Сплав латуни состав: Латунь – что это за сплав металлов. Свойства, состав латуни и область применения

Латунные сплавы — Свердловский металлургический завод

ЗАО «Свердловский металлургический завод» поставляет латунные сплавы.

Латуни очень широко распространены благодаря хорошему сочетанию высоких технологических и механических свойств. Однако холодная деформация хотя и приводит к существенному увеличению прочности, одновременно очень резко снижает пластичность. После деформации в сплаве сохраняются остаточные напряжения, что приводит к самопроизвольному коррозионному растрескиванию. Этому способствует тот факт, что в атмосфере присутствуют следы аммонийных солей, аммиака, сернистых газов. Дополнительное легирование марганцем, алюминием, железом, оловом, никелем, свинцом, кремнием в небольших количествах до 2- 4% значительно улучшает свойства латуней. По сравнению со сплавами Cu-Zn, комплексное легирование латуней позволяет получить лучшую коррозионную стойкость, более высокие механические свойства,

Латуни делят на простые, содержащие только цинк, и специальные, которые помимо цинка легируются одним или несколькими элементами, отличными от цинка.

По основному дополнительному элементу специальные латуни называют: кремниевые, алюминиевые, марганцевые, оловянные, никелевые, свинцовые. Высокие технологические свойства простых латуней (кроме Л59) позволяют изготавливать из них широкий спектр разнообразных изделий. Это те изделия, которые требуют больших деформации при изготовлении: патроны, гильзы, радиаторные трубы, ленты, проволока. Специальные латуни отличаются от простых своими специфическими свойствами. Свинцовые латуни – наилучший материал для обработки резанием на станках-автоматах. Обрабатываемость резанием значительно облегчается тем, что свинец делает стружку достаточно ломкой. В то же время за счет легирования свинцом повышаются антифрикционные свойства. Алюминиевые латуни за счет сильного упрочняющего действия алюминия имеют высокие прочностные свойства.

Недостатки литейных латуней:

1. При кристаллизации в отливках могут образовываться крупные усадочные раковины. Для их выведения приходится применять большие прибыли и довольно много металла переводится в отходы.
2. Литейные латуни при наличии остаточных напряжений склонны к сезонному растрескиванию. Для устранения этого момента отливки отжигают при низких температурах.
3. При плавке из-за большой летучести теряются большие количества цинка. Чтобы устранить этот недостаток применяют защитные покрытия.

Литейные латуни маркируют так же, как деформируемые, при одинаковости их составов для фасонного литья к наименованию марки добавляется буква Л. Для литейных латуней допускается больше примесей, чем для деформируемых. Это объясняется тем, что при фасонном литье не стоит задача обеспечивать высокую деформируемость, к тому же многие литейные латуни готовятся из лома и отходов.

Состав латуни, механические свойства латуни, назначение латуней (1 Мн/м² » 0,1 кгс/мм²)

Марки латуни

• Латунь пруток Л63, ЛС59
• Латунь лист Л63, Л63м, Л63пт, Л63т
• Латунь лента Л63, Л63м, Л63т
• Латунь шестигранник ЛС59
• Латунь проволока Л63, ЛС59

Наиболее распространенными марками латуни являются Л63 и ЛС59-1. Их свойства рассмотрены в отдельных статьях:

Свойства латуни Л63  Свойства латуни ЛС59-1

  ГОСТы на латунь. Марки латуни.

 ГОСТ 15527-70 — Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением, марки

 ГОСТ 931-90 — Листы и полосы латунные

 (Технические условия)

 ГОСТ 2060-90 — Прутки латунные.

 (Технические условия)

ГОСТ 17711-80 — Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные.

 (Марки)

  Свойства латуни. Состав латуни.

Состав латуни, типичные механические свойства латуни, назначение латуней (1 Мн/м² » 0,1 кгс/мм²)

* Свойства деформируемых латуней указаны для отожжённого состояния.

Латунь

(от нем. Latun), сплав на основе меди, в котором главной добавкой является цинк (до 50%). Латунь выплавляли ещё до н. э., причём до конца 18 в. её получали плавкой меди с цинковой рудой, смешанной с древесным углём. Лишь в 19 в. этот способ был повсеместно вытеснен прямым сплавлением меди с цинком. Благодаря хорошей обрабатываемости давлением в горячем и холодном состояниях, высоким механическим свойствам , красивому цвету и сравнительной дешевизне латуни — самые распространённые из медных сплавов. Из них получают листы, ленты, прутки, трубы, проволоку (деформируемые латуни), а также отливки (литейные латуни). При увеличении содержания цинка цвет латуни изменяется от красноватого до светло-желтого. В отличие от красной меди, латунь в России называли жёлтой медью.

+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

Справочная информация от ООО Галактика.

Латуни литейные

Латунь — свойства, характеристики, обзорная статья, доклад, реферат

Металлы и сплавы – в буквальном смысле слова основа человеческой цивилизации. Чистые металлы не так уж часто применяются в народном хозяйстве, а вот сплавы используются повсеместно. Это не удивительно, так как сплав объединяет в себе свойства нескольких веществ в самой лучшей пропорции. Данная статья рассказывает о производстве и обработке расплава латуни, подготовке материала, составе, свойствах и применении материала.

Классификация латуней

Так как в сплав меди и цинка добавляются и другие легирующие элементы, то различают:

• двухкомпонентные сплавы
• и многокомпонентные сплавы латуни.

Легирующие элементы сложных сплавов: Mg, Sn, Ni, Pb, Si, Fe, Al и другие. Все они определённым образом сказываются на свойствах изделий. Mg в сочетании с Fe и Al влияет на прочностные характеристики и коррозионную стойкость. Ni – положительно сказывается на устойчивости к окислительным процессам. Pb повышает пластичность и ковкость латуни. Такие сплавы часто используются ремесленниками, также такие сплавы называют автоматными, т.к. они хорошо поддаются обработке на станках. Si спорно, но влияет на прочностные характеристики сплава, а в сочетании с Pb может посоревноваться за первенство с оловянной бронзой по части антифрикционных качеств.

Не менее важной является классификация сплавов Cu и Zn по способу их обработке. Различают:

• литейные сплавы,
• сплавы обрабатываемые давлением,
• также можно выделить в эту группу специальные латуни.

В горячем виде обработке давлением при температуре от 300 до 700°C лучше поддаются латуни с высоким содержанием цинка, однако с повышением концентрации Zn выше 30 % пластичность и прочность сплавов падает, поэтому на практике для этих целей не применяются сплавы с содержанием Zn выше 39 %. В холодном же виде любые сплавы латуней обрабатываются хорошо.

Было уже сказано о различии в фазовых состояниях латуни, но для полноты картины следует ещё раз определить:

• латуни a-фазы
• и латуни b-фазы.

Первые — с содержанием Zn до 39 %, вторые (двухфазные) — выше. Латунь в а-фазе имеет более высокую пластичность и прочность, чем в фазе b, так как двухфазные сплавы имеют свойство слоиться, из-за того что медь с цинком не будут образовывать прочной связи.

Так как латуни различаются по содержанию цинка, принято также выделять:

• красную
• и жёлтую латуни

Содержание цинка в красной латуни (томпаке) составляет от 5 до 20 %, а в жёлтой — более 20 %. Чем выше содержание Zn в составе, тем ниже стоимость сплава.

Достоинства и недостатки

Всякий металл имеет особые свойства, которые можно отнести и к достоинствам, и к недостаткам. Тут все зависит от ситуации. В строительстве латунь используется крайне редко, что больше свидетельствует об актуальности иных материалов, а отнюдь не о минусах сплава.

Главное преимущество латуни — небольшая масса, которая обуславливает популярность материала в ракето- и самолетостроении. В бытовых условиях это нужно лишь в тех ситуациях, если нужна, к примеру, легкая система водоснабжения.

Также сплав отличается прекрасными декоративными свойствами. Он имеет очень разнообразную и привлекательную цветовую палитру. Аксессуары и фурнитура, предметы обихода и декора, сделанные с применением латуни, всегда будут красивыми, подчеркивая роскошность и элегантность интерьера. При этом цвет латуни сохраняется очень долго.

Материал отличается и небольшой теплопроводностью, чем часто пользуются для изготовления систем и предметов, для которых сохранность тепла очень важна. Речь идет о производстве ванн или мебели.

Латунь является металлом-диамагнетиком, то есть он выталкивается из любого магнитного поля. Этот сплав с давних времени использовался для производства оправ компасов. Сейчас же этим качеством активно пользуются в приборостроении.

Стойкость к коррозии материала даже больше, чем у обыкновенной меди, но она сильно снижается по мере увеличения температурных показателей. Потому очень выгодно пользоваться латунными трубами для водоснабжения. Для отопительной системы все-таки лучше брать трубопровод из меди.

Свойства сплавов

Для понимания того, как различные легирующие составы и пропорции влияют на качества латуней, ниже мы привели несколько таблиц и диаграмм. Но прежде обратимся к принципам маркировки латуней. Двухкомпонентные сплавы маркируют в России литерой Л и цифрами, обозначающими процентное содержание меди по химическому составу. (Л80 содержит 79-81 % Cu, до 0,3 % примесей и Zn в остатке). Многокомпонентные сплавы также маркируются литерой Л, после чего указываются литеры легирующих элементов, далее за ними следуют числовые обозначения, указывающие процентное содержание меди и легирующих составов, в указанном литерами порядке (ЛА77-2 — 77% Cu, 2%Al).

Литейные латуни для отливок | Агентство Литьё++

Литейные латуни (cast copper-zinc alloys brass) представляют собой медно-цинковые сплавы для производства отливок (с содержанием цинка до 45%), известны с древнейших времен и являются самыми распространенными сплавами на основе меди, чему способствует сочетание высоких механических и технологических свойств, в частности:

• Незначительная склонность к газонасыщению: цинк, имея низкую температуру кипения и высокую упругость диссоциации паров, в процессе плавки испаряется и оказывает раскисляющее воздействие на латунь, что исключает образование газовой пористости и обеспечивает получение плотных отливок.
• Малая склонность к ливации, что обусловлено близким расположением линии ликвидус и солидус на диаграмме состояния Cu-Zn.
• Высокими механическиеми свойства, которыми обладают специальные латуни.
• Высокая жидкотекучесть и небольшая рассеянная усадочная пористость, что обусловлено малой величиной интервала кристаллизации ( Δt_кр не превышает 50-60°С).
• Поверхность латунных отливок после механической обработки (шлифовки и полировки) приобретает красивый благородный цвет и блеск, легко покрывается защитными и декоративными покрытиями.
• Ряд латуней обладает высокими антифрикционными свойствами.

Классификация

• По способу обработки латуни классифицируются на деформируемые (поддающиеся обработке давлением) и литейные латуни (с хорошими литейными свойствами).
• Латуни, состоящие только из меди и цинка, называют двойными или простыми латунями. Латуни, включающие в своем составе кроме меди и цинка другие легирующие элементы, называются многокомпонентными или специальными латунями.
• Латуни легируют: Al, Si, Mn, Ni, Sn, Pb, Fe. В зависимости от легирующих компонентов, многокомпонентные латуни классифицируют по названию легирующих компонентов, к примеру, свинцовая латунь, латунь марганцово-свинцово-кремнистая и т.д. (см. табл. 1).

Свойства латуней

Рис. 1: Диаграмма состояния Cu-Zn

Структура и свойства латуней определяются диаграммой состояния Cu-Zn (см. рис. 1), которая отображает не характерную для сплавов зависимость растворимости цинка в меди при изменении температуры расплава — с уменьшением температуры растворимость  Zn возрастает (32,5% при 902°С, пик 39% при 454°С, снижение до 36% при комнатной температуре). Литейные латуни производят с содержанием Zn до 45%, таким образом, при кристаллизации их микроструктура может быть однофазной (α-фаза) или 2-х фазной (α+β-фазы).

α-латуни пластичны, отличаются высокой технологичностью, легко поддаются горячей и холодной обработке давлением. Пластичная при высоких температурах β-фаза, по мере охлаждения и кристаллицации латуни, преобразуется в хрупкую при комнатной температуре β’-фазу, потому промышленные сплавы из β-латуни используют очень редко.

В 2-х компонентных латунях, с увеличением массовой доли Zn в сплаве, возрастают механические свойства: предел прочности при растяжении и относительное удлинение, достигая максимальных значений при 30-32% Zn, после чего показатели резко снижаются в связи с зарождением β-фазы.

Для повышения механических и технологических свойств латуней их легируют (1-2%, реже до 4%) Al, Si, Mn, Ni, Sn, Pb, Fe, при этом:

• Al — повышает жидкотекучесть, прочность и коррозионную стойкость;
• Mn — также повышает прочность и коррозионную стойкость, однако, снижает коррозионную стойкость;
• Fe — сильно измельчает структуру, тормозит рост зерна, в следствие чего значительно повышает механические свойства;
• Si — повышает прочность, при сохранении хорошей пластичности, существенно улучшает литейные свойства;
• Pb — улучшает антифрикционные свойства сплавов и их обрабатываемость.

Литейные латуни имеют ряд недостатков, в том числе:

• Большой угар цинка в процессе плавки латуней, что вызвано его высокой летучестью и требует ведения плавки под защитными флюсами.
• Высокая усадка в процеессе кристаллизации, требует использование крупных прибылей для ее компенсации.
• Латуни, содержащие более 20% Zn, склонны к сезонному растрескиванию, для предупреждения которого изделия подвергают низкотемпературному отжигу при температуре 250-300°С.
• Получение латуней прямым сплавлением меди и цинка затруднено, из-за большой разницы температуры плавления этих металлов, приходится использовать лигатуры.

Стандарты

Производство отливок из литейных латуней в Украине регламентируется ГОСТ 17711-93 «Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные».

Маркировка

Литейные латуни маркируют буквой Л, за ней следуют начальные буквы легирующих элементов (в порядке убывания их массовой доли в составе сплава), которые сопровождаются цифрами, отображающими среднее содержание данного элемента в сплаве. К примеру, ЛЦ38Мц2С2 — означает марганцово-свинцовая латунь, содержащая в среднем 38% Zn, 2% Mn и 2% Pb.

Химический состав

Марки и химический состав медно-цинковых литейных сплавов (латуней) должены удовлетворять требованиям ГОСТ 17711-93, приведенным в табл. 1.

Таблица 1: Марки и химический состав медно-цинковых литейных сплавов для отливок

Таблица 1: продолжение

Примечание:

1. Массовая доля никеля в латунях допускается за счет меди и в сумму примесей не входит.
2. По требованию потребителя массовая доля свинца в латуни марки ЛЦ40Сд допускается 1,2—2,0%
3. В латуни марки ЛЦ16К4 по согласованию изготовителя с потребителем допускается массовая доля алюминия до 0,1% при изготовлении деталей, не требующих гидравлической плотности.
4. В латуни марки ЛЦ40МцЗЖ, применяемой для отливки гребных винтов, массовая доля меди должна быть 55—58%, алюминий — не более 0,8%, свинца — не более 0,3%.
5. Примеси, не указанные в табл. 1, учитываются в общей сумме примесей.
6. По согласованию изготовителя с потребителем в латуни марки ЛЦ38Мц2С2 массовая доля свинца допускается 1,2—2,0%.

Механические свойства и область применения

Механические свойства медно-цинковых литейных сплавов (латуней) должены удовлетворять требованиям ГОСТ 17711-93, приведенным в табл. 2.

