Как обозначается латунь в таблице менделеева: Как обозначается латунь в таблице менделеева

alexxlab | 13.05.1972 | 0 | Разное

Содержание

формула и химический состав сплава, виды, марки и свойства

Латунь является самым древним сплавом, так как её изготовление берёт корни ещё со времён Римской империи. В то время она была первым металлом по ценности после серебра и золота. Благодаря своему составу она обладает привлекательным внешним видом и в то же время высокой прочностью. Приятный глазу золотисто-желтоватый цвет даёт медь, а добавление цинка и других компонентов делает её крепким материалом.

Состав латуни

В формуле латуни всегда будут неизменными два компонента — это медь и цинк. Медь является природным ресурсом, цинк добывают путём вторичной переработки мусора. В готовом материале масса цинка держится в пределах от 5 до 50%.

Медь имеет номер 29 в таблице Менделеева, обладает высокой пластичностью, имеет красивый желтовато-золотистый цвет. При взаимодействии с открытым воздухом на металле появляется оксидная плёнка, из-за которой медь становится красной.

Цинк, находящийся под номером 30 в таблице Менделеева, является хрупким металлом и обладает светлым голубым цветом, при появлении оксидной плёнки — темнеет.

Медно-цинковый сплав разделяют на однофазный и двухфазный:

Однофазный сплав имеет в составе около 30% цинка. Это обычный состав, который отличается пластичностью и в то же время твёрдостью. Если процент цинка увеличивается то пластичность снижается в то время, как твёрдость латуни возрастает. После достижения цинка отметки в 40% показатель твёрдости сразу падает. Однофазная латунь относится к пластичным сплавам и поддаётся обработке как при пониженных температурах, так и при повышенных, однако, при температуре 400С появляется хрупкая зона.
Двухфазный сплав состоит на 30−50% из цинка и имеет примеси других металлов в пределах 10%. Это технический или специальный сплав. Не отличается пластичностью, лишь при нагревании свыше 700С приобретает пластичные свойства.

Виды латуни

Латунь бывает простая и специальная:

Простая — в составе имеет всего два компонента, медь и цинк. Маркируется буквой «Л» и цифрами. Цифры в маркировке говорят о процентном соотношении меди к общей массе сплава. Исходя из этого понятно, что сплав, маркированный «Л68», имеет в составе 68% меди и 32% цинка.
Специальная — состоит не только из меди и цинка, в неё добавлены и другие металлы, которые меняют свойства сплава в зависимости от своих характеристик. Маркировка этого материала несёт информацию о процентном соотношении меди к цинку и к другим элементам, которые называются легирующими. К примеру, маркировка «ЛА70−3» свидетельствует о том, что в составе использовано 70% меди, 3% алюминия и 27% цинка. В специальной латуни дополнительными металлами могут выступать:

Олово.
Свинец.
Железо.
Марганец.
Никель.
Кремний.

Алюминий.

Производство латуни, виды и свойства

Латунь производят при высоких температурах в специальных глиняных ёмкостях. При изготовлении сплава необходимо учитывать, что часть цинка испаряется.

Сплав делится на несколько видов:

Томпак — это сплав, в составе которого присутствует не более 13% цинка. Томпак отличается повышенной эластичностью, высокой устойчивостью к ржавчине и стиранию. Используют этот вид латуни при сварке с нержавейкой для получения ценного сплава, из которого в дальнейшем изготовляют медали, фурнитуру, бижутерию, художественные изделия и инструменты.
Полутомпак — это сплав, в составе которого цинк варьируется в пределах 10−20%. Сфера применения полутомпака аналогична томпаку, но он является менее ценным сплавом.
Литейная латунь — это сплав, имеющий в составе 50−80% меди, а также примеси иных металлов. Благодаря текучим свойствам используется в изготовлении полуфабрикатов и фасонных изделий методом литья. Обладает низкими показателями распада материалов, устойчив к трению и ржавчине также обладает прекрасными механическими свойствами. Литейную латунь применяют в производстве втулок, фрагментов арматуры, гаек, подшипников и иных фитингов устойчивых к ржавчине.

Автоматная латунь — это сплав, имеющий в составе свинец, в процентном соотношении не превышающий отметки в 0,8%. Свинец позволяет увеличить скорость обработки изделий за счёт образования короткой стружки. Он выпускается в виде листов, лент и прутков, в дальнейшем из них вытачивают детали часовых механизмов, метизы и гайки.

Достаточно часто латунь путают с бронзой, а многие даже считают, что это один и тот же материал — это в корне неверно. Отличить эти два металла можно и в домашних условиях, для этого необходимо пройти следующий алгоритм действий:

Хорошо почистить оба материала и рассмотреть их на солнечном свете. Цвет бронзы будет уходить в красный цвет, а латунь в жёлтый, иногда даже в белый.
Поместив изделие в ёмкость с водой, можно провести анализ на плотность. Молярная масса латуни находится в диапазоне 8350−8750 кг/м.куб, если масса выше, то это бронза.

Применение латуни

Этот медно-цинковый материал податлив и вязок, благодаря этим качествам его активно используют в ковке, машиностроении и других сферах. Под ударами наковальни или молотка латунь принимает любую форму. В зависимости от сферы применения латуни состав сплава в процентном соотношении меняется в соответствии со следующей маркировкой:

Л80, Л85, Л90, Л96 — элементы приборов, химические и теплотехнические механизмы, змеевики и прочее.
Л68 — штампованные детали.
Л70 — пиноль для химической промышленности.
Л60 — штуцера толстостенные, датели машин и гайки.

Л63 — элементы для автомобильной промышленности, конденсаторные трубки.
ЛАЖ60−1−1 — запчасти для морских судов.
ЛА77−2 — конденсаторные приборы для морских судов.
ЛАН59−3−2 — элементы химической аппаратуры, морских судов и электромашин.
ЛН65−5 — трубы конденсаторные и манометрические.
ЛЖМа59−1−1 — запчасти для самолётов и морских судов, вкладыши подшипников.
ЛМц58−2 — метизы, гайки, арматура.
ЛО90−1, ЛО62−1, ЛО70−1, ЛО06−1 — конденсаторные трубы для теплотехнического оборудования.
ЛМцА57−1−1 — элементы и запчасти для речных и морских судов.
ЛС74−3, ЛС63−3 — втулки и часовые механизмы.
ЛК80−3 — коррозионностойкие изделия.
ЛАНКМц75−2−2,5−0,5−0,5 — пружины и манометрические трубы.
ЛМш68−0,05 — конденсаторные коллекторы.

Латунь остаётся наиболее востребованным и популярным сплавом, какой бы ни был её состав. При соблюдении технологии производства он не будет ржаветь, чернеть и окисляться.

Статьи

Алюминий – это парамагнитный цветной металл, который носит название Al в таблице Менделеева, и ему присвоен порядковый номер 13. В соответствии с высшей электронной формулой алюминия, на орбите атома элемента содержится 13 протонов и 14 нейроно

Дюралюминий – это собирательное название сплавов на основе меди и алюминия. Свойства дюралюмина (английский вариант названия сплава) зависят от массовой доли как основных ингредиентов, так и легирующих добавок, которые вводятся в состав веществ

В частном жилом доме или современной квартире нередко используются медные трубы для прокладки инженерных коммуникаций. Такой материал не подвержен коррозии, долговечен, практичен и легко поддается ремонту. При необходимости соединения или ремонта под

Медь является одним из наиболее популярных представителей группы цветных металлов, используемых в промышленности. В таблице Менделеева элемент имеет порядковый номер 29 и обозначается как Cu. Физические свойства Данный металл имеет следующие фи

Дюралевые пластины – это металлические листы, выполненные из дюралюминиевого сплава и широко используемые как полуфабрикат во многих отраслях промышленности. Производство этих изделий в нашей стране было отлажено еще с советских времен, а техно

Латунь – это металлический сплав из меди и цинка. Химические свойства латуни зависят от процентного содержания цинка в смеси, которое может колебаться от 5% до 45%. Введение в сплав данного химического элемента снижает коэффициент трения матери

Алюминиевые бронзы представляют собой сплавы на основе меди, в которых главным легирующим металлом является алюминий. Материал обладает повышенными прочностными свойствами, не поддается коррозии и имеет небольшой коэффициент трения. Содержание алюмин

Медь – представитель группы цветных металлов, широко используемый в промышленности и быту на протяжении многих столетий. В таблице Менделеева элемент представлен в 11 группе 4 периода и обозначается латинской маркировкой Сu. Представляет собой

Бронза известна человечеству более 3000 лет как высокопрочный сплав на основе меди и олова. Металл обладает повышенной прочностью, не подвержен коррозии, хорошо поддается ковке, из-за чего сфера его применения затрагивает большинство отраслей промышл

Медь широко использовалась человеком с древних времен. Данный металл залегает в недрах земной коры в виде крупных самородков и часто применяется в чистом виде. Благодаря физико-химическим свойствам меди и простоте в обработке, она нашла применение во

Латунь представляет собой металлический сплав на основе меди и цинка. Последний элемент используется в качестве легирующей добавки, и от его содержания зависят свойства сплава. При концентрации цинка в сплаве в количестве 6% – 20% он называется

Алюминий АМЦ входит в систему Al – Mn и относится к сплавам, деформируемым при помощи давления. В состав металла этой марки входит от 96 до 99% алюминия и от 1 до 1,5% марганца. В соответствии с нормами ГОСТ 4784-97 содержание других примесе

Алюминий В95 представляет собой термоупрочняемый сплав особо высокой прочности. В состав металла входят алюминий (до 91,5%), медь (от 1,4 до 2%), цинк (от 5 до 7%) и магний (от 1,8 до 2,8%), также в него включено до 0,6% марганца, что делает В95 с

Алюминий Д16 – это сплав высокой прочности, входящий в систему Аl–Сu–Мg. Состав, свойства и характеристики сплава алюминия Д16 регламентированы ГОСТ 4784-97. В качестве легируемых элементов в него добавлены магний, марганец и мед

Сплав алюминия АМг6 относится к магналиям, имеющим высокую пластичность и прочность. Химический состав, который должен иметь металл АМг6, прописан в ГОСТ 4784-97. В него входит алюминий (93%), магний (от 5,8 до 6,8%) и другие вещества. В этом спла

АМг – марка алюминия, включающая в себя разные сплавы системы Al-Mn. Этот вид металла имеет повышенную устойчивость к возникновению пятен ржавчины, высокие прочностные и пластичные свойства. Также он отличается: универсальностью,

Алюминий АМг2 деформируемый давлением сплав системы Al–Mg. Марка АМг2 характеризуется: небольшим весом, прекрасной свариваемостью, высокими антикоррозийными и прочностными характеристиками. Прочность этого сплава выше, чем у м

Алюминий АМг5 представляет собой деформируемый сплав, главным легирующим элементом в нем выступает магний, доля которого составляет от 4,8 до 5,8%. Марка алюминия АМг5 применяется для изготовления изделий способом горячей или холодной деформации.

Нержавеющая проволока – это объединенное понятие для всех стальных металлоизделий с: Полнотелым сечением (круг) Высокой стойкостью к повреждению ржавчиной (антикоррозийность) В своей категории, меж тем, данный нержавеющий проволочн

Бронза – это второй промышленно востребованный сплав на основе меди после латуни. В бронзовых составах используются различные легирующие компоненты, а в латунных – это цинк. Основным же элементом для бронзовых соединений является ол

Нержавеющая сталь – собирательное понятие для ряда стальных сплавов, имеющих различные компонентные составляющие, но обладающие едиными параметрами антикоррозийной устойчивости. На самом деле, главным элементом всех видов нержавейки, который

Титановые металлоизделия, вероятно, заменили бы собой все уже существующие виды металлопроката, если бы не очень высокая стоимость как производства самого металла, так и изделий из него. Ввиду этого, использование титановой продукции реализуется

Для производства сложных технических деталей из материалов любого физико-химического состава требуется применение современного оборудования по их обработке. Наиболее частым инструментом являются станки для резки. По конструкции, способу и назначению

Рулонная сталь – самая популярная заготовка для производства листового проката. Она лежит в основе наиболее стойких к коррозии изделий. Данный материал не поддается влаге. Чтобы согнуть, разрезать или сварить лист потребуется применить большие

Труба – это вид промышленного изделия, представляющее собой вытянутый пустотелый предмет круглого, квадратного или прямоугольного сечения. Назначение материала: транспортировка сырья любого состояния и химического состава (вода, газ, нефть,

Металлопрокат изготавливается в большом количестве. Широкий сортамент продукции, выпускаемой производственными компаниями, проходит длинный путь от склада до торговой площадки. За это время, изделия должны сохранить свои эксплуатационные характер

Строительство – одна из самых быстро прогрессирующих отраслей, которая регулярно пополняется инженерными новинками. За всю историю металлов наибольшую популярность в данной сфере заслужила именно нержавеющая сталь. Она используется в бытов

Металлопродукция – основная отрасль производства строительных материалов, проката используемого во всех отраслях и сферах жизнедеятельности, которая наибольшее применение имеет в строительной индустрии и машиностроении. Причина огромной по

Для уменьшения теплопотерь, особенно в холодное время года, требуется надежная теплоизоляция всех конструкций выступающих за пределы отапливаемого помещени. Особое внимание уделяется теплоизоляции трубопроводов. В качестве современного теплоизо

Металлопрокат – продукт не теряющий своей популярности и спроса даже в условиях кризиса. В современном строительстве незаменим, благодаря широкому сортаменту продукции и высоким эксплуатационным характеристикам. Среди сотен товаров мета

Латунь – это… Что такое Латунь?

Латунная игральная кость, рядом слиток меди и цинк Макроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением

Латунь — это двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим элементом является цинк, иногда с добавлением олова, никеля, свинца, марганца, железа и других элементов.

История и происхождение названия

Несмотря на то, что цинк был открыт только в XVI веке, латунь была известна уже древним римлянам^[1]. Они получали её, сплавляя медь с галмеем^[2], то есть с цинковой рудой. Путём сплавления меди с металлическим цинком, латунь впервые была получена в Англии в 1781 году. В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота.

Во времена Августа в Риме латунь называлась «аурихалк», из которой чеканились сестерции и дупондии. Аурихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота.

