Латунь химический элемент: состав сплава, характеристики и применение

Латунь — состав, характеристики, марки сплава: tvin270584 — LiveJournal

В настоящее время различные сплавы латуни применяются во множестве хозяйственных сфер. В статье мастер сантехник расскажет о характеристиках, свойствах и особенностях применения этого уникального материала.

История и происхождение названия

Несмотря на то, что цинк как химический элемент был открыт только в XVI веке, латунь была известна ещё до нашей эры. Моссинойки получали её, сплавляя медь с галмеем, то есть с цинковой рудой. В Англии латунь была впервые получена путём сплавления меди с металлическим цинком, этот метод 13 июля 1781 года запатентовал Джеймс Эмерсон (британский патент № 1297). В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота.

Во времена Августа в Риме латунь называлась орихалк (лат. aurichalcum — буквально «златомедь»), из неё чеканились сестерции и дупондии. Орихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота.

Структура и химический состав латуни

Для латуни свойственна мягкость и податливость при механической обработке. В то же время сплавы характеризует прочность. Традиционный состав латуни – 70% меди и 30% цинка. Цинк повышает механические и технологические качества сплава, и при этом удешевляет его, поскольку является металлом более доступным по стоимости. На практике применение растворов с долей цинка большей чем 50% встречается редко.

Физические свойства:

• Плотность — 8500—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.
• Не является ферромагнетиком.
• Температура плавления латуни в зависимости от состава достигает 880—950 °C.

Латунь отличается очень красивым золотистым цветом. Однако без защитного слоя – лака, например, довольно быстро темнеет. В довольно большом количестве случаев это свойство недостатком не считают.

Маркируется сплав в зависимости от состава. Обозначается латунь буквой «Л», затем следует цифра, указывающая на долю меди – 70.

Например, если сплав легировался, то все добавки указываются по уменьшению их доли, а затем указывается и состав. Например, ЛАЖ60-1-1 означает, что в латуни 60% меди, и что сплав легирован алюминием – 1% , и железом – 1%.

Классификации по доле цинка

Классифицируют составы по доле цинка:

• Если его содержание составляет 5–20%, латунь называют красной – томпак;
• Если доля цинка колеблется в диапазоне 20–36%, сплав носит название желтая латунь;
• Сплав с долей цинка в 48–50% называют техническим.

При производстве латуни более 50% цинка получают из переработки вторичного сырья, поэтому сплав можно отнести к довольно экологичной продукции.

Разделение по качеству дополнительных ингредиентов

Сплавы разделяют и по количеству, и качеству дополнительных ингредиентов.

Двухкомпонентные

Двухкомпонентные включают в себя только медь и цинк. Здесь на свойства сплава сильно влияет фазовый состав. Медь способна растворить не более 39% цинка. Причем при увеличении температуры растворимость уменьшается, образуется при этом только однофазный раствор – α-фаза. Такие сплавы называют α-латунями, они отличаются высокой пластичностью и достаточно прочны, если доля цинка достигает 30%.

При увеличении доли цинка часть металла уже не растворяется и формируется двухфазный раствор – α+β’-латунь. β’– фаза более твердая, но и более хрупкая, поэтому такой сплав прочнее, но пластичность теряет.

Эта особенность обуславливает и не совсем обычный метод обработки. Так, для холодной обработки – фигурные профили, проволока, используется только α-латунь, поскольку ее пластичность высока при низкой температуре, а в температурном диапазоне от +300 до +700 С резко падает, так что при нагреве деформировать латунь бесполезно. А вот α+β’-растворы обрабатывают именно при высокой температуре.

Многокомпонентные

Многокомпонентные в качестве добавок могут содержать:

• Алюминий. Наличие алюминия в сплаве снижает показатель летучести. В результате взаимодействия с кислородом, на поверхности изделия образуется слой оксида алюминия, который исключает летучесть материала.
• Магний. Эта добавка, чаще всего, вводится в комплексе с железом и алюминием. Таким образом, меняется структура, сплав становится более крепким, износостойким, устойчивым к коррозии.
• Никель. Данный тип добавок вводится для нейтрализации последствий окислительных процессов.
• Свинец. Наличие в составе этого легирующего элемента обеспечиваем материалу пластичность. Он становится более ковким, легче поддается механическим воздействиям, резке, в том числе. Применяется для изделий, не предполагающих несущую функцию при эксплуатации.
• Кремний. Добавка вводится для повышения прочности металла, и его жесткости. Если параллельно добавляется свинец, то произойдет улучшение антифрикционных качеств. Опять же конкурирующими становятся сплавы меди, цинка, кремния со свинцом и бронзы с оловом. Себестоимость последнего выше.
• Олово. Этот металл добавляют, чтобы свести на нет опасность возникновения очагов коррозии. Это особенно важно в судостроении. С добавлением олова, соленая вода металлу не страшна.

Далее мы рассмотрим технологию производства латуни.

Производство металла

Поскольку основным компонентом латуни является медь, то материал относят к медным сплавам. Схема производства достаточно проста. Однако с технологической точки зрения процесс оказывается сложным, поскольку требует очень четкого соблюдения температурных режимов и обработки сырья и заготовки.

Суть в том, что медь, цинк и иные элементы обладают разной температурой плавления, и латунь потому производится в несколько этапов. Аналогичное относится и к добавкам для легирования: вещества необходимо добавлять в строгой последовательности, при этом некоторые из их числа нуждаются в применении флюса.

Производственный алгоритм находится в прямой зависимости от разновидности и структуры латуни. Литейные материалы в форме слитков используются для отливки самых разнообразных деталей. Сплавы деформируемого типа отправляются прямиком в прокатный цех, где их отжигают, обрабатывают и протравливают.

Общая схема производства выглядит следующим образом:

• Заготовка сырьевого материала — применяется несколько технологий, которые позволяют извлекать цинк и медь из имеющейся руды.
• Плавление. Сначала расплавляется медь, после этого и другие компоненты. Последовательность зависит от типа ожидаемого результата.
• Помещение в формы — производство компактных слитков.
• Деформация слитков — как минимум три стадии.
• Протравливание и отжиг — к примеру, для производства листов.
• Финальный этап обработки.

