Mosaz

Mosazný náprstek, vedle roztaveného zinku a mědi. Hlavní rysy

Složení	Měď (většina) a zinek (menšina)
Použití	Složka měnového stroje

Fyzikální vlastnosti

Krystalový systém	Krychlový krystalový systém
Objemová hmotnost	8 921 kilogramů na metr krychlový, 7140 kilogramů na metr krychlový

Mechanické vlastnosti

Youngův modul	115 gigapascalů, 100 gigapascalů, 130 gigapascalů
Poissonův koeficient	0,37

Tepelné charakteristiky

Fúzní bod	932 stupňů Celsia
Tepelná vodivost	121 wattů na kelvinový metr

Mosaz jsou slitiny žluté, velmi tažný a poddajný , který se skládá hlavně z mědi a zinku , v různé míře, včetně přímé výrobě z rud odpovídající již řízeným metalurgové před starověku. V závislosti na cílených vlastnostech mohou dnes obsahovat další adiční prvky, jako je olovo , cín , nikl , chrom a hořčík , ve velmi mírných poměrech.

Dějiny

Mosaz je znám již od pravěku a byl vyvinut a používán v Africe i v Číně , stejně jako ve středomořské pánvi , zejména od starověku.

Během I prvním století před naším letopočtem. V AD byl mosaz používán pro měnu v různých částech Malé Asie . Později to bylo používáno ve zbytku Asie a Evropy, zejména v Římské říši s vytvořením hvězdné mosazi. V Evropě bylo zjištěno, že některé kusy, jako je kance učí Soulac-sur-Mer , galský artefakt I prvním století před naším letopočtem. AD Používá se v Evropě od středověku k různým účelům.

V Evropě se ve středověku hromadně vyráběla na výrobu kotlů , kotlů , konvic a různých pokrmů, které konkurují keramickým nádobám. Slévárenské dílny Dinant a Bouvignes v údolí Meuse (nyní Belgie ) ji vyráběly téměř průmyslovým způsobem a vytvářely tak bohatství těchto dvou měst.

Aby se omezily výrobní náklady, olovo bylo do značné míry nahrazeno zinkem pro jednoduché hrnce na vaření, přičemž zinek byl spíše vyhrazen pro slitiny představující prestižní předměty používané aristokracií a církví.

Tradiční mosazný náhrdelník, střední Afrika.
Kus mosaz Afghan Land, XII th století .

Denominace, jednotlivé mosazi, současné kategorie mosazů, zmatky

Pojem mosaz s variantami laton (1180), mosaz (1220) atd. Je doložen ve staré francouzštině , běžně vyskytují na konci XIII tého století například v edicích Reynarda Fox . Podle etymologického slovníku publikovaného pod vedením Alberta Dauzata je termín vypůjčen z arabského lāțūn označujícího měď. To půjčky Zdá se, že byly provozovány středověké latiny ve středu Pyrenejského směnného IX th století, přesně popsat kus mědi, arabské slovo sám od Turco-mongolský Altun , znamenat „měď“ nebo „červené zlato“.

Sloveso „mosaz“ je doloženo později, například v roce 1419 ve verbální formě latonner ve smyslu „pokrýt vrstvou mosazi“ nebo v roce 1467 ve formě adjektované mosazi , čímž se kvalifikuje železo nebo kov pokrytý ochrannou mosazí nebo dekorativní. Kolem roku 1845 znamená francouzské sloveso mosaz buď „přikrýt mosazí“, nebo „ozdobit mosaznými nitěmi“. Mosazný povlak se skládá z ložiska, obvykle již na konci XIX th století a na počátku XX tého století elektrolyticky s vrstvou mosazi k povrchu obrobku.

Jediné kovové měděné tělo je kubický krystalický systém se středem tváře , zatímco zinek je kompaktní šestihranný . Pokud musí být zachována celková struktura jednofázové mědi, nesmí to být jednoduché nebo binární slitiny CuZnpřekročit obsah Zn 35%. Kromě toho se objeví fáze β nebo beta se středovou kubickou mřížkou , což vysvětluje zvyšující se tvrdost, ale také katastrofickou křehkost, jakmile je překročeno 42% hmotnostních zinku.