Таблица 2: Механические свойства медно-цинковых литейных сплавов по ГОСТ 17711-93

Марка	Способ литья	Временное сопротивление разрыву σВ Н/мм2, (кгс/мм2)	Относительное удлинение δ, %	Твердость по Бринеллю, НВ	Примерное назначение литья
		не менее
ЛЦ40С	П К, Ц	215 (22) 215 (22)	12 20	70 80	Для литья арматуры, втулок и сепараторов шариковых и роликовых подшипников
ЛЦ40Сд	Д К	196 (20) 264 (27)	6 18	70 100	Для литья под давлением арматуры (втулки, тройники, переходники), сепараторов подшипников, работающих в среде воздуха или пресной воды
ЛЦ40Мц1,5	П К, Ц	372 (38) 392 (40)	20 20	100 110	Для изготовления деталей простой конфигурации, работающих при ударных нагрузках, а также деталей узлов трения, работающих в условиях спокойной нагрузки при температурах не выше 60°С
ЛЦ40МцЗЖ	П К Д	441 (45) 490 (50) 392 (40)	18 10	90 100	Для изготовления несложных по конфигурации деталей ответственного назначения и арматуры морского судостроения, работающих при температуре до 300°С; массивных деталей, гребных винтов и их лопастей для тропиков
ЛЦ40МцЗА	К, Ц	441 (45)	15	115	Для изготовления деталей несложной конфигурации
ЛЦ38Мц2С2	П К	245 (25) 343 (35)	15 10	80 85	Для изготовления конструкционных деталей и аппаратуры для судов; антифрикционных деталей несложной конфигурации (втулки, вкладыши, ползуны, арматура вагонных подшипников)
ЛЦ37Мц2С2К	К	343 (35)	2	110	Антифрикционные детали, арматура
ЛЦ30А3	П К	294 (30) 392 (40)	12 15	80 90	Для изготовления коррозионно−стойких деталей, применяемых в судостроении и машиностроении
ЛЦ25С2	П	146 (15)	8	60	Для изготовления штуцеров гидросистем автомобилей
ЛЦ23А6ЖЗМц2	П К, П	686 (70) 705 (72)	7 7	160 165	Для изготовления ответственных деталей, работающих при высоких удельных и знакопеременных нагрузках, при изгибе, а также антифрикционных деталей (нажимные винты, гайки нажимных винтов прокатных станов, венцы червячных колес, втулки и др. детали)
ЛЦ16К4	П К	294 (30) 343 (35)	15 15	100 110	Для изготовления сложных по конфигурации деталей приборов и арматуры, работающих при температуре до 250°С и подвергающихся гидровоздушным испытаниям; деталей, работающих в среде морской воды, при условии обеспечения протекторной защиты (шестерни, детали узлов трения и др.)
ЛЦ14КЗСЗ	К П	294 (30) 245 (25)	15 7	100 90	Для изготовления подшипников, втулок

Примечание: Условные обозначения способов литья:

• П — литье в песчаную литейную форму;
• К — кокильное литье;
• Д — литье под давлением;
• Ц — центробежное литье.

Производители латунного литья

• Украинские производители отливок из латуней

Литература

1. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. Бобылев А. В. М., «Металлургия», 1980. 296 с.
2. Воздвиженский В.М. и др. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1984. — 432 с., ил
3. Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. М. Машиностроение, 1988. — 272 с.: ил.
4. Энциклопедия неорганических материалов. В двух томах. К.: Высшая школа, 1977.
5. ГОСТ 17711-93 «Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные».
6. Колачев Б.Ф., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Металлургия, 1981. 416 с.

это сплав меди с… Состав латуни

Это сплав, похожий на золото, но намного его дешевле. Известный еще в Древнем Риме, но повторно открытый в XVIII веке. Сочетая в себе прекрасные свойства двух химических элементов, латунь нашла для себя широкое поле применения.

Состав

Несмотря на благородный цвет и внешность, латунь — это сплав меди с цинком, золота или других драгоценных металлов там нет. Помимо этих двух компонентов, для улучшения физико-химических свойств применяются и другие вещества: марганец, олово, железо, кремний, никель, свинец и т. д. Как правило, доля этих примесей составляет не более 10%. В остальном же состав латуни более или менее постоянен, хотя соотношение компонентов может меняться. Обычно содержание цинка не превышает 30-35%, однако в технических сплавах его доля может доходить и до 50%.

Свойства

Поскольку латунь — это сплав меди с цинком, ее характеристики перекликаются с их качествами. В зависимости от соотношения компонентов, ее цвет может варьироваться от красноватого до светло-желтого. Ее плотность составляет 8500 кг/м³, а температура плавления достигает 880-950 градусов Цельсия. Латунь хорошо обрабатывается давлением как в горячем, так и в холодном состоянии, обладает хорошими механическими характеристиками, сопротивляется воздействию внешней среды, но без покрытия со временем чернеет. Латунь и медь не всегда легко отличить друг от друга неспециалисту, тем не менее первая обладает твердостью, износоустойчивостью, она менее тугоплавкая, но более ковкая и вязкая, а потому удобнее в обработке. В зависимости от содержания основного металла, различаются тепло- и электропроводность латуни — чем его доля выше, тем эти свойства сильнее выражены.

Значение в истории

Несмотря на то что самый известный и наиболее важный сплав с медью — это бронза, латунь также сыграла свою роль в истории. Несмотря на то что ее второй основной компонент — цинк — был открыт только в XVI веке, она была известна еще в древние времена. Римляне сплавляли медь с галмеем — рудой, но этот способ давно устарел. Вторично латунь была открыта в Англии в XVIII веке и очень быстро завоевала популярность, поскольку очень напоминала золото, за которое ее часто выдавали. На Руси этот сплав нередко называли «желтой медью». Даже сейчас кое-где можно встретить такое наименование.

После «второго рождения» для получения латуни использовали тигли, в которых развивалась температура до 1000 градусов Цельсия. Пары цинка насыщали медь, и если в ней не было примесей, то на выходе получался искомый результат. Изделия из этого сплава стали использоваться повсеместно, поскольку его дешевизна и свойства это позволяли. Кстати, несмотря на то что долгое время в учебниках истории писали, что памятник Минину и Пожарскому в Москве отлит из бронзы, реставраторы заявили, что на самом деле он выполнен из другого сплава меди — латуни. Сегодня у этого вещества все еще очень много сфер применения, так что достойная по доступности и универсальности замена найдется, пожалуй, нескоро.

Получение

Как уже стало понятно, латунь — это сплав меди с цинком и (при необходимости) некоторыми другими компонентами, но есть одна небольшая проблема. Особенно эта трудность доставляет неудобства в промышленном производстве. Дело в том, что температуры плавления отдельно цинка и меди слишком сильно различаются, поэтому для облегчения задачи получения сплава добавляется лигатура — небольшое количество уже готового состава.

Дальнейшая обработка зависит от желаемого результата. В сплав добавляют другие компоненты, легируют, штампуют, придают форму и т. д. Несмотря на все трудности, мировое производство и потребление этого продукта остается на высоком уровне.

Разновидности и стандарты

Прежде всего, различают деформируемую и литейную латунь. ГОСТ предусматривает для них отдельные номера: соответственно 15527-07 и 17711-93. В России сплав маркируют как «Л» с цифрой, которая обозначает долю меди. Если же компонентов много, то в результате маркировка может выглядеть примерно так: ЛАЖМц66-6-3-2. Это будет означать, что, помимо 66% меди, данная марка содержит 6% алюминия, 3% железа и 2% марганца. Доля цинка высчитывается как разница между 100% и количеством других элементов. В данном случае это 23%. По аналогии именуются и другие марки латуни. Такие добавки позволяют сплаву приобретать новые свойства и улучшать уже имеющиеся. В зависимости от ввода в состав латуни тех или иных веществ, в обиходе ее называют алюминиевой, кремнистой, железомарганцовистой и т. п.

В Европе и США приняты другие обозначения марок, такие как CuZn37 или С27200. Также незначительно различается соотношение примесей, но в общем и целом состав латуни у разных производителей достаточно однороден.

Кроме того, в зависимости от содержания цинка в сплаве также различают томпаки (до 10%) и полутомпаки (от 10% до 20%). Еще иногда те или иные марки приобретают названия в соответствии со сферой основного использования. Так различают «морскую», «часовую» и некоторые другие латуни.

Применение

Сфер использования этого сплава не счесть. Относительная дешевизна и легкость обработки, а также ее свойства позволили латуни стать практически универсальной. Ее вытягивают в проволоку и прутья, штампуют в листы, из нее делают даже тончайшую фольгу.

Трубы, мелкие и крупные детали, фурнитура, арматура — ей находится применение в автомобильной промышленности, приборостроении, химии, а также она используется при изготовлении различных декоративных элементов, знаков отличия и т. д. Это лишь краткий список. Она окружает нас повсюду, а ведь латунь — это сплав меди с цинком — довольно распространенных элементов. Так что, пожалуй, ее универсальность и доступность всем только на руку.

В ювелирном деле

Обычно считается, что украшения должны быть выполнены из драгоценных металлов: золота, серебра, платины. Но у моды свои правила, и вот уже некоторое время в дневное время многие женщины предпочитают неброскую бижутерию. Латунь, цвет которой близок к золоту, в данном случае незаменима. Кроме того, она прекрасно поддается полировке, так что при должном составе и таланте ювелира украшение, выполненное из сплава, может выглядеть очень красиво и дорого. Так, что неспециалисты даже не заподозрят, что это не золото, а латунь. Фото обычно просто не передает красоту искусно выполненных изделий, так что лучше выбирать такие украшения лично.

Случается, что модницы страдают из-за аллергии и раздражения. На первый взгляд может показаться, что во всем повинна именно латунь. Но, как правило, это не так. В большинстве случаев патологическую реакцию вызывает никель, который делает цвет и общий внешний вид сплава гораздо красивее. Если есть склонность к аллергии на металлы, лучше выбирать украшения, в составе которых нет этого компонента. Обычно производители указывают это отдельно.

Аналоги

Поскольку латунь — это сплав меди с цинком, причем первой там больше, может показаться, что чистые металлы (каждый отдельно) обладают лучшими свойствами, а такие сложности используются для удешевления материала. На самом деле все не так. Медь в чистом виде обладает такими недостатками, как нестойкость к коррозии, меньшая пластичность по сравнению со сплавами, а цинк крайне хрупок. Латунь же органично соединяет в себе самые лучшие свойства, взавимокомпенсируя недостатки обоих компонентов.

Другие сплавы меди — бронза, мельхиор и т. д. — также нельзя в полной мере назвать аналогами. Первая менее пластична и более крупнозернистая, в то время как второе вещество довольно тугоплавкое и из-за содержания никеля может вызывать раздражение кожи. Кроме того, внешние характеристики тоже ставят на первое место латунь. Цвет, похожий на золото, выгодно отличается от не слишком привлекательной коричневой бронзы и серебристого мельхиора.

Мировой рынок

Промышленное производство латуни началось практически сразу после ее повторного открытия. Оценив ее уникальные свойства, металлурги принялись развивать новое направление в отрасли. Сегодня производство и потребление латуни в основном зависит от состояния мирового рынка меди. Его стабильный рост дает основания полагать, что спрос на сплавы пока не падает. Более того, прогнозы относительно будущего этих отраслей более чем благоприятны, несмотря на такие проблемы, как снижение качества руд, недостаточное развитие инфраструктуры, социальная и политическая напряженность в крупнейших поставщиках меди — Чили и некоторых государствах Африки.

Основными потребителями меди, а значит и латуни, являются экономически развитые страны Европы, а также США, Китай, Япония и некоторые другие. В последние годы спрос на эти вещества только растет, прежде всего, за счет азиатов. Совершив гигантский скачок в середине 2000-х годов, цены на Cu остаются на прежнем рекордно высоком уровне. Однако в 2016 году ожидается пик предложения, который, вероятно, спровоцирует снижение котировок.

Латунный сплав 80/20 CDA 87300

Латунный сплав 80/20 CDA 87300 — Belmont Metals

• Обзор
• Номинальный состав
• Техническая информация

1 (833) 4-СПЛАВЫ Отправить запрос предложенийОтправить запрос предложений

СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ

Кремниевая бронза Everdur для скульптуры и ювелирных изделий

Ювелирные мастера всегда находятся в поиске металлов и сплавов, обладающих хорошими литейными свойствами, красотой и доступной ценой для создания скульптур, колец, серег, ожерелий, браслетов и других изысканных украшений. Одним из украшений цвета золотой рыбки является Everdur Silicon Bronze. Этот сплав обеспечивает широкий спектр преимуществ для отливок. Что такое Everdur Silicon…

Читать далее

Понимание различных металлов, используемых для покрытия

Вы рассматриваете возможность покрытия металлов? Процесс металлизации выполняется для повышения коррозионной стойкости, эстетической привлекательности, повышения твердости металла, уменьшения трения в движущихся деталях, увеличения или уменьшения проводимости и улучшения способности к пайке. Наиболее распространенные металлы для покрытия включают латунь, бронзу, кадмий, никель и олово, и здесь, в Belmont Metals, мы продаем…

Читать далее

Краткое руководство по пониманию процесса гальваники

Гальваника относится к процессу, используемому для связывания слоя одного металла с поверхностью другого. Гальваника изменяет свойства поверхности предмета, обеспечивая защиту, улучшая его внешний вид или, очень часто, и то, и другое. Помимо создания защитного покрытия для металлического предмета, производители также могут использовать гальваническое покрытие для увеличения его толщины или…

Читать далее

Преимущества добавления кремния в латунные и бронзовые сплавы для некоторых

Когда в медь добавляются определенные материалы, изменяется физический и механический состав металла. Двумя такими материалами являются олово и цинк. Медь, в которую добавлено олово, считается бронзой. Бронзовые сплавы представляют собой очень твердый металл, который иногда может быть хрупким и негибким. Когда к меди добавляют цинк, получается…

Читать далее

Художественное литье: белая бронза против белой латуни

Латунь и бронза уже давно используются в художественном литье и производстве ювелирных изделий. Латунные сплавы обладают отличной текучестью и ковкостью, а бронзовые сплавы очень твердые и хрупкие с низкой температурой плавления. Хотя мы часто думаем, что эти сплавы имеют цвета от коричневого до золотого или красного, бывают и белые…

Читать далее

Дробленые и кубические сплавы: преимущества использования металлов разной формы

Благодаря передовым производственным процессам сегодня компании могут использовать ряд основных металлов и сплавов для создания продуктов и компонентов, подходящих для их отраслей. При получении металлов, которые будут использоваться в процессах литья, экструзии и формовки, производители могут запрашивать сплавы и основные металлы различных размеров и форм. Слитки, кубики,…

Читать далее

Преимущества гальванопокрытий: использование различных покрытий для получения дополнительных преимуществ

Вы удивитесь, сколько предметов в нашей жизни имеют гальваническое покрытие. От вашего автомобиля, когда вы едете на работу, до украшений, которые носят в особых случаях, коммерческие производственные процессы полагаются на этот процесс для защиты металлов, а также пластмасс, покрывая их внешним слоем металла. Хотя самая известная причина…

Читать далее

Что такое гальваника?