Применение

Из латуни производят охлаждающие системы для моторов, разнообразные втулки, переходники. Сплав используется в строительной сфере. Например, для изготовления сантехнического оборудования и элементов дизайна. Элементы для крепежа, такие как болты и гайки, также производят из латуни. Этот сплав применяется в судостроении и при изготовлении боеприпасов.

Различают несколько видов латунного проката:

• Латунный пруток – это длинномерное металлическое изделие, которое является заготовкой для различных деталей. Пруток имеет различную форму сечения: круглую, овальную, прямоугольную, квадратную, шестигранную, трапециевидную.
• Латунная плита – это плоский полуфабрикат с прямоугольным сечением толщиной более 25 мм, который изготавливается прокаткой или литьём. Плиты бывают мягкими, твёрдыми, полутвёрдыми и особо твёрдыми. Латунные плиты используются в промышленности, для декоративной отделки зданий.
• Латунная проволока – это вытянутый профиль небольшого диаметра. Применяется проволока в производстве электротехники и декоративных элементов, а также в машиностроении, авиастроении, при сварке и в обувной промышленности.
• Латунная труба – обладает высокой пластичностью, устойчивостью к коррозии, износу. Трубы применяются в жилищно-коммунальном хозяйстве, машиностроении, приборостроении, электроэнергетике.
• Латунный круг – это сплошной профиль круглого сечения. Применяется изделие в автомобилестроении, приборостроении, при изготовлении станков и механизмов.
• Латунный лист — незаменим в полиграфии, автомобилестроении, электроэнергетике, приборостроении, электротехнической, строительной и химической промышленностях.

Видео

В сюжете — Производство латуни

В сюжете — Как сделать латунь в домашних условиях

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Силумин — характеристики, маркировка, применение

Источник

https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2022/03/Latun.html

Латунь ЛС59-1

Латунь ЛС59-1 – это сплав меди на 57-60%, цинка на 37,05-42,2%, свинца на 0,8-1,9% и примесей до 0,75%. Цинк и свинец в сплаве являются легирующими элементами, улучшающими и до неузнаваемости изменяющими свойства меди, позволяют снизить стоимость сплава и облегчить механическую обработку деталей из него. Ввиду очень хорошей обрабатываемости особым спросом пользуются прутки из ЛС59-1 для автоматических станков.

Химический состав ЛС59-1 указан в ГОСТ 15527- 2004, ГОСТ 2208-2007, ГОСТ 2060-2006, ГОСТ 31366-2008, ГОСТ Р 52597-2006.

Из-за свинца латунь ЛС 59-1 является хрупкой, ломкой при высоком давлении и не выдерживает ударные нагрузки, поэтому совершенно не поддаётся ковке. Сплав ЛС59-1 относится к латуням обрабатываемым давлением, однако прутки из этой латуни чаще обрабатывают на скоростных металлорежущих станках и, соответственно ЛС59-1 причисляют к категории автоматных материалов. ГОСТ на латунные прутки — ГОСТ 2060-90, а на те же прутки для автоматов — ГОСТ Р 52597- 2006. Благодаря наличию свинца в составе латуни ЛС59-1 при обработке изделий из нее резанием образуется мелкая стружка, что позволяет выполнять такую обработку на высоких скоростях. Поэтому латунь ЛС59-1 называют сыпучкой.

Свойства ЛС59-1

Механические свойства отличаются для разных полуфабрикатов из-за метода производства латуни ЛС59-1.

Реально пруток латунный ЛС59-1 производится полутвердым по автоматному ГОСТу. Проволока латунная ЛС59-1 производится как твердая, так и мягкая, её — в отличии от прутков часто можно заменить на латунь Л63.

Применение ЛС59-1

Благодаря хорошей обрабатываемости резанием, в том числе на высоких скоростях, мелкой стружке и чистоте обрабатываемой поверхности из ЛС 59-1 возможно массовое изготовление очень точных мелких деталей, что делает эту латунь незаменимой во многих областях. Больше всего производят пруток латунный ЛС59-1 для автоматной обработки.
Однако, одним из важных недостатков этого сплава является резкое увеличение хрупкости уже при средних температурах, начиная от 200 °С. Поэтому во вращающихся деталях трения скольжения, где возможен сильный нагрев, использовать ЛС59-1 нельзя и вместо неё применяется бронза БрАЖ9-4. Заказчикам деталей вращения и втулок нужно внимательно проверять из какого материала сделан их заказ, так как по внешнему виду бронза БрАЖ и латунь ЛС59-1 неотличимы — желтый, блестящий, золотистый сплав.
Сплав ЛС59-1 обладает антифрикционными свойствами и, поэтому, его можно применять для изготовления различных деталей для работы при высоком трении, например, подшипников скольжения для изготовления которых используют латунные прутки. Так как этот сплав обладает более высокой твёрдостью, чем другие латунные (медь-цинк) сплавы, и имеет стойкость к истиранию, листы из него возможно применять для изготовления направляющих элементов буровых установок, различных станков (направляющие для движения кареток), канатов мостов.

Химсостав латуни ЛС59-1 в сертификате на латунный пруток:

+7(495)988-30-04

Дополнительные мобильные телефоны —

+7(915)332-61-30 +7(916)328-86-67

ЛАТУНЬ

• ЛАТУННЫЙ ПРОКАТ
• СВОЙСТВА ЛАТУНИ
• ГОСТы на ЛАТУНЬ
• Контакты и реквизиты
• РАСЧЁТ ВЕСА МЕТАЛЛА

МЕТАЛЛОПРОКАТ

• ЛАТУНЬ
• МЕДЬ
• БРОНЗА
• АЛЮМИНИЙ
• ТИТАН
• ОЛОВО
• НИКЕЛЬ
• ЦИНК
• РАСЧЁТ ВЕСА МЕТАЛЛА

Латунь 01504 Бронза Жидкий Меркурий, Латунь, Химический элемент, металл, 01504 png

