți fizice ale alamei sunt:

• capacitatea termică specifică când este încălzită la 20 C este de 0,377 kJ kg−1 K−1;
• rezistență electrică specifică 0,07 * 10−6 Ohm m;
• nu este un feromagnet, nu dobândește proprietăți magnetice atunci când este expus la temperaturi critice;
• punctul de topire este în medie de 900 de grade;
• rezistență ridicată la coroziune și distrugere;
• durabil;
• plastic,
• se pretează bine la forjare și prelucrare;
• rezistent la schimbările de temperatură.

Alama ca un conglomerat de mai multe metale are o conductivitate slabă a curentului electric. Metalele compozite creează distorsiuni ale rețelelor cristaline. Câmpurile de tensiune rezultate formează rezistivitatea. Cuprul în sine este un excelent conductor de electricitate, deci toate firele sunt din cupru.

Punctul de topire al unui aliaj de alamă depinde de procentul de zinc. Cu cât mai mult zinc, cu atât este mai ușor să topești alama.

Metalul laminat alamă este bine expus sudării cu arc și gaz. Bine lustruit, rulat. Rezistă la intemperii mai bine decât cuprul pur.

Adaosurile de bismut și plumb la aliajul de alamă reduc proprietățile elastice ale metalului, făcându-l fragil atunci când este expus la temperaturi ridicate (la 500 de grade).

Influența elementelor constitutive

Pentru a extinde gama de utilizare a alamei și a îmbunătăți proprietățile acesteia, aliajului se adaugă componente de aliere. Fiecare element constitutiv are un efect specific:

• siliciul scade valoarea durității, face materialul mai puțin durabil, dar rezistent la uzură în timpul frecării prelungite;
• manganul crește rezistența și rezistența la coroziune;
• staniul, aluminiul și fierul în proporții mici sunt adăugate la aliaj împreună cu mangan pentru a îmbunătăți valorile de rezistență;
• plumbul aproape că a încetat să fie adăugat ca element de aliere, reduce proprietățile mecanice ale aliajului, înrăutățește ductilitatea, elasticitatea;
• nichelul crește rezistența la coroziune și face posibilă utilizarea metalului în medii alcaline;
• aluminiu, oxidul de aluminiu creează un strat protector pe suprafața metalului, care împiedică procesele oxidative să aibă un efect distructiv;
• staniul este un metal ușor, adăugarea lui îmbunătățește parametrii de rezistență și rezistență la coroziune.

Un aliaj cu staniu este utilizat pe scară largă pentru a crea componente pentru nave care funcționează constant în apă de mare.

Metode de producție

Alama este unul dintre acele conglomerate care răspund bine la metodele de prelucrare - forjare, ștanțare. La un punct de topire scăzut, metalul prezintă proprietăți bune de curgere, deci este utilizat pe scară largă în turnătorii.

La topirea alamei, zincul se evaporă activ.

În industria metalurgică, alama este extrasă în recipiente speciale refractare (creuzete), în cuptoare de topire, în care căldura este transferată prin radiație din produșii gazoși de ardere a combustibilului. În cuptoare, topirea are loc într-un timp scurt și cu un consum economic de energie.

Aplicații de aliaje

În antichitate, alama era folosită în bijuterii datorită asemănării sale cu aurul natural. Datorită plasticității și maleabilității bune pentru forjare, din el au fost imprimate monede, s-au realizat bijuterii și cutii.

Aliajele de alama sunt îmbunătățite prin adăugarea altor componente metalice pentru a îmbunătăți caracteristicile metalului laminat și a extinde posibilitățile de utilizare a acestuia în medii agresive (în construcții navale, în chimie).

In constructie

Metalul galben s-a impus de mult timp ca un material valoros pentru crearea de piese pentru instalații sanitare, țevi, aparate și pentru construcția diferitelor structuri. Fabricat din metal galben

• elemente de fixare (șuruburi și piulițe, țevi de derivație, piese ștanțate);
• produse pentru structuri termice, dispozitive, echipamente, conducte de condensare;
• piese sanitare (baterii de robinete, cuplaje, teuri, fitinguri);
• accesorii pentru mobilă (mânere uși, capse, balamale pentru uși).

Proprietățile mecanice, rezistența la umiditate, rezistența și prețul accesibil permit utilizarea metalului galben în diverse domenii fără teama că materialul se va prăbuși sau se va rugini.

Aplicație în ceasuri și artă

În industria ceasurilor, alama a găsit o utilizare deosebit de răspândită datorită proprietăților de flexibilitate, ductilitate și cost redus. Produsele din metal galben par prezentabile, iar mecanismul ceasului funcționează fiabil de mulți ani. Materialul nu rugineste, nu se oxideaza, rezista la o sedere indelungata intr-un mediu umed, necedand proceselor corozive.

În artele decorative, alama este apreciată pentru capacitatea sa de a crea piese de designer cu efectul prezenței aurului. Pentru a crea bijuterii, se folosesc astfel de aliaje ornamentale din alamă bicomponente:

• verde (zinc 40%);
• tompak auriu (zinc 25%);
• galben clasic (zinc 33%).

Alama este un aliaj cu caracteristici unice. Folosit pe scară largă în aproape toate modelele utilizate în condiții de mediu dificile și medii agresive. Bijuteriile din alamă arată luxos și, cu îngrijire adecvată, nu își pierd frumusețea de mulți ani.

Fotografii din alamă