Гальваника относится к процессу, при котором на поверхность другого типа металла наносится слой металла. Обычно он используется для предотвращения коррозии и ржавчины, а также для продления срока службы металла под гальваническим покрытием. Конечно, из него также изготавливают позолоченные и посеребренные украшения и безделушки, а также дарят…

Читать далее

Использование белой бронзы VS олова для художественного литья

Когда дело доходит до литья, вы знаете, что лучше, белая бронза или олово? Самым популярным выбором сегодня и в прошлом было олово, но в последние годы увеличилось использование белой бронзы. Здесь, в Belmont Metals, у нас есть как белая бронза, так и олово, которые идеально подходят для всех ваших…

Читать далее

Разница между кремниевой бронзой и кремниевой латунью для художественного литья

Ремесленники отливали бронзу так долго, что BBC назвала ее «первым сплавом». Представленные около 3500 г. до н.э. и обычно изготавливаемые в основном из меди и олова, изделия из бронзы предлагали более прочную альтернативу одной меди. Артефакты из латуни датируются 500 г. до н.э. Латунь, возможно, была предпочтительнее…

Читать далее

Латунь и бронза: популярное использование в домашнем оборудовании

Мастерам по изготовлению домашней мебели, дверей, окон и других предметов требуется фурнитура для придания комнате функциональности и красоты. Домашняя фурнитура включает в себя широкий спектр приложений, включая дверные молотки, ручки, ручки, петли, ручки для шкафов и даже крышки воздуховодов. Эти предметы обычно изготавливаются из твердого металла, такого как латунь и…

Читать далее

Гальваника с оловянными анодами: использование и примеры

Оборудование, используемое в производстве, может состоять из ряда металлов и сплавов, обеспечивающих прочность, электрическую и теплопроводность, долговечность, обрабатываемость и другие характеристики. Однако сама металлическая часть может подвергаться пагубному воздействию окружающей среды и самого рабочего приложения. В других случаях металлическая часть может создать проблемы, если она появится…

Читать далее

Художественное литье из бронзы и латуни

Создание произведений искусства с использованием процесса литья насчитывает тысячи лет, так как самое старое сохранившееся произведение искусства литья датируется 3200 годом до нашей эры. Тем не менее, художники сегодня по-прежнему любят создавать различные украшения, статуи, фигурки, украшения и другие художественные произведения, используя этот процесс. Процедура предполагает использование расплавленных металлов, которые заливают в…

Читать далее

Латунь и бронза для литья сплавов в декоративных целях

Говоря о латуни и бронзе, мы чаще всего думаем об этих сплавах в промышленных условиях, таких как бронзовые промышленные втулки и подшипники или латунные клапаны и сантехнические приборы. И все же зайдите в музей, и вы будете окружены скульптурами из бронзы, или посетите классическую оперу, и вы увидите медные инструменты….

Читать далее

Выбор сплава для получения наилучших результатов применения

Латунь и бронза используются в различных областях, например, в качестве компонентов для заводов, конечной продукции для розничной торговли и создания ювелирных изделий для населения. Латунные сплавы состоят из основного металла меди с добавлением различного количества цинка, в то время как бронза содержит медь с алюминием, оловом, магнием и другими материалами. Но как…

Читать далее

Никель в сплавах для производителей ювелирных изделий: поиск более безопасных альтернатив

Какие бы последние модные тенденции ни появлялись на подиумах Нью-Йорка и Парижа, у каждой модели есть одна общая черта: украшения, которые они носят. Производство ювелирных изделий является быстро развивающимся бизнесом, так как взрослые и дети всех возрастов ищут подходящие украшения для повседневных дел, особых случаев и для…

Читать далее

Выявить лучшее

Лигатуры придают блеск меди Красные металлы играли важную роль во многих культурах, в том числе у древних египтян и римлян, которые изготавливали из меди инструменты, посуду, посуду, зеркала и бритвы. Современное использование меди включает электротехнические системы, системы отопления/охлаждения, работы с жидкостями и сантехнику, а также растущий спрос на…

Читать далее

Свяжитесь с нами

Изучение латунных сплавов Cu-Zn с использованием кластерной модели ближнего порядка: значение конкретных составов промышленных сплавов

Abstract

Металлические сплавы демонстрируют сложный химический состав, который до сих пор не изучен. Широко признано, что за выбором состава лежит механизм ближнего порядка для твердых растворов. В настоящей статье этот фундаментальный вопрос рассматривается путем изучения гранецентрированных кубических α-латуней Cu-Zn. Вводится новый структурный подход — модель «кластер плюс атом клея», которая подходит специально для описания структур ближнего порядка в неупорядоченных системах. Указаны два типа формул [Zn-Cu ₁₂ ]Zn _1~6 и [Zn-Cu ₁₂ ](Zn,Cu) ₆ , которые объясняют α-латуни, перечисленные в спецификациях Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM). В этих формулах части, заключенные в скобки, представляют кластер 1 ^st -соседей, и каждому кластеру соответствует от одного до шести атомов Zn 2 ^nd -соседей или шесть смешанных атомов (Zn, Cu). Такой кластерный формулизм описывает 1 ^st — и 2 ^nd -соседние локальные атомные единицы, где взаимодействие растворенного вещества и растворителя выполняется идеально. Также объясняются промышленные сплавы Cu-Ni, что доказывает универсальность кластерного подхода к пониманию выбора сплава. Выявление формул состава для промышленных сплавов Cu-(Zn,Ni) указывает на обычное существование простых правил состава, лежащих в основе, казалось бы, сложной химии промышленных сплавов, тем самым предлагая фундаментальный и практичный метод интерпретации состава всех видов сплавов.

Введение

Промышленные сплавы на основе твердых растворов обычно попадают в узкие диапазоны составов, но конкретные правила, в соответствии с которыми выбираются эти составы, в значительной степени неизвестны. Сплавы в стандартных спецификациях в основном разрабатываются методом проб и ошибок. Обычно составы и свойства не связаны напрямую из-за участия многомасштабных структур. Промышленные сплавы часто подвергаются сложным процессам изготовления, таким как затвердевание и термомеханическая обработка. Каждый этап обработки вносит новые структурные изменения в сплавы. Поэтому, несмотря на очевидный факт, что промышленные сплавы классифицируются по разным спецификациям, правило выбора состава сплава далеко не понятно.

Следует отметить, что процессы изготовления промышленных сплавов обычно включают стадию высокотемпературной обработки на твердый раствор, а конечные структуры получают из однофазного исходного состояния. Именно стабильность этих исходных фаз определяет структуру при комнатной температуре и, в конечном итоге, характеристики. Наиболее известным примером являются стали, которые обычно относятся к аустенитному состоянию, и различные типы стали, такие как аустенитная, мартенситная, ферритная, перлитная и т. д., производятся из аустенита с различной стабильностью. Структура этих исходных состояний, являющихся однофазными твердыми растворами, характеризуется ближним химическим порядком. В этом смысле процессы изготовления адаптированы таким образом, чтобы вносить соответствующие структурные изменения в основные исходные твердые растворы, такие как структурные дефекты разного масштаба и фазовые переходы. Конструкция сплава может быть значительно упрощена, поскольку речь идет только об однофазном состоянии, а состав может быть напрямую связан со стабильностью исходной фазы.

Однако структурное описание твердых растворов проблематично. До сих пор твердые растворы в лучшем случае выражались статистическими параметрами ближнего порядка, такими как параметр Уоррена-Коули α _n ¹ , из-за наличия беспорядков. Этот параметр α _n отражает заселенность позиций для оболочки n ^th соседей в бинарном сплаве AB, определяемую как , где – вероятность нахождения атома A в окрестности атома B и x _A and x _B are respectively the proportions of atoms A and B in the alloy, with x _A + x _B = 1 , Хотя гетерогенное распределение растворенных веществ хорошо ² , не было модели для твердых растворов, которая идентифицировала бы структурные единицы, на которых основываются возможные правила состава, потому что формула состава существует только тогда, когда присутствует усредненная единица.

Кластер плюс атом клея Модель

Мы попытались раскрыть структурные единицы в Fe-содержащих сплавах Cu-Ni ³ , мартенситностареющих сталях ⁴ и сплавах β-Ti ⁵ и т. д., следуя новый структурный подход, названный моделью кластер плюс атом клея, первоначально разработанный нами для квазикристаллов и аморфных сплавов ⁶ . В этой модели любая структура описывается короткодействующей структурной единицей, состоящей из 1 ^st -соседнего координационного полиэдрического кластера и нескольких атомов клея, расположенных вне кластеров, выражаемых кластерной формулой [кластер]клей _х . Для объемного металлического стекла кластер берется из соответствующей фазы расстеклования, а количество атомов клея равно 1 или 3. Далее было указано, что общее число валентных электронов на единицу кластерной формулы для объемного металлического стекла универсально около 24 ⁷ , так что формула кластера объемного металлического стекла напоминает «молекулярную» единицу химического вещества. Атомная структура объемного металлического стекла тогда рассматривается как пространственное расположение 1 ^st — соседний кластер плотно, а 2 ^nd -соседние атомы клея заполняют пространство между кластерами. Все кластеры изолированы друг от друга металлическими стеклами и квазикристаллами, что необходимо для того, чтобы ближние порядки типа центр-оболочка не переросли в дальнодействующие.

Сплавы с твердым раствором, характеризующиеся химическим ближним порядком, обрабатываются аналогичным образом. Другими словами, могут быть определенные формулы, описывающие химические локальные единицы ближнего порядка в структурах твердого раствора. В настоящем исследовании, в качестве нашей первой попытки понять общее правило состава промышленных сплавов, мы создадим модель «кластер плюс атом клея» для гранецентрированных кубических (ГЦК) твердых растворов путем изучения составов Cu- Zn α-латуни промышленные сплавы. Сплавы Cu-Zn выбраны из-за отсутствия какого-либо перехода в твердое состояние и из-за большой растворимости Zn в Cu, что позволяет выбирать из большого количества сплавов. Система Cu-Zn также представляет собой твердые растворы, образованные растворенными веществами с отрицательными энтальпиями смешения.

Ближний порядок в латунях Cu-Zn

Латуни Cu-Zn, как и многие промышленные сплавы, основаны на твердых растворах основного металла, здесь FCC Cu. На равновесной фазовой диаграмме ⁸ твердый раствор Cu-Zn охватывает широкий диапазон составов, приближаясь к 38,95 массовым процентам (мас.%) Zn при высокой температуре. При обычном изготовлении отливок сплавы Cu-Zn демонстрируют однофазное ГЦК-состояние ниже 35  вес.% Zn; выше этого содержания Zn будет образовываться интерметаллид β-CuZn (типа CsCl), который вызывает дисперсионное упрочнение, но за счет снижения пластичности. По этой причине промышленные сплавы Cu-Zn содержат не более 40,0% масс. Zn, что немного выше предела растворимости Zn в Cu.

Хотя Zn может растворяться в FCC Cu в широком диапазоне составов, однофазные промышленные сплавы α-латуни ⁹ имеют только определенные составы, обычно C21000 (позолоченный металл, 95Cu-5Zn, число перед элементами с указанием мас. %), C22000 (товарная бронза, 90Cu-10Zn), C23000 (красная латунь, 85Cu-15Zn), C24000 (низкая латунь, 80Cu-20Zn), C26000 (патронная латунь, 70Cu-30Zn) и C27000 (желтая латунь , 65Cu-35Zn). Замечено, что многие свойства обнаруживают явную зависимость от содержания Zn (например, см. графики свойства-состав на стр. 29).6, Справочник Американского общества металлов (ASM) ⁹ ). В частности, предел прочности при растяжении быстро возрастает с увеличением содержания Zn, демонстрируя эффективный эффект упрочнения в растворенном состоянии, и тенденция к повышению замедляется при содержании цинка выше примерно 20  вес.%. При изменении прочности удлинение сначала падает вниз, а после 10 мас.% Zn увеличивается.

Давно предполагалось, что за многими «аномальными» поведенческими характеристиками при определенных концентрациях Zn лежит механизм ближнего порядка в α-латуни (см., например, 9).0135 10,11 и приведенные в нем ссылки), включая внутреннее трение, релаксацию напряжений, текучесть, упрочнение, энергию активации ползучести, коэффициент активности, удельную теплоемкость, нахлест, электрическое сопротивление и т. д. Первое прямое свидетельство ближний порядок был обеспечен экспериментом по диффузному рассеянию нейтронов в сочетании с моделированием Монте-Карло на монокристалле α-латуни, содержащем 31,1 атомных процента (ат.%) Zn ¹² . Параметр ближнего порядка Уоррена-Коули для положения ближайшего соседа (1,1,0), α ₁ = -0,1373, является отрицательным, что означает, что предпочтение отдается разнородному Cu-Zn ближайшего порядка. Параметр α для положения второго ближайшего соседа (2,0,0) положительный, α ₂ = 0,1490, что позволяет предположить, что вторые соседи преимущественно заняты атомами Zn. В соответствии с этой картиной ближний порядок в конечном итоге должен был прийти к упорядоченному состоянию Cu ₃ Zn со структурным типом AuCu ₃ . На рис. 1 представлен 1 ^st -соседний кубооктаэдрический многогранник [Zn-Cu ₁₂ ] и 2 ^nd -соседний октаэдр, состоящий из шести атомов Zn, идентифицированный в Cu ₃ Zn. Расчет свойств в основном состоянии, основанный на методе функции Грина ¹³ , подтвердил, что энергии смешения между Cu и Zn всегда отрицательны, ΔH _Cu-Zn < −6  кДж/моль, и, по совпадению, 1 ^ст. -соседний параметр ближнего порядка Уоррена-Коули, α ₁ , всегда отрицателен во всем диапазоне концентраций.

Рисунок 1

Структура упорядоченного состояния Cu ₃ Zn.

Конфигурации ближайших соседей 1 ^st и 2 ^nd возможного низкотемпературного упорядоченного состояния Cu ₃ Zn со структурой типа AuCu ₃ , где двенадцать 1 ^st соседей заняты Cu и шесть 2 ^и соседей по Zn.

Изображение полного размера

Структурная модель и кластерные формулы твердых растворов для ГЦК α-латуни

Из-за сложности описания ближних порядков взаимосвязь между составом и соответствующей характеристикой ближнего порядка неизвестна. С целью извлечения простой формулировки для ближнего порядка в твердых растворах мы здесь анализируем схематическую двумерную структуру раствора, показанную на рисунке 2, где растворенные вещества (желтые кружки) распределены в квадратной решетке растворителя (светло-красные кружки). ), с разной тенденцией межатомных связей между ними. Большая часть структуры характеризуется локальной структурной единицей, сформированной из [растворенного вещества ₁ -solvent ₄ ]solute ₁ , несмотря на наличие различных местных разновидностей, таких как более богатый растворителем нижний правый угол и более богатый растворенным веществом верхний правый угол на рисунке 2. Эта формула охватывает только 1 ^st — соседний кластер и несколько 2 ^nd — соседние атомы клея. Эта идеализированная локальная атомная конфигурация, отвечающая требованиям межатомного взаимодействия, должна демонстрировать относительно высокую структурную стабильность по отношению к структурам близких составов и, возможно, обладать специфическими свойствами, относящимися к этой особенности локального ближнего порядка. Такое описание могло бы подчеркнуть, что твердорастворные сплавы, хотя и непрерывны по составу, проявляют особые комплексные свойства при определенных составах, где преобладают идеализированные ближние порядки. Следовательно, эта кластерная структурная модель ближнего порядка описывает особые «стабильные твердые растворы».

Рисунок 2

Двумерная структура твердого раствора.

Схематическая диаграмма, показывающая распределение атомов растворенного вещества (желтые кружки) в квадратной решетке атомов растворителя (светло-красные кружки). Большую часть этой структуры можно представить локальной структурной единицей, сформулированной как [растворенное вещество ₁ -растворитель ₄ ]растворенное вещество ₁ , которое охватывает только 1 ^st -соседи [растворенное вещество ₁ -растворитель ₄ ] кластер (отмечен большим синим кружком) и один 2 ^nd — соседнее растворенное вещество в виде атома клея (соединено с центром кластера отрезком синей линии).