Латунь 01504 Бронза Жидкий Меркурий, Латунь, Химический элемент, металл, 01504 png

теги

• Химический элемент,
• металл,
• 01504,
• явление,
• предметы,
• ртуть,
• расплав,
• жидкость,
• бронза,
• латунь,
• ложка,
• png,
• прозрачный,
• бесплатная загрузка

Об этом PNG

Размер изображения

444x1083px

Размер файла

372. 81KB

MIME тип

Image/png

Скачать PNG ( 372.81KB )

изменить размер PNG

ширина(px)

высота(px)

Лицензия

Некоммерческое использование, DMCA Contact Us

• серебряная звезда арт, серебряная звезда серебряная звезда металл, серебряная звезда, Химический элемент, угол, золото png
  2120x2104px
  691.39KB

• Ложка металлическая посуда, вилка, Химический элемент, вилка и нож, вилка png
  1000x1000px
  61.91KB

• Минаматская конвенция о металлическом ртути Химический элемент Периодическая таблица, вакцина против гриппа, стекло, золото, химия png
  712x630px
  126. 54KB

• Самородная медь Металл Химический элемент Группа 11 элемент, символ, разное, золото, сталь png
  1534x1373px
  2.47MB

• Луна Обои Облако Черно-белое Небо, Луна, химический элемент, чернила, белый png
  645x524px
  144.67KB

• разные патроны, патроны к патронам, элемент Cool Bullet, Разное, обои для рабочего стола, продукт png
  1240x826px
  710.58KB

• Медаль Бронза CMYK цветовая модель Латунь, медаль, золото, цвет, металл png
  600x600px
  619.28KB

• Золотая медаль олимпийская медаль, медаль, медаль, золото, без роялти png
  3362x5000px
  5.16MB

• org/ImageObject»>

  Облако, Голубое небо, белые облака элемент, материал Taobao, облачное небо в дневное время, синий, химический элемент, атмосфера png
  5049x3827px
  73.72MB

• Металл, Леди Джастис, Бронзовая скульптура, Фемида, Статуя, Юрист, Измерительные весы, Дайка, латунь, бронза, бронзовая скульптура png
  482x1000px
  434.45KB

• золотой камень, золотой самородок Металл Минерал, золото, Химический элемент, золото, золото Добыча png
  1178x1099px
  1.67MB

• Леди Правосудия, Скульптура Фемиды, Статуэтка Богини Правосудия, др., фотография, другие, измерительные весы png
  550x550px
  165.16KB

• бронзовый, серебряный и золотой круг с листьями, иллюстрация с лавровым венком, золотая и серебряная бронза, Золотая монета, медаль, поздравляю с днем ​​рождения Векторные изображения png
  1000x1000px
  588. 92KB

• Fork Knife Spoon Посуда, нож и вилка, еда, материал, металл png
  550x550px
  113.23KB

• 01504 латунь, латунь, патроны, материал, металл png
  1000x1000px
  971.49KB

• Натараджа, Храм Шивы Чидамбарам Статуя Натараджи, Господь Кришна, Буддарупа, материал, металл png
  1600x1600px
  2.29MB

• 01504 Старинные бронзовые часы, антик, металл, маятник, 01504 png
  1202x1202px
  1.27MB

• Ваза Бронза 01504 Урна Трофи, ваза, ваза, металл, цветы png
  475x600px
  303.28KB

• иллюстрация серой жидкости, Минаматская конвенция о ртути Химический элемент Атомный номер Жидкость, лужа, разное, стекло, химия png
  712x712px
  139. 1KB

• черный 5-лучевой центральный, Light Candle, свеча, светильник, ретро, ​​фотография png
  749x2458px
  1.86MB

• золотая лента, золотая медаль серебряная медаль, бронзовая награда, золотая ребонка, лента, медаль, золото png
  500x500px
  85.66KB

• Храм Махадева Натараджи, Рабочий стол Чидамбарама, индуизм, золото, обои для рабочего стола, материал png
  736x947px
  1.03MB

• Металл, Колокол, Бронза, Церковный колокол, Латунь, Ганта, Медь, колокол, латунь, бронза png
  640x688px
  332.47KB

• Золотая этикетка с логотипом, большой золотой баннер, желтая лента, лента, текст, этикетка png
  1280x558px
  478. 7KB

• Награды Академии, награда, наклейка, материал, фильм png
  500x1115px
  541.26KB

• Мультфильм Взрыв, Свет, Огонь, Пламя, Бит, Редактирование, Химический элемент, Ember, Orange, Геологическое явление,  свет, немного, химический элемент png
  393x788px
  193.55KB

• Метал Серебро Золото, звезда, угол, 3D компьютерная графика, золото png
  986x1000px
  474.92KB

• Латунь Труба Металлическая Медь Цена, Латунь, сталь, материал, металл png
  350x350px
  108.74KB

• Антикварный орнамент Декоративное искусство Золото, винтаж золото, винтажная одежда, материал, рамы для картин png
  900x703px
  646. 42KB

• Латунь 01504 Бронза, материал кнопки, Материал кнопки, материал, металл png
  800x800px
  1.02MB

• Античная Ваза, Антиквариат, мебель, фотография, золото png
  1588x1692px
  2.81MB

• Латунный кран Бронзовый шаровой кран Сантехника, латунь, Шаровой клапан, металл, вода питьевая png
  600x600px
  54.23KB

• Современная, Современная скульптура, Мраморная скульптура, Дизайн интерьера, Подвесной светильник, Бронза, Художник, Современное искусство, художник, латунь, бронза png
  1200x1200px
  148.77KB

• Ртутный стеклянный термометр Периодическая таблица Питьевая Температура в помещении, Металлические ртутные капли, Химический элемент, сфера, металл Фон png
  673x507px
  78. 28KB

• серая иллюстрация ложки из нержавеющей стали, ложка столовая посуда вилка кухонная утварь, ложка, суп, эффект, металл png
  5000x5000px
  2.85MB

• Биткойн Кэш Криптовалюта Биткойн Золотой Эфириум, биткойн, медаль, оплата, золото png
  1961x2050px
  5.01MB