Физические свойства

Плотность — 8300—8700 кг/м³
Удельная теплоёмкость при 20 °C — 0,377 кДж·кг⁻¹·K⁻¹
Удельное электрическое сопротивление — (0,07-0,08)·10⁻⁶ Ом·м
Температура плавления латуни в зависимости от состава достигает 880—950 °C. С увеличением содержания цинка температура плавления понижается. Латунь достаточно хорошо сваривается (однако нельзя сваривать латунь сваркой плавлением — можно, например, контактной сваркой) и прокатывается. Хотя поверхность латуни, если не покрыта лаком, чернеет на воздухе, но в массе она лучше сопротивляется действию атмосферы, чем медь. Имеет жёлтый цвет и отлично полируется.
Висмут и свинец имеют вредное влияние на латунь, так как уменьшают способность к деформации в горячем состоянии. Тем не менее легирование свинцом применяют для получения сыпучей стружки что облегчает ее удаление при обработке резанием.^[3]

Медь с цинком образуют кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа β, γ, ε. Наиболее часто структура латуней состоит из α- или α+β’- фаз: α-фаза — твёрдый раствор цинка в меди с кристаллической решёткой меди ГЦК, а β’-фаза — упорядоченный твёрдый раствор на базе химического соединения CuZn с электронной концентрацией 3/2 и примитивной элементарной ячейкой.

При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение ([ОЦК]) атомов и широкую область гомогенности. В этом состоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454—468 °C расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β’. Фаза β’ в отличие от β-фазы является более твёрдой и хрупкой; γ-фаза представляет собой электронное соединение Cu₅Zn₈.

Однофазные латуни характеризуются высокой пластичностью; β’-фаза очень хрупкая и твёрдая, поэтому двухфазные латуни имеют более высокую прочность и меньшую пластичность, чем однофазные.

Влияние содержания цинка в меди на механические свойства отожжённых латуней:

При содержании цинка до 30 % возрастают одновременно и прочность, и пластичность. Затем пластичность уменьшается, вначале за счёт усложнения α — твёрдого раствора, а затем происходит резкое её понижение в связи с появлением в структуре хрупкой β’-фазы. Прочность увеличивается до содержания цинка около 45 % , а затем уменьшается так же резко, как и пластичность.

Большинство латуней хорошо обрабатывается давлением. Особенно пластичны однофазные латуни. Они деформируются при низких и при высоких температурах. Однако в интервале 300—700 °C существует зона хрупкости, поэтому при таких температурах латуни не деформируют.

Двухфазные латуни пластичны при нагреве выше температуры β’-превращения, особенно выше 700 °C, когда их структура становится однофазной (β-фаза). Для повышения механических свойств и химической стойкости латуней в них часто вводят легирующие элементы: алюминий (Al), никель (Ni), марганец (Mn), кремний (Si) и т. д.

Порядок маркировки

Принята следующая маркировка. Латунный сплав обозначают буквой «Л», после чего следуют буквы основных элементов, образующих сплав. В марках деформируемых латуней первые две цифры после буквы «Л» указывают среднее содержание меди в процентах. Например, Л70 — латунь, содержащая 70 % Cu. В случае легированных деформируемых латуней указывают ещё буквы и цифры, обозначающие название и количество легирующего элемента, ЛАЖ60-1-1 означает латунь с 60 % Cu, легированную алюминием (А) в количестве 1 % и железом в количестве 1 %. Содержание Zn определяется по разности от 100 %. В литейных латунях среднее содержание компонентов сплава в процентах ставится сразу после буквы, обозначающей его название. Например, латунь ЛЦ40Мц1,5 содержит 40 % цинка (Ц) и 1,5 % марганца (Мц).

Применение

Дверная задвижка из латуни

Деформируемые латуни

Томпак (фр. tombac, от малайск. tambaga — медь) — латунь с содержанием меди 90—97 %. Обладает высокой пластичностью, антикоррозионным и антифрикционными свойствами, хорошо сваривается со сталью, его применяют для изготовления биметалла сталь-латунь. Благодаря золотистому цвету, томпак используют для изготовления художественных изделий, знаков отличия и фурнитуры.

Марка	Область применения
Двойные деформируемые латуни
Л96, Л90	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л85	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л80	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л70	Гильзы химической аппаратуры, отдельные штампованные изделия
Л68	Большинство штампованных изделий
Л63	Гайки, болты, детали автомобилей, конденсаторные трубы
Л60	Толстостенные патрубки, гайки, детали машин.
Многокомпонентные деформируемые латуни
Марка	Область применения
ЛА77-2	Конденсаторные трубы морских судов
ЛАЖ60-1-1	Детали морских судов.
ЛАН59-3-2	Детали химической аппаратуры, электромашин, морских судов
ЛЖМа59-1-1	Вкладыши подшипников, детали самолетов, морских судов
ЛН65-5	Манометрические и конденсаторные трубки
ЛМц58- 2	Гайки, болты, арматура, детали машин
ЛМцА57-3-1	Детали морских и речных судов
ЛO90-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO70-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO62-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO60-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛС63-3	Детали часов, втулки
ЛС74-3	Детали часов, втулки
ЛС64-2	Полиграфические матрицы
ЛС60-1	Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛС59-1	Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛЖС58-1-1	Детали, изготовляемые резанием
ЛК80-3	Коррозионностойкие детали машин
ЛМш68-0,05	Конденсаторные трубы
ЛАНКМц75- 2- 2,5- 0,5- 0,5	Пружины, манометрические трубы

Литейные латуни

Коррозионно стойкие,
обычно с хорошими антифрикционными свойствами
хорошие механические, технологические свойства
хорошая жидкотекучесть
малая склонность к ликвации

Марка	Область применения
Литейные латуни
ЛЦ16К4	Детали арматуры
ЛЦ23А6ЖЗМц2	Массивные червячные винты, гайки нажимных винтов
ЛЦЗОАЗ	Коррозионно-стойкие детали
ЛЦ40С	Литые детали арматуры, втулки, сепараторы, подшипники
ЛЦ40МцЗЖ	Детали ответственного назначения, работающие при температуре до 300 °C
ЛЦ25С2	Штуцера гидросистемы автомобилей

Ювелирные сплавы

Вид обработки	Цвет	Наименование сплава
Ювелирные сплавы
литьё	жёлтый	Латунь в гранулах M67/33
литьё	зелёный	Латунь в гранулах M60/40
литьё	золотистый	Латунь в гранулах M75/25
литьё	жёлтый	Латунь в гранулах M90

Примечания

Литература

Ссылки

сплав на основе меди и цинка, свойства и характеристики, описание

Марки латуни

Рассмотрим влияние примесей на примере двух популярных марок:

Л63 – плохо обрабатывается механическими методами, используется для изготовления гаек, болтов, деталей машин и элементов теплотехники;
ЛС59-1 – хорошо обрабатывается, применяется для изготовления гаек, болтов, зубчатых колес и втулок.

Первая марка представляет собой двухкомпонентный сплав с массовой долей цинка до 37%. Во втором содержание цинка достигает 40%, но, несмотря на это, он пластичнее и технологичнее благодаря дополнительному легированию свинцом.

Достоинства и недостатки латуни

Латунь – один из наиболее востребованных металлов в современной промышленности. Её популярность обусловлена оптимальным сочетанием цены и основных характеристик, а простота обработки позволяет изготавливать из неё практически любые детали.

Основные преимущества латунного проката:

Механические свойства латуни

Детали отличаются относительно высокой прочностью и износостойкостью. Некоторые сочетания цинка и меди относятся к антифрикционным материалам (минимизируют трение, устойчивы к истиранию), благодаря чему могут применяться в качестве втулок и вкладышей в непрерывно работающих механизмах.

Коррозионная стойкость латунных сплавов

Латунный прокат подходит для производства водопроводной арматуры и других деталей, продолжительное время контактирующих с водой.

Тепло- и электропроводность латуни

Данные свойства позволяют применять латунь в теплообменниках, а также для изготовления контактных групп и теплоотводов в электроаппаратуре.

Эстетические свойства латунного проката

Меняя состав легирующих компонентов, можно получать оттенки, практически неотличимые от золота.

Технологичность латуни

Металлы на основе меди и цинка хорошо поддаются механической обработке, благодаря чему из заготовок и предварительных отливок можно вытачивать любые детали. Кроме того, они хорошо поддаются пайке.

Основным недостатком можно назвать склонность к растрескиванию латуни с повышенным содержанием цинка (более 20%), особенно при использовании во влажной среде и при наличии паров аммиака. Первым признаком снижения прочности латунного металлопроката является потеря естественного цвета, постепенно ухудшаются и другие свойства.

Способы улучшения характеристик латунных сплавов

Значительно снизить хрупкость сплава можно при помощи отжига, осуществляемого в температурном диапазоне 240-260 °C. В процессе термической обработки улучшаются прочностные показатели материала, и устраняется остаточное напряжение. Основным способом влияния на эксплуатационные характеристики (прочность, плотность, пластичность, цвет и прочие) является введение легирующих компонентов.

Чистый сплав цинка и меди называется двухкомпонентным, если в составе присутствуют легирующие элементы – многокомпонентным. Чаще всего в качестве легирующих добавок выступает свинец, кремний, никель, железо, олово и марганец. Их процентное содержание обычно невелико (до 1-1,5%), но характеристики меняются кардинально. Если превысить норму, то качество латунного металлопроката может значительно ухудшиться.

Введение кремния и свинца позволяет улучшить прочностные и антифрикционные характеристики латуни, благодаря чему значительно возрастает износостойкость изготовленных из него механических деталей. Если массовая доля кремния превысит технические нормативы, характеристики латуни могут резко ухудшиться. Также свинец и кремний при соблюдении пропорций позволяют улучшить эстетические свойства материала.

Олово, алюминий и марганец повышают приспособляемость к растяжению, а добавление железа с марганцем позволяет увеличить показатель относительного удлинения. Здесь важно отметить, что все остальные легирующие добавки действуют на показатель удлинения отрицательно.

Для повышения антикоррозионных свойств в латунные сплавы добавляют никель, олово, марганец и алюминий. Добавление никеля позволяет избавиться от растрескивания в условиях повышенной влажности. Дополнительный положительный эффект от легирования оловом заключается в повышении прочности, плотности и стойкости к морской воде, а также соляным туманам. Поэтому такие материалы используются в приборах, предназначенных для судоходства.

Легирование свинцом повышает пластичность и технологичность, благодаря чему латунь легче поддается механической резке. При обработке на токарном станке заготовки не растрескиваются. Стружка получается мелкой, а поверхность – практически идеально гладкой, благодаря чему готовая деталь не нуждается в финишной обработке.

Мышьяк в качестве легирующего компонента для сплавов цинка и меди применяется редко. Обычно легированные им детали применяются для работы в агрессивных химических средах. Если одновременно с мышьяком в сплав добавляется железо и никель, стойкость готового изделия значительно возрастает, и оно может работать в контакте со слабыми растворами щелочей и кислот.

Литейные сплавы латуни

Выделяют два основных вида латунных сплавов массового потребления: литейные и деформируемые (в отдельную группу выделяют также ювелирные). Характеристики и технологии обработки литейных латуней описываются в ГОСТ 17711. Для материалов данного типа характерна повышенная плотность, сниженное содержание газов и хорошая коррозионная стойкость. Благодаря частичному испарению цинка в процессе литья металл хорошо раскисляется, но этот процесс важно контролировать, чтобы характеристики готового изделия соответствовали расчетным значениям.

Для литейных латуней характерна пониженная ликвация (неоднородность, возникающая в процессе литья и кристаллизации), повышенная текучесть расплава и незначительный коэффициент усадки. По механическим характеристикам готовые детали из такого металла похожи на изделия из алюминиевых и оловянных бронз, при этом их себестоимость существенно ниже за счет более простой технологии получения.

Разумеется, литейные латунные сплавы имеют и определенные недостатки. Так при кристаллизации на поверхности изделий могут образовываться достаточно крупные раковины, приводящие к значительному проценту брака. Также важно учитывать, что из-за испарения цинка плавку необходимо осуществлять с применением специальных флюсов.

Деформируемые сплавы латуни

Данная категория сплавов цинка и меди обрабатывается давлением. Характеристики и технология работы с ними регламентируется стандартом ГОСТ 15527. Поставляются они в виде металлопроката и заготовок для последующей обработки и изготовления деталей необходимой формы. Дополнительно выделяют две категории медно-цинковых сплавов: двойные (двухкомпонентные) и специальные (многокомпонентные). К деформируемым сплавам относятся две наиболее популярные марки: Л63 (двухкомпонентная) и ЛС59-1 (многокомпонентная, легированная свинцом).

По структуре выделяют также однофазные и двухфазные сплавы. Однофазная латунь имеет однородный неизменяемый цвет и обладает хорошей технологичностью. У двухфазных повышена плотность, они становятся более хрупкими и хуже поддаются холодной обработке. Температура плавления для всех медьсодержащих сплавов находится примерно в одном диапазоне.

Физико-химические свойства латунных сплавов

По внешнему виду латунь напоминают бронзу, из-за чего их путают или даже отождествляют. Но в бронзе основным легирующим компонентом является олово, а не цинк, поэтому это два совершенно разных медьсодержащих металла с существенно отличающимися физико-химическими свойствами.

Цинк (Zn, Zincum) находится на 30-й позиции в периодической таблице Менделеева. Он входит в побочную подгруппу второй группы четвертого периода. В нормальных условиях чистый цинк представляет собой хрупкий металл с характерным голубоватым оттенком. На воздухе он быстро окисляется, а если палочку из цинка согнуть, слышен характерный треск (этим цинк напоминает олово). В природе чистый цинк не встречается.

Медь (Cu, Cuprum) в периодической таблице расположилась прямо перед цинком – на 29-й позиции. Она относится к элементам одиннадцатой группы четвертого периода. В чистом виде представляет собой мягкий пластичный металл розово-золотого цвета. В естественных условиях поверхность очищенной меди быстро окисляется, вступая в соединение с кислородом воздуха. Несмотря на это, встречается в самородном виде, благодаря чему стала одним из первых металлов, известных человеку. Наиболее древние медные изделия, найденные при раскопках селения Чатал-Гююк (Турция), датируются 7500-м годом до нашей эры.