Изображение полного размера

Исходя из этого, мы предлагаем следующую структурную модель для стабильных твердых растворов для описания идеального распределения растворенного вещества в ГЦК α-латунях:

1. 1

   В соответствии с относительно большими отрицательными параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули для соседа 1 ^st (например, α ₁ = -0,1373 в 31,1 ат.% Zn ¹² ), атом растворенного вещества Zn является ближайшим соседом двенадцати атомов растворителя Cu, занимающих позиции (1,1,0) × 2/ a ( a представляет собой постоянную решетки FCC), образуя кубооктаэдрический кластер с центром Zn, [Zn-Cu ₁₂ ].

2. 2

   В соответствии с относительно большими положительными параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули для 2 ^nd сосед (например, α ₂₀₀ = 0,1490 в 31,1 ат. % Zn ¹² ), центральное растворенное вещество Zn 2 ^nd — соседствует с Zn, расположенным в (2,0,0) × 2/ и позиции, выраженные формулой вида

   Эта формула (1) описывает сплавы Cu-Zn, демонстрирующие относительно сильные тенденции к ближнему порядку как у соседей 1 ^st , так и у соседей 2 ^nd , охватывающих диапазон составов [Zn-Cu ₁₂ ]Zn ₁ и [Zn-Cu ₁₂ ]Zn ₆ , или 14,3 ≤ ат. % Zn ≤ 36,8, 14,6 ≤ мас. % Zn ≤ 37,5.

3. 3

   В соответствии с более слабыми параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули в обедненных цинком сплавах ¹³ шесть 2 ^nd -соседей в позициях (2,0,0) × 2/ a равны занятая смесью Cu и Zn, выраженная формулой тип

   Эта формула (2) описывает сплавы Cu-Zn, демонстрирующие относительно слабые тенденции ближнего порядка у соседей 2 ^и , охватывающих диапазон составов [Zn-Cu ₁₂ ]Cu ₆ и [Zn- Cu ₁₂ ](Zn ₁ Cu ₅ ), или 5,3 ≤ ат. % Zn ≤ 10,5, 5,4 ≤ мас. % Zn ≤ 10,8.

Таким образом, в соответствии с формулами типов (1) и (2) устойчивые твердые растворы Cu-Zn существуют в интервале составов 5,3 ≤ ат. % Zn ≤ 36,8 или 5,4 ≤ мас. % Zn ≤ 37,5.

В реальных твердорастворных сплавах должны присутствовать различные степени разупорядочения и иметь место смешанные атомные заселенности. Например, в соответствии с параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули α _n , измеренные в монокристалле Cu _68,9 Zn _31,1 (нижние индексы после элементов указывают атомные проценты или атомные доли ) сплав ¹² , Zn-центрированные 1 ^ст — и 2 ^й -соседние оболочки состоят соответственно из Cu _9,4 Zn _2,6 и Cu _3,5 Zn 29012 Химическая композиция в пределах 2 ^и -Недовочная локальная зона затем Zn + Cu _9,4 Zn _2,6 + CU _3,5 Zn _2,5 = CU _12,99 8 2,5 = CU _12,9 8 2,5 = CU _12,9 2,5 = CU _12,9 2,5 = CU _12,9 2,5 = CU _12,9 2,5 = CU _12, 2,5 = CU _{32,1 в ат. %, что близко к сплаву Cu 68,9 Zn 31,1 . Чередуя Zn в оболочке 1 ^st с Cu в оболочке 2 ^nd до тех пор, пока двенадцать соседних узлов 1 ^st не будут полностью заняты Cu, достигается идеализированная формула кластера [Zn-Cu 12 ] (Cu 0,9 Zn 5,1 ).}

Чтобы удовлетворить идеальным атомным взаимодействиям между Cu и Zn, т.е. 1 ^st -соседняя оболочка полностью занята Cu, а 2 ^nd -соседняя позиция — Zn, атомы Cu в 2 ^nd — соседние узлы удаляются (становятся 1 ^st соседями близлежащих [Zn-Cu ₁₂ ] кластеров). Таким образом, атомы клея теперь состоят исключительно из Zn. Ближайшая целочисленная форма этой формулы тогда будет [Zn-Cu ₁₂ ]Zn ₅ после удаления почти одного атома Cu, что соответствует составу спецификации C27000 (65Cu-35Zn, желтая латунь). Идеализированные формулы кластера затем дают усредненные изображения у соседей 1^, и 2^, . Структуры, описываемые такими кластерными формулами, должны обладать относительно высокой структурной стабильностью, потому что атомы расположены таким образом в соседних конфигурациях, что их атомные взаимодействия учитываются лучше всего. По этой причине мы намерены здесь называть твердые растворы, обладающие такими идеальными ближними порядками, «стабильными твердыми растворами».

Cu-Zn Brass Интерпретация состава

Далее будут проверены составы промышленных сплавов Cu-Zn α-латуни из стандартов Американского общества по испытанию материалов (ASTM) ⁹ с использованием предложенных кластерных формул типы (1) и (2), как указано в Таблице 1.

Таблица 1 Типичные промышленные сплавы Cu-Zn α-латуни в спецификациях ASTM ⁹ и интерпретация их состава с точки зрения формул кластера

Полная таблица

Два обедненных цинком сплава, C21000 (95Cu-5Zn) и C22000 (90Cu-10Zn), должны быть составлены в соответствии с формулой типа (2) в [Zn-Cu ₁₂ ]Cu ₆ (94,6Cu -5,4Zn) и [Zn-Cu ₁₂ ]Cu ₅ Zn ₁ (89,2Cu-10,8Zn) соответственно.

Сплавы с большим содержанием Zn соответствуют формуле типа (1). C23000 (85Cu-15Zn), C24000 (80Cu-20Zn), C26000 (70Cu-30Zn), C27000 (65Cu-35Zn, ранее C26800 с 66Cu-34Zn) и C27400 (63Cu-37Zn) будут составлены по типу (1), [Zn-Cu ₁₂ ]Zn _1,2,4,5,6 , последний состав соответствует почти пределу растворимости Zn в α-латуни при комнатной температуре. Сформированные составы отличаются от указанных менее чем на 1 мас.%.

Отсутствующая формула [Zn-Cu ₁₂ ]Zn ₃ (74,5Cu-25,5Zn) не соответствует ни одной спецификации, по-видимому, из-за легкого упорядочения типа Cu ₃ Zn вблизи этого состава.

C22600 (87,5Cu-12,5Zn) и C28000 (60Cu-40Zn) не могут быть объяснены. Первый не проявляет особых механических свойств, но используется из-за своего золотистого цвета. Последний сплав, известный как сплав Мунца, на самом деле является двухфазным (осаждение β-CuZn), и предложенные формулы, предназначенные для однофазного состояния, не работают.

Мы анализируем больше промышленных сплавов, чтобы проверить универсальность кластерного подхода к пониманию выбора сплавов. Здесь мы показываем промышленные сплавы Cu-Ni как типичный пример однофазных ГЦК твердорастворных сплавов со слабой положительной энтальпией смешения ( ΔH _Cu-Ni = +2 КДж/моль, по сравнению с ΔH _Cu-Zn = -6 КДж/моль). По совпадению, параметры ближнего порядка Уоррена-Коули в этой системе весьма малы, с α ₁ = 0,058 и α ₂ = -0,058 для сплава Cu ₈₀ Ni ₂₀ ¹⁴ . Также было указано ¹⁵ , что в бинарных твердых растворах Cu-Ni преобладает ближний порядок Cu-Cu и существуют кластеры [Cu-Cu ₁₂ ], не зависящие от изменения состава. Тогда формула, подобная формуле типа (2), [Cu-Cu ₁₂ ](Cu,Ni) ₆ , должна быть принята для объяснения состава сплава Cu-Ni, богатого медью. Спецификации, богатые медью, C70400 (95Cu-5Ni), C70600 (90Cu-10Ni), C70900 (85Cu-15Ni), C71000 (80Cu-20Ni), C71300 (75Cu-25Ni) и C71500 (70Cu-30Ni), соответственно объясняются [Cu-Cu ₁₂ ](Cu ₅ Ni ₁ ) (95,1Cu-4,9Ni), [Cu-Cu ₁₂ ]Cu ₄ Ni ₂ (90,2Cu-7 2 9Cu), [Cu-Cu ₁₂ ] ](Cu ₃ Ni ₃ ) (85. 2Cu-14.8Ni), [Cu-Cu ₁₂ ]Cu ₂ Ni ₄ (80.2Cu7 19.1Cu), [19.8Cu-19.8Ni ](Cu ₁ Ni ₅ ) (75,2Cu-24,8Ni) и [Cu-Cu ₁₂ ]Ni ₆ (70,1Cu-29,9Ni).

На стороне, богатой никелем, кластер должен быть изменен на [Ni-Ni ₁₂ ], который затем склеен с шестью атомами Cu и Ni по формуле типа (2). Состав единственного известного богатого никелем сплава, представленного монелем 400 с содержанием меди 28,0 ~ 34,0  мас.%, определяется двумя формулами: Ni) и [Ni-Ni ₁₂ ]Cu ₆ (33,3Cu-66,7Ni), снова формулы типа (2).

Раскрытие формул состава для промышленных сплавов типа FCC, на примере сплавов Cu-(Zn,Ni) здесь и вместе с тем, что было предложено ранее для Fe-содержащих сплавов Cu-Ni, [Fe-Ni ₁₂ ] Cu _x ³ , мартенситностареющие нержавеющие стали, [Ni-Fe ₁₂ ](Cr ₂ M ₁ ), M — легирующие элементы ⁴ и биосплавы β-Ti 07, [Mo 9,521 Sn _0,5 -Ti ₁₄ ]Nb ⁵ указывает на простые правила состава с точки зрения формул кластеров для всех видов промышленных сплавов. Интерпретация состава значительно упрощается, так как кластерные формулы, описывающие структурные единицы ближнего порядка, включают всего дюжину атомов. Новые сплавы могут быть разработаны путем замены основных формул, что открывает принципиально новый путь к дизайну сплавов.

Ссылки

• Коули, Дж. М. Приближенная теория порядка в сплавах. физ. 77, 669–675 (1950).

  КАС
  ОБЪЯВЛЕНИЯ
  Статья

  Google ученый

• Кан, Р. В. Homo или гетеро. Природа 271, 407–408 (1978).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ
  Статья

  Google ученый

• Zhang, J., Wang, Q., Wang, Y.M., Li, C.Y., Wen, L.S. & Dong, C. Выявление предела растворимости в твердом состоянии Fe/Ni = 1/12 в коррозионностойких сплавах Cu–Ni и соответствующая кластерная модель. Дж. Матер. Рез. 25, 328–336 (2010).

  КАС
  ОБЪЯВЛЕНИЯ
  Статья

  Google ученый

• Wang, Q. , Zha, Q.F., Liu, E.X., Dong, C., Wang, X.J., Tan, C.X. и Ji, C.J. Расчет состава высокопрочных мартенситных дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей на основе кластерной модели. Акта. Металл. Грех. 48, 1201–1206 (2012).

  КАС
  Статья

  Google ученый

• Wang, Q., Ji, C.J., Wang, Y.M., Qiang, J.B. & Dong, C. Сплавы β-Ti с низкими модулями Юнга, интерпретированные моделью кластер плюс атом клея. Металл. Матер. Транс. А. 44, 1872–1879 гг.(2013).

  КАС
  Статья

  Google ученый

• Донг, К., Ван, К., Цян, Дж. Б., Ван, Ю. М., Цзян, Н., Хань, Г., Ли, Ю. Х., Ву, Дж. и Ся, Дж. Х. От кластеров к фазовым диаграммам: правила состава квазикристаллов и объемных металлических стекол. Дж. Физ. Д: заявл. физ. 40, Р273–Р291 (2007).

  КАС
  ОБЪЯВЛЕНИЯ
  Статья

  Google ученый

• Хан, Г., Цян, Дж. Б., Ли, Ф. В., Юань, Л., Цюань, С. Г., Ван, К., Ван, Ю. М., Донг, К. и Хаусслер, П. Значения e/a идеальные металлические стекла по формулам кластеров. Акта. Матер. 59, 5917–5923 (2011).

  КАС
  Статья

  Google ученый

• Бейкер, Х. и Окамото, Х. Справочник по АСМ, фазовые диаграммы сплавов (ASM International, Огайо, 1992).

• Фипке, Дж. В. Справочник по ASM, свойства и выбор: цветные сплавы и материалы специального назначения (ASM International, Огайо, 1997).

• Дамаск, А. С. Некоторые эффекты сопротивления ближнего порядка в α-латуни. Дж. Заявл. физ. 27, 610–616 (1956).

  КАС
  ОБЪЯВЛЕНИЯ
  Статья

  Google ученый

• Батт, М. З. и Гаури, И. М. Влияние ближнего порядка на температурную зависимость пластического течения в α-латунях. физ. Стат. Сол. 107, 187–195 (1988).

  КАС
  ОБЪЯВЛЕНИЯ
  Статья

  Google ученый

• Райнхард, Л. , Шёнфельд, Б., Косторц, Г. и Бюрер, В. Ближний заказ из α-латуни. физ. Преподобный Б. 44, 1727–1734 (1990).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ
  Статья

  Google ученый

• Абрикосов И. А., Никлассон А. М. Н., Симак С. И., Йоханссон Б., Рубан А. В. и Скривер Х. Л. Метод функции Грина Order-N для локальных воздействий окружающей среды в сплавах. физ. Преподобный Летт. 76, 4203–4206 (1996).

  КАС
  ОБЪЯВЛЕНИЯ
  Статья

  Google ученый

• Росситер П.Л. Влияние сосуществующих атомных и магнитных кластеров на удельное электрическое сопротивление сплавов Cu-Ni. Дж. Физ. F: Металлическая физика. 11, 2105–2118 (1981).

  КАС
  ОБЪЯВЛЕНИЯ
  Статья

  Google ученый

• Лю, Х. Б., Чен, К. Ю. и Ху, З. К. Применение метода внедренного атома к жидким бинарным сплавам меди и никеля. Дж. Матер. науч. 1997. Т. 13. С. 117–122.

  КАС
  Статья

  Google ученый

Ссылки для скачивания

Благодарности

Работа выполнена при поддержке Фонда естественных наук Китая (номера грантов 11174044, 51171035 и 51131002), исследовательский проект по естественным наукам класса A Департамента образования провинции Фуцзянь (JA12306), Национального управления США Научный фонд (DMR-0

7, CMMI-0

1 и CMMI-1100080), Министерство энергетики (DOE), Программа Университета ядерной энергии Управления ядерной энергии (NEUP, 00119262), Министерство энергетики, Управление ископаемой энергетики, Национальная лаборатория энергетических технологий (DE-FE- 0008855 и DE-FE-0011194) и проект Армейского исследовательского бюро (W911NF-13-1-0438) с C. Huber, C. V. Cooper, D. Finotello, A. Ardell, E. Taleff, V. Cedro, R. O. Jensen, Л. Тан, С. Лесика, С. Маркович и С. Н. Матаудху в качестве наблюдателей по контракту.

Информация об авторе

Авторы и филиалы

1. Ключевая лаборатория модификации материалов (Даляньский технологический университет), Министерство образования, Далянь, 116024, Китай

   H. L. Hong, Q. Wang & C. Dong

2. Департамент машиностроения Sanming University, Sanming, 365004, Китай

   H. L. Hong

3. Факультет материаловедения и технических наук, Университет Теннесси, Ноксвилл, Теннесси, 37996-2200, США

   Q. Wang & Peter K. Liaw

Авторы

1. H. L. Hong

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

2. Q. Wang

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

3. C. Dong

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Академия

4. Peter K. Liaw

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

Contributions

H.L.H. собраны данные о составе и свойствах. К.В. проанализировал составы. CD. предложил модель. П.Л. помог с интерпретацией композиции. В написании статьи участвовали все авторы.