• 01504 Бронзовая статуя Старинные часы, антик, металл, 01504, грани побега png
  720x720px
  184.42KB

• Артемида Леди Правосудие Скульптура Статуя, Богиня, измерительные весы, религия, металл png
  450x1002px
  413.55KB

• Кабошон медный бронзовый чернильница золото, латунь, стекло, золото, материал png
  1400x1750px
  550. 98KB

• 01504 Метал Антик, дия, 01504, латунь, дия png
  3533x4078px
  4.31MB

• Богиня Справедливости Фортуна Фемида, Буда, металл, фортуна, смола png
  500x500px
  53.56KB

• Подсвечник из латуни, кальяна, свеча, подсвечник, кальян png
  3024x4032px
  3.64MB

• Фемида Судья, Суд, Судья, другие, фотография, другие, страхование png
  456x764px
  348.16KB

• Золотая медаль Серебряная медаль Бронзовая медаль Олимпийская медаль, медаль, медаль, золото, олимпийские игры png
  439x744px
  331.2KB

• org/ImageObject»>

  Пряжки для ремня Металлические аксессуары для одежды, бесплатная пряжка, Прямоугольник, мода, ремень Пряжка png
  1320x2010px
  955.24KB

• кальян красно-латунного цвета, 01504 металл, кальян, Разное, другие, 01504 png
  3456x5184px
  2.23MB

• Золотая монета Золотая монета Серебряная монета Металл, золотая монета лакшми, Золотая монета, медаль, Дивали png
  500x500px
  444.66KB

• Медь Металл Алюминий Материал Промышленность, природные минералы, Химический элемент, сталь, горная порода png
  960x416px
  344.39KB

• Плакат, ЗОЛОТОЙ БАННЕР, лента, обои для рабочего стола, материал png
  8000x5504px
  2.77MB

• org/ImageObject»>

  золотая окантовка, металл, золотые украшения, Химический элемент, золотая монета, компьютер png
  591x591px
  117.88KB

латунь против золота: как их отличить!

Хотя золото и латунь имеют характерный желтый металлический блеск, они сильно различаются по своим химическим, физическим и эксплуатационным характеристикам. Золото — чистый металл; однако латунь представляет собой сплав или комбинацию меди и цинка.

Нам нужно внимательно посмотреть на два металла, чтобы увидеть разницу.

Бывает сложно отличить золото от латуни, особенно если вы не разбираетесь в драгоценных металлах. Из латунного сплава цинка и меди можно сделать то, что выглядит как дорогое украшение. Оба металла выглядят красиво, но есть важные различия в их цене, окислении и плотности.

Как отличить золото

Золото — чистый химический элемент с ярко-желтым блеском. Золото естественным образом содержится в отложениях, самородках и кварцевых породах.

Этот мягкий, плотный, ковкий металл устойчив к химическим реакциям и имеет отличительные характеристики.

Люди использовали золото в украшениях и монетах с 6500 г. до н.э. Археологи утверждают, что наши предки использовали его еще за 40 000 лет до нашей эры в эпоху позднего каменного века. Золото сегодня является валютой и мерой богатства.

Как отличить латунь

Латунь представляет собой сплав цинка и меди. Латунь может иметь разные свойства в зависимости от того, сколько в ней меди или цинка. Различные комбинации могут давать широкий спектр свойств и цветовых вариаций. Добавление цинка повышает прочность и пластичность. Цвет латуни также может варьироваться от красноватого до приглушенно-желтого. Выглядит темнее, когда основным ингредиентом является медь, и блестящим и желтым с цинком.

Шумеры и хетты открыли сплав желтого цвета в 500 г. до н.э. Будучи более ценным, чем цинк, и более твердым, чем медь. Из-за своего сходства с золотом латунь является идеальным металлом для ювелиров и скульпторов.

Присутствие меди в сплаве придает ему антимикробные и бактерицидные свойства. Сплав разрушает структурные оболочки бактерий и других патогенов, тем самым борясь с ними.

Благодаря своим акустическим качествам латунь является излюбленным материалом для музыкальных инструментов. Он используется для соединения тромбонов, труб, валторн и тубы.

Латунь с содержанием цинка от 32% до 39% лучше поддается горячей обработке, но менее эффективна при холодной обработке.

Латунь с содержанием цинка более 39% (пример: Muntz Metal) будет иметь более высокую прочность и более низкую пластичность при комнатной температуре.

Физические различия между

Латунь и золото одного цвета, и их может быть трудно отличить, если вы не знакомы с этими металлами. Но глядя на их свойства, вы сможете увидеть их физические различия.

Цвет и внешний вид

Во-первых, они оба из желтого металла. Хотя латунь не ярко-желтая, она более тусклая, чем золото. Однако золото гораздо более блестящее, что придает ему золотой цвет.

Примеси могут привести к исчезновению блестящего металлического блеска, характерного для золота. Чистота золота определяет блеск украшений. Трудно отличить золото от латуни, если в нем меньше 12 каратов.

Пластичность и мягкость

Вы можете провести золотую линию на керамической поверхности, если поцарапаете ее из-за ее мягкости. Латунь очень твердая, поэтому не оставляет желтых следов на поверхностях. Вместо этого прижмите сплав к керамической поверхности, чтобы создать черную полосу.

Золото также более пластично, чем латунь. Благодаря этому вы увидите много бронзовых и латунных статуй, так как эти материалы более прочные, чем железо.

Золото, однако, может легко формировать формы в чистом виде. Большинство кузнецов и скульпторов предпочитают низкое количество каратов, потому что это менее сложно.

Магнетизм

Магнит — это все, что вам нужно, чтобы определить, является ли ваше изделие из драгоценного металла латунным или золотым. Поскольку в латуни есть железо, магнит прилипает из-за того, что железо является магнитным металлом. Золото, с другой стороны, чистое и не сдвинется ни на дюйм под воздействием любого сильного магнита.