Zde je vývoj minimálního obsahu zinku:

slitina 5% Zn má krásnou zlatou nebo zlatou barvu, lze ji použít v malých špercích;
jednoduchá 10% mosaz se někdy označuje jako „čistý zinkový bronz“, v praxi je často levnější než skutečné cínové bronzy a může nahradit jejich použití;
jednoduchá 15% mosaz je slitina charakterizovaná červeným odstínem, to znamená „červená mosaz“ Antiků;
kolem 30% Zn, klasická mosaz, se žlutým nebo nažloutlým odstínem, vykazuje dobré mechanické vlastnosti, lze ji tvarovat lisováním za studena, například za účelem získání nakreslených tvarů nebo reliéfních rytin. Dá se z nich vyrobit kazeta nebo ochranný obal.

Existují tři kategorie mosazi (každá kategorie zahrnuje vlastnosti předchozích):

jednoduché mosazi nebo binární slitiny již popsané: obsahují pouze měď a zinek. Přídavek zinku snižuje teplotu bodu tání slitiny i její elektrickou vodivost , ale zvyšuje její tvrdost a mechanickou pevnost;
olověné mosazi (přibližně 60% mědi, 40% zinku, 1 až 3% olova): olovo zlepšuje obrobitelnost šířením do jemných globulí, které umožňují lepší fragmentaci třísek;
speciální mosazi: jejich účelem je zvýšit mechanické vlastnosti přidáním legujících prvků ( cín , hliník , arsen , hořčík , nikl , železo , křemík atd.); nikl se používá v mincích nebo pro pokovování mosazi kvůli své odolnosti proti oxidaci a korozi .

Tvárné a tvárné mosazi také instalatéři nazývají „žlutou měď“, kteří ji používají pro běžné instalatérské práce (trubky, potrubí, tvarovky, zátky atd. ). Podle jejich složení je lze také nazvat nesprávně nebo prakticky: tombak , archal, florentský bronz (nebo benátský bronz), similor nebo pinchbeck. Například florentský bronz (nebo benátský bronz) je vyroben z 85% mědi a 15% zinku.

V závislosti na složení proto mosazi vykazují řadu tvárnosti, tažnosti, odolnosti proti korozi, barvy a přilnavosti patin, laků, kovových povlaků a / nebo přizpůsobení povrchovým úpravám. Mnoho předmětů lze vyrobit z mosazi, ale velké množství je poté potaženo tenkou vrstvou ušlechtilejšího kovu (stříbro, zlato, platina atd. ), Černými, bílými nebo různě barevnými laky (lakovaná mosaz).

Kromě mosazi, existují i jiné různé rodiny měděných slitin, ty hlavní být cuproaluminiums , cupronickels , nikl stříbro (měď, nikl a zinek) a bronzy , které jsou slitiny mědi a cínu .

To by nemělo být zaměňováno s červenou mědí , například tvořící páječku galvanizátorů.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Mosaz jsou nemagnetické slitiny . Na atmosférické koroze ukazuje povrchu mědi, vrstva nazývá zelený měděnka , v důsledku přítomnosti majoritní mědi.

Mosaz se velmi snadno zpracovává, ale ve srovnání s jinými slitinami je relativně křehká.

Fyzikální vlastnosti slitiny silně závisí na jejím složení. Například, pro mosaz, který obsahuje 90% mědi a 10% zinku je hustota je 8800 kg · m -3 je tepelná vodivost je asi 121 W · m -1 · K -1 , a teplota tání je asi 900 ° C .

Desky z nejčastějších mosazi mají hustotu asi 8,6 pro bod charakteristikou tání 940 ° C .

Jeho Youngův modul se pohybuje mezi 100 a 130 GPa . Jeho Poissonův poměr je 0,37.

Objemová hmotnost

Zde je tabulka hustoty jednoduché mosazi jako funkce obsahu mědi a zinku.
Podíly jsou hmotnostní.

Hustota mědi je 8920 kg / m 3 , který zinku je 7140 kg / m 3 .

Hustota mosazi složené pouze z těchto dvou těles (kg / m 3 )

% mědi	% zinku	${\ displaystyle \ rho _ {\ text {mosaz}}}$
100	0	8 920
95	5	8831
90	10	8 742
85	15	8 653
80	20	8,564
70	30	8 386
60	40	8 208

Klasický vzorec:

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {100} {{\ frac {x} {8 \, 920}} + {\ frac {100-x} {7 \, 140}}}}}

(v kg / m 3 ) s x , hmotnostní procento mědi

není správné, protože uspořádání atomů mědi a zinku se při míchání těchto dvou kovů mění.

Empirický vzorec poskytující dobré výsledky pro podíly mědi až do 40% je:

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {100} {{\ frac {x} {8 \, 920}} + 0,9 \ cdot {\ frac {100-x} {7 \, 140}} + 10 ^ {- 7} \ cdot (100 x) ^ {2}}}}

(v kg / m 3 ) s x , hmotnostní procento mědi.