Влияние доли цинка на свойства латунного сплава

Основные свойства сочетания цинка и меди зависят от процентного содержания главных компонентов. Поскольку чистая медь пластична, сплавы с долей цинка менее 30 процентов также обладают данным свойством. Повышение доли цинка постепенно делает металл более хрупким, а при появлении β’-фазы хрупкость резко возрастает. При этом твердость растет вплоть до 45-процентного содержания цинка, после чего данный параметр резко снижается.

Поскольку одним из основных видов формовки латунных деталей является деформация под давлением, важно учитывать пластичность используемых сплавов. Однофазные составы сохраняют пластичность и могут проходить штамповку при обычной температуре, но в диапазоне 300-700 °C могут приобретать нежелательную хрупкость. Двухфазные сплавы приобретают необходимую для штамповки пластичность только при температурах, превышающих 700 °C.

Производство латунных изделий

Благодаря высокой технологичности латунь может использоваться для производства деталей любой формы посредством литья, ковки, прессовки, фрезеровки и других методов обработки. Пластичность данного металла позволяет расковать цельную болванку в тонкую проволоку либо сформировать элемент нужной формы при помощи пластической деформации. Широко применяется также комбинирование литья частично сформированной заготовки с последующей механической обработкой.

Технология расплава латуни

Для получения расплава используется две основных технологии:

плавление в тиглях из огнеупорной глины нагревом в пламенной или шахтной печи;
плавление в отражательной печи без применения тиглей.

Расплавленный металл заливают в песчаные формы для получения заготовок и слитков. Важно учитывать, что часть цинка во время процесса испаряется, поэтому необходимо выбирать сплав, в котором его доля будет несколько выше. Поправка на испарение рассчитывается индивидуально для конкретной технологии так, чтобы доли металлов в готовом изделии максимально соответствовали проектным значениям.

Маркировка латуни

Во избежание путаницы первая буква в маркировке медно-цинковых сплавов всегда «Л». Если сплав двухкомпонентный, то маркировка состоит только из данной буквы и двух цифр, показывающих процентное содержание меди. Так маркировка одного из наиболее распространенных сплавов Л63 подразумевает 63% меди и до 37% цинка (допустимые значения составляют 62-65% для меди и 34-37,5 для цинка, количество других примесей – не более 0,5%).

Добавление дополнительных легирующих компонентов в значимых количествах также отражается в обозначении марки сплава. Также в название добавляется название основного легирующего компонента. К примеру, популярная марка ЛС59-1 расшифровывается следующим образом:

Л – латунь;
С – свинцовая;
59 – процентное содержание меди;
1 – содержание свинца.

Расшифровка марок латуни с большим количеством компонентов производится аналогичным образом. Буквы после «Л» обозначают дополнительные легирующие примеси, а через дефис (или несколько дефисов) указываются их весовые доли в процентах. Например, маркировка ЛАЖМц70-5-3-1 подразумевает наличие в составе 5% алюминия, 3% железа и 1% марганца. Доля цинка составляет соответственно 20-21% (с учетом 0,5-0,75% примесей).

Области применения латуни

Благодаря технологичности и универсальности медно-цинковые сплавы ЛС59-1, Л63 и другие нашли применения во всех отраслях промышленности. Из них изготавливают коррозиестойкую арматуру для водо- и газопроводов, компоненты отопительных приборов, износостойкие детали механизмов и множество других элементов. Широкая номенклатура изделий и марок позволяет использовать сплавы меди и цинка в самых разных формах (фитинги, крепежные детали, проволока, лента и прочее).

Латунь применяется в авиационной и машиностроительной отраслях, некоторые марки благодаря высокой коррозиестойкости нашли применение в изготовлении приборов для судоходства. Также латунь обладает хорошими эстетическими свойствами, благодаря чему из него изготавливаются декоративные элементы для оформления интерьера. Среди металлов, окружающих нас в повседневной жизни, медно-цинковые сочетания в металлах занимают одну из лидирующих позиций.

В ассортименте компании Металлпро латунный металлопрокат представлен следующими позициями:

сетка;
квадрат;
листы;
прутки круглые;
прутки шестигранные;
трубы;
проволока.

В качестве материала для всех позиций доступны марки Л63, ЛС59-1 и другие.

Поставляемые компанией Металлпро латунные изделия отвечают всем требованиям соответствующих стандартов. Любые возникшие вопросы вы можете задать в телефонном режиме нашим менеджерам, позвонив по номеру, указанному в контактах для вашего города. Они помогут вам определиться с оптимальным выбором, составить и оформить заказ так, чтобы вы получили именно тот металлопрокат, который максимально точно соответствует вашим задачам.

Цинк и его сплавы — производство, свойства, виды и применение

Цинк — хрупкий голубовато-белый металл. В природе без примесей не встречается. В 1738 году Уильям Чемпион добыл чистые пары цинка с помощью конденсации. В периодической системе Менделеева находится под номером 30 и обозначается символом Zn.

Свойства цинка

Химические свойства цинка

Цинк — активный металл. При комнатной температуре тускнеет и покрывается слоем оксида цинка.

Вступает в реакцию со многими неметаллами: фосфором, серой, кислородом.
При повышении температуры взаимодействует с водой и сероводородом, выделяя водород.
При сплавлении с щелочами образует цинкаты — соли цинковой кислоты.
Реагирует с серной кислотой, образуя различные вещества в зависимости от концентрации кислоты.
При сильном нагревании вступает в реакции со многими газами: газообразным хлором, фтором, йодом.
Не реагирует с азотом, углеродом и водородом.

Физические свойства цинка

Цинк — твердый металл, но становится пластичным при 100–150 °C. При температуре выше 210 °С может деформироваться. Температура плавления — очень низкая для металлов. Несмотря на это, цинк имеет хорошую электропроводность.

Плотность — 7,133 г/см³.
Теплопроводность — 116 Вт/(м·К).
Температура плавления цинка — 419,6 °C.
Температура кипения — 906,2 °C.
Удельная теплота испарения — 114,8 кДж/моль.
Удельная теплота плавления — 7,28 кДж/моль.
Удельная магнитная восприимчивость — 0,175·10-6.
Предел прочности при растяжении — 200–250 Мн/м².

Подробный химический состав цинка различных марок указан в таблице ниже.

Обозначение марок	Цинк, не менее	Примесь, не более
Обозначение марок	Цинк, не менее	свинец	кадмий	железо	медь	олово	мышьяк	алюминий	всего
ЦВ00	99,997	0,00001	0,002	0,00001	0,00001	0,00001	0,0005	0,00001	0,003
ЦВ0	99,995	0,003	0,002	0,002	0,001	0,001	0,0005	0,005	0,005
ЦВ	99,99	0,005*	0,002	0,003	0,001	0,001	0,0005	0,005	0,01
Ц0А	99,98	0,01	0,003	0,003	0,001	0,001	0,0005	0,005	0,02
Ц0	99,975	0,013	0,004	0,005	0,001	0,001	0,0005	0,005	0,025
Ц1	99,95	0,02	0,01	0,01	0,002	0,001	0,0005	0,005	0,05
Ц2	98,7	1,0	0,2	0,05	0,005	0,002	0,01	0,010**	1,3
Ц3	97,5	2,0	0,2	0,1	0,05	0,005	0,01	–	2,5
* В цинке, применяемом для производства сплава марки ЦАМ4-1о, массовая доля свинца должна быть не более 0,004%. ** В цинке, применяемом для проката, массовая доля алюминия должна быть не более 0,005%.

Содержание примесей в цинке зависит от способа производства и качества сырья.

В России основной процент цинка получают гидрометаллургическим способом — металл восстанавливают из солей в растворах. Такой способ позволяет получить наиболее чистый металл. Но часть цинка обрабатывают при высоких температурах. Такой метод называют пирометаллургическим.

Свинец — особая примесь в цинке, так как основная его часть оседает из-за нерастворимых анодов, содержащихся в металле. Катодный цинк, помимо всех указанных примесей, состоит из хлора и фтора.

Как примеси изменяют свойства цинка

Производители ограничивают содержание кадмия, олова и свинца в литейных сплавах цинка, чтобы подавить межкристаллитную коррозию.

Олово — вредная примесь. Металл не растворяется и выделяется из расплава — способствует ломкости цинковых отливок. Кадмий напротив — растворяется в цинке и снижает его пластичность в горячем состоянии. Свинец увеличивает растворимость металла в кислотной среде.

Железо повышает твердость цинка, но снижает его прочность. Вместе с тем оно усложняет процесс заполнения форм при литье.

Медь увеличивает твердость цинка, но уменьшает его пластичность и стойкость при коррозии. Содержание меди также мешает рекристаллизации цинка.

Наиболее вредная примесь — мышьяк. Даже при небольшом ее количестве металл становится хрупким и менее пластичным.

Чтобы избежать растрескивания кромок при горячей прокатке цинка, содержание сурьмы не должна быть выше 0,01%. В горячем состоянии она увеличивает твердость цинка, лишая его хорошей пластичности.

Сплавы цинка

Сплавы на цинковой основе с добавлением меди, магния и алюминия имеют низкую температуру плавления и обладают хорошей текучестью. Они легко поддаются обработке, свариванию и паянию.

Латунь

Различают латуни двухкомпонентные и многокомпонентные.

Двухкомпонентная латунь — сплав цинка с высоким содержанием меди. Существует желтая латунь с медью в количестве 67%, золотистая медь или томпак — 75%, и зеленая — 60%. Такие сплавы могут деформироваться при температуре 300 °C.

Многокомпонентные латуни, помимо 2-х основных металлов, состоят из других добавок: никеля, железа, свинца или марганца. Каждый из элементов влияет на свойства сплава.

ЦАМ

ЦАМ — семейство цинковых сплавов. В их состав входят магний, алюминий и медь. Такие сплавы цинка используются в литейном производстве. В них содержится алюминий в количестве 4%.

Основная область применения сплавов ЦАМ — литье цинка под давлением. Сплавы этого семейства обладают низкой температурой плавления и хорошими литейными свойствами. Их высокопрочность позволяет производить прочные и сложные детали.

Вирениум

Сплав состоит из цинка (24,5%), меди (70%), никеля (5,5%).

Производств цинка

Добыча металла

Цинк как самородный металл в природе не встречается. Добывается из полиметаллических руд, содержащих 1–4% металла в виде сульфида, а также меди, свинца, золота, серебра, висмута и кадмия. Руды обогащаются селективной флотацией и получаются цинковые концентраты (50–60% Zn).

Концентраты цинка обжигают в печах. Сульфид цинка переводится в оксид ZnO. При этом выделяется сернистый газ SO2, который используется в производстве серной кислоты.

Получение металла

Существуют два способа получения чистого цинка из оксида ZnO.

Самый древний метод — дистилляционный. Обожженный концентрированный состав подвергают термообработке, чтобы придать ему зернистость и газопроницаемость.

Затем концентрат восстанавливают коксом или углем при температуре 1200–1300 °C. В процессе образуются пары металла, которые конденсируют и разливают в изложницы. Жидкий металл отстаивают от железа и свинца при температуре 500 °C. Так достигается цинк чистотой 98,7%.

Иногда используется сложная и дорогая обработка цинка ректификацией — разделением смесей за счет обмена теплом между паром и жидкостью. Такая чистка позволяет получить металл чистотой 99,995% и извлечь кадмий.

Второй метод производства цинка — электролитический. Обожженный концентрат обрабатывается серной кислотой. Готовый сульфатный раствор очищается от примесей, после чего подвергается электролизу в свинцовых ваннах. Цинк дает осадок на алюминиевых катодах. Полученный металл удаляют с ванн и плавят в индукционных печах. После этого получается электролитный цинк чистотой 99,95%.

Литье металла

Горячий цинк — жидкий и текучий металл. Благодаря таким свойствам он легко заполняется в литейные формы.

Примеси влияют на величину натяжения поверхности цинка. Технологические свойства металла можно улучшить, добавив небольшое количество лития, магния, олова, кальция, свинца или висмута.

Чем выше температура перегрева цинка, тем лучше он заполняет формы. При литье металла в чугунные изложницы его объем уменьшается на 1,6%. Это затрудняет получение крупных и длинных цинковых отливок.

Применение цинка

Для защиты металлов от коррозии

Чистый цинк используется для защиты металлов от коррозии. Основу покрывают тонкой пленкой. Этот процесс называется металлизацией.

В автомобильной отрасли

Сплавы на цинковой основе используют для оформления декора автомобильного салона, в производстве ручек дверей, замков, зеркал и корпусов стеклоочистителей.

В автомобильные покрышки добавляют окись цинка, которая повышает качество резины.

В батарейках, аккумуляторах и других химических источниках тока цинк используется как материал для отрицательного электрода. В производстве электромобилей применяются цинк-воздушные аккумуляторы, которые обладают высокой удельной энергоемкостью.

В производстве ювелирных украшений

Ювелиры добавляют цинк в сплавы на основе золота. В итоге они легко поддаются ковке и становятся пластичными — прочно соединяют мелкие детали изделия между собой.

Металл также осветляет ювелирные изделия, поэтому его часто используют в изготовлении белого золота.

В медицине

Окись цинка применяется в медицине как антисептическое средство. Окись добавляют в мази и другие составы для заживления ран.

Благодаря своим свойствам, цинк широко применяется в различных областях промышленности. Металл пользуется спросом из-за относительно низкой цены и хороших физических свойств.

Латунный прокат

Латунь – двойной или многокомпонентный сплав на основе меди легированный цинком

Латунь – коррозиестойкий сплав цинка и меди, сочетающий в себе высокую прочность с хорошей обрабатываемостью. Медь представляет собой основу латуни, определяющую базовые свойства. Цинк – легирующий компонент, процентное содержание которого может достигать 49%. В составе могут присутствовать и другие легирующие элементы, но их массовая доля обычно составляет не более 1,5%. Латунные сплавы имеют ярко желтый цвет, меняющийся в зависимости от процентного соотношения основных компонентов.

Удачное сочетание характеристик делает латунь оптимальным выбором для изготовления труб, профилей, водопроводной арматуры, деталей некоторых механизмов и других элементов, для которых важна хорошая коррозиестойкость в сочетании с прочностью. Характерной особенностью производственного процесса является то, что порядка половины всего используемого цинка поступает с утилизационных предприятий. Поверхность латунных изделий легко поддается полировке, но темнеет со временем под воздействием воздуха, поэтому часто покрывается лаком или подвергается никелированию.