Тест на плотность металла

Их вес — лучший способ отличить. Плотность золота составляет 19,3 г/см, а латуни – 8,5 г/см. Чтобы проверить ее плотность, налейте кипяток в чашку, а затем поместите цепочку внутрь контейнера. Соберите и взвесьте пролитую воду. И разделите вес пролитой воды на вес цепи. Если цепь сделана из золота, она будет весить в 19,3 раза больше, чем вода. Если он сделан из латуни, он будет весить примерно в 8,5 раз больше воды.

Золотой слиток эквивалентен двум латунным слиткам.

Электропроводность

В то время как металлы проводят электричество; сплавы имеют более низкую проводимость, чем активные элементы. Например, латунь имеет уровень проводимости меди 28%, в то время как золото имеет уровень проводимости меди около 70%

Химическая разница между латунью и золотом

латунь. Хотя они могут иметь схожие физические характеристики, их химический состав может сильно различаться.

Золото — это чистый металлический химический элемент, имеющий символ Au79 в периодической таблице. Однако латунь представляет собой смесь меди и цинка.

Кислота

Кислотный тест — общеупотребительный разговорный термин, который можно использовать для определения металлов. Этот тест основан на принципе инертности золота и реакции латуни с сильными кислотами.

Крепко удерживая металлический предмет, добавьте несколько капель концентрированной кислоты, которую можно налить на кусок латуни, чтобы образовались соединения азота с цинком и медью. Цинк реактивен и образует нитрат цинка. Однако медь может окисляться в концентрированной твердой кислоте.

Чистое золото технически инертно, поэтому жидкая азотная кислота на него не подействует. Если вы видите пузыри или обесцвечивание, это латунь. Если нет способа сказать, у вас может быть чистое золото.

Ржавчина

Обращайте внимание на потускневшие или обесцвеченные участки. Это происходит из-за окисления или ржавчины. Когда металлы вступают в реакцию с кислородом в природных и промышленных условиях, образуя соединение, они ржавеют или тускнеют. Латунь вступает в реакцию и тускнеет, когда вступает в реакцию с кислородом в окружающей среде. Чистое золото не будет иметь окисленных частей.

Обоняние и вкус

Тест на запах — самый простой, хотя и не точный с научной точки зрения способ идентифицировать латунные и золотые цепочки. Вы можете потереть цепочку между пальцами в течение нескольких секунд, достаточно долго, чтобы цепочка немного нагрелась. Затем снимите цепочку с пальцев и понюхайте ее. Если цепочка имеет металлический запах, вероятно, это поддельное золото. Если запах отсутствует, вероятно, ваша цепочка золотая или покрыта толстым слоем позолоты. Это можно использовать, чтобы определить, есть ли на вашей цепочке золото или нет, но это не обязательно доказывает, что ваша цепочка покрыта латунью.

Латунь оставляет характерный запах и вкус даже на руках. Если вы коснетесь твердой латуни, а затем потрете руки, вы почувствуете металлический запах. Медь и цинк, наиболее активные элементы в сплаве, придают ему характерный вкус и запах.

Золото — безвкусный, плотный металл без запаха. Этот желтый металл, устойчивый к коррозии, не вступает в реакцию со слюной или потом. Не оставляя следов вкуса и запаха на коже.

Некоторые люди даже используют золото E175 в качестве пищевого ингредиента. Он биохимически инертен, поэтому не вредит им и не добавляет никакой питательной ценности.

Если вы спешите и у вас нет времени на физику или химию, вы можете выполнить следующие тесты на своем металле.

Оформить заказ Маркер

Клеймо — это клеймо, которое идентифицирует происхождение и чистоту золота. Хотя латунь не имеет карата, большинство производителей наносят на нее «латунь».

Цены

Латунь — более доступный вариант, чем золото, которое может быть довольно дорогим. Запрос цены покажет разницу между золотом и латунью. Золотой слиток весом 1 кг может стоить более 55 000 долларов, в то время как аналогичное количество латуни стоит всего 5 долларов.

Не покупайте подлинные позолоченные украшения у того, кто продает их по более низкой цене.

Рейтинг чистоты Золото

Золоту присваивается рейтинг чистоты (или количество символов). Чистота чистого золота составляет 24 карата. Количество каратов является мерой доли золота в сплаве. Латунь изготовлена ​​из цинка и меди, не содержит золота.

Комбинезон

Золото использовалось в качестве валюты, такой как золотая монета, обручальное кольцо, торговля и для других целей на протяжении сотен тысяч лет. Хотя латунь может выглядеть как золото, ее историческая ценность, коррозионная стойкость и плотность ниже, чем у золота. В современном мире существуют особые области применения латуни и золота. Важно проверять подлинность любых золотых украшений или слитков, прежде чем инвестировать в них.

12.3: Металлы и руды — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Цели обучения

• Определить важные металлы и описать их извлечение из основных руд.
• Перечислите различные металлы, их использование и их сплавы.
• Опишите воздействие производства металлов на окружающую среду.

Большинство металлов встречаются в виде горных пород в земной коре. Эти руды содержат достаточное количество полезных ископаемых с важными элементами, включая металлы, которые можно экономично извлекать из породы. Металлические руды обычно представляют собой оксиды, сульфиды, силикаты (Таблица \(\PageIndex{1}\)) или «самородные» металлы (например, самородная медь), которые обычно не концентрируются в земной коре, или «благородные» металлы ( обычно не образующие соединений), такие как золото (рис. \(\PageIndex{1}\)). Руды должны быть переработаны для извлечения интересующих металлов из пустой породы и из рудных минералов.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Три обычных руды. (слева) железная руда, (в центре) марганцевая руда — псиломелан и (справа) свинцовая руда — галенит и англезит.

Сплавы

Сплав представляет собой смесь, состоящую из двух или более элементов, по крайней мере один из которых является металлом. Вы, вероятно, знакомы с некоторыми сплавами меди (такими как латунь и бронза) и железа (сталь). Сплавы могут быть одного из двух основных типов. В одном типе, называемом сплавом замещения , различные атомы просто заменяют друг друга в кристаллической структуре. В другом типе, называемом сплав внедрения , меньшие атомы, такие как углерод, размещаются между более крупными атомами в структуре кристаллической упаковки.

