Brass L63: نمای کلی، خواص، مشخصات و ویژگی‌ها

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-02 13:53

بسیاری از مردم اغلب متوجه دستگیره های براق روی درهای داخلی، لوسترهای طلایی یا شمعدان ها شده اند. همه این عناصر از آلیاژی به نام برنج ساخته شده اند. در این مقاله با توجه ویژه به برند L63 نگاهی دقیق به خواص و خصوصیات آن خواهیم داشت.

برنج چیست؟

برنج یکی از دو آلیاژ مس شناخته شده است (دیگری برنز است). اساس آن مس است که مقادیر مختلفی روی در آن حل می شود. همانطور که مشخص است، مس دارای یک شبکه کریستالی مکعبی (fcc) است. به نوبه خود، روی خالص یک ساختار بسته بندی شده شش ضلعی (hcp) را تشکیل می دهد. هر دو شبکه ناسازگار هستند، بنابراین، در صورت غلظت اتمی مساوی روی و مس، به اصطلاح برنج های مضاعف می توانند تشکیل شوند. آنها با وجود همزمان دو فاز (محلول های جامد fcc و hcp) مشخص می شوند.

اگر به جدول D. I. Mendeleev دقت کنید متوجه می شوید که روی موجود در آن در رتبه 30 و مس در رتبه 29 قرار دارد.شعاع اتمی مشابهی دارند. این واقعیت اجازه می دهد تا، با وجود شبکه های کریستالی مختلف، زمانی که میزان مس در آلیاژ از 13.5 درصد بیشتر شود، محلول های جامد تک فاز تشکیل شود، همانطور که از نمودار فاز روی-مس ارائه شده مشاهده می شود.

بنابراین، اگر مس جزء اصلی باشد، در شرایط تعادل تنها یک فاز وجود دارد - محلول جامد روی در مس fcc.

برنج مارک L63

این یکی از رایج ترین آلیاژهایی است که در کشور ما ریخته می شود. درک معنای حرف و اعداد در نام تجاری دشوار نیست: "L" در واقع برنج است، عدد 63 نشان دهنده درصد جزء اصلی، یعنی مس است. در واقع، واقعیت ممکن است کمی با شکل نشان داده شده متفاوت باشد. بنابراین، در ترکیب برنج L63، مقدار مس از 62٪ تا 65٪، و روی در آلیاژ از 34.2٪ تا 37.5٪ است.

تقریبا تمام برنج ها در دمای پایین (اتاق) به خوبی ماشین کاری می شوند. برند مورد بحث نیز از این قاعده مستثنی نیست. به دلیل خواص مکانیکی عالی، برای تولید طیف وسیعی از قطعات از جمله ورق های نازک، لوله ها و میله ها با ضخامت های مختلف استفاده می شود.

همچنین لازم به ذکر است که محصول برند مورد نظر به راحتی جلا داده می شود، بنابراین بسیاری از جواهرات ساخته شده از آن دارای رنگ طلایی و رنگ درخشانی هستند.

یکی از مزایای مهم برنج L63 ارزان بودن نسبی آن در مقایسه با سایر آلیاژهای حاویمس بیشتر.

ویژگی L63

همانطور که می دانید، مس خالص یک ماده نسبتاً نرم است. مقاومت برشی آن 210 مگاپاسکال است. جایگزینی یک سوم اتم‌های مس در شبکه fcc با اتم‌های روی، و همچنین عملیات حرارتی معین برنج، منجر به افزایش مقاومت برشی مکانیکی آن تا 240 مگاپاسکال می‌شود.

مزیت دیگر ویژگی های برنج L63 نسبت به خواص مس، سختی بالاتر آن با حفظ شکل پذیری است. توجه داشته باشید که در صورت پردازش نامناسب، به عنوان مثال، بازپخت ناکافی، ممکن است فازهای دوم مبتنی بر روی در محصول عیار مورد نظر ظاهر شود. برنج دو فاز منجر به زوال قابل توجهی در خواص مکانیکی و فنی می شود. به ویژه، آلیاژ شکننده می شود و عملاً انعطاف پذیری خود را از دست می دهد.