Зависимость характеристик от состава латуни

Свойства латуни напрямую определяются массовыми долями основных компонентов. При доле цинка до 35% латунь имеет однофазную структуру (альфа-фаза), для которой характерна высокая пластичность в широком температурном диапазоне. При большей доле цинка латунные сплавы приобретают двухфазную структуру и в естественных температурных условиях становятся достаточно хрупкими.

В продаже представлены двухкомпонентные марки, состоящие только из цинка и меди, и многокомпонентные – легированные дополнительными химическими элементами, модифицирующими их свойства. Дополнительные легирующие компоненты позволяют менять отдельные характеристики, такие как прочность, вязкость, пластичность и прочее.

Сетка латунная
Латунный квадрат
Латунные листы Л63
Латунные листы ЛС59-1
Латунные ленты
Латунные прутки Л63
Латунная проволока Л63
Латунные трубы Л63
Латунные шестигранные прутки ЛС59-1
Латунные шестигранные прутки Л63
Латунные круглые прутки ЛС59-1
Латунная проволока ЛС59-1
Латунные трубы Л68

Марки латуни

Л63 – плохо обрабатывается механическими методами, используется для изготовления гаек, болтов, деталей машин и элементов теплотехники;
ЛС59-1 – хорошо обрабатывается, применяется для изготовления гаек, болтов, зубчатых колес и втулок.

Достоинства и недостатки латуни

Основные преимущества латунного проката:

Механические свойства латуни

Коррозионная стойкость латунных сплавов

Тепло- и электропроводность латуни

Эстетические свойства латунного проката

Меняя состав легирующих компонентов, можно получать оттенки, практически неотличимые от золота.

Технологичность латуни

Способы улучшения характеристик латунных сплавов

Литейные сплавы латуни

Деформируемые сплавы латуни

Физико-химические свойства латунных сплавов

Влияние доли цинка на свойства латунного сплава

Производство латунных изделий

Технология расплава латуни

Для получения расплава используется две основных технологии:

плавление в тиглях из огнеупорной глины нагревом в пламенной или шахтной печи;
плавление в отражательной печи без применения тиглей.

Маркировка латуни

Л – латунь;
С – свинцовая;
59 – процентное содержание меди;
1 – содержание свинца.

Области применения латуни

В ассортименте компании Металлпро латунный металлопрокат представлен следующими позициями:

сетка;
квадрат;
листы;
прутки круглые;
прутки шестигранные;
трубы;
проволока.

В качестве материала для всех позиций доступны марки Л63, ЛС59-1 и другие.

формула и химический состав сплава, виды, марки и свойства

Состав латуни

Медно-цинковый сплав разделяют на однофазный и двухфазный:

Однофазный сплав имеет в составе около 30% цинка. Это обычный состав, который отличается пластичностью и в то же время твёрдостью. Если процент цинка увеличивается то пластичность снижается в то время, как твёрдость латуни возрастает. После достижения цинка отметки в 40% показатель твёрдости сразу падает. Однофазная латунь относится к пластичным сплавам и поддаётся обработке как при пониженных температурах, так и при повышенных, однако, при температуре 400С появляется хрупкая зона.
Двухфазный сплав состоит на 30−50% из цинка и имеет примеси других металлов в пределах 10%. Это технический или специальный сплав. Не отличается пластичностью, лишь при нагревании свыше 700С приобретает пластичные свойства.

Виды латуни

Латунь бывает простая и специальная:

Простая — в составе имеет всего два компонента, медь и цинк. Маркируется буквой «Л» и цифрами. Цифры в маркировке говорят о процентном соотношении меди к общей массе сплава. Исходя из этого понятно, что сплав, маркированный «Л68», имеет в составе 68% меди и 32% цинка.
Специальная — состоит не только из меди и цинка, в неё добавлены и другие металлы, которые меняют свойства сплава в зависимости от своих характеристик. Маркировка этого материала несёт информацию о процентном соотношении меди к цинку и к другим элементам, которые называются легирующими. К примеру, маркировка «ЛА70−3» свидетельствует о том, что в составе использовано 70% меди, 3% алюминия и 27% цинка. В специальной латуни дополнительными металлами могут выступать:

Олово.
Свинец.
Железо.
Марганец.
Никель.
Кремний.
Алюминий.

Производство латуни, виды и свойства

Сплав делится на несколько видов:

Томпак — это сплав, в составе которого присутствует не более 13% цинка. Томпак отличается повышенной эластичностью, высокой устойчивостью к ржавчине и стиранию. Используют этот вид латуни при сварке с нержавейкой для получения ценного сплава, из которого в дальнейшем изготовляют медали, фурнитуру, бижутерию, художественные изделия и инструменты.
Полутомпак — это сплав, в составе которого цинк варьируется в пределах 10−20%. Сфера применения полутомпака аналогична томпаку, но он является менее ценным сплавом.
Литейная латунь — это сплав, имеющий в составе 50−80% меди, а также примеси иных металлов. Благодаря текучим свойствам используется в изготовлении полуфабрикатов и фасонных изделий методом литья. Обладает низкими показателями распада материалов, устойчив к трению и ржавчине также обладает прекрасными механическими свойствами. Литейную латунь применяют в производстве втулок, фрагментов арматуры, гаек, подшипников и иных фитингов устойчивых к ржавчине.
Автоматная латунь — это сплав, имеющий в составе свинец, в процентном соотношении не превышающий отметки в 0,8%. Свинец позволяет увеличить скорость обработки изделий за счёт образования короткой стружки. Он выпускается в виде листов, лент и прутков, в дальнейшем из них вытачивают детали часовых механизмов, метизы и гайки.

Достаточно часто латунь путают с бронзой, а многие даже считают, что это один и тот же материал — это в корне неверно. Отличить эти два металла можно и в домашних условиях, для этого необходимо пройти следующий алгоритм действий:

Хорошо почистить оба материала и рассмотреть их на солнечном свете. Цвет бронзы будет уходить в красный цвет, а латунь в жёлтый, иногда даже в белый.
Поместив изделие в ёмкость с водой, можно провести анализ на плотность. Молярная масса латуни находится в диапазоне 8350−8750 кг/м.куб, если масса выше, то это бронза.

Применение латуни

Л80, Л85, Л90, Л96 — элементы приборов, химические и теплотехнические механизмы, змеевики и прочее.
Л68 — штампованные детали.
Л70 — пиноль для химической промышленности.
Л60 — штуцера толстостенные, датели машин и гайки.
Л63 — элементы для автомобильной промышленности, конденсаторные трубки.
ЛАЖ60−1−1 — запчасти для морских судов.
ЛА77−2 — конденсаторные приборы для морских судов.
ЛАН59−3−2 — элементы химической аппаратуры, морских судов и электромашин.
ЛН65−5 — трубы конденсаторные и манометрические.
ЛЖМа59−1−1 — запчасти для самолётов и морских судов, вкладыши подшипников.
ЛМц58−2 — метизы, гайки, арматура.
ЛО90−1, ЛО62−1, ЛО70−1, ЛО06−1 — конденсаторные трубы для теплотехнического оборудования.
ЛМцА57−1−1 — элементы и запчасти для речных и морских судов.
ЛС74−3, ЛС63−3 — втулки и часовые механизмы.
ЛК80−3 — коррозионностойкие изделия.
ЛАНКМц75−2−2,5−0,5−0,5 — пружины и манометрические трубы.
ЛМш68−0,05 — конденсаторные коллекторы.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Из чего сделана латунь? Разница между латунью и бронзой

И латунь, и бронза – это медные сплавы. Латунь – это сплав меди и цинка, а бронза – это сплав меди и олова.

Латунь и бронза – два сплава меди. Латунь – это сплав меди и цинка, а бронза – сплав меди и олова. Но отличить их не всегда легко. Вот посмотрите, из чего сделаны латунь и бронза, и их свойства.

Латунь – это сплав меди и цинка, а бронза – сплав меди и олова.Но их составы настолько пересекаются, что правильнее называть их медными сплавами!

Латунь часто имеет блестящий золотой оттенок, но может быть более серебристой или медной. (Изображение: Jacopo188, CC 3.0)

Что такое латунь?

Латунь – это сплав меди и цинка, часто с другими элементами, включая свинец, мышьяк, фосфор, кремний, марганец и алюминий. Это замещающий сплав. Это означает, что атомы цинка заменяют атомы меди в кристаллической структуре.

Современная латунь состоит на 67% из меди и 33% из цинка.Тем не менее, существуют виды латуни с содержанием меди от 55% до 95% по весу, с содержанием цинка от 45% до 5%. Некоторые виды латуни содержат около 2% свинца. Свинец улучшает обрабатываемость латуни, но токсичный металл легко выщелачивается из сплава. Это происходит даже тогда, когда сплав содержит низкую концентрацию свинца.

Свойства латуни

Латунь обладает несколькими характерными свойствами.

Цвет латуни зависит от ее состава. Латунь может быть золотистой, медной или серебристой.Более высокий процент меди дает розовый оттенок, а более высокая концентрация цинка делает металл серебристым.
Металл имеет низкое трение.
Легко отливать в формы с помощью форм.
Латунь более пластична, чем бронза или цинк.
Латунь обладает желаемыми акустическими свойствами, которые делают ее отличным выбором для музыкальных инструментов.
Сплав представляет собой мягкий металл с низкой вероятностью искрообразования на других металлах.
Латунь – хороший проводник тепла.
Он имеет относительно низкую температуру плавления для металла.
Латунь сопротивляется коррозии, в том числе гальванической коррозии в морской воде.
Латунь не ферромагнитна. Одним из следствий этого является то, что его легко отделить от магнитных металлов для вторичной переработки.

Использование латуни

Латунь имеет множество применений. К ним относятся:

Музыкальные инструменты
Дверные ручки
Молнии
Декоративные элементы
Радиаторы
Архитектурная отделка
Винты
Петли
Бижутерия
Трубки и трубки
Гильзы для патронов для огнестрельного оружия

Как для чистки латуни (а также бронзы и меди)

Конечно, есть коммерческие средства для полировки латуни, но легко сделать чистящее средство для латуни самостоятельно, используя обычные бытовые ингредиенты.Полироль подходит также для бронзы и меди.

Рецепт № 1

Смешайте лимонный сок и пищевую соду до образования густой пасты. Нанесите пасту на обесцвеченный металл и оставьте на 30 минут. Промойте металл теплой водой и дайте ему высохнуть.

Рецепт № 2

Смешайте равные части муки и соли. Добавьте достаточно уксуса, чтобы получилась густая паста. Нанесите пасту на металл. Дайте очистителю вступить в реакцию с металлом в течение 30 минут. Смойте теплой водой и дайте высохнуть.

Рецепт № 3

1 столовая ложка соли
2 столовые ложки уксуса
1 пинта воды

Смочите металл в жидкости или протрите его по поверхности мягкой тканью. Этот рецепт лучше всего, если его нагреть перед употреблением. После очистки смойте водой и дайте высохнуть.

Прочие чистящие средства

Кислотные ингредиенты (кетчуп, сальса, фруктовый сок или Вустерширский соус) также работают как чистящие средства для латуни. Гелевая зубная паста работает, но избегайте зубной пасты с песком, потому что она может поцарапать металлическую поверхность.

Идентификация латуни

Распространенные названия различных типов латуни не всегда указывают на их состав, поэтому Единая система нумерации металлов и сплавов – лучший способ идентифицировать латунь. Название сплава начинается с буквы «C», что означает, что это медный сплав. За буквой следуют пять цифр. Кованые латуни, подходящие для механической формовки, начинаются с цифр от 1 до 7. Литые латуни, полученные путем формования расплавленного металла, содержат цифру 8 или 9.

Что такое бронза?

Как и латунь, бронза – это медный сплав.Разница в том, что он содержит олово вместо цинка. Другие элементы в бронзе включают мышьяк, свинец, алюминий, фосфор, кремний и марганец.

Разница между латунью и бронзой

Хотя латунь и бронза частично пересекаются, это два разных сплава. Вот посмотрите на разницу между ними:

	Латунь	Бронза	Медь r
Состав , кремний, марганец, сплав железа и цинка, который может содержать цинк и марганец, которые могут содержать медь и марганец. , алюминий или другие элементы.	Обычно сплав меди и олова, но может медь с марганцем, кремнием, фосфором или алюминием.	Чистый элемент
Цвет	Золотистый, медный или серебристый	Обычно красноватый, как медь, но не такой яркий, как латунь.	Медь (красноватая)
Свойства	Более ковкий, чем медь или цинк. Сопротивление ржавчине. Не такой твердый, как сталь. Восприимчив к растрескиванию под воздействием аммиака.Относительно низкая температура плавления.	Лучшая теплопроводность и электрическая проводимость, чем у многих сталей. Хрупкий, твердый, сопротивляется усталости. Сопротивление ржавчине. Обычно температура плавления выше, чем у латуни.	Лучшая теплопроводность и электрическая проводимость, чем латунь или бронза.
Использует	Музыкальные инструменты, сантехника, украшения, приложения с низким коэффициентом трения (например, клапаны, замки), инструменты и фитинги, используемые вокруг взрывчатых веществ.	Скульптура из бронзы, колокольчики и тарелки, зеркала и отражатели, судовое оборудование, подводные части, пружины, электрические соединители.	Электрооборудование, сантехника, кровля, теплообменники.
История	Латунь восходит к 500 году до н. Э.	Бронза – более старый сплав, чем латунь, датируемый примерно 3500 годом до н. Э.	Известен древним людям, по крайней мере, с 8000 г. до н. Э.

Ссылки

Craddock, P. T .; Ланг, Дж. (2003). Горное и металлургическое производство сквозь века. Издательство Британского музея .ISBN: 978-0714127705.
Гейл, Марго и др. (1992). Металлы в исторических зданиях Северной и Южной Америки: способы использования и консервация . Diane Publishing Co.
Tylecote, R.F. (1992). История металлургии (2-е изд.). Лондон: издательство Maney Publishing для Института материалов. ISBN 978-1-3-79-2.