Стали представляют собой очень важный класс сплавов. Многие типы сталей в основном состоят из железа с различным содержанием углерода, хрома, марганца, никеля, молибдена и бора. Стали широко используются в строительстве из-за их прочности, твердости и коррозионной стойкости. Большинство крупных современных сооружений, таких как небоскребы и стадионы, поддерживаются стальным каркасом (см. рисунок ниже).

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Уиллис-Тауэр (ранее называвшаяся Сирс-Тауэр) в Чикаго когда-то была самым высоким зданием в мире и до сих пор остается самым высоким зданием в Западном полушарии. Использование стальных колонн позволяет строить более высокие, прочные и легкие здания.

Медь, латунь и бронза

Медь — это химический элемент с символом Cu (от латинского: cuprum ) и атомным номером 29. Это мягкий, ковкий и пластичный металл с очень высокими тепловыми и электрическая проводимость. Свежая открытая поверхность чистой меди имеет розовато-оранжевый цвет. Медь используется как проводник тепла и электричества, а также как строительный материал.

Медь является одним из немногих металлов, которые могут встречаться в природе в металлической форме, пригодной для непосредственного использования (самородные металлы). Это привело к очень раннему использованию человеком в нескольких регионах, начиная с ок. 8000 г. до н.э. Тысячи лет спустя это был первый металл, выплавленный из сульфидных руд, c. 5000 г. до н.э., первый металл, отлитый в форму, c. 4000 г. до н.э. и первый металл, который был специально сплавлен с другим металлом, оловом, для создания бронзы, c. 3500 г. до н.э.

Большинство коммерческих руд представляют собой сульфиды, особенно халькопирит (CuFeS ₂ ), борнит (Cu ₅ FeS ₄ ) и, в меньшей степени, ковеллит (CuS) и халькозин (Cu ₂ S).

Cu ₂ S, превращается в оксиды:

2 Cu ₂ S + 3 O ₂ → 2 Cu ₂ O + 2 SO ₂

5

Закись меди затем превращается в медь при нагревании:

2 Cu ₂ O → 4 Cu + O ₂

Медь входит в состав различных металлических сплавов, таких как стерлинговое серебро, используемое в ювелирных изделиях, мельхиор, используемый для изготовления морских изделий и монет, и константан, используемый в тензодатчиках и термопарах для измерения температуры. Бронза, сплав меди и олова используется с древних времен. В бронзовом веке для изготовления оружия, инструментов и декоративных предметов чаще использовались металлы, а не камень. Латунь, сплав меди и цинка, широко используется в музыкальных инструментах, таких как труба и тромбон. Сплавы обычно используются в промышленных изделиях, потому что свойства этих смесей металлов часто превосходят свойства чистого металла. Бронза тверже меди и легче отливается. Латунь очень пластична, а ее акустические свойства делают ее пригодной для изготовления музыкальных инструментов (рис. \(\PageIndex{1}\)).

Рисунок \(\PageIndex{3}\) Бронзовый шлем и труба из латуни. Медные сплавы широко используются в производстве монет; Здесь показаны два примера: американские десятицентовые монеты после 1964 года, которые состоят из сплава мельхиора, и канадские десятицентовые монеты, выпущенные до 1968 года, которые состоят из сплава, состоящего из 80 процентов серебра и 20 процентов меди. (Источник: Википедия)

Железо и сталь

Раннее применение железа для производства инструментов и оружия стало возможным благодаря широкому распространению железных руд и легкости восстановления соединений железа в рудах углеродом. Железная руда восстанавливается коксом в доменной печи (рис. \(\PageIndex{1}\)). Доменная печь загружается железной рудой, обычно гематитом Fe 9.0204 2 O ₃ или магнетит Fe ₃ O ₄ вместе с коксом (уголь, который был отдельно обожжен для удаления летучих компонентов). Через смесь продувают воздух, предварительно нагретый до 900 °C, в количестве, достаточном для превращения углерода в монооксид углерода:

2 C + O ₂ → 2 CO

В результате этой реакции температура поднимается примерно до 2000 °C Окись углерода восстанавливает железную руду до металлического железа ^[112]

Fe ₂ O ₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO ₂

Некоторое количество железа в высокотемпературной нижней части печи непосредственно реагирует с коксом: ^[112]

2 Fe ₂ O ₃ + 3 C → 4 Fe + 3 CO ₂

5 9

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Доменная печь для преобразования оксидов железа в металлическое железо. (a) В печь загружают чередующиеся слои железной руды (в основном Fe2O3) и смеси кокса (C) и известняка (CaCO3). (b) Эта доменная печь в Магнитогорске, Россия, была самой большой в мире, когда она была построена в 1931.

Большая часть производимого железа очищается и перерабатывается в сталь. Сталь производится из железа путем удаления примесей и добавления таких веществ, как марганец, хром, никель, вольфрам, молибден и ванадий, для получения сплавов со свойствами, которые делают материал пригодным для конкретных целей. Большинство сталей также содержат небольшой, но определенный процент углерода (0,04–2,5%). Однако большая часть углерода, содержащегося в железе, должна быть удалена при производстве стали; в противном случае избыток углерода сделал бы железо хрупким. Однако сталью называют не одно вещество — это семейство сплавов железа с углеродом или различными металлами.

Примеси в железе из доменной печи включают углерод, серу, фосфор и кремний, которые необходимо удалить.

• Удаление серы : Сначала необходимо удалить серу в отдельном процессе. Порошок магния продувают через расплавленное железо, и сера реагирует с ним, образуя сульфид магния. Это образует шлак на поверхности чугуна, который можно удалить. \[ Mg + S \rightarrow MgS \label{127} \]
• Удаление углерода: Еще нечистое расплавленное железо смешивают с железным ломом (от рециркуляции) и смесь обдувают кислородом. Кислород реагирует с оставшимися примесями с образованием различных оксидов. Углерод образует монооксид углерода. Поскольку это газ, он удаляется из железа! Этот угарный газ можно очистить и использовать в качестве топливного газа.
• Удаление других элементов: Такие элементы, как фосфор и кремний, реагируют с кислородом с образованием кислотных оксидов. Их удаляют с помощью негашеной извести (оксида кальция), которую добавляют в печь во время продувки кислородом. Они реагируют с образованием соединений, таких как силикат кальция или фосфат кальция, которые образуют шлак поверх железа.