Заявление об этике

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Права и разрешения

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной строке; если материал не включен в лицензию Creative Commons, пользователям необходимо будет получить разрешение от держателя лицензии, чтобы воспроизвести материал. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Эта статья цитируется

• Сплав Cu-Zn-(Mn, Fe, Si) с оптимизированным составом и его микроструктурная эволюция при термомеханической обработке

  • Пейбэй Гоу
  • Бен Ню
  • Чуанг Донг

  Journal of Materials Engineering and Performance (2022)

• Подход к проектированию состава кластера плюс атома клея, предназначенный для сплавов с несколькими основными элементами.

  

  • Сюань Лю
  • Хуэй-Бин Кэ
  • Юн-Фэй Сюэ

  Редкие металлы (2022)

• Кластерная модель-встроенные исследования первых принципов структурной стабильности объемно-центрированных кубических тугоплавких высокоэнтропийных сплавов на основе Ti-Zr-Hf-Nb

  • Цзюньхао Юань
  • Юйфэн Лю
  • Чуанг Донг

  Журнал фазовых равновесий и диффузии (2021)

• Характеристика поведения зародышеобразования при индуцированном температурой фазовом превращении из ОЦК в ГПУ для сплава с высокой энтропией

  • Сюсун Хуан
  • Лехуа Лю
  • Чунян Ю

  Acta Metallurgica Sinica (английские буквы) (2021)

• Формирование и механическое поведение объемно-центрированных кубических сплавов Zr(Hf)-Nb-Ti со средней энтропией

  • Минкан Ван
  • Цзюньхао Юань
  • Питер К. Ляу

  Металлургические операции и материалы A (2021)

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Что такое бронза? Состав, использование и свойства.

Бронза представляет собой золотисто-коричневый сплав меди и олова с другими элементами. Это был самый твердый металл, широко используемый в бронзовом веке, и он продолжает оставаться важным металлом в наше время. Вот коллекция фактов о бронзе, включая ее состав, свойства и использование.

Состав бронзы

Бронза состоит примерно из 88 % меди и примерно 12 % олова и других металлов (например, алюминия, цинка, никеля, марганца, свинца), а иногда и других металлоидов или неметаллов (мышьяка, кремния, фосфора).

Разница между латунью и бронзой

Согласно современным определениям, бронза — это сплав меди и олова, а латунь — сплав меди и цинка. Однако различие между двумя сплавами не всегда было столь четким. На самом деле слово «бронза» происходит от французского слова бронза , которое, в свою очередь, происходит от итальянского слова бронза , означающего «колокольный металл или латунь». Итальянское слово восходит к старому персидскому слову, обозначающему латунь. Старые объекты лучше всего называть «медными сплавами» из-за их различного состава.

Ранняя история

Бронза заменила хрупкий камень и мягкую медь, по крайней мере, уже в 5-м тысячелетии до нашей эры. Бронза, используемая в бронзовом веке, была мышьяковой бронзой, которую люди обнаружили в природе или сделали путем смешивания медных и мышьяковых руд. Оловянная бронза вошла в обиход в 3-м тысячелетии до нашей эры. Оловянная бронза превосходит мышьяковистую бронзу тем, что она прочнее, легче отливается и не токсична для очистки.

Свойства бронзы

Свойства бронзы зависят от ее состава и обработки. Однако у большинства бронз есть несколько общих свойств:

• Бронза имеет цвет от коричневого до золотистого.
• Обычно тусклее латуни.
• Бронза имеет немного более высокую температуру плавления, чем латунь.
• И бронза, и латунь обычно имеют слабые кольцеобразные отметины на металлической поверхности.
• Бронза — очень пластичный металл.
• Бронза обладает низким коэффициентом трения по отношению к другим металлам.
• При ударе бронзой о твердую поверхность искры не образуются. Это делает сплав полезным для применений, связанных со взрывоопасными или легковоспламеняющимися материалами.
• В отличие от большинства металлов, бронза слегка расширяется при затвердевании из расплава. Это желательно для литья, так как это означает, что металл заполняет форму по мере охлаждения.
• Бронза относительно хрупкая, но не такая хрупкая, как чугун.
• Сплав имеет более низкую температуру плавления, чем железо или сталь.
• Бронза проводит электричество и тепло лучше, чем большинство сталей.
• На воздухе бронза окисляется и образует тусклый медный налет. Но патина влияет только на поверхность, защищая основной металл. Первоначально патина состоит из оксида меди, который со временем превращается в карбонат меди.
• В то время как бронзовая патина защищает сплав от воздуха, бронза подвергается коррозии в морской воде. Хлориды вызывают «бронзовую болезнь», когда коррозия проникает по всему металлу. Но, как и медь и латунь, бронза обычно обладает хорошей коррозионной стойкостью в морской воде.

Использование

Бронза встречается в обычных повседневных предметах. Вот некоторые области применения бронзы:

• Архитектурные компоненты, такие как перила лестниц, почтовые ящики, декоративные элементы и оконные рамы
• Подшипники
• Колокольчики
• Бронзовая вата, которая является альтернативой стальной вате и не оставляет металлических нитей, которые могут вызвать короткое замыкание и искрение
• Монеты, в том числе старые пенни насосы, штоки клапанов и автомобильные трансмиссии
• Морская архитектура, включая корпуса, насосы, детали двигателей, гребные винты
• Медали
• Зеркала
• Компоненты нефтяных вышек
• Некоторые саксофоны
• Скульптуры
• Маленькие электродвигатели
• Гитальные и фортепианные струны
• Металлические зажимы
• Инструменты безопасности (Hammers, Mallets, Harenches)
• Wints
• Springs

Allze Allze Allze Allze.

по их составу. Вот некоторые распространенные сплавы:

• Алюминиевая бронза : Алюминиевая бронза содержит от 6% до 12% алюминия, до 6% железа и до 6% никеля. Это прочный сплав с отличной коррозионной стойкостью и износостойкостью. Алюминиевая бронза — это предпочтительный сплав для насосов, клапанов или другого оборудования, подвергающегося воздействию агрессивных жидкостей.
• Мельхиор : Мельхиор или медно-никелевый сплав представляет собой бронзовый сплав, содержащий от 2% до 30% никеля. Сплав обладает высокой термической стабильностью и коррозионной стойкостью, особенно во влажном воздухе или паре. Он также превосходит другие виды бронзы в морской воде. Использование мельхиора включает корпуса кораблей, насосы, клапаны, электронику и морское оборудование.
• Нейзильбер : Несмотря на свое обычное название, нейзильбер не содержит серебра. Он получил свое название за свой серебристый цвет. Нейзильбер содержит медь, никель и цинк. Он в меру прочен и обладает приличной коррозионной стойкостью. Нейзильбер находит применение в музыкальных инструментах, оптическом оборудовании, украшениях и столовой посуде.
• Фосфористая бронза (оловянная бронза): Фосфористая бронза содержит от 0,5% до 1,0% олова и от 0,01% до 0,035% фосфора. Этот сплав прочен и прочен, имеет мелкое зерно, низкий коэффициент трения и высокую усталостную прочность. Фосфористая бронза находит применение в пружинах, шайбах, электрооборудовании и сильфонах.
• Кремниевая бронза : Кремниевая бронза включает как красную кремнистую латунь, так и красную кремнистую бронзу. Красная латунь содержит около 20% цинка и 6% кремния, а красная бронза содержит меньше цинка. Кремниевая бронза содержит мало свинца и может содержать марганец, олово или железо. Кремниевая бронза обладает высокой коррозионной стойкостью и прочностью. Используется для насосов и штоков клапанов.

Ссылки

• Алавудин А. ; Венкатешваран, Н.; Виноулин Джаппс, JT (2006). Учебник технических материалов и металлургии . Медиа брандмауэра. ISBN 978-81-7008-957-5.
• Гейл, В. Ф.; Тотемайер, TC (ред.) (2003). Справочник Smithells Metals (8-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 9780750675093.
• Торнтон, К.; Ламберг-Карловский, CC; Лизерс, М .; Янг, С.М.М. (2002). «О булавках и иглах: отслеживание эволюции легирования на основе меди в Тепе Яхья, Иран, с помощью анализа ИСП-МС обычных предметов». Журнал археологических наук . 29 (12): 1451–60. doi:10.1006/jasc.2002.0809
• Tylecote, R.F. (1992). История металлургии (2-е изд.). Лондон: Maney Publishing, для Института материалов. ISBN 978-1-

  3-79-2.

Руководство по 360 Brass | 360 Brass Properties

Опубликовано Interstate Metal Inc 7 сентября 2021 г. 13:59 | Оставить комментарий

Латунь
360 — один из самых популярных медных сплавов, доступных сегодня. Смесь меди и цинка 60-40, содержащаяся в латуни 360, создает сплав с высокой коррозионной стойкостью, впечатляющей прочностью и долговечностью. Состав латуни 360 с содержанием свинца 3% также помогает улучшить обрабатываемость и обрабатываемость сплава.

Благодаря этим желательным свойствам латунь 360 используется для производства широкого спектра компонентов, включая латунные стержни, втулки, соединители, муфты, валы насосов и многое другое. В этом блоге мы рассмотрим различные свойства и области применения латуни 360, а также выбор высококачественных латунных материалов 360, которые мы предлагаем в Interstate Metal.

Латунь на продажу

Каковы свойства латуни 360?

Уникальный химический состав латуни

360 наделяет ее многочисленными свойствами, которые делают ее пригодной для целого ряда различных применений. Чтобы помочь объяснить, что делает латунь 360 таким полезным сплавом, мы рассмотрим ее химический состав, ее механические характеристики и другие ключевые свойства.

360 Химический состав латуни

Латунный сплав 360 имеет следующий химический состав:

• Медь: 61,5%
• Цинк: 35,5%
• Свинец: 3,0%
• Железо: 0,35%

Этот химический состав придает несколько желаемых свойств. Во-первых, латунь 360 невероятно устойчива к коррозии благодаря высокому содержанию меди и цинка. Латунь 360 также имеет предел прочности при растяжении до 68 000 фунтов на квадратный дюйм и предел текучести при растяжении до 45 000 фунтов на квадратный дюйм, что позволяет материалу сохранять структурную целостность даже при использовании в условиях высоких нагрузок. Несмотря на свою впечатляющую прочность, латунь 360 остается довольно ковкой, имея рейтинг обрабатываемости 100. Это делает ее наиболее поддающейся обработке из всех медных сплавов.

Механическая информация

• Плотность : 0,307 фунта/дюйм3
• Предельная прочность на разрыв : 49 000–68 000 фунтов на кв. дюйм
• Предел текучести при растяжении : 18 000–45 000 фунтов на кв. дюйм
• Модуль упругости : 14 100 тысяч фунтов на квадратный дюйм
• Модуль сдвига : 5370 тыс.фунтов/кв.дюйм
• Прочность на сдвиг : 30 500–45 000 фунтов на кв. дюйм
• Температура плавления : 1630°F – 1650°F
• Электропроводность : 26% IACS
• Твердость по Роквеллу : B78
• Относительное удлинение при разрыве : 53%
• Коэффициент Пуассона : 0,31
• Обрабатываемость в процентах : 100%

Другие общие названия для 360 Brass

В дополнение к латуни 360 этот сплав также известен под общими торговыми названиями, такими как CDA 360, UNS 36000, C360, ISO CuZn36Pb3 и латунь для автоматической резки.

Применение латуни 360

Благодаря своей впечатляющей прочности, коррозионной стойкости и обрабатываемости латунь 360 является популярным сплавом для широкого спектра отраслей и применений, в том числе:

• Сантехника
• Детали винтовых машин
• Гайки
• Болты
• Валы насосов
• Муфты
• Втулки
• Соединители
• Фитинги
• Электрические компоненты
• Компоненты промышленного оборудования
• Стержни клапанов
• Плата реле

360 изделий из латуни на Interstate Metal

В Interstate Metal мы с гордостью предлагаем высококачественные латунные прутки 360 для наших клиентов по всей стране, которые полагаются на этот сплав для своего промышленного применения. Наша продукция из латуни 360 включает в себя круглые, шестигранные, прямоугольные и квадратные стержни, которые можно заказать различной толщины и длины. Мы также даем нашим клиентам возможность выбрать нестандартную длину при размещении заказа.

Латунь

360 — это действительно впечатляющий сплав, предлагающий отличные физические свойства, которые делают его популярным для обработки невероятно широкого спектра компонентов для столь же широкого спектра применений. Вы можете рассчитывать на Interstate Metal, чтобы предоставить вам 360 лучших латунных слитков на рынке сегодня по самым конкурентоспособным ценам. С 1990 года Interstate Metal специализируется на производстве и продаже материалов из латуни, меди, алюминия и латунных сплавов, не содержащих свинца.

Наша приверженность качеству и удовлетворенности клиентов так же тверда, как и при основании нашей компании более 30 лет назад. Чтобы узнать больше о наших продуктах из латуни 360, свяжитесь с нами или запросите предложение сегодня.

латунь или бронза, что лучше? — LEADRP

Сегодня в обрабатывающей промышленности широко используются сплавы металлов, таких как бронза и латунь. Эти два металла известны как «красные металлы» из-за их цвета. Бронза и латунь обладают широким спектром свойств, потому что они содержат множество других элементов. Латунь обычно изготавливают из меди и цинка, а бронзу обычно изготавливают из меди и олова в виде сплава меди.

Хотя свойства этих двух металлов схожи, их необходимо различать, чтобы правильно использовать. Сравнение их характеристик, свойств и преимуществ — вот о чем этот пост.

Чтобы сравнивать латунь и бронзу, нам нужно четко понимать, что такое латунь и бронза. Этот раздел был разработан, чтобы дать читателям четкое представление о том, что представляет собой каждый металл.

Содержание

Что такое бронза?

Медно-стронций является основным компонентом бронзы, представляющей собой металлический сплав. Этот металл, известный как бронзовый век, восходит к 3500 г. до н.э., когда его впервые использовали шумеры. Он классифицируется как медный сплав на основании его механических свойств и содержащихся в нем определенных легирующих элементов.

Используя различные составы элементов, можно улучшить свойства и характеристики бронзы. Марганец, никель, кремний, свинец, сурьма и цинк — вот лишь несколько примеров этих металлов. Из-за этого дизайнеры могут выбирать из широкого спектра марок бронзы. Хотя чугун более хрупок, бронза менее ломка, чем чугун, который обычно имеет красновато-коричневый или золотой цвет и более хрупок.

Что такое латунь?

Основными компонентами латуни являются медь и цинк. Латунь также содержит олово, железо, алюминий, свинец, кремний и марганец. Латунь обладает широким спектром электрических и механических свойств благодаря своему элементному составу. Цинк улучшает пластичность и прочность меди за счет увеличения содержания цинка в латуни. Чем больше цинка содержится в латунном сплаве, тем более податливым и прочным он становится.

В зависимости от соотношения цинка и меди латунь может быть разных цветов, от ярко-золотого до серебряного. Его можно сравнить с цинком по пластичности и низкому трению при обработке других металлов. Кроме того, из-за сходства с золотом латунь часто используется в декоративных целях.

Бронза и латунь: в чем разница?

В этом разделе обсуждаются сходства и различия между бронзой и латунью.