Похожие сообщения

Латунный сплав – обзор

Полуфабрикаты и материалы

В настоящее время в качестве материалов для изготовления необходимых полуфабрикатов в гидроформовочном производстве используются в основном стальные и алюминиевые сплавы.Сплавы меди и латуни используются для гидроформования изделий в трубопроводной и сантехнической промышленности. Применяемые сплавы в большинстве случаев соответствуют материалам, которые используются для обычных процессов холодной штамповки, таких как глубокая вытяжка или массовое формование. В принципе, все металлические материалы с достаточной формуемостью подходят для полуфабрикатов в процессах гидроформовки. Мелкозернистая структура в сочетании с большими величинами равномерного удлинения, удлинения при разрыве и большого коэффициента деформационного упрочнения является преимуществом для возможного расширения исходной заготовки, достижимого без возникновения нестабильности материала.Прочность конечного компонента повышается за счет особого деформационного упрочнения формованного материала; однако деформационное упрочнение также вызывает увеличение требуемых нагрузок формования.

Стальные сплавы, используемые или испытанные для традиционных компонентов гидроформовки, включают, например, вязкие низкоуглеродистые стали, цементируемые стали, термообрабатываемые стали, ферритные и аустенитные нержавеющие стали, а также высокопрочные и сверхвысокопрочные стали [9]. В общем, трубчатые стальные материалы, которые используются для гидроформовки, производятся из плоского листового материала путем непрерывного профилирования и продольной высокочастотной сварки для закрытия поперечного сечения профилированной трубы.Трубы с круглым поперечным сечением, а также профили, которые отличаются от круглой формы, можно изготавливать в процессе профилирования с использованием соответствующих инструментов для профилирования. Однако в настоящее время для гидроформования стальных компонентов используются преимущественно полуфабрикаты с круглым поперечным сечением. Типичными размерами стальных труб, изготовленных методом гидроформовки, являются наружный диаметр d ₀ от примерно 20 до 140 мм с отношением толщины стенки к внешнему диаметру, t ₀/ d ₀, примерно от 20 до 140 мм. 0.012 и 0,16. Что касается микрогидроформования, то в настоящее время рынок предлагает профилированные и сварные металлические микротрубки с минимальным внешним диаметром около 0,2 мм и минимальной толщиной стенки около 0,03 мм.

При выборе подходящих труб для процессов гидроформовки следует проводить различие между трубами без процесса отжига после холодной штамповки путем профилирования или волочения, трубами, вытянутыми с небольшой результирующей деформацией после предшествующего процесса отжига, и трубами, отожженными после окончательного отжига. операция холодной штамповки.Процессы волочения, следующие за операцией профилирования, служат для корректировки окончательного диаметра трубы и / или толщины стенки, а также обеспечивают повышение прочности за счет эффектов деформационного упрочнения.

Тянутые и неотожженные трубы обычно обеспечивают пониженную формуемость в процессах гидроформовки, в зависимости от характеристик используемого стального сплава и величины деформации, вызванной операцией волочения. Трубы, вытянутые с небольшой результирующей деформацией после отжига, в определенных пределах демонстрируют формуемость в холодном состоянии.Наибольшая способность к холодному формованию достигается за счет использования труб, отожженных после заключительной операции холодной штамповки, такой как профилирование или волочение.

Чтобы избежать преждевременного разрыва заготовки в процессе гидроформовки, для гнутых и сварных труб требуется очень удовлетворительное качество сварного шва. Рекомендуется избегать расположения сварного шва в конечном элементе гидроформовки в областях, где чрезмерные растягивающие напряжения из-за расширения действуют на компонент во время процесса гидроформования.

На рис. 3 показаны примеры гидроформованных микропрототипов деталей, изготовленных из отожженных в растворе труб из нержавеющей стали [10]. Исходный материал трубы с наружным диаметром 0,8 мм и толщиной стенки 0,04 мм был изготовлен методом непрерывной прокатки с последующими процессами вытяжки и отжига.

Рисунок 3. Компоненты микрогидроформирования [10].

Что касается использования алюминиевых сплавов для обычного гидроформования, то в настоящее время используются упрочняющиеся сплавы алюминия 5000, когда приоритет отдается высокой формуемости и коррозионной стойкости, тогда как дисперсионно-твердеющие сплавы алюминия 6000 применяются для компонентов, требующих высокой прочности. , д.г., [11]. Как правило, трубы из алюминиевых сплавов 5000 изготавливаются из плоского листового материала путем непрерывной прокатки с продольной сваркой, тогда как алюминиевые сплавы 6000 производятся в виде экструдированных профилей. Экструдированные профили обеспечивают преимущества в гибкости конструкции для сложных поперечных сечений с острыми углами, множественными полостями и фланцами. Однако при разработке соответствующего компонента гидроформинга следует учитывать пониженную формуемость этих полуфабрикатов. Кроме того, выбор экструдированного материала для гидроформованных микрокомпонентов в настоящее время ограничен минимальными размерами поперечного сечения, которые могут быть произведены в соответствующих отраслях промышленности.Производство микроэкструдированных профилей в виде полуфабрикатов было предметом нескольких исследований, например [12].

Благодаря высокому соотношению прочности и веса магниевые сплавы обладают большим потенциалом для изготовления деталей с уменьшенным весом. Однако использование этих сплавов в процессах формования, работающих при комнатной температуре, ограничено из-за их гексагональной атомной структуры. Улучшение формуемости достигается за счет использования повышенных температур, выше примерно 200 ° C, когда активируются дополнительные плоскости скольжения.На этом фоне в течение последних нескольких лет проводились различные исследования традиционного гидроформования полуфабрикатов из магниевых сплавов с использованием повышенной температуры, например [13].

В случаях, когда гидроформование применяется к трубам с микроразмерными размерами, потенциальное влияние на характеристики формования, вызванное уменьшенным отношением толщины стенки трубы к среднему диаметру зерна, t ₀/ d _k , микроструктуры трубки, необходимо учитывать [14].Это применимо независимо от используемого материала трубки. В качестве примера на рисунке 4 показана микроструктура исходных труб, используемых для гидроформовки компонентов из нержавеющей стали, представленных на рисунке 3. Среднее отношение, t ₀/ d _k, толщины стенки трубы t ₀ до размера зерна d _k от 1,54 до 2,56 был определен с небольшим количеством отдельных зерен с t ₀/ d _k ≈ 1 [14].

Рис. 4. Микроструктура микротрубки (материал: отожженный раствор AISI 304, внешний диаметр 800 мкм, толщина стенки 40 мкм) [14], (а) сечение в продольном направлении трубки, (б) сечение, перпендикулярное продольному направлению .

Разработка процессов гидроформовки, а также мониторинг качества полуфабрикатов в гидроформовочном производстве требует подходящих и надежных методов для получения параметров материала, характеризующих поведение при формовании. Что касается традиционного гидроформования труб, то в настоящее время используются преимущественно традиционные методы испытаний материалов, такие как испытания на растяжение, методы механического расширения и анализ сетки.Однако пригодность этих методов часто ограничена, так как типичное двухосное напряженное состояние в процессах гидроформинга не воспроизводится или воспроизводится только приблизительно.

Наиболее распространенным методом, используемым для определения характеристик формования нанесенного трубчатого материала, является испытание на растяжение, которое представляет собой стандартизованный метод испытания одноосного материала. Следует проводить различие между применением этого испытания к исходному листовому материалу перед профилированием и прокатными формованными и сваренными заготовками.Испытание исходного листового материала означает, что изменения свойств материала, вызванные производственным процессом трубы, остаются без внимания.

Метод анализа деформации гидроформованных компонентов заключается в нанесении круговой или квадратной сетки на поверхность исходного полуфабриката. Измеренная деформация отдельных элементов сетки на гидроформованной заготовке позволяет определять локальные деформации, которые обеспечивают оценку процесса гидроформовки при сравнении проанализированных деформаций с кривой предела деформации для соответствующего материала трубы, например.г., [15]. Существуют ограничения на использование этого метода в процессах микро-гидроформинга из-за минимально применимого размера сетки на микротрубках.

Примером стандартизированного метода испытания на механическое расширение является испытание на конус, когда конец исследуемой трубы расширяется коническим пуансоном до тех пор, пока не произойдет разрушение. Этот тест позволяет принципиально определить формуемость, например, для сравнения различных партий трубчатого материала. Также возможно обнаружение повреждений на поверхности трубы или в сварном шве.При применении этого метода испытаний необходимо учитывать, что вариации условий трения или неравномерная шероховатость подготовленной поверхности на торце трубы влияют на возникновение разрушения расширенного участка трубы. На рис. 5 показаны результаты механически расширенных микротрубок из нержавеющей стали AISI 304 [16].

Рис. 5. Испытание на расширительный конус и результаты экспериментов.

Чтобы улучшить методы определения характеристик труб для гидроформовки, было проведено несколько исследований испытаний на расширение трубы, работающих с внутренним повышением давления в испытуемой трубе, которая зажимается на концах в соответствии с рисунком 6.Это испытание на выпуклость позволяет определить давление разрыва p _b, диаметр расширения в зависимости от давления d ( p _i) и достижимый диаметр расширения d _r при двухосном растяжении. стрессовое состояние. Стратегии для определения свойств материала трубок, а также их кривых текучести на основе испытания на выпуклость были разработаны, например, в работах [3]. [17], [18]. При применении испытания на вздутие необходимо учитывать, что отношение длины расширенной трубы l _d к диаметру трубы d ₀ влияет на необходимое давление для расширения трубчатого образца, если соотношение l _d/ d ₀ ниже определенного предела [19,20].Устройство для испытания на выпуклость, показанное на Рисунке 6, было разработано для испытания микротрубок с внешним диаметром менее 1 мм и пригодно для приложения внутреннего давления до 4000 бар [14,21]. На рис. 7 в качестве примера показаны результаты испытаний микротрубок, проведенных с помощью этого устройства, которые подтвердили изменение формуемости для процессов гидроформинга в уменьшенном масштабе, как представлено в [14].

Рис. 6. Устройство для испытания на выпуклость микропробирок.

Рис. 7. Степень расширения в зависимости от давления разрыва микротрубок, изготовленных из отожженной в растворе нержавеющей стали.

Определение меди в латуни | Эксперимент

В этом эксперименте учащиеся определяют содержание меди в латуни (сплав меди и цинка), растворяя латунные стружки в азотной кислоте и сравнивая цвет раствора с цветом растворов с различной концентрацией меди. Это займет примерно 25 минут.

Эксперимент имеет возможность использования в качестве оценочной практики. Доступны две версии рабочего листа ученика – версии A и B.В версии A учащиеся проводят расчеты в конце. Эта версия может быть использована для оценки навыков проведения эксперимента / следования инструкциям. В версии B помощь с расчетами не предоставляется. Эта версия может использоваться для оценки навыков обработки результатов.

Оборудование

Аппарат

Защита глаз
Рабочий лист
Лист белой бумаги
Доступ к балансу
Доступ к вытяжному шкафу
Стакан, 10 см ³
Мерная колба, 10 см ³
Пластиковый планшет на 24 лунки (например, Sigma ref: CLS3526)
Пластиковая пипетка (например, Aldrich ref: Z13, 503-8, тонкий наконечник)

Химическая промышленность

Азотная кислота, 5 моль-дм ^–3
Деионизированная вода
Раствор нитрата меди, 0.50 моль дм ^–3
Стружка латунная

Примечания по технике безопасности, охране труда и технике

Прочтите наше стандартное руководство по охране труда и технике безопасности.
Носите средства защиты глаз (брызгозащищенные очки согласно BS EN166 3).
Ознакомьтесь с нашим руководством по приборам и методам микромасштабной химии для получения инструкций по приготовлению растворов.
Азотная кислота, 5 M HNO ₃ (водн.) (КОРРОЗИОННОЕ) – см. CLEAPSS Hazcard HC067 и книгу рецептов CLEAPSS RB061.Рассмотрите возможность использования защитных перчаток.
Раствор нитрата меди – см. CLEAPSS Hazcard HC027B и книгу рецептов CLEAPSS RB031.
УТИЛИЗАЦИЯ: собрать и сохранить растворы меди / цинка для соответствующей утилизации.

Процедура

Приготовление раствора латуни

Точно взвесьте около 0,3 г латуни в стакане диаметром 10 см ³.
Поместите химический стакан в вытяжной шкаф.
Добавьте десять капель азотной кислоты.
Когда реакция стихнет, добавьте еще десять капель азотной кислоты.
Повторяйте, пока вся латунь не растворится.
С помощью пипетки перенесите раствор в мерную колбу размером 10 см ³. Добавьте капли воды в стакан для ополаскивания, а затем перенесите смыв в колбу. Увеличьте объем колбы до отметки с большим количеством воды. Закройте колбу пробкой, а затем несколько раз переверните ее, чтобы перемешать.

Подготовка стандартных медных растворов

Показать в полноэкранном режиме

Для использования с листом для учащихся A (включает руководство по расчетам)

Заполните лунку планшета (см. Диаграмму) растворами, указанными в таблице ниже.Всего в каждую лунку должно быть по 40 капель.

Скважина №	A1	A2	A3	A4	A5	A6
Капли раствора меди 0,50 моль дм ^–3	8	22	24	10	12	14
Капли воды	32	30	28	26	24	22

Скважина №	C1	C2	C3	C4	C5	C6
Drops 0.50 моль дм ^–3 раствор нитрата меди	16	18	20	26	28	30
Капли воды	20	18	16	14	12	10

Добавьте 40 капель раствора латуни в лунку B3 (см. Диаграмму).
Сравните интенсивность цвета раствора для латуни с лунками вокруг него.Лунка, которая соответствует интенсивности цвета вашего раствора латуни, представляет концентрацию меди в вашем растворе латуни – например, если лунка A6 соответствует цвету вашего раствора латуни, то концентрация меди будет 0,50 × 18/40 моль дм ⁻³.

Для использования с листом B для учащихся (без руководства по расчетам)

Заполните лунку планшета (см. Диаграмму) растворами, как указано в таблице ниже. Всего в каждую лунку должно быть по 40 капель.

Скважина #	A1	A2	A3	A4	A5	A6
Капли 0.50 моль дм ^–3 раствор нитрата меди	10	12	14	16	18	20
Капли воды	30	28	26	24	22	20

Скважина #	C1	C2	C3	C4	C5	C6
Drops 0.50 моль дм ^–3 раствор нитрата меди	22	24	26	28	30	32
Капли воды	18	16	14	12	10	8

Добавьте 40 капель раствора для латуни в лунку B3 (см. Диаграмму). Сравните интенсивность цвета раствора для латуни с лунками вокруг него.
По результатам вычислите содержание меди в латуни, выразив свой ответ в процентах.

