연성 금속 황동 - 역사적 여담, 기본 속성, 합금의 특성 및 사진

황동은 구리와 아연 합금 성분을 기본으로 하는 금속 재료입니다. 합금에는 납, 철, 니켈 원소가 포함될 수 있습니다. 때때로 주석이 존재하지만 소량입니다. 야금 테이블에 따르면 황동은 청동 그룹에 속하지 않습니다.

이야기

화학 원소인 아연은 16세기에 발견되었지만 황색 금속은 그보다 수세기 전에 인류에게 잘 알려져 있었습니다. 남부 흑해 지역에 살던 고대인들은 구리와 아연 광석인 스미스소나이트를 결합하여 황동 합금을 얻었습니다.

로마 정치가 아우구스투스 시대에 황동은 문자 그대로 "황금 구리"를 의미하는 "orychalk"로 불렸습니다. 노란색 금속은 금과 비슷하며 고대 로마 동전이 인쇄되고 보석 및 가정 용품이 만들어졌습니다.

18세기 말에 영국 과학자 D. Emerson은 구리와 공업용 아연을 합금하여 황동을 얻었습니다. 그는 이 방법에 대해 특허를 받았고 영국 특허를 받았습니다. 놋쇠가 야금에 널리 사용되기 전인 18세기에는 서유럽과 러시아에서 금을 위조하는 데 사용되었습니다.

황동의 주요 특징

황동은 복합 금속의 긍정적인 특성과 장점을 결합합니다.야금학자들은 산업에서 이 재료를 사용하여 개별보다 집합적으로 더 강한 금속의 특성을 개선합니다. 황색 금속은 부식 과정에 대한 저항성이 있고 강도가 증가하며 손상 없이 오랫동안 수성 및 알칼리성 용액에 있을 수 있습니다.

화학적 특성

황동의 구조는 아연과 구리의 두 가지 고전적인 구성 요소로 구성됩니다. 전통적인 버전에서 구리의 비율은 70%를 초과하지 않으며 아연은 30%를 초과하지 않습니다. 아연 함량이 48%에 불과한 여러 등급의 기술 황동이 개발되었습니다. 철강 산업에서 사용되는 모든 아연의 거의 절반이 폐기물 및 재활용에서 회수됩니다.

내부 구조와 화학 성분이 다른 두 가지 유형의 황동이 있습니다.

알파 유형(단상), 아연 함량 35%;
아연 50%와 납 6%의 합금으로 된 알파-베타 유형(2상).

외관상 황동은 일부 브랜드의 청동과 유사하지만 청동 재료에 속하지 않습니다.

특수 등급의 황동 합금 구성에는 주석이 소량 포함되어 있습니다. 금속의 성질을 향상시키는 합금 성분으로 사용됩니다. 주석 외에도 황동의 화학 성분에는 재료의 특성을 향상시킬 수 있는 납, 니켈, 망간 및 기타 금속이 포함될 수 있습니다.

물리적 특성

황동의 특성은 공정 매개변수를 개선하기 위해 추가된 추가 합금 원소에 따라 달라집니다. 예를 들어, 밀도 값은 8300-8700kg/m3 범위에서 다양합니다.

황동의 주요 물리적 특성은 다음과 같습니다.

20℃로 가열했을 때의 비열 용량은 0.377 kJ kg−1 K−1입니다.
특정 전기 저항 0.07 * 10-6 옴 m;
강자성체가 아니며 임계 온도에 노출되었을 때 자기 특성을 얻지 않습니다.
녹는점 평균 900도;
부식 및 파괴에 대한 높은 내성;
튼튼한;
플라스틱,
단조 및 가공에 적합합니다.
온도 변화에 강합니다.

여러 금속의 대기업으로서의 황동은 약한 전류 전도도를 가지고 있습니다. 복합 금속은 결정 격자의 왜곡을 만듭니다. 결과 전압 필드는 저항률을 형성합니다. 구리 자체는 우수한 전기 전도체이므로 모든 전선은 구리입니다.