Чугун уже упоминался выше. В этом разделе рассматриваются типы чугуна и стали, которые производятся в результате процесса производства стали.

• Кованое железо: Если весь углерод удаляется из железа, чтобы получить железо высокой чистоты, оно известно как кованое железо. Кованое железо довольно мягкое, легко обрабатывается и имеет небольшую структурную прочность. Когда-то из него делали декоративные ворота и перила, но в наши дни вместо него обычно используют мягкую сталь.
• Мягкая сталь: Мягкая сталь представляет собой железо, содержащее примерно до 0,25% углерода. Присутствие углерода делает сталь прочнее и тверже, чем чистое железо. Чем выше процент углерода, тем тверже становится сталь. Мягкая сталь используется для многих вещей — гвоздей, проволоки, кузовов автомобилей, судостроения, балок и мостов, среди прочего.
• Высокоуглеродистая сталь: Высокоуглеродистая сталь содержит до 1,5% углерода. Присутствие дополнительного углерода делает его очень твердым, но также делает его более хрупким. Высокоуглеродистая сталь используется для режущих инструментов и каменных гвоздей (гвозди, предназначенные для забивания в бетонные блоки или кирпичную кладку без изгиба). Высокоуглеродистая сталь имеет тенденцию к разрушению, а не к изгибу при неправильном обращении.
• Специальные стали: сплавы железа с другими металлами (таблица \(\PageIndex{1}\)).

Анимация сталелитейного производства

Видео \(\PageIndex{1}\) Процесс производства стали.

Алюминий

Алюминий находится слишком высоко в электрохимическом ряду (ряде реакционной способности), чтобы извлекать его из руды с помощью восстановления углерода. Требуемые температуры слишком высоки, чтобы быть экономичными. Вместо этого его извлекают электролизом. Руда сначала превращается в чистый оксид алюминия с помощью процесса Байера, а затем подвергается электролизу в растворе в расплавленном криолите — еще одном соединении алюминия. Оксид алюминия имеет слишком высокую температуру плавления, чтобы подвергаться электролизу самостоятельно. Обычной алюминиевой рудой является боксит. Боксит – это, по существу, нечистый оксид алюминия. Основные примеси включают оксиды железа, диоксид кремния и диоксид титана.

Измельченный боксит обрабатывают умеренно концентрированным раствором едкого натра. Используемые концентрация, температура и давление зависят от источника боксита и от того, какую именно форму оксида алюминия он содержит. Температуры обычно составляют от 140°С до 240°С; давление может достигать 35 атмосфер. С горячим концентрированным раствором гидроксида натрия оксид алюминия реагирует с образованием раствора тетрагидроксоалюмината натрия.

\[ Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \longrightarrow 2NaAl(OH)_4 \номер\]

Раствор тетрагидроксоалюмината натрия охлаждают и «заправляют» некоторым количеством ранее полученного гидроксида алюминия. Это дает место для осаждения нового гидроксида алюминия.

\[ NaAl(OH)_4 \longrightarrow Al(OH)_3 + NaOH \номер \]

Оксид алюминия (иногда называемый оксидом алюминия) получают путем нагревания гидроксида алюминия до температуры примерно 1100-1200°C.

\[ 2Al(OH)_3 \longrightarrow Al_2O_3 + 3H_2O \номер \]

Оксид алюминия подвергается электролизу в растворе в расплавленном криолите, Na ₃ AlF ₆ . Криолит — еще одна алюминиевая руда, но она редкая и дорогая, и в настоящее время большая ее часть производится химическим путем.

Использование алюминия

Алюминий обычно сплавляют с другими элементами, такими как кремний, медь или магний. Чистый алюминий не очень прочен, и его легирование добавляет ему прочности. Алюминий особенно полезен, потому что он

• имеет низкую плотность;
• прочный в сплаве;
• — хороший проводник электричества;
• имеет хороший внешний вид;
• устойчив к коррозии благодаря прочному тонкому слою оксида алюминия на его поверхности. Этот слой можно дополнительно укрепить, анодировав алюминий.

Анодирование в основном включает травление алюминия раствором гидроксида натрия для удаления существующего оксидного слоя, а затем превращение алюминиевого изделия в анод при электролизе разбавленной серной кислоты. Кислород, подаваемый на анод, вступает в реакцию с поверхностью алюминия, образуя оксидную пленку толщиной примерно до 0,02 мм. Помимо повышения коррозионной стойкости алюминия, эта пленка на данном этапе является пористой и также впитывает красители. (После этого он подвергается дополнительной обработке, чтобы сделать его полностью непористым.) Это означает, что вы можете изготавливать алюминиевые изделия со встроенным в поверхность цветом.

Некоторые виды использования включают:

Переработка

Алюминий — это материал, который можно многократно перерабатывать, и на его переработку уходит на 95 % меньше энергии, чем на производство первичного алюминия, что также ограничивает выбросы, включая парниковые газы. Сегодня около 75 процентов всего алюминия, произведенного в истории, почти миллиард тонн, все еще используется. ^[6]

Переработка алюминия обычно обеспечивает значительную экономию средств по сравнению с производством нового алюминия, даже если принять во внимание затраты на сбор, разделение и переработку. ^[7] В долгосрочной перспективе можно добиться еще большей национальной экономии, если принять во внимание снижение капитальных затрат, связанных со свалками, шахтами и международными перевозками необработанного алюминия.

Воздействие производства стали и алюминия на окружающую среду

Воздействие производства стали и алюминия на окружающую среду можно проследить от добычи руд до производства конечной товарной продукции (т.е. стали и алюминия). Основными источниками выбросов на различных этапах производства являются продукты сгорания, такие как закись азота, двуокись углерода, окись углерода и двуокись серы, а также летучие пыли от работы оборудования. Воздействие различных выбросов на качество воздуха (т. е. образование смога, парниковый эффект, кислотные дожди и т. д.) будет более подробно рассмотрено в главе 13.