Состав элементов между бронзой и латунью

Элементный состав бронзы и латуни можно использовать для различения двух металлов. Бронза состоит из меди (Cu) и олова (Sn) в качестве основных компонентов, а также содержит следующие компоненты:

• Алюминий
• Свинец (Pb)
• Сурьма
• Никель (Ni)
• Фосфор (P)
• Кремний (Si)
• Сера (S)
• Кобальт
• Хром
• Цинк

Латунь, с другой стороны, представляет собой простой медно-цинковый сплав. Медь (Cu) и цинк (Zn) являются первичными элементами в природе, но в зависимости от формы сплава они также содержат следующие компоненты:

• TIN (SN)
• СЕРФУР (S)
• Кремний (SI)
• Phosphorus (P)
• Никель (NI)
• Свинец (PB)
• Железо (Fe)
• Антимона (SB)
• Алюминий (Al)

Бронза или латунь: что лучше?

Бронза или латунь, обладающая лучшей коррозионной стойкостью

Уровень коррозионной стойкости латуни и бронзы также можно использовать для сравнения двух металлов. Медь (Cu) в бронзе вызывает ее окисление на воздухе, что приводит к образованию пятнистой патины. В результате бронза не будет так быстро подвергаться коррозии в морской среде, поэтому это важное соображение. У бронзы развивается болезнь, известная как «бронзовая болезнь», когда она вступает в контакт с соединениями хлора. Бронза становится более уязвимой для коррозии в результате этого заболевания, а медный сплав со временем постепенно деградирует. Для лодок и морских деталей бронза является популярным выбором из-за ее устойчивости к коррозии в морской воде.

Латунь, с другой стороны, предназначена для защиты от коррозии, особенно в морской воде, из-за гальванического заряда. Когда латунь подвергается коррозии, она теряет содержание цинка, что приводит к процессу, известному как децинкификация, в результате которого остается только медь. В ходе этого процесса цвет латуни меняется с желтого на розовый. Бронзовый слой можно покрыть, чтобы остановить этот процесс.

Бронза или латунь, обладающая большей электропроводностью.

Медь является основным металлом в обоих этих сплавах. Электропроводность большинства металлов измеряется относительно меди как золотого стандарта. Латунь и бронза имеют относительно низкую электропроводность по сравнению с другими исследованными нами металлами. Если бронза и латунь сделаны в основном из меди, их проводимость должна быть почти такой же, как у меди. Из-за наличия различных других элементов это не так. Именно из-за этого характеристики электропроводности бронзы и латуни ухудшаются. Как правило, латунь имеет только 28% проводимость по сравнению с медью. Некоторые бронзы содержат всего 7% и обладают такой же проводимостью, как медь.

Бронза или латунь с лучшей теплопроводностью

Если материал обладает высокой теплопроводностью, его можно использовать в тепловых целях. Эта информация полезна для определения того, сколько энергии может быть передано через материал и с какой скоростью. Поскольку латунь имеет гораздо более высокую теплопроводность, чем бронза, последняя является лучшим выбором для конструкции радиатора. Когда дело доходит до термических применений, можно использовать бронзу, но ее аналог – латунь – будет предпочтительнее бронзы.

Бронза или латунь с более высокой температурой плавления

И бронза (315–1080 °C), и латунь (809–1030 °C) являются легко отливаемыми металлами с более высокой температурой плавления. Очень важно знать температуру плавления латуни или бронзы при выборе материала для проекта. Это связано с возможностью отказа компонента в точке плавления.

Чтобы что-то превратилось из твердого в жидкое, оно должно сначала достичь точки плавления. На этом этапе материал готов для отливки в различные формы. Желаемые механические свойства должны быть приняты во внимание при использовании латуни или бронзы для фасонного корпуса. Латунь, скорее всего, будет полезна для декоративного проекта, а бронза, скорее всего, будет полезна для более прочного.

Бронза или латунь, обладающие большей твердостью

Реакция материала на локальное поверхностное напряжение и реакция материала на вмятины, царапины и многое другое измеряется твердостью материала. Шкала твердости Бринелля является одной из нескольких мер твердости, существующих в этом контексте. Индентор используется для измерения реакции материала на заданную силу. Бронзовый предмет получает по этой шкале от 40 до 420 баллов, а латунный — от 55 до 73.

Сравнение твердости бронзы и латуни показывает, что с бронзой в среднем немного сложнее работать. Бронза более хрупкая, чем латунь, потому что это более твердый материал, и это правило выполняется. Долговечность и прочность материала являются важными факторами для проекта. Но если требуется обрабатываемость, латунь гораздо предпочтительнее бронзы.

Бронза или латунь, что легче

Латунь и бронза являются металлами, поэтому при сравнении их веса можно использовать воду в качестве исходного уровня удельного веса. Затем он сравнивается как доля более тяжелой или более легкой плотности латуни и бронзы. Мы обнаружили, что бронза является самым тяжелым из металлов, ее плотность варьируется от 7400 до 89 единиц.00 кг/м3. Латунь, с другой стороны, весит от 8400 до 8730 кг/м3 в зависимости от ее элементного состава.

Бронза или латунь, что долговечнее?

Материал может оставаться функциональным в течение периода полураспада без необходимости чрезмерного ремонта или технического обслуживания, что определяет долговечность материала. Несмотря на свою прочность, бронза — хрупкий металл, с которым трудно работать. Кроме того, бронза может противостоять воде, что делает ее устойчивой к коррозии под воздействием воды. Напротив, латунь прочна, но менее долговечна, чем бронза. В результате он достаточно устойчив к коррозии и растрескиванию.

Бронза или латунь, которые лучше поддаются обработке

Обрабатываемость – это мера способности металла выдерживать такие процессы механической обработки, как штамповка, фрезерование, токарная обработка и т. д. Показатель обрабатываемости материала оказывает значительное влияние на тип механической обработки, которая может быть выполнена на нем.

Процент обрабатываемости рассчитывается путем сравнения обрабатываемости материала с эталонным материалом, имеющим рейтинг 100%. Латунь и бронза, которые сложнее обрабатывать, имеют процентное содержание ниже 100. Есть несколько медных сплавов, которые были специально разработаны для механической обработки, например, латунный сплав C360. Латунь более податлива, чем бронза, что делает ее лучшим материалом для изготовления ювелирных изделий. Несмотря на то, что латунь считается твердой, бронза, сплав меди и олова, намного мягче латуни. Латунь более податлива, чем другие металлы, поэтому с ней легче работать с точки зрения формовки, резки и опиливания.

Бронза или латунь, которые лучше свариваются

Что касается сварки, можно использовать как бронзу, так и латунь. Как правило, латунные сплавы, содержащие свинец, свариваются труднее, чем латунные сплавы с меньшим содержанием цинка. Латунь с содержанием цинка 20 % или менее считается хорошо свариваемой, в то время как латунь с содержанием цинка 20 % или более считается удовлетворительной. Литые латунные металлы, с другой стороны, могут быть сварены лишь незначительно.

С другой стороны, свариваемость сплавов неэтилированной бронзы удовлетворительная, но они подвержены растрескиванию под нагрузкой. С другой стороны, свинцово-фосфорная бронза может быть точно сварена с помощью SMAW.

Бронза или латунь с лучшим пределом текучести

В соответствии с этим определением максимальное напряжение, при котором металл будет постоянно деформироваться, называется пределом текучести. При сравнении двух металлов латунь имеет более высокий предел текучести, чем медь. Предел текучести бронзы 69,0–800 МПа (10 000–116 00 фунтов на кв. дюйм) и предел текучести латуни 34,5–683 МПа (5 000–99 100 фунтов на кв. дюйм) подтверждают это утверждение.

Бронза или латунь, обладающие большей прочностью на растяжение

В обрабатывающей промышленности прочность материала является основным фактором при принятии решения о том, какой тип материала использовать. Повышенная прочность на растяжение бронзы и латуни при холодной обработке или, в случае латуни, при добавлении большего количества цинка, делает их очень востребованными металлами.

Прочность на растяжение отожженной бронзы составляет 50 Ksi (350 МПа), в то время как холоднокатаный вариант металла имеет еще более высокую прочность на растяжение — 92 Ksi (635 МПа). При отжиге и холоднокатаном отпуске предел прочности при растяжении составляет от 53 кг/см2 (365 кг/см2) до 88 кг/см2 (607 кг/см2).

Бронза или латунь, обладающие большей прочностью на сдвиг

Прочность на предел текучести или разрушение конструкции, особенно когда металл разрушается при сдвиге. Термин «поперечная нагрузка» относится к силе, которая заставляет материал или компонент скользить или разрушаться в плоскости, перпендикулярной направлению силы. В то время как бронза имеет самую низкую прочность на сдвиг, латунь имеет самую высокую прочность, от 35 000 фунтов на квадратный дюйм до 48 000 фунтов на квадратный дюйм.

Сравнение цветов бронзы и латуни

Использование цвета — это быстрый и простой способ определить разницу между бронзой и латунью. Цвет бронзы можно охарактеризовать как красновато-коричневый. При введении в бронзовую смесь других элементов это свойство может несколько измениться. Неважно, насколько изменилась бронза; их все еще легко отличить друг от друга. Латунь, с другой стороны, имеет приглушенный желтый оттенок, который по внешнему виду очень напоминает тусклое золото. Это делает его отличным материалом для мебели и светильников из-за этого.

Бронза или латунь, что дешевле?

Содержание меди в куске бронзы или меди может оказать существенное влияние на конечный продукт. В обоих сплавах цена зависит от количества присутствующей меди. Бронза, с другой стороны, обычно дороже латуни. Это связано с содержанием меди и процессом производства бронзы.

Применение латуни и бронзы

Бронза

Бронза доступна в широком диапазоне сплавов и форм и может использоваться для самых разных целей. До того, как нержавеющая сталь стала широко использоваться для изготовления кораблей и лодок, бронза широко использовалась для изготовления монет. Бронза до сих пор используется в корабельных гребных винтах и ​​подводных подшипниках. В современном мире бронза используется для изготовления подшипников, пружин, втулок, опорных подшипников автомобильных трансмиссий, подшипников небольших электродвигателей и многих других применений.

При ударе о твердую поверхность бронзовые инструменты, такие как молотки, молотки и гаечные ключи, не дают искр. Из них же изготавливают бронзовую вату для деревообработки. Скульптуры, музыкальные инструменты и электрические контакты могут выиграть от бронзы. Бронзовые сплавы имеют широкий спектр характеристик, включая следующие:

Марганцевая бронза

Известный своей коррозионной стойкостью и высокой прочностью, этот бронзовый сплав широко используется в аэрокосмической, крепежной, морской и нефтегазовой промышленности. Марганцевая бронза содержит небольшие добавки марганца, железа и алюминия, а также свинец для смазывающих, противозадирных и связующих свойств. Как и алюминиевые бронзы, они сочетают в себе высокую прочность с отличной коррозионной стойкостью. Подшипники из марганцевой бронзы могут работать на высоких скоростях при больших нагрузках, но требуют высокой твердости вала и неабразивных условий эксплуатации. Благодаря своей прочности и долговечности, это отличный выбор для тяжелых условий эксплуатации. Из марганцевой бронзы можно сделать следующее:

• Запчасти для шасси
• втулках на стойке
• Детали винтовой машины
• Подшипники
• втулках
• Gears
• СВОЕКИ ВИНТЫ

TIN-BRNZE

Основная функция TIN в этих Броне. Оловянная бронза чрезвычайно прочна, тверда и пластична. Такое сочетание характеристик обеспечивает им высокую несущую способность, хорошую износостойкость и способность выдерживать удары. Сплавы известны своей устойчивостью к коррозии в морской воде и рассолах. Оловянная бронза обладает отличной коррозионной стойкостью, особенно при воздействии морской воды. Он обладает хорошими износостойкими и усталостными свойствами и в некоторой степени может подвергаться механической обработке. Из сплава можно сделать следующее:

• Подшипники
• Шестерни покрыты бронзой.
• Втулки и другое морское оборудование
• Детали насосов, такие как поршневые кольца и рабочие колеса насосов

Алюминиевая бронза

Сплавы алюминиевой бронзы популярны из-за их высокой прочности и отличной коррозионной стойкости и износостойкости. Алюминиевая бронза C95400 — популярная литая алюминиевая бронза с высокой прочностью и отличной износостойкостью и коррозионной стойкостью. Хотя этот сплав поставляется в литом состоянии, он может подвергаться термообработке для улучшения механических свойств для более требовательных применений, включая:

• Gears
• Bushings
• Bearings
• Preserving food (baskets/hooks)
• Components of valves
• Machine Tool Ways

Silicon Aluminum Bronze

Silicon Aluminum Bronze is a well-known relative of Aluminum Bronze alloys , с преимуществами, варьирующимися от высоких механических свойств до непревзойденных антикоррозионных свойств, стойкости к истиранию и сопротивления усталости. В основном он состоит из кремния, алюминия и меди. Кремниевая алюминиевая бронза может использоваться для следующих применений:

• Запчасти для шасси
• втулках на стойке
• Сказочные подшипники
• Руководство клапана
• Сборки безопасности ремнями
• Оборотное оборудование
• для насоса. Кроме того, никель-алюминиевая бронза, кремниево-алюминиевая бронза, кремниевая бронза, кремниево-железная бронза, никель-кремниевая бронза, никель-серебряная бронза, никель-оловянная бронза, освинцованная бронза, фосфористая бронза и бессвинцовая бронза также относятся к семейству бронзовых сплавов. Для получения дополнительной информации посетите вики-страницу Bronze.

  Латунь

  Латунь можно использовать во многих отраслях промышленности. Из-за своего сходства с золотом он часто используется в качестве декоративной детали. Латунь является идеальным материалом для изготовления музыкальных инструментов из-за ее долговечности и простоты обработки. Из этого материала можно изготавливать устойчивые к коррозии сантехнические трубы и трубки. Из-за своей высокой электропроводности латунь обычно используется в электронных устройствах. Латунь используется в различных механических компонентах, в том числе в отливке корпуса винтовки М-16, шестернях и подшипниках, и это лишь некоторые из них. Латунные сплавы с особыми свойствами имеют широкий спектр применения.

  Красная латунь

  Красная латунь — самый прочный из всех металлов, используемый в сантехнической промышленности и коммерческих водопроводах. Он обладает отличной стойкостью к обесцинкованию и сезонному растрескиванию, которыми славится большинство латуней с высоким содержанием меди. Для изготовления этого сплава латуни используется около 95% меди и 5% цинка. Красная латунь, которую легко формуют или придают ей желаемую форму, представляет собой мягкий латунный сплав. Красная латунь также рекомендуется для подземных коммуникаций, так как она обладает отличной коррозионной стойкостью ко всем типам питьевой воды и имеет умеренную прочность и хорошее сохранение упругих свойств.

  Например, в сплав красной латуни C352 добавлено небольшое количество мышьяка, чтобы предотвратить выщелачивание цинка из сантехнических изделий хлорированной водой, что в конечном итоге приводит к ослаблению и растрескиванию сантехнических изделий. Red Brass C352 может использоваться для следующих целей:

  Изготавливается из фитингов и ниппелей для подачи воды в коммерческом водопроводе и OEM-приложениях. недорогие подшипниковые материалы. Фасция является частью архитектурного дизайна.ЗначкиФурнитура для лодок и кораблейРучки для дверейДекоративные окантовкиГравировка травлением латуни ЛатуньC35600 или C37000 является общим обозначением гравировки латуни, которая имеет содержание свинца от 1% до 2%. Итак, как следует из его суффикса, его основное использование, по сути, заключается в гравировке табличек и именных табличек. Гравюра на латуни может использоваться для следующих целей: оборудование для свободной резки латунного обода для строителей, счетчики зубчатых колес и компоненты часов.