Empirické vzorce udávají hustotu mosazi jako funkci hmotnostního podílu mědi nebo hmotnostního podílu zinku, objemový podíl mědi jako funkci hmotnostního podílu mědi, objemový podíl zinku jako funkci hmotnostního podílu zinek, objemový podíl mosazi jako funkce hmotnostního podílu mědi nebo zinku.

Hustota mosazi (vyjádřená v g / cm 3 ) jako funkce hmotnostního zlomku x mědi je dána vztahem:

{\ displaystyle \ rho _ {\ text {mosaz}} = 0,0178 \ cdot x + 7,14}

Hustota mosazi (v g / cm 3 ) jako funkce hmotnostního zlomku x zinku je dána vztahem:

{\ displaystyle \ rho _ {\ text {mosaz}} = - 0,0178 \ cdot x + 8,92}

Objemový podíl (bezrozměrný) mědi v mosazi jako funkce hmotnostního podílu x mědi je dán vztahem:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {Cu}} = 0,1996 \ cdot x ^ {2} +0,8004 \ cdot x-2 \ cdot 10 ^ {- 15}}

Objemový podíl zinku v mosazi jako funkce hmotnostního zlomku x zinku je dán vztahem:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {Zn}} = - 0,2493 \ cdot x ^ {2} +1,2493 \ cdot x-2 \ cdot 10 ^ {- 15}}

Objemový podíl mosazi jako funkce hmotnostního podílu x mědi nebo zinku je dán vztahem:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {mosaz}} = - 0,0497 \ cdot x ^ {2} +0,0497 \ cdot x + 1}

Použití

Mosaz je nejpoužívanější slitinou mědi . Je to jedna z hlavních slitin používaných v průmyslu soustružení tyčí (výroba malých soustružených dílů ve velmi velkých sériích). Z mosazi se vyrábějí trubky a potrubí, slévárenské díly, mechanické části, jako jsou ozubená kola, šrouby, ventily, zámečnictví, hardware, obřadní díly, přesné nástroje, hodinky, ozdobné prvky pro nábytek, hudební nástroje, kvalitní fotografické čočky, ozdobné brassware , atd. Používá se také v určitých částech podléhajících opotřebení nebo otřesům (kapuce, podešev) fotoaparátů. Mosaz lze také použít jako ochranné nebo dekorativní vrstvy.

Zde je několik konkrétních příkladů použití:

v papírnictví pro embosování bronzových pláten, které budou použity k vytvoření vodoznaků v papíru;
při výrobě rukávů střelných zbraní ( mušle , střely , pouzdra );
v dekoraci se mosazné lamináty (desky) používají pro gravírování a gilošování. Lakované se stávají například deskami na dveřích lékařů;
používá se při výrobě mincí ( deset franků );
jako základ pro výrobu slitin s tvarovou pamětí ;
při výrobě nástrojů pro doly a pro plynové ventily, protože tento kov vytváří malé nebo žádné jiskry.
výroba šperků

Některá použití
Mosazná lampa.
Mosazné náboje.
Mosazné špičky.
Medaile Julesa Verna v mosazi.

Poznámky a odkazy

D. Bourgarit a N. Thomas, " Brass produkoval hmotnosti ve středověku ", La Recherche , n o 468,1 st 10. 2012, str. 62 ( číst online , konzultováno 2. června 2014 ) (viz archiv).
„ Mosaz “ , Etna-mint.fr,24. listopadu 2008.
Mosaz popsaná TLF .
Jsou ještě dva hlavní definice navržená Larousse z XX th století . První tvrzení nebo význam je „provést brassing“.
Fázový diagram mědi a zinku (zahájení s diagramem na konci) [PDF] . V praxi může zkušený hutník hraním na tepelné regulaci konstrukcí získat dvoufázové mosazi až do 46% hmotnostních zinku.
Henri Charlent, instalatérská smlouva , Dunodova technika, 1984, 884 s. ( ISBN 978-2-10-003861-9 ) . Zejména p. 48 .
„ Vše o mosazi “ , Laiton.eu,6. května 2013.
Henri Charlent, instalatérská smlouva , tamtéž, s. 48 .

Dodatky

Bibliografie

Jacques Toussaint (dir.), Art of mosaz, brassware , Archaeological Society of Namur, 2005, 392 s.

externí odkazy

„ Document sur les brasses “ [PDF] , Copperalliance.fr (přístup k 8. prosinci 2016 ) .