Серная кислота образуется при взаимодействии воды и кислорода с содержащими серу минералами и химическими веществами в горных породах. Многие металлы становятся подвижными по мере того, как вода становится более кислой, и при высоких концентрациях эти металлы становятся токсичными для большинства форм жизни. Существует также производство огромного количества загрязнителей сточных вод, опасных отходов и твердых отходов.

Резюме

• Металлические руды содержат достаточное количество полезных ископаемых с важными элементами, включая металлы, которые можно экономично извлекать из породы. Руды должны быть переработаны для извлечения интересующих металлов из пустой породы и из рудных минералов.
• Сплавы представляют собой смеси материалов, по крайней мере один из которых является металлом.

Сплавы

• бронзы широко применялись в оружии.
• Латунные сплавы уже давно используются в музыкальных инструментах.

Сплавы стали

• прочны и долговечны.

Алюминиевые сплавы

• широко используются благодаря своей долговечности, устойчивости к коррозии и хорошей проводимости.

Авторы и авторство

12.3: «Металлы и руды» распространяется по незадекларированной лицензии, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или страница

   Показать страницу TOC

   нет на странице

2. Метки

   На этой странице нет тегов.

Является ли латунь металлом? (ОТВЕТЫ)

Латунь — это «металлический сплав».

Читайте дальше, и мы объясним больше.

Латунь сочетает в себе медь и цинк, образуя сплав цветного металла.

Термин «сплав» относится к смеси или сочетанию металла и элемента или двух металлов.

Поскольку латунь не является ферромагнитной, ее проще отделить от других сплавов и металлов в процессе переработки.

Как материалы классифицируются

Наука и техника классифицируют материалы по четырем основным категориям.

Внутри них также существуют подклассы, но четыре основные категории включают:

• Керамика
• Композиты
• Металлы
• Неметаллы.

Каждый материал также классифицируется по электронной конфигурации и химическим элементам, а затем размещается по порядку в периодической таблице.

Эта таблица позволяет с первого взгляда определить, какие элементы относятся к металлам, а какие к неметаллам.

Металлы располагаются слева, а неметаллы — справа в периодической таблице.

Металлический элемент сам по себе называется металлом, но когда два металла или сплава или металл и сплав смешиваются вместе, это становится сплавом.

Черные металлы

Черные металлы богаты железом.

Железо, такое как чугун, кованое железо, сталь, является основным компонентом черных металлов.

Черные металлы обладают магнитными свойствами и также мало сопротивляются коррозии.

Примерами черных металлов являются чугун, углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь, инструментальная сталь и штамповая сталь.

Цветные металлы

Эти металлы легкие, хорошо проводят ток и устойчивы к коррозии. Они также (в основном) немагнитны.

В состав этих металлов не входит железо.

Некоторое количество железа будет добавлено в некоторые цветные металлы, но это незначительное количество.

Пример: алюминий, медь, свинец, никель, олово, титан и цинк.

Некоторые сплавы цветных металлов, такие как латунь, золото, серебро и платина.

Кобальт, ртуть, вольфрам, бериллий, кадмий, теллур, галлий, селен, ванадий, цирконий входят в список известных цветных металлов.

Неметаллы

Неметаллы относятся к химическим элементам, которые являются летучими, изолированными от тепла/электричества и не обладают общеизвестными металлическими свойствами.

Большинство неметаллов являются газами. В периодической таблице они представлены многоатомными неметаллами, двухатомными неметаллами, благородными газами. углерод, фосфор, сера, селен и йод являются твердыми неметаллами.

Неметаллы подразделяются на следующие группы.

    Термопласты

    Реактопласты

    Эластомеры

Первая часть латуни: медь

Первая из двух частей этого сплава, минеральная медь, естественным образом присутствует в некоторых пищевых продуктах.

Вы можете приобрести его в качестве пищевой добавки.

Этот ковкий и мягкий металл хорошо проводит электричество, но не так хорошо, как золото.

Также обладает высокими термическими свойствами.

По этой причине он используется как проводник электричества и тепла. Чистая медь имеет розовато-оранжевый цвет.

Вторая часть латуни: цинк

Цинк, вторая часть сплава, обычное питательное вещество для людей, способствует вашему здоровью, помогая заживлению ран и человеческому обонянию и вкусу.

Вы часто едите это в кашах и других типичных продуктах.

Цинк, несколько хрупкий металл, ломается и откалывается при комнатной температуре.

Это серебристо-серое питательное вещество теряет свой цвет после окисления.

Что происходит, когда вы смешиваете цинк и медь

Большинство латуней выглядят ярко-золотыми на вид, но они также могут иметь серебристо-белый цвет, называемый никелевой латунью, или красновато-золотой, называемый латунью с медным покрытием.

Более высокое содержание меди придает сплаву розовый оттенок, а большее содержание цинка придает сплаву серебристый оттенок.

Обладает более высокой пластичностью, чем цинк или бронза.

Это неудивительно, ведь цинк наполовину состоит из латуни.

Эта черта облегчает литье в формы.

Возможно, вы читали, что некоторые инструменты в оркестре называются духовыми.

Это потому, что инструменты в духовом отделе на самом деле выкованы из латуни.

(И наоборот, деревянные духовые инструменты часто вырезаются из дерева.)

Латунь обладает акустическими свойствами, которые делают ее идеальным проводником звука.

Благодаря сочетанию меди и цинка латунь обладает низким коэффициентом трения.

Это одна из причин, по которой он хорошо работает в электронике.

Маловероятно искрообразование, поэтому не представляет пожароопасности.

Поскольку латунь унаследовала низкую температуру плавления меди, она хорошо переносит нагревание.

Это еще одна причина, по которой он хорошо подходит для электроники, а также его коррозионная стойкость.

Он даже может противостоять гальванической коррозии в соленой воде

Подробнее о латуни

Благодаря уникальным свойствам латуни, это один из наиболее широко используемых сплавов.