  Желтая латунь

  Желтая латунь имеет относительно хорошую коррозионную стойкость, умеренно высокую прочность и в некоторых формах очень хорошую пластичность. Они доступны во многих формах, включая стержень, стержень, лист, пластину и многое другое. Например, желтая латунь C260 представляет собой сочетание меди и цинка. Это привлекательный материал с гладкой поверхностью из желтой латуни, который может иметь полированную или матовую (сатинированную) поверхность. Латунь C260 можно использовать в агрессивных средах. Латунь C260 образует тонкую защитную патину (слой), которая, в отличие от стали и железа, не ржавеет при воздействии атмосферы. Он обладает отличной способностью к холодной обработке и широко используется в автомобильной промышленности, а также в производстве сантехники, скобяных изделий и компонентов боеприпасов. Желтая латунь может использоваться для следующих применений:

  • Автомобильная промышленность: контакты одометра, сердечники нагревателя, термостаты, электрические разъемы, сердечники радиатора, трубка радиатора, бачки радиатора, баки
  • Строительное оборудование: контакты одометра, сердечники нагревателя, термостаты, электрические разъемы, сердечники радиатора, трубка радиатора, бачки радиатора , Резервуары
  • Потребитель: защелки, кашпо, экраны для каминов, изделия с гравировкой, клетки для птиц, монеты, звенья цепи, вставки и зажимы для ручек/карандашей, детали шприцев, детали часов, бижутерия, пуговицы, корпуса – электрические розетки, лампы
  • Электрооборудование: клеммные соединители, корпуса фонарей, светильники, отражатели, винтовые корпуса
  • Крепежные изделия: штифты, заклепки, крепежные детали, втулки, проушины, винты
  • Промышленность: системы подачи воздуха под давлением, звукоизоляционное оборудование, пружины, цепи, бусины Цепи, трубки для приборов и машин, теплообменники, насосные цилиндры, проволочные сетки, насосы, вкладыши, силовые цилиндры
  • Постановление: гильзы для боеприпасов, механические кожухи для зажигалок, гильзы – механические кожухи для боеприпасов, боеприпасы
  • Сантехника: фитинги, сантехника, сантехнические аксессуары, накладки на краны, ловушки, сантехнические изделия из латуни
  • Архитектура: решетки
  • Другое: трафареты, шайбы бывшие в употреблении прутки из медных сплавов, используемые как на рынках Северной, так и Южной Америки, уступающие только самой меди! Он используется для изготовления различных винтовых станков. Его 100-процентная обрабатываемость обусловлена ​​благоприятным взаимодействием между основной структурой материала и несколькими процентами свинца. В результате получается сплав с хорошими техническими характеристиками и возможностью механической обработки при чрезвычайно низких затратах. Он часто используется в следующих контекстах:
    • Строительное оборудование: корпуса замков, скобяные изделия, фурнитура
    • Потребитель: горячие расчески (для выпрямления волос)
    • Крепеж: болты, гайки, винты Штуцеры, адаптеры, винтовые станки, манометры, седла клапанов, обшивка клапанов, стержни клапанов, сопла, шестерни, шестерни
    • Сантехника: изделия из латуни для сантехников, штоки кранов, седла кранов, сантехническая арматура.

    Как отличить латунь от бронзы

    Латунь обычно имеет приглушенный желтый оттенок, очень похожий на тусклое золото, что делает ее хорошим материалом для мебели и светильников. Бронза, с другой стороны, почти всегда выглядит красновато-коричневой. Эта характеристика может немного измениться при добавлении в смесь других элементов, но отличить их все же легко. Если вы не можете отличить их невооруженным глазом, то мы можем попробовать другие способы.

    Используйте пасту из соли и уксуса, чтобы тщательно очистить два металла, прежде чем пытаться их идентифицировать. Патина, темный или зеленый слой, который со временем образуется на бронзе и латуни, объясняет это. Из-за этой патины трудно определить разницу между двумя металлами. Соль, муку и белый уксус следует смешать, чтобы получилась густая паста для тщательной очистки. Затем с помощью губки нанесите пасту на металл и смойте ее горячей водой.

    Посмотрите, имеет ли металл красновато-коричневый цвет. После того, как металл был очищен, чтобы показать его истинный цвет, проверьте, не имеет ли он красновато-коричневого оттенка. Латунь, напротив, состоит из меди и олова, поэтому имеет желтоватый оттенок. Держа в руках различные металлы, вы сможете более четко увидеть цвет, что облегчит его идентификацию. Если металл красновато-коричневый, скорее всего, это бронза.

    Из-за содержания меди и цинка латунь на первый взгляд кажется желтоватой. Медно-желтый цвет кажется более тусклым и менее ярким по сравнению с золотым, который кажется более желтым. Это латунь, если металл желтоватый и не сильно потускнел.

    Понимание латунных сплавов Cu-Zn с использованием кластерной модели ближнего порядка: значение конкретных составов промышленных сплавов

    • Список журналов
    • Научные отчеты
    • PMC4233332

    Научная Республика, 2014 г.; 4: 7065.

    Published online 2014 Nov 17. doi: 10.1038/srep07065

    , ^{1, 2} , ^{a, 1, 3} , ^{b, 1} and ^{c, 3}

    Информация об авторе Примечания к статье Информация об авторских правах и лицензиях Отказ от ответственности

    Металлические сплавы демонстрируют сложный химический состав, который еще не изучен. Широко признано, что за выбором состава лежит механизм ближнего порядка для твердых растворов. В настоящей статье этот фундаментальный вопрос рассматривается путем изучения гранецентрированных кубических α-латуней Cu-Zn. Вводится новый структурный подход — модель «кластер плюс атом клея», которая подходит специально для описания структур ближнего порядка в неупорядоченных системах. Указаны два типа формул [Zn-Cu ₁₂ ]Zn _1~6 и [Zn-Cu ₁₂ ](Zn,Cu) ₆ , которые объясняют α-латуни, перечисленные в спецификациях Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM). В этих формулах части, заключенные в скобки, представляют 1^-й -соседний кластер, и каждый кластер соответствует от одного до шести 2^-й -соседних атомов Zn или шести смешанных (Zn,Cu) атомов. Такой кластерный формулизм описывает 1 ^st — и 2 ^nd -соседние локальные атомные единицы, где взаимодействие растворенного вещества и растворителя выполняется идеально. Также объясняются промышленные сплавы Cu-Ni, что доказывает универсальность кластерного подхода к пониманию выбора сплава. Выявление формул состава для промышленных сплавов Cu-(Zn,Ni) указывает на обычное существование простых правил состава, лежащих в основе, казалось бы, сложной химии промышленных сплавов, тем самым предлагая фундаментальный и практичный метод интерпретации состава всех видов сплавов.

    Промышленные сплавы на основе твердых растворов обычно попадают в узкие диапазоны состава, но конкретное правило, в соответствии с которым выбираются эти составы, в значительной степени неизвестно. Сплавы в стандартных спецификациях в основном разрабатываются методом проб и ошибок. Обычно составы и свойства не связаны напрямую из-за участия многомасштабных структур. Промышленные сплавы часто подвергаются сложным процессам изготовления, таким как затвердевание и термомеханическая обработка. Каждый этап обработки вносит новые структурные изменения в сплавы. Поэтому, несмотря на очевидный факт, что промышленные сплавы классифицируются по разным спецификациям, правило выбора состава сплава далеко не понятно.

    Следует отметить, что процессы изготовления промышленных сплавов обычно включают стадию высокотемпературной обработки на твердый раствор, а конечные структуры получают из однофазного исходного состояния. Именно стабильность этих исходных фаз определяет структуру при комнатной температуре и, в конечном итоге, характеристики. Наиболее известным примером являются стали, которые обычно относятся к аустенитному состоянию, и различные типы стали, такие как аустенитная, мартенситная, ферритная, перлитная и т. д., производятся из аустенита с различной стабильностью. Структура этих исходных состояний, являющихся однофазными твердыми растворами, характеризуется ближним химическим порядком. В этом смысле процессы изготовления адаптированы таким образом, чтобы вносить соответствующие структурные изменения в основные исходные твердые растворы, такие как структурные дефекты разного масштаба и фазовые переходы. Конструкция сплава может быть значительно упрощена, поскольку речь идет только об однофазном состоянии, а состав может быть напрямую связан со стабильностью исходной фазы.

    Однако структурное описание твердых растворов проблематично. Пока что твердые растворы в лучшем случае выражаются статистическими параметрами ближнего порядка, такими как параметр Уоррена-Коули α _n ¹ , из-за наличия беспорядков. Этот параметр α _n отражает заселенность позиций для оболочки n ^th соседями в бинарном сплаве AB, определяемую как , где – вероятность нахождения атома A в окрестности атома B, а х _А и х _В — соответственно пропорции атомов А и В в сплаве, где х _А + х _В = 1. ² , для твердых растворов не существовало модели, которая идентифицировала бы структурные единицы, на которые опирались бы возможные правила состава, потому что формула состава существует только тогда, когда присутствует усредненная единица.

    Мы попытались раскрыть структурные единицы в Fe-содержащих сплавах Cu-Ni ³ , мартенситностареющие стали ⁴ и сплавы β-Ti ⁵ и т. д., следуя новому структурному подходу, названному моделью кластер плюс атом клея, первоначально разработанной нами для квазикристаллов и аморфных сплавов ⁶ . В этой модели любая структура описывается короткодействующей структурной единицей, состоящей из 1 ^st -соседнего координационного полиэдрического кластера и нескольких атомов клея, расположенных вне кластеров, выражаемых кластерной формулой [кластер]клей _x . Для массивного металлического стекла кластер берется из соответствующей фазы расстеклования, а количество атомов клея равно 1 или 3. Далее было указано, что общее число валентных электронов на единицу кластерной формулы для объемного металлического стекла равно обычно около 24 ⁷ , так что формула кластера объемного металлического стекла напоминает «молекулярную» единицу химического вещества. Атомная структура объемного металлического стекла тогда рассматривается как пространственное расположение 1 ^st — соседние кластеры плотно, а 2 ^nd -соседние атомы клея заполняют пространство между кластерами. Все кластеры изолированы друг от друга металлическими стеклами и квазикристаллами, что необходимо для того, чтобы ближние порядки типа центр-оболочка не переросли в дальнодействующие.

    Сплавы с твердым раствором, характеризующиеся химическим ближним порядком, обрабатываются аналогичным образом. Другими словами, могут быть определенные формулы, описывающие химические локальные единицы ближнего порядка в структурах твердого раствора. В настоящем исследовании, в качестве нашей первой попытки понять общее правило состава промышленных сплавов, мы создадим модель «кластер плюс атом клея» для гранецентрированных кубических (ГЦК) твердых растворов путем изучения составов Cu- Zn α-латуни промышленные сплавы. Сплавы Cu-Zn выбраны из-за отсутствия какого-либо перехода в твердое состояние и из-за большой растворимости Zn в Cu, что позволяет выбирать из большого количества сплавов. Система Cu-Zn также представляет собой твердые растворы, образованные растворенными веществами с отрицательными энтальпиями смешения.

    Медно-цинковые латуни, как и многие промышленные сплавы, основаны на твердых растворах основного металла, здесь FCC Cu. На равновесной фазовой диаграмме ⁸ твердый раствор Cu-Zn охватывает широкий диапазон составов, приближаясь к 38,95 массовым процентам (мас.%) Zn при высокой температуре. При обычном изготовлении отливок сплавы Cu-Zn демонстрируют однофазное ГЦК-состояние ниже 35  вес.% Zn; выше этого содержания Zn будет образовываться интерметаллид β-CuZn (типа CsCl), который вызывает дисперсионное упрочнение, но за счет снижения пластичности. По этой причине промышленные сплавы Cu-Zn содержат не более 40,0% масс. Zn, что немного выше предела растворимости Zn в Cu.

    Хотя Zn может растворяться в FCC Cu в широком диапазоне составов, однофазные промышленные сплавы α-латуни ⁹ имеют только определенные составы, обычно {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs» :{«text»:»C21000″,»term_id»:»1622110″,»term_text»:»C21000″}}C21000 (золочение металла, 95Cu-5Zn, число перед элементами, обозначающее мас. %), {«type «:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«текст»:»C22000″,»term_id»:»1669000″,»term_text»:»C22000″}}C22000 (коммерческая бронза, 90Cu-10Zn), {» type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«текст»:»C23000″,»term_id»:»2309088″,»term_text»:»C23000″}}C23000 (красная латунь, 85Cu-15Zn), {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C24000″,»term_id»: «2103797»,»term_text»:»C24000″}}C24000 (низкая латунь, 80Cu-20Zn), {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C26000″,»term_id» :»2309845″,»term_text»:»C26000″}}C26000 (картридж латунь, 70Cu-30Zn), и {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C27000″,» term_id»:»2310845″,»term_text»:»C27000″}}C27000 (желтая латунь, 65Cu-35Zn). Замечено, что многие свойства имеют очевидную зависимость от содержания Zn (например, см. графики свойств-состава на стр. 296, Справочник Американского общества металлов (ASM) ⁹ ). В частности, предел прочности при растяжении быстро возрастает с увеличением содержания Zn, что свидетельствует об эффективном упрочняющем эффекте растворенного вещества, и тенденция к повышению замедляется при содержании цинка выше примерно 20  вес. %. При изменении прочности удлинение сначала падает вниз, а после 10 мас.% Zn увеличивается.

    Давно предполагалось, что за многими «аномальными» поведенческими характеристиками при определенных концентрациях Zn лежит механизм ближнего порядка в α-латуни (см., например, 9).0135 10 ^,11 и приведенные в них ссылки), включая внутреннее трение, релаксацию напряжений, текучесть, упрочнение, энергию активации ползучести, коэффициент активности, удельную теплоемкость, наклевку, электрическое сопротивление и т. д. Первая прямая доказательство ближнего упорядочения было предоставлено экспериментом по диффузному рассеянию нейтронов в сочетании с моделированием Монте-Карло на монокристалле α-латуни, содержащем 31,1 атомных процента (ат.%) Zn ¹² . Параметр ближнего порядка Уоррена-Коули для положения ближайшего соседа (1,1,0), α ₁ = -0,1373, является отрицательным, что означает, что предпочтение отдается разнородному Cu-Zn ближайшего порядка. Параметр α для положения второго ближайшего соседа (2,0,0) положительный, α ₂ = 0,1490, что позволяет предположить, что вторые соседи преимущественно заняты атомами Zn. В соответствии с этой картиной ближний порядок в конечном итоге должен был прийти к упорядоченному состоянию Cu ₃ Zn со структурным типом AuCu ₃ . представляет 1 ^st -соседний кубооктаэдрический многогранник [Zn-Cu ₁₂ ] и 2 ^nd -соседний октаэдр, состоящий из шести атомов Zn, идентифицированный в Cu ₃ Zn. Расчет свойств в основном состоянии, основанный на методе функции Грина ¹³ , подтвердил, что энергии смешения между Cu и Zn всегда отрицательны, ΔH _Cu-Zn < −6  кДж/моль, и, по совпадению, 1 ^ст. -соседний параметр ближнего порядка Уоррена-Коули, α ₁ , всегда отрицателен во всем диапазоне концентраций.

    Открыть в отдельном окне

    Структура меди ₃ Цинк упорядоченное состояние.

    Конфигурации ближайших соседей 1 ^st и 2 ^nd возможного низкотемпературного упорядоченного состояния Cu ₃ Zn со структурой типа AuCu ₃ , где заняты двенадцать 1 ^st соседей по Cu и шесть 2 ^и соседей по Zn.