Руководство по расчетам

Рассчитайте количество молей меди в 10 см ³ (объем раствора латуни).
Умножьте значение, полученное в (1), на относительную атомную массу меди (63,5), чтобы получить массу меди в растворе латуни.
Разделить на массу использованной латуни и выразить результат в процентах.

Вопросы студентов

Мешает ли цинк каким-либо образом этому анализу? Обоснуйте свой ответ.
Не могли бы вы предложить способ повысить точность этого эксперимента?

Учебные заметки

Наблюдения

Латунь быстро растворяется с образованием голубого раствора. Этот цвет обусловлен присутствием меди в латуни. (Эта часть эксперимента должна проводиться в вытяжном шкафу, так как образуется диоксид азота.)

Интенсивность окраски этого раствора должна находиться в диапазоне интенсивностей окраски стандартных растворов. Учащиеся находят ближайшее цветовое соответствие, а затем вычисляют содержание меди в латуни.

Обсуждение

Большая часть латуни содержит около 60% меди (остальное – цинк). Латунь представляет собой интересный предмет для обсуждения структуры металлов и сплавов. Металлическая медь имеет гранецентрированную кубическую структуру (ГЦК), а структура цинка – гексагональная.Когда цинк добавляется к меди, он замещает решетку, образуя искаженную ГЦК-структуру (атомы цинка примерно на 13% больше, чем медь). Эту искаженную структуру трудно деформировать, и она обеспечивает большую прочность латуни по сравнению с чистой медью.

Когда содержание цинка достигает примерно 36%, появляется новая объемноцентрированная кубическая фаза, и прочность заметно увеличивается, хотя пластичность снижается. Оптимальные свойства прочности и пластичности для большинства применений латуни достигаются при содержании цинка около 40%.

Дополнительная информация

Этот ресурс является частью нашей коллекции химии Microscale, которая объединяет небольшие эксперименты, чтобы привлечь ваших студентов и изучить ключевые химические идеи. Первоначально ресурсы были опубликованы в книге Microscale Chemistry: эксперименты в миниатюре , опубликованной Королевским химическим обществом в 1998 году.

Проверено на здоровье и безопасность, 2018

Цинк – Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: цинк

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

На этой неделе химический лосьон с каламином для зудящей кожи, шампунь против перхоти для шелушащейся кожи головы и дезодорант для подмышек – ну, я думаю, мы все стоял рядом с кем-то, кто, как нам хотелось бы, знал немного больше о химии цинка. Вот Брайан Клегг.

Брайан Клегг

Не так много элементов со звукоподражательными названиями. Скажите «кислород» или «йод», и в звучании этого слова нет ключа к природе элемента.Но с цинком все иначе. Цинк – цинк – цинк – вы почти можете услышать, как набор монет падает в старомодную ванну. Это просто должен быть твердый металл.

При использовании цинк часто спрятан, почти скрыт. Он предотвращает ржавление железа, успокаивает солнечные ожоги, защищает от перхоти, соединяется с медью, образуя очень знакомый сплав золотого цвета, и сохраняет нам жизнь, но мы почти не замечаем этого. Этот сине-серый металл, известный под коммерческим названием Spelter, совсем не кричащий и привлекающий внимание. Даже происхождение этого вызывающего воспоминания имени неясно.

Словарь говорит нам, что слово цинк происходит от немецкого (с буквой K в конце вместо C), но как это название возникло, неизвестно. Самое раннее упоминание о цинке относится к 1651 году. Вещество было известно и раньше – предметы с цинком в них датируются более 2500 лет назад, и римляне использовали этот сплав золотого цвета, – но цинк не был идентифицирован как отдельный материал на западе до тех пор, пока семнадцатый век.

Обозначенный в периодической таблице как Zn, цинк является переходным металлом, сгруппированным с кадмием и ртутью.Со средним атомным номером 30 он имеет пять стабильных изотопов с атомной массой от доминирующего цинка 64 до цинка 70, плюс еще 25 радиоизотопов.

Из-за туманного происхождения трудно определить одного человека как первооткрывателя стихии. Хотя кажется, что он был очищен в Индии еще в двенадцатом веке, первое конкретное заявление о том, что он произвел этот металл, было сделано еще в 1668 году, а процесс извлечения цинка из его оксида был запатентован в Великобритании в 1738 году торговцем металлами Уильямом. Чемпион.Но, как правило, именно немецкий химик Андреас Маргграф получает лавры как «первооткрыватель» за свой эксперимент 1746 года по выделению цинка.

Хотя история цинка более чем туманна, нет никаких сомнений в его полезности. Достаточно взглянуть на оцинкованную металлическую крышу или ведро, чтобы увидеть, как работает цинк. Гальванизация названа в честь Луиджи Гальвани, человека, который заставил лягушачьи лапки подергиваться электрическим током, но гальванизация не имеет ничего общего с электрическим зрелищем. На самом деле роль электричества удивительно тонка.

Наиболее распространенной формой цинкования является горячее цинкование, когда железо или сталь пропускают через ванну с жидким цинком при температуре около 460 градусов по Цельсию, что на сорок градусов выше его точки плавления. Покрытие предохраняет обрабатываемый объект от ржавчины. Первоначально цинк просто препятствует попаданию воздуха в железо, но позже цинк подвергается коррозии, а не железу, в электрохимическом процессе, действуя как так называемый жертвенный анод. Здесь и появляется «гальваническая» часть названия. Некоторая гальванизация является более буквально электрической – например, автомобильные кузова покрываются гальваническим покрытием цинком, чтобы нанести тонкий ровный слой.

Электрические возможности цинка распространяются также на самые популярные батареи. Традиционный сухой элемент имеет внешний цинковый кожух, действующий как анод (что сбивает с толку, анод, обычно считающийся положительным, является отрицательным концом батареи), в то время как угольный стержень обеспечивает катод, положительный электрод. В щелочных батареях с более длительным сроком службы анод образован из порошкообразного цинка (что дает большую площадь поверхности для реакции), а катод – из сложного диоксида марганца.

Но самый видимый пример цинка в действии не дает никаких указаний на этот сероватый металл – вместо этого он находится в сплаве, который смешивает блеск золота с обычным оттенком.Когда расплавленный цинк и медь смешиваются вместе, результат становится жирным, как латунь. На самом деле это латунь. Из этого гибкого сплава изготовлено все, от дверных креплений до декоративных наклеек для конских ошейников. Любой оркестр был бы намного беднее без медных духовых инструментов. Он даже может застегнуть молнию на вашей одежде.

Хорошо отполированная латунь имеет приятное сияние, но наиболее тесный контакт с цинком, а точнее оксидом цинка, часто возникает, когда мы имеем дело с нежелательным сиянием солнечных ожогов.Когда я был молод, и солнцезащитных кремов было мало, загорелая кожа обильно покрывалась успокаивающим розовым лосьоном с каламином. Основным ингредиентом этого вещества является оксид цинка, который имеет белый цвет – это небольшое количество оксида железа, которое придает ему этот цвет. Даже сейчас, когда мы можем избежать потребности в каламине, оксид цинка играет свою роль. Оксид цинка, называемый китайским белым, когда его используют в красках, является хорошим поглотителем ультрафиолетового света, поэтому солнцезащитный крем часто содержит суспензию крошечных частиц оксида цинка – как и большинство косметических средств на минеральной основе.

И это только начало для этого универсального оксида. Вы найдете его в антипиренах и пищевых продуктах, где он обогащает сухие завтраки, в стекле и керамике, в клеях и резине. Это неожиданное появление на столе для завтрака отражает еще одну важную сторону цинка. Он нужен нам, чтобы оставаться здоровыми. Это один из микроэлементов, питательных веществ, которые в небольших количествах необходимы нашему организму для нормальной работы. Он часто присутствует в витаминных добавках, хотя большинство из нас получает много из мяса и яиц.Цинк попадает в различные белки, особенно в ферменты, участвующие в развитии организма, пищеварении и фертильности. Недостаток цинка в рационе может привести к замедленному заживлению, раздражению кожи и потере вкусовых ощущений, а также к развитию многих хронических заболеваний.

Поскольку цинк также присутствует в шампунях от перхоти в виде пиритиона цинка и в дезодорантах для подмышек в виде хлорида цинка, этот элемент даже делает нас более привлекательными для противоположного пола. Цинк – скрытая звезда.Мы редко осознаем это, в отличие от более ярких соседей в таблице периодов, но цинк – это элемент рабочей лошадки, который помогает всем нам.

Крис Смит

Научный писатель из Бристоля Брайан Клегг со звукоподражательным элементом, цинком. На следующей неделе, что таится в твоем подвале.

Кэтрин Холт

Первые сообщения о проблемах, связанных с газообразным радоном в жилых зданиях, были в Соединенных Штатах в 1984 году, когда служащий на атомной электростанции начал подавать сигналы тревоги детектора излучения по пути на работу .В конечном итоге проблема была обнаружена в его доме, где уровень газа радона в подвале оказался аномально высоким.

Крис Смит

Но откуда это взялось и каков риск для его здоровья. Кэтрин Холт будет здесь со всеми ответами и остальной частью рассказа Радона о химии в ее элементе на следующей неделе. Я действительно надеюсь, что вы присоединитесь к нам. Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(промо)

(конец промо)

Бронза vs.Латунь – в чем разница?

Задолго до эры алюминия и стали был изобретен металлический сплав, то есть материал, созданный путем объединения двух синергетических металлов. Таким образом, полученный сплав не только сохраняет некоторые свойства каждого элемента, но и может иметь новые свойства, которых нет ни у одного из них, что произвело революцию в нашем современном выборе материалов. Два сплава, которые положили начало этому сдвигу, – это бронза и латунь, которые представляют собой древние металлические сплавы, которые тысячелетиями использовались греками и другими бывшими империями.Эти металлы послужили отправной точкой для всех других сплавов, и в этой статье мы исследуем бронзу и латунь и их различия. Будут подробно описаны физические, химические и механические свойства бронзы и латуни, а также то, как они используются до сих пор. Эта статья призвана показать, как эти металлы, будучи более архаичными, чем большинство других инженерных материалов, по-прежнему являются необходимыми компонентами нашего успеха в современную эпоху.

бронза

Бронза – это результат добавления олова к меди, хотя часто бывает много дополнительных побочных элементов, потому что бронза была открыта примерно в 3500 году до нашей эры, до того, как были разработаны точные химические методы.В наше время бронза считается классом медных сплавов, который был определен на основе их рабочих свойств и конкретных легирующих элементов. Было обнаружено, что такие металлы, как свинец, марганец, сурьма, никель, цинк, кремний и другие, улучшают бронзу, поэтому теперь у дизайнеров есть широкий выбор марок бронзы. Чтобы узнать больше о различных типах бронзы, прочтите нашу статью о типах бронзы.

Типичная бронза красновато-коричневого / золотого цвета и хрупкая, но менее хрупкая, чем чугун.Он имеет относительную плотность около 8,8 г / см ³ и демонстрирует низкое трение при контакте с другими металлами. Он легко проводит тепло и электричество и имеет диапазон температур плавления 950-1050 ° C, в зависимости от количества присутствующего олова. Он окисляется на воздухе из-за высокого содержания меди, что придает бронзе отчетливую пятнистую патину. Это окисление предотвращает коррозию бронзы, особенно в морской среде; однако, если соединения хлора могут вступать в реакцию с бронзой, начинается процесс, известный как «болезнь бронзы», когда коррозия приводит к еще большей коррозии, медленно разрушая сплав с течением времени.Благодаря своей стойкости к соленой воде бронза стала полезной для фурнитуры лодок и подводных морских частей, а также для скульптур, которые должны противостоять разложению во внешней среде. Он демонстрирует отличные литейные свойства и может быть легко отлит в виде подшипников, зажимов, электрических соединений, пружин и многого другого.

Если вы заинтересованы в приобретении бронзы для своего проекта, не стесняйтесь просматривать нашу платформу закупок для поставщиков бронзы.

Латунь

Латунь была обнаружена около 500 г. до н.э. и представляет собой сплав меди и цинка, хотя она также содержит другие элементы, как и бронза.Поскольку латунь и бронза сильно пересекаются, латунь обычно обозначается большим процентным содержанием цинка и относительным отсутствием олова (хотя, что сбивает с толку, также существуют луженые латунные сплавы, что еще больше размывает линии). Свинец – обычная добавка к латуни, которая увеличивает ее обрабатываемость, а также к другим уникальным элементам, которые создали класс латунных сплавов.

Латунь – это цвет яркого золота, меди или даже серебра, в зависимости от соотношения цинка и меди. Она более пластична, чем бронза, и демонстрирует такое же низкое трение при контакте с другими металлами.Он имеет плотность около 8,73 г / см ³ и имеет низкую температуру плавления 900–1000 ° C, в зависимости от сплава. Латунь отлично проводит тепло и устойчива к коррозии, особенно к гальванической коррозии в морской воде. Он хорошо отливает, достаточно прочен и привлекателен и даже обладает некоторыми антимикробными свойствами благодаря высокому содержанию меди. Чаще всего латунь используется в музыкальных инструментах, декоративных накладках, винтах, радиаторах, гильзах для пуль и т. Д.

Если вы заинтересованы в покупке латуни для вашего проекта, не стесняйтесь просматривать нашу платформу закупок для поставщиков латуни.

Сравнение бронзы и латуни

Хотя эти металлы связаны как по составу, так и по внешнему виду и даже по применению, латунь и бронза часто используются для разных целей. Будет полезно изучить, что отличает эти два медных сплава друг от друга, исследуя некоторые общие механические свойства, показанные ниже в таблице 1.

Таблица 1: Сравнение свойств материалов бронзы и латуни.

Свойства материала	бронза			Латунь
Шт.	Метрическая система	Английский		Метрическая система	Английский
Теплопроводность (20 ° C)	24 Вт / м-К		15 БТЕ / (час фут ° F)	120 Вт / м-К	64.1 британская тепловая единица / (час · фут · ° F)
Усталостная прочность	90,0-352 МПа		13100-51100 фунтов на кв. Дюйм	22-360 МПа	3190-52200 фунтов на кв. Дюйм
Температура плавления (средняя)	1010 ° С			917 ° С
Твердость (по Бринеллю)	40–420			55-73
Обрабатываемость (средняя)	33.0%			46,8%

Теплопроводность – хороший способ узнать, будет ли металл использоваться в тепловых приложениях, потому что она показывает, сколько энергии может передаваться через материал и с какой скоростью. Теплопроводность латуни намного выше, чем у бронзы, что делает ее идеальным выбором для радиаторов отопления. Бронзу также можно использовать в тепловых приложениях, но латунь всегда будет иметь приоритет, если есть выбор между ними.