تفاوت بین برنج و سایر فلزات عدم وجود جرقه در هنگام ضربه های مکانیکی است. این خاصیت امکان استفاده از L63 را در تولید ظروف برای نگهداری و حمل و نقل مواد قابل اشتعال می دهد.

اگر از معایب این گرید نسبت به مس خالص صحبت کنیم باید به کاهش جزئی چقرمگی اشاره کنیم. علاوه بر این، برنج L63 یک رسانای ضعیف الکتریسیته و گرما است.

وزن مخصوص آلیاژ

به یاد بیاورید که چگالی مقداری است برابر با نسبت جرم یک جسم به حجمی که در فضا اشغال می کند. چگالی با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:

ρ=m/V.

در مورد آلیاژهای چند جزئی که در آناختلاط ساده عناصر شیمیایی با تشکیل آنتالپی کم، می توانید از فرمول زیر برای تعیین چگالی آنها استفاده کنید:

ρ=∑_im_i/∑_i(m _i/ρ_i).

جایی که m_i و ρ_{i جرم و چگالی جزء i ام در مخلوط هستند.}

با استفاده از فرمول نوشته شده، می توانید وزن مخصوص برنج L63 را محاسبه کنید. اگر عبارت ρ برای دو جزء نوشته شود، برابری زیر را بدست می آوریم:

ρ=ρ_znρ_cu/(ρ_zn+ x(ρ_cu-ρ_zn))، که در آن x=m_zn/(m _zn+m_cu).

پارامتر x کسر جرمی روی در آلیاژ را منعکس می کند. از آنجایی که جرم اتم های اجزای برنج نزدیک است، می توانیم کسر جرمی را برابر با کسر اتمی فرض کنیم. برای مثال، اگر ترکیب 63% مس و 37% روی را در نظر بگیریم و این را در نظر بگیریم که ρ_cu=8960 kg/m³ و ρ _zn=7140 kg/m³، سپس مقدار ρ=8188 kg/m^{3 را دریافت می کنیم.}

با توجه به مقدار آزمایشی چگالی برنج L63، می بینیم که با 8440 کیلوگرم بر متر 3 در دمای اتاق مطابقت دارد. اختلاف با نتیجه نظری به دلیل دو عامل اصلی است:

• هنگامی که یک آلیاژ تشکیل می شود، مقداری آنتالپی منفی از اختلاط اجزا وجود دارد؛
• حاوی ناخالصی های فلزات سنگین تر است.

ویژگی های عملیات حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی

محصول مورد نظردر دمای 906^oC ذوب می شود. در محدوده 750^oC تا 880^oC، همچنان انعطاف پذیری خوبی از خود نشان می دهد، بنابراین می توان آن را ماشین کاری کرد. یک مرحله مهم در تولید آلیاژ L63 آنیلینگ است که در محدوده 550-650^{oC انجام می شود. در نتیجه این پردازش، دو فرآیند اصلی رخ می دهد:}

• تنش های مکانیکی حذف می شود؛
• فازهای ناپایدار را حل کنید تا ساختار تک فازی تشکیل شود.

وجود تنش های مکانیکی برای L63 بسیار نامطلوب است. مشخص است که افزودن روی به مس منجر به بهبود قابل توجهی در مقاومت به خوردگی آن می شود، بنابراین تمام برنج ها از نظر شیمیایی آلیاژهای کاملاً غیر فعال هستند. آنها در طول زمان فقط در محیط های تهاجمی مانند اسیدهای پرکلریک و نیتریک از بین می روند. با این حال، وجود تنش در سازه های برنجی به طور قابل توجهی مقاومت به خوردگی آنها را مختل می کند.

به دلیل تنش های فوق الذکر، برش سریع برای محصولات L63 توصیه نمی شود.

برنامه ها

مارک در نظر گرفته شده برنج به طور گسترده ای برای ساخت نوار، میله، ورق و لوله استفاده می شود. از این آلیاژ برای ساخت سیم نیز استفاده می شود که برای پرچ استفاده می شود.

به طور خلاصه باید گفت که L63 در هر جا که لازم باشد تغییر شکل های سرد قابل توجهی در تولید قطعات انجام شود استفاده می شود. کوپلینگ ها، مخازن و عناصر تزئینی مختلف از آن ساخته می شود.