황동 합금의 융점은 아연의 비율에 따라 다릅니다. 아연이 많을수록 황동을 녹이기 쉽습니다.

황동 압연 금속은 아크 및 가스 용접에 잘 노출됩니다. 잘 연마되고 압연되었습니다. 순동보다 내후성이 우수합니다.

황동 합금에 비스무트와 납을 첨가하면 금속의 탄성이 감소하여 고온(500도)에 노출되면 부서지기 쉽습니다.

구성 요소의 영향

황동의 사용 범위를 넓히고 특성을 향상시키기 위해 합금에 합금 성분을 추가합니다. 각 구성 요소에는 특정 효과가 있습니다.

실리콘은 경도 값을 낮추고 재료의 내구성을 떨어뜨리지만 장기간 마찰 시 마모에 강합니다.
망간은 강도와 내식성을 증가시킵니다.
강도 값을 향상시키기 위해 작은 비율의 주석, 알루미늄 및 철이 망간과 함께 합금에 첨가됩니다.
납은 합금 원소로 거의 첨가되지 않았으며 합금의 기계적 특성을 감소시키고 연성, 탄성을 악화시킵니다.
니켈은 내식성을 높이고 알칼리성 환경에서 금속을 사용할 수 있게 합니다.
알루미늄, 산화 알루미늄은 금속 표면에 보호 코팅을 생성하여 산화 과정이 파괴적인 영향을 미치지 않도록 방지합니다.
주석은 경금속이며, 이를 첨가하면 강도 및 내식성이 향상됩니다.

주석과의 합금은 해수에서 지속적으로 운항하는 선박용 부품을 만드는 데 널리 사용됩니다.

생산 방법

황동은 단조, 스탬핑과 같은 가공 방법에 잘 반응하는 대기업 중 하나입니다. 낮은 녹는점에서 금속은 좋은 유동성을 나타내므로 주조 공장에서 널리 사용됩니다.

황동을 녹일 때 아연은 활발히 증발합니다.

야금 산업에서 황동은 연료 연소 가스 생성물의 복사에 의해 열이 전달되는 용해로의 특수 내화 용기 (도가니)에서 채굴됩니다. 용광로에서 용융은 짧은 시간에 경제적인 에너지 소비로 발생합니다.

합금 응용

고대에는 황동이 천연 금과 닮았기 때문에 장신구에 사용되었습니다. 가소성과 단조에 대한 좋은 가단성으로 인해 동전이 인쇄되고 보석류와 케이스가 만들어졌습니다.

황동 합금은 압연 금속의 특성을 개선하고 공격적인 환경(조선, 화학 공장)에서의 사용 가능성을 확장하기 위해 다른 금속 구성 요소를 추가하여 개선됩니다.

건설 중

황색 금속은 오랫동안 배관, 파이프, 가전 제품 및 다양한 구조물의 건설을 위한 부품을 만드는 데 귀중한 재료로 자리 잡았습니다. 노란색 금속으로 제작

패스너(볼트 및 너트, 지관, 스탬핑 부품);
열 엔지니어링 구조, 장치, 장비, 응축기 파이프용 제품;
배관 부품(수도꼭지 믹서, 커플링, 티, 부속품);
가구 부속품(문 손잡이, 스테이플, 문 경첩).

기계적 성질, 습기에 대한 저항성, 강도 및 저렴한 가격으로 재료가 붕괴되거나 부식될 염려 없이 다양한 분야에서 황색 금속을 사용할 수 있습니다.

시계와 예술에 적용

시계 산업에서 황동은 유연성, 연성 및 저렴한 비용이라는 특성으로 인해 특히 널리 사용됩니다. 노란색 금속으로 만든 제품은 눈에 잘 띄고 시계 메커니즘은 수년 동안 안정적으로 작동합니다. 이 재료는 녹슬지 않고 산화되지 않으며 부식 과정에 굴복하지 않고 습한 환경에서 오래 머무를 수 있습니다.