Усталостное напряжение – это напряжение, вызванное высокой циклической сменой небольших напряжений, которые могут вызывать микро- и даже макротрещины в материале в течение длительного периода времени. Это значение жизненно важно для понимания того, будет ли материал подвергаться постоянным нагрузкам, таким как частые изменения температуры или нагрузки, которые могут нарушить целостность сплава при достаточном количестве циклов. Усталостная прочность бронзы и латуни дана в виде диапазонов в Таблице 1, поскольку существует множество сплавов каждого металла. Бронза обычно имеет более высокое сопротивление усталости, чем латунь, что можно увидеть, сравнив нижнюю границу их диапазонов усталостной прочности.Это качество делает бронзу более полезной для морских деталей и пружин, которые при эксплуатации подвергаются постоянным нагрузкам.

Латунь имеет более низкую среднюю температуру плавления, чем бронза (917 против 1010 ° C), но обе они легко отливаются. При использовании любого из этих металлов для отливки форм учитывайте желаемые механические свойства; более устойчивый проект, скорее всего, выиграет от бронзы, в то время как более декоративный может использовать латунь для большего эффекта.

Твердость – это мера реакции материала на местные поверхностные напряжения и его реакции на царапины, вмятины и т. Д.Шкала твердости по Бринеллю – одна из многочисленных доступных шкал твердости, в которой используется собственная машина для определения твердости для определения реакции материала на стандартизованную силу. Для справки: типичное стекло получает 1500 баллов по шкале твердости Бринелля и свинец 5 баллов; Используя их в качестве ориентиров, таблица 1 ясно показывает, что бронза в среднем тверже латуни. Более твердый материал обычно более хрупкий, и бронза следует этому правилу, поскольку она гораздо более склонна к разрушению, чем латунь. Если обрабатываемость необходима, латунь, безусловно, лучший выбор, чем бронза.Однако, если важны прочность и износостойкость, бронза может быть лучшим вариантом.

Обрабатываемость – это сравнительная оценка, присваиваемая металлам, чтобы показать, как они реагируют на механические нагрузки, такие как токарная обработка, фрезерование, штамповка и другие процедуры. Важно понимать показатель обрабатываемости металла, поскольку он определяет, какие типы обработки могут быть выполнены, если таковые имеются. Процент обрабатываемости металла сравнивается с эталонным металлом, где этому металлу присваивается рейтинг 100% (легко обрабатывается).Металлу, который труднее обрабатывать, присваивается рейтинг ниже 100%, что относится как к бронзе, так и к латуни. Есть некоторые сплавы, разработанные специально для механической обработки (например, латунный сплав C360), но большинство медных сплавов слишком пластичны для обработки. Оба металла обладают отличными литейными характеристиками, поэтому перед обработкой этих металлов продумайте процедуру литья. Если он должен быть подвергнут механической обработке, убедитесь, что выбранный вами сплав предназначен для механической обработки, иначе вы рискуете засорить вашу фрезу.

Бронза и латунь бывают разных форм, размеров и составов.Как всегда, спрашивайте у своего поставщика самую последнюю информацию о том, что доступно и какой тип бронзы или латуни лучше всего подойдет для вашего применения.

Сводка

В этой статье представлено краткое сравнение свойств, прочности и областей применения бронзы и латуни. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

Руководство по металлургии
О медных сплавах и латуни
Обзор материалов для бронзы
Обзор материалов для латуни
Теплопроводность металлов, металлических элементов и сплавов
Sequoia Brass & Copper: Справочник по картриджу из сплава 260, желтая латунь
Sequoia Brass & Copper: Справочник по морской латуни
Sequoia Brass & Copper: Справочник по латуни 272

Прочие изделия из бронзы

Больше от Metals & Metal Products

Факты о меди | Дартмутские токсичные металлы

Что такое медь?

Медь – это светлый красновато-коричневый металлический элемент с символом «Cu» и атомным номером 29 в периодической таблице элементов.Название «медь» происходит от слова Кипр, острова, где римляне добывали медь. Это был первый металл, широко использованный людьми.

Природная чистая медь называется «самородной медью». Медь также встречается в природе в смеси с другими элементами в ряде соединений, многие из которых отличаются своим сине-зеленым цветом. Бирюза, малахит и азурит – три ярко окрашенных соединения меди, используемых в качестве драгоценных камней. Сульфат меди и оксид меди – два важных соединения меди, используемых в промышленности и сельском хозяйстве.Медь можно смешивать с другими металлами с образованием сплавов, таких как бронза (медь и олово) и латунь (медь и цинк).

Окисленная медь или медь, подвергшаяся воздействию воздуха, образует зеленый налет или «патину», которую можно увидеть на старых медных монетах, Статуе Свободы и медных крышах.

Где находится медь?

Медь естественным образом присутствует в горных породах в чистом виде или в виде соединений. Геологические, метеорологические и биологические процессы распространяют медь в воздух, почву и воду, а также в организмы.

Крупнейшие известные месторождения медной руды в мире находятся в Чукикамате в чилийских Андах, а самое крупное месторождение самородной меди находится на Верхнем полуострове Мичигана. Основными производителями меди являются Чили, которая поставляет 35 процентов мировой меди, и Соединенные Штаты, которые производят примерно 11 процентов. Канада, страны бывшего Советского Союза, Замбия, Китай, Польша и Демократическая Республика Конго также являются странами-производителями меди.

В результате человеческой деятельности большая часть меди содержится сегодня в воздухе, почве и воде.Промышленные предприятия, такие как плавильные, литейные, электростанции, мусоросжигательные заводы и другие источники горения, выбрасывают медь в атмосферу, где она может вернуться на Землю в виде осадков. Медеплавильные заводы и другие предприятия по производству меди выбрасывают высокие концентрации меди в окружающий воздух и почву. Медные рудники могут быть значительным источником загрязнения. Медь и другие минералы, присутствующие в хвостах – отходы, оставшиеся после извлечения руды из породы – попадают в почву и водные пути.Вода может быть загрязнена рядом других источников меди, включая сельскохозяйственные стоки с ферм, использующих пестициды на основе меди.

Медь является важным элементом для всех живых организмов, поэтому она присутствует в пище, которую мы едим – будь то растения или животные – и в тканях человека.

Какое использование меди?

Люди использовали медь почти десять тысяч лет. С древних времен медь использовалась сама по себе и в сочетании с другими металлами для изготовления оружия, инструментов, предметов домашнего обихода и произведений искусства.

Высокая проводимость меди сделала ее предпочтительным металлом в развитии электротехники 18 и 19 веков. Медь является третьим по потреблению металлом в мире после стали и алюминия. Сегодня наибольшее потребление меди приходится на строительство. Медь используется в строительстве домов и других построек, производстве автомобилей и самолетов, а также в производстве водопроводных труб. Электроэнергетика и электротехническая промышленность являются следующим по величине потребителем меди.Медь также используется в телекоммуникациях. Значительное количество меди, используемой в Соединенных Штатах, поступает из переработанного лома и лома, оставшегося от производства меди.

Пенни из медного сплава США 1936 года, стальной оцинкованный пенни 1943 года и современный цинковый пенни с медным покрытием 2004 года. Фотография предоставлена: Программа исследования токсичных металлов Дартмута

Пенни Соединенных Штатов были сделаны из чистой меди с 1793 по 1837 год. В последующие годы они были сделаны из различных медных сплавов, включая бронзу и латунь.В 1943 году, когда поставки меди были направлены на военные нужды Второй мировой войны, большая часть чеканки монет была оцинкованной. С 1982 года в пенни содержится всего 2,5 процента меди – это цинк с тонким медным покрытием.

Сульфат меди, встречающаяся в природе и производимая медная соль, используется в качестве фунгицида для сельскохозяйственных культур, в качестве пестицида для уничтожения улиток и слизней, а также для обработки воды для уничтожения водной растительности. Это химическое вещество имеет серьезную хроническую токсичность с последствиями для сельскохозяйственных рабочих и окружающей среды.

Современные браслеты из меди или медного сплава из Зимбабве. Фотография предоставлена Дартмутской программой исследования токсичных металлов

Соединения меди также используются для защиты древесины, а также в качестве химикатов для дубления кожи и протравы (закрепителя) при крашении текстиля. Медь до сих пор используется для изготовления произведений искусства и ювелирных изделий по всему миру. В некоторых частях Африки медные браслеты и произведения искусства изготавливают из выброшенной медной проволоки и обрезков. Во многих частях Южной и Юго-Восточной Азии медь, латунь и бронза широко используются в кухонной посуде, посуде, религиозных статуях и произведениях искусства.Навахо и другие племенные народы юго-запада США иногда используют медь в украшениях.

Нужна ли медь для здоровья?

Продукты, содержащие медь. Фотография предоставлена Дартмутской программой исследования токсичных металлов

Медь является важным питательным веществом для всех живых существ. Медь входит в состав более 30 ферментов в организме человека, включая некоторые из них, участвующие в синтезе коллагена. У человека медь необходима для здорового развития соединительной ткани, нервных покровов и костей. Он также участвует в метаболизме железа и энергии.Дефицит меди, хотя и редко, может вызывать анемию и аномалии соединительной ткани, костей и нервной системы.

Рекомендации по рекомендуемой диете (DRI), установленные в 2001 году Советом по пищевым продуктам и питанию США Института медицины национальных академий, устанавливают как рекомендуемые диетические нормы (RDA), так и верхние уровни потребления меди. Рекомендуемое потребление группой составляет 0,9 миллиграмма меди в день для взрослых, больше для кормящих женщин (1,3 миллиграмма) и меньше для детей (0,9 миллиграмма).34 миллиграмма для детей до трех лет и 0,44 миллиграмма для детей от четырех до восьми лет). Верхний предел составляет 10 миллиграммов в день для здоровых взрослых. Поскольку организм не синтезирует медь, этот необходимый уровень меди должен поступать из пищи.

Хорошими источниками диетической меди являются печень и другие субпродукты, устрицы, орехи, семена, темный шоколад и цельнозерновые продукты. Некоторое количество меди также присутствует в картофеле, изюме, грибах, нуте и других бобовых. Питьевая вода, подаваемая по медным трубам, может способствовать поступлению меди.

Чрезмерное потребление цинка в рационе может вызвать дефицит меди.

Может ли медь представлять опасность для здоровья?

Так же, как некоторое количество меди необходимо для хорошего здоровья, слишком большое количество меди может быть вредным. Здоровый человек может выделять избыток меди. Однако высокие дозы, длительное воздействие и определенные пути воздействия могут подавить биологические процессы, которые выводят избыток меди из организма.

Вдыхание медной пыли и паров (от предприятий по производству и переработке меди) может повлиять на дыхательные пути, вызывая кашель, чихание и боль в груди.Он также может отрицательно повлиять на желудочно-кишечный тракт, вызывая тошноту и диарею. Также могут быть затронуты печень и эндокринная функция. Некоторые исследования показали изменения в крови, включая снижение количества гемоглобина и эритроцитов после воздействия меди при вдыхании. Медная пыль и пары могут вызывать раздражение глаз, головные боли и боли в мышцах.

Проглатывание большого количества соединений меди (например, сульфата меди) может привести к смерти от нервной системы, печеночной и почечной недостаточности. Некоторые исследования показали, что употребление меди в пищу также может быть связано с ишемической болезнью сердца и высоким кровяным давлением, хотя другие исследования показали, что дефицит меди может играть роль в ишемической болезни сердца.Высокий уровень меди в питьевой воде может вызвать рвоту, боль в животе, тошноту, диарею и был зарегистрирован у людей, пьющих воду из медных труб.

Цинк и хелатирующие агенты можно использовать для удаления излишков меди из организма.

Неизвестно, что медь играет роль в развитии рака или врожденных дефектов.

Кто подвергается риску отравления медью?

Большие дозы медьсодержащих соединений, таких как сульфат меди, ядовиты даже для людей со здоровой печенью.Однако некоторые люди подвержены большему риску отравления медью. Люди с определенными заболеваниями печени и люди с наследственной неспособностью метаболизировать медь особенно чувствительны к токсичности меди, например, люди с болезнью Менкеса, наследственной ацерулоплазминемией и болезнью Вильсона.

Пеницилламин, химическая структура которого показана здесь, используется в качестве хелатирующего агента при лечении болезни Вильсона. Фотография предоставлена: Программа исследования токсичных металлов Дартмута

Люди с болезнью Вильсона с рецессивной наследственной неспособностью выводить медь из организма подвергаются особому риску развития токсичных уровней меди в тканях, особенно в печени и головном мозге.Без лечения это состояние может привести к печеночной недостаточности, серьезным неврологическим или психиатрическим проблемам и смерти.

Болезнь Вильсона можно эффективно лечить с помощью ацетата цинка, который блокирует абсорбцию меди. Хелатирующие агенты также эффективны, связывая медь в организме и позволяя ей выводиться с мочой. Оба типа лечения должны быть постоянными на протяжении всей жизни пациента. Уменьшение количества меди в рационе также может уменьшить симптомы, хотя само по себе это неэффективное лечение.У носителей болезни – людей с одной копией дефектного гена – болезнь не разовьется, но метаболизм меди может быть слегка ненормальным. Хотя болезнь Вильсона обнаруживается только у одного из 30 000 человек во всем мире, каждый сотый человек может быть носителем этого гена. Существует несколько методов диагностики заболевания, например, анализ мочи и биопсия печени. Пока не существует генетического скрининга для выявления людей, которые находятся в группе риска, потому что болезнь вызвана любой из 200 мутаций.

Есть и другие состояния, связанные с токсичностью меди, которые, по-видимому, имеют генетическую связь. Индийский детский цирроз печени, которым страдают дети в странах Южной Азии, по-видимому, является результатом генетической предрасположенности к чувствительности к меди в сочетании с высоким содержанием меди (часто из молока, сваренного в медных или латунных кастрюлях). Подобные состояния у детей наблюдались и в других частях мира, где вода содержала большое количество меди. Опять же, эти дети, по-видимому, имеют генетическую предрасположенность к плохому метаболизму меди.

Люди, которые живут рядом или работают на объектах по производству меди, таких как рудники, плавильные заводы или обогатительные фабрики, или на предприятиях по производству меди, подвергаются повышенному риску воздействия чрезмерного количества меди. Воздействие может произойти при вдыхании медной пыли и паров меди.

Является ли медь в окружающей среде опасной для здоровья?

Ответ на этот вопрос сложен. Медь является необходимым питательным веществом и естественным образом встречается в окружающей среде в виде горных пород, почвы, воздуха и воды.Мы контактируем с медью из этих источников каждый день, но ее количество обычно невелико. Часть этой меди, особенно в воде, может абсорбироваться и использоваться организмом. Но большая часть меди, с которой мы контактируем, тесно связана с другими соединениями, что делает ее бесполезной и токсичной. Важно помнить, что токсичность вещества зависит от степени воздействия на организм, продолжительности и пути воздействия.

В окружающей среде есть источники меди, которые действительно представляют опасность для здоровья.Известно, что примерно половина мест размещения опасных отходов, включенных в Национальный приоритетный список Агентства по охране окружающей среды, содержит медь. Воздух и почва вблизи предприятий по переработке меди, таких как плавильные заводы, обычно имеют гораздо более высокие уровни меди, чем в других областях. Сельскохозяйственные стоки могут содержать пестициды на основе меди. Они могут представлять опасность для здоровья человека. Однако медь очень легко связывается с соединениями в почве и воде, снижая ее биодоступность для человека.

Потенциальный источник чрезмерного воздействия меди на человека – это питьевая вода, передаваемая по медным трубам и латунным раковинам.Небольшие количества меди из водопровода выщелачиваются в воду, особенно в горячую воду и воду, которая оставалась в трубах в течение нескольких часов или всю ночь. Кислая вода (низкий pH) будет выщелачивать больше меди, чем более щелочная вода (высокий pH). Мягкая вода, вероятно, содержит больше меди, чем жесткая вода, потому что она не содержит минералов, которые создают защитный слой внутри труб, предотвращая выщелачивание меди. Сине-зеленые пятна от воды под кранами – индикатор содержания меди в воде.Некоторые люди, которые пьют воду с высоким содержанием меди, могут испытывать тошноту, рвоту, боль в животе и диарею. Количество меди, которое обычно содержится в воде из медных водопроводов, обычно не представляет угрозы для здоровья.

Использование для питья и приготовления пищи только воды из холодного крана может уменьшить количество меди, вымываемой из водопровода. Запуск воды до тех пор, пока она не станет очень холодной после того, как она пролежала в трубах всю ночь или более шести часов, также снизит уровень меди.Убедитесь, что электрические приборы не заземлены к водопроводу, чтобы уменьшить коррозию труб. Фильтры для воды также могут удалять медь из воды. Проверьте этикетку производителя фильтра, чтобы узнать, не является ли медь одним из отфильтрованных химических веществ.

Существуют ли федеральные директивы или стандарты на медь?

В соответствии с федеральным законом о безопасной питьевой воде Агентство по охране окружающей среды США (EPA) ограничивает количество меди в питьевой воде общего пользования до 1,3 мг на литр.Согласно Закону о Суперфонде, EPA считает 5 000 фунтов меди или 10 фунтов сульфата меди на территории «опасным веществом».

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) допускает не более 1 мг меди на литр воды в бутылках. Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) и Управление по охране труда (OSHA) имеют свои собственные стандарты количества меди и медных паров, допустимых на рабочем месте.

Где я могу узнать больше о меди?

Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) США.S. Centres for Disease Control and Prevention имеет отличное заявление общественного здравоохранения по меди в Интернете, доступное по адресу: Agency for Toxic Substance & Disease Registry.

У агентства также есть подробные токсикологические профили по меди, доступные в формате PDF через Интернет по адресу: Agency for Toxic Substance & Disease Registry, а также информационный бюллетень по меди.

Типы металлов и их применение

Металлы и достижения в производственных процессах привели к промышленной революции.Это привело к экспоненциальному росту человеческой цивилизации, приведя нас туда, где мы находимся сегодня. Сегодня нас окружают самые разные металлы. С компьютера, который вы используете для чтения этой информации, на зажимы в сантехнике. Сегодня находят применение более восьмидесяти различных типов металлов.

Виды металлов и их классификация

В природе доступно большое количество металлов. Их можно классифицировать по-разному, в зависимости от того, какое свойство или характеристику вы используете в качестве критерия.

Классификация по содержанию железа

Самый распространенный способ их классификации – по содержанию железа.

Когда металл содержит железо, его называют черным металлом. Железо придает материалу магнитные свойства, а также делает его подверженным коррозии. Металлы, не содержащие железа, относятся к цветным металлам. Эти металлы не обладают магнитными свойствами. Примеры включают, но не ограничиваются ими, алюминий, свинец, латунь, медь и цинк.

Периодическая таблица

Классификация по атомной структуре

Их также можно классифицировать на основе их атомной структуры в соответствии с периодической таблицей.Когда это сделано, металл может быть известен как щелочной, щелочноземельный или переходный металл. Металлы, принадлежащие к одной группе, ведут себя аналогичным образом при взаимодействии с другими элементами. Таким образом, они имеют схожие химические свойства.

Магнитные и немагнитные металлы

Другой способ отличить металлы – это посмотреть, как они взаимодействуют с магнитами. На этом основании можно разделить металлы на магнитные и немагнитные.

В то время как ферромагнитные металлы сильно притягиваются к магнитам, парамагнитные металлы демонстрируют лишь слабое взаимодействие.Наконец, есть группа диамагнитных металлов, которые довольно слабо отталкиваются от магнитов.

Железо, его сплавы и их свойства

Все металлы обладают схожими механическими свойствами материалов. Но при тщательном рассмотрении один металл будет иметь небольшое преимущество над другим по определенным свойствам. При создании сплавов можно изменять свойства путем смешивания чистых элементов.

При выборе металла для конкретного применения необходимо учитывать множество факторов, чтобы найти наиболее подходящий вариант.Эти факторы включают температуру плавления, стоимость, простоту обработки, достаточный запас прочности, доступное пространство, температурный коэффициент, тепловую и электрическую проводимость, плотность и т. Д. Давайте взглянем на некоторые популярные металлы и почему они выбраны для их применения. .

Утюг

Эйфелева башня сделана из кованого железа

Не будет преувеличением назвать железо источником жизненной силы нашей цивилизации. Примерно 5 процентов земной коры состоит из железа. Таким образом, это невероятно простой металл.Однако чистое железо – нестабильный элемент. При первой возможности он вступает в реакцию с кислородом воздуха с образованием оксида железа.

Для извлечения железа из руды используется доменная печь. Чугун получают из первой ступени доменной печи, которую можно дополнительно рафинировать для получения чистого чугуна. Это железо часто попадает в стали и другие сплавы. Почти 90 процентов производимых металлов составляют черные металлы.

Например, сталь

– это черный металл, который находит множество применений.Мы не можем понять истинный потенциал железа, не узнав о стали.

Сталь

Чистое железо прочнее других металлов, но оставляет желать лучшего. Во-первых, чистое железо не устойчиво к коррозии. Чтобы железо не подвергалось коррозии, нужно потратить много денег и энергии. Во-вторых, он также чрезвычайно тяжелый из-за высокой плотности. Эти недостатки могут затруднить строительство и обслуживание конструкций.

Добавление углерода к железу до некоторой степени смягчает эти недостатки.Эта смесь железа и углерода до определенных пределов известна как углеродистая сталь. Добавление углерода к железу делает его намного прочнее, а также придает другие замечательные характеристики.

Другие элементы могут быть добавлены в следовых количествах для отражения их свойств. Давайте посмотрим, как классифицировать сталь и на что она способна.

Какие типы стали и их применение?

Сталь – популярный строительный материал благодаря своим превосходным свойствам. Сегодня в наличии более 3500 марок стали.Он имеет высокую прочность на разрыв и высокое отношение прочности к весу. Это означает большую прочность на единицу массы стали. Это позволяет использовать стальные детали и компоненты небольшого размера, но при этом прочные.

Сталь

также чрезвычайно прочна. Это означает, что стальная конструкция может служить дольше и противостоять внешним факторам лучше, чем другие альтернативы. Он также пластичен и может принимать необходимые формы без ущерба для его свойств. В зависимости от содержания железа сталь подразделяется на три категории.

Углеродистая сталь Классификация AISI

Арматура из низкоуглеродистой стали

Низкоуглеродистая сталь. До 0,25% углерода в чугуне дает нам низкоуглеродистую сталь, также известную как мягкая сталь. Он используется для труб при умеренном давлении. Арматурные стержни и двутавровые балки в строительстве обычно изготавливаются из низкоуглеродистой стали. Для него также подходят любые области применения, требующие большого количества стали без особого формования или гибки. Примером может служить корпус корабля.
Сталь среднеуглеродистая. Содержит 0,25… 0,6% углерода. Области применения среднеуглеродистой стали включают те, которые требуют высоких пределов прочности и пластичности. Они находят применение в зубчатых передачах и валах, железнодорожных колесах и рельсах, стальных балках в зданиях и мостах и т. Д. Другое применение – сосуды под давлением, за исключением случаев, когда они содержат холодные газы или жидкости из-за их склонности к холодному растрескиванию.
Высокоуглеродистая сталь. Сталь, содержащая более 0,6% углерода, является высокоуглеродистой сталью. Эта сталь тверже и хрупче, чем две предыдущие.Он находит применение при изготовлении долот и режущих инструментов. Отличные качества включают твердость и хорошую устойчивость материала к износу. Его также можно использовать в прессах и для изготовления сверл.

Хотя все вышеупомянутые стали обычно называют углеродистыми сталями, они содержат другие элементы для улучшения определенных свойств. Например, хром для коррозионной стойкости или марганец для улучшения прокаливаемости и прочности на разрыв.

Легированные стали

Этот тип металла содержит множество элементов для улучшения различных свойств.Металлы, такие как марганец, титан, медь, никель, кремний и алюминий, могут быть добавлены в разных пропорциях.

Это улучшает закаливаемость, свариваемость, коррозионную стойкость, пластичность и формуемость стали. Легированные стали применяются в электродвигателях, подшипниках, нагревательных элементах, пружинах, шестернях и трубопроводах.

Используемая ударопрочная инструментальная сталь

Инструментальная сталь – это металл, который также находит применение при производстве рельсов, проволоки, труб, валов и клапанов. Инструментальная сталь в основном используется в автомобильной, судостроительной, строительной и упаковочной отраслях.

Различные типы металлов

Помимо черных металлов, у нас большой выбор цветных. Каждый из них обладает определенными качествами, которые делают их полезными в разных отраслях.

Алюминий

Алюминий получают в основном из бокситов. Он легкий, прочный и функциональный. Это самый распространенный металл на Земле, и его применение повсюду.

Это связано с его такими свойствами, как долговечность, малый вес, коррозионная стойкость (подробнее о типах коррозии алюминия можно узнать здесь), электропроводность и способность образовывать сплавы с большинством металлов.Он также не намагничивается и его легко обрабатывать.

Медь

Говоря о различных типах металлов, нельзя не упомянуть медь и ее сплавы. Он имеет долгую историю, потому что его легко формировать. Даже сегодня это важный металл в отрасли. В чистом виде в природе не встречается. Таким образом, плавка и извлечение из руды необходимы.

Металлы – хорошие проводники, и медь выделяется больше, чем другие. Благодаря отличной электропроводности он находит применение в электрических цепях в качестве проводника.По проводимости уступает только серебру. Также он обладает отличной теплопроводностью. Вот почему многие кухонные принадлежности сделаны из меди.

Латунь

Латунь – это сплав меди и цинка. Количество каждого из металлов может варьироваться в зависимости от требуемых электрических и механических свойств металла. Он также содержит следовые количества других металлических элементов, таких как алюминий, свинец и марганец. Латунь – отличный кандидат для использования в приложениях с низким коэффициентом трения, таких как замки, подшипники, сантехника, музыкальные инструменты, инструменты и арматура.Он незаменим в искробезопасных приложениях для предотвращения искр и позволяет использовать его в легковоспламеняющихся средах.

бронза

Бронза – это тоже сплав меди. Но вместо цинка в бронзе есть олово. Добавление других элементов, таких как фосфор, марганец, кремний и алюминий, может улучшить его свойства и пригодность для конкретного применения. Бронза хрупкая, твердая, хорошо сопротивляется усталости. Он также имеет хорошую электрическую и теплопроводность и коррозионную стойкость.Бронза находит применение при изготовлении зеркал и отражателей. Используется для электрических разъемов. Благодаря своей коррозионной стойкости он находит применение в подводных частях и судовой арматуре.

Титан

Титан – важный конструкционный металл, поскольку он прочен и легок. Он также обладает высокой термостойкостью даже при температурах до 480 градусов по Цельсию. Благодаря этим свойствам он находит применение в авиакосмической промышленности. Военная техника – один из вариантов использования этого металла.Поскольку титан также устойчив к коррозии, его также используют в медицинских целях. Титан также используется в химической и спортивной промышленности.

Цинк

Оцинкованная сталь

Цинк – широко распространенный металл, находящий широкое применение в медицинском и промышленном секторах. Его основное применение – гальванизация стали. Это защищает сталь от коррозии. Цинк также используется для производства отливок для электротехнической, аппаратной и автомобильной промышленности. Поскольку цинк имеет низкий электрохимический потенциал, его применение включает в себя морское применение для предотвращения коррозии других металлов за счет катодной защиты.Жертвенные цинковые аноды могут защитить клапаны, трубопроводы и резервуары.

Свинец

Свинец – это хорошо поддающийся механической обработке, коррозионно-стойкий металл. Трубопровод и краска представляют собой некоторые варианты использования. Свинец использовался как антидетонационный агент в бензине. Позже было обнаружено, что побочный продукт этого свинца вызывает серьезные осложнения для здоровья. Свинец по-прежнему используется в боеприпасах, автомобильных аккумуляторах, радиационной защите, подъемных грузах, оболочке кабелей и т. Д.