    Из-за сложности описания ближних порядков взаимосвязь между составом и соответствующей характеристикой ближнего порядка неизвестна. С целью извлечения простого формулизма для ближнего порядка в твердых растворах мы здесь анализируем схематическую двумерную структуру раствора, показанную на рисунке, где растворенные вещества (желтые кружки) распределены в квадратной решетке растворителя (светло-красные кружки), с разной тенденцией межатомных связей между ними. Большая часть структуры характеризуется локальной структурной единицей, сформированной из [растворенного вещества ₁ -растворитель ₄ ]раствор ₁ , несмотря на наличие различных местных разновидностей, таких как нижний правый угол с большим содержанием растворителя и верхний правый угол с большим содержанием растворенного вещества в . Эта формула охватывает только 1 ^st -соседних атомов и около 2 ^nd -соседних атомов клея. Эта идеализированная локальная атомная конфигурация, отвечающая требованиям межатомного взаимодействия, должна демонстрировать относительно высокую структурную стабильность по отношению к структурам близких составов и, возможно, обладать специфическими свойствами, относящимися к этой особенности локального ближнего порядка. Такое описание могло бы подчеркнуть, что твердорастворные сплавы, хотя и непрерывны по составу, проявляют особые комплексные свойства при определенных составах, где преобладают идеализированные ближние порядки. Следовательно, эта кластерная структурная модель ближнего порядка описывает особые «стабильные твердые растворы».

    Открыть в отдельном окне

    Двумерная структура твердого раствора.

    Схематическая диаграмма, показывающая распределение атомов растворенного вещества (желтые кружки) в квадратной решетке атомов растворителя (светло-красные кружки). Большую часть этой структуры можно представить локальной структурной единицей, сформулированной как [растворенное вещество ₁ -растворитель ₄ ]растворенное вещество ₁ , которое охватывает только 1 ^st -соседи [растворенное вещество ₁ -растворитель ₄ ] кластер (отмечен большим синим кружком) и один 2 ^nd -соседний растворенный атом в качестве атома клея (соединен с центром кластера отрезком синей линии).

    Исходя из этого, мы предлагаем следующую структурную модель стабильных твердых растворов для описания идеального распределения растворенного вещества в ГЦК α-латунях:

    1. В соответствии с относительно — большими отрицательными параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули для ^ст сосед (например, α ₁ = -0,1373 в 31,1 ат.% Zn ¹² ), атом растворенного вещества Zn ближайшим соседом с двенадцатью атомами растворителя Cu, занимающими позиции (1,1,0) × 2/ a ( a — постоянная решетки ГЦК), образуя Zn-центрированную кубооктаэдрический кластер, [Zn-Cu ₁₂ ].

    2. В соответствии с относительно большими положительными параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули для соседей 2 ^и (например, α ₂₀₀ = 0,1490 в 31,1 ат.% растворенный Zn равен 2 ^и — соседние с Zn, расположенные в позициях (2,0,0) × 2/ a , выраженные формулой типа Эта формула (1) описывает сплавы Cu-Zn, демонстрирующие относительно сильные тенденции к ближнему порядку как в 1 ^st , так и в 2 ^nd соседях, охватывающих диапазон составов [Zn-Cu ₁₂ ]Zn ₁ и [Zn-Cu ₁₂ ]Zn ₆

       . .% Zn ≤ 36,8, 14,6 ≤ мас.% Zn ≤ 37,5.

    3. В соответствии с более слабыми параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули в сплавах с низким содержанием цинка ¹³ шесть 2 ^nd -соседей в позициях (2,0,0) × 2/ a заняты смесью Cu и Zn, выраженной формулой типа Эта формула (2) описывает Сплавы Cu-Zn, демонстрирующие относительно слабые тенденции к ближнему порядку у соседей 2 ^и , охватывающих диапазон составов [Zn-Cu ₁₂ ]Cu ₆ и [Zn-Cu ₁₂ ](Zn ₁ Cu ₅ ), или 5,3 ≤ ат. % Zn ≤ 10,5, 5,4 ≤ мас. % Zn ≤ 10,8.

    Таким образом, в соответствии с формулами типов (1) и (2) устойчивые твердые растворы Cu-Zn существуют в интервале составов 5,3 ≤ ат. % Zn ≤ 36,8 или 5,4 ≤ мас. % Zn ≤ 37,5.

    В реальных твердорастворных сплавах должны присутствовать различные степени разупорядочения и иметь место смешанные атомные заселенности. Например, в соответствии с параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули α _n , измеренные в монокристалле Cu _68,9 Zn _31,1 (нижние индексы после элементов обозначают атомные проценты или атомные доли) сплава ¹² , Zn-центрированные 1 ^ст — и 2 ^и -соседние оболочки состоят соответственно из Cu _9,4 Zn _{2,8 9012 и Cu 3,5 Zn 2,5 . Тогда химический состав в пределах 2 ^и -соседней локальной зоны будет Zn + Cu 9,4 Zn 2,6 + Cu 3,5 Zn 2,5 = Cu 12,9 12,9}

    Zn 6,9 Zn _{0128 , или Cu 67,9 Zn 32,1 в ат.%, что близко к таковому у сплава Cu 68,9 Zn 31,1 . Чередуя Zn в оболочке 1 ^st с Cu в оболочке 2 ^nd до тех пор, пока двенадцать соседних узлов 1 ^st не будут полностью заняты Cu, достигается идеализированная формула кластера [Zn-Cu 12 ] (Cu 0,9 Zn 5,1 ).}

    Для удовлетворения идеальных атомных взаимодействий между Cu и Zn, т. е. 1 ^st -соседняя оболочка полностью занята Cu, а 2 ^nd -соседние позиции Zn, атомы Cu в 2 ^nd -соседних позициях удаляются (они становятся 1 ^st соседями близлежащих [Zn-Cu ₁₂ ] кластеров). Таким образом, атомы клея теперь состоят исключительно из Zn. Ближайшая целочисленная форма этой формулы тогда [Zn-Cu ₁₂ ]Zn ₅ после удаления почти одного атома Cu, что соответствует составу спецификации {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs «:{«text»:»C27000″,»term_id»:»2310845″,»term_text»:»C27000″}}C27000 (65Cu-35Zn, желтая латунь). Идеализированные формулы кластера затем дают усредненные изображения в 1 ^ст и 2 ^й соседи. Структуры, описываемые такими кластерными формулами, должны обладать относительно высокой структурной стабильностью, потому что атомы расположены таким образом в соседних конфигурациях, что их атомные взаимодействия учитываются лучше всего. По этой причине мы намерены здесь называть твердые растворы, обладающие такими идеальными ближними порядками, «стабильными твердыми растворами».

    Ниже приведены составы промышленных сплавов Cu-Zn α-латуни из стандартов Американского общества по испытанию материалов (ASTM) ⁹ будут проверены с использованием предложенных кластерных формул типов (1) и (2), как указано в .

    Table 1

    Typical Cu-Zn α-brass industrial alloys in ASTM specifications ⁹ and their composition interpretations in terms of the cluster formulas

    918 attrs»:{«text»:»C22000″,»term_id»:»1669000″,»term_text»:»C22000″}}C22000 (90Cu-10Zn)

    Specifications (wt.%)	Names	Формула кластера (мас.%)	Тип
    {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C21000″,»term_id»:»1622110″,»term_text «:»C21000»}}C21000 (95Cu-5Zn)	Позолота	[Zn-Cu 12 ]Cu 6 (94. 6Cu-5.4Zn)	(2)
    Коммерческая бронза	[Zn-Cu 12 ]Cu 5 Zn 1 (89.2Cu-10.8Zn)
    {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C22600″,»term_id»:»2317546 «,»term_text»:»C22600″}}C22600 (87,5Cu-12,5Zn)	Ювелирная бронза	—
    {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C23000″,»term_id»:»2309088″,»term_text»:» C23000″}}C23000 (85Cu-15Zn)	Red brass	[Zn 1 -Cu 12 ]Zn 1 (85. 4Cu-14.6Zn)	(1)
    {«type «:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«текст»:»C24000″,»term_id»:»2103797″,»term_text»:»C24000″}}C24000 (80Cu-20Zn)	Низкая латунь	[Zn-Cu 12 ]Zn 2 (79.6Cu-20.4Zn)
    Cu 3 Zn	—	[Zn-Cu 12 ]Zn 3 (Cu74.5-25.5Zn ( 70Cu-30Zn)	Картридж латунный	[Zn-Cu 12 ]Zn 4 (Cu70. 0-70.0Zn)
    1 :{«text»:»C26800″,»term_id»:»2310645″,»term_text»:»C26800″}}C26800 (65Cu-35Zn, ранее 66Cu-34Zn)	Желтая латунь	[Zn-Cu 12 ]Zn 5 (66.0Cu-34.0Zn)
    {«text»trez-нуклеотид»:{«type»:»entrez-нуклеотид :»C27000″,»term_id»:»2310845″,»term_text»:»C27000″}}C27000 (65Cu-35Zn)	Желтая латунь	[Zn-Cu 12 ]Zn 5 (66. 0Cu 34.0Zn)
    {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«текст»:»C27400″,»term_id»:»2311245″,»term_text»:»C27400″}} C27400 (63Cu-37Zn)	Латунь обыкновенная	[Zn-Cu 12 ]Zn 6 (62,5Cu-37,5Zn)
    {«text»trez-нуклеотид :»C28000″,»term_id»:»2311845″,»term_text»:»C28000″}}C28000 (60Cu-40Zn)	Muntz metal	—

    Open in a separate window

    Два сплава с низким содержанием цинка, {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C21000″,»term_id»:»1622110″,»term_text»:»C21000″}}C21000 ( 95Cu-5Zn) и {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C22000″,»term_id»:»1669000″,»term_text»:»C22000″}}C22000 (90Cu- 10Zn), будет составлен в соответствии с формулой типа (2) в [Zn-Cu ₁₂ ]Cu ₆ (94,6Cu-5,4Zn) и [Zn-Cu ₁₂ ]Cu ₅ Zn ₁ (89,2Cu-10,8Zn) соответственно.

    Сплавы с большим содержанием Zn соответствуют формуле типа (1). {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C23000″,»term_id»:»2309088″,»term_text»:»C23000″}}C23000 (85Cu-15Zn), {» type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«текст»:»C24000″,»term_id»:»2103797″,»term_text»:»C24000″}}C24000 (80Cu-20Zn), {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C26000″,»term_id»:»2309845″ ,»term_text»:»C26000″}}C26000 (70Cu-30Zn), {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C27000″,»term_id»:»2310845″,» term_text»:»C27000″}}C27000 (65Cu-35Zn, ранее {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C26800″,»term_id»:»2310645″,»term_text» :»C26800″}}C26800 с 66Cu-34Zn) и {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C27400″,»term_id»:»2311245″,»term_text»: «C27400»}}C27400 (63Cu-37Zn) будет составлен по типу (1), [Zn-Cu ₁₂ ]Zn _1,2,4,5,6 , последний состав соответствует почти пределу растворимости Zn в α-латуни при комнатной температуре. Сформированные составы отличаются от указанных менее чем на 1 мас. %.

    Отсутствующая формула [Zn-Cu ₁₂ ]Zn ₃ (74,5Cu-25,5Zn) не соответствует ни одной спецификации, по-видимому, из-за легкого упорядочения типа Cu ₃ Zn вблизи этого состава.

    {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C22600″,»term_id»:»2317546″,»term_text»:»C22600″}}C22600 (87,5Cu-12,5Zn ) и {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C28000″,»term_id»:»2311845″,»term_text»:»C28000″}}C28000 (60Cu-40Zn) не может быть объяснено. Первый не проявляет особых механических свойств, но используется из-за своего золотистого цвета. Последний сплав, известный как сплав Мунца, на самом деле является двухфазным (осаждение β-CuZn), и предложенные формулы, предназначенные для однофазного состояния, не работают.

    Мы анализируем больше промышленных сплавов, чтобы проверить универсальность кластерного подхода к пониманию выбора сплавов. Здесь мы приводим промышленные сплавы Cu-Ni как типичный пример однофазных ГЦК твердорастворных сплавов со слабой положительной энтальпией смешения ( ΔH _Cu-Ni = +2 КДж/моль, по сравнению с ΔH _Cu-Zn = -6 КДж/моль). По совпадению, параметры ближнего порядка Уоррена-Коули в этой системе весьма малы, с α ₁ = 0,058 и α ₂ = -0,058 для сплава Cu ₈₀ Ni ₂₀ ¹⁴ . Также было указано ¹⁵ , что в бинарных твердых растворах Cu-Ni преобладает ближний порядок Cu-Cu и существуют кластеры [Cu-Cu ₁₂ ], не зависящие от изменения состава. Тогда формула, подобная формуле типа (2), [Cu-Cu ₁₂ ](Cu,Ni) ₆ , должна быть принята для объяснения состава сплава Cu-Ni, богатого медью. Спецификации, богатые медью, {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C70400″,»term_id»:»2440925″,»term_text»:»C70400″}}C70400 (95Cu-5Ni), {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C70600″,»term_id»:»2441125″ ,»term_text»:»C70600″}}C70600 (90Cu-10Ni), {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C70900″,»term_id»:»2441425″,» term_text»:»C70900″}}C70900 (85Cu-15Ni), {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C71000″,»term_id»:»2441525″,»term_text» :»C71000″}}C71000 (80Cu-20Ni), {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«текст»:»C71300″,»term_id»:»2441825″,»term_text»:» C71300″}}C71300 (75Cu-25Ni) и {«type»:»entrez-нуклеотид»,»attrs»:{«text»:»C71500″,»term_id»:»2442025″,»term_text»:»C71500 «}}C71500 (70Cu-30Ni), соответственно объясняются [Cu-Cu ₁₂ ](Cu ₅ Ni ₁ ) (95. 1Cu-4.9Ni), [Cu-Cu ₁₂ ]Cu ₄ Ni _{2 2 (90.8Nu-9Cu) 12 ](Cu 3 Ni 3 ) (85,2Cu-14,8Ni), [Cu-Cu 12 ]Cu 2 Ni 4 (819,8NuCu-i) 12 ](Cu 1 Ni 5 ) (75,2Cu-24,8Ni) и [Cu-Cu 12 ]Ni 6 (70,1Cu-29,9Ni).}

    На богатой никелем стороне кластер должен быть изменен на [Ni-Ni ₁₂ ], который затем склеивается с шестью атомами Cu и Ni по формуле типа (2). Состав единственного известного богатого никелем сплава, представленного монелем 400 с содержанием меди 28,0 ~ 34,0  мас.%, определяется двумя формулами: Ni) и [Ni-Ni ₁₂ ]Cu ₆ (33,3Cu-66,7Ni), снова формулы типа (2).

    Раскрытие формул состава для промышленных сплавов типа FCC, на примере сплавов Cu-(Zn,Ni) здесь, а также то, что было предложено ранее для Fe-содержащих сплавов Cu-Ni, [Fe-Ni ₁₂ ]Cu _x ³ , мартенситно-стареющая нержавеющая сталь, [Ni-Fe ₁₂ ](Cr ₂ M ₁ ), M — легирующие элементы , [Mo _0,5 Sn _0,5 -Ti ₁₄ ]Nb ⁵ указывает на простые правила состава с точки зрения формул кластеров для всех видов промышленных сплавов. Интерпретация состава значительно упрощается, так как кластерные формулы, описывающие структурные единицы ближнего порядка, включают всего дюжину атомов. Новые сплавы могут быть разработаны путем замены основных формул, что открывает принципиально новый путь к дизайну сплавов.

    Х.Л.Х. собраны данные о составе и свойствах. К.В. проанализировал составы. CD. предложил модель. П.Л. помог с интерпретацией композиции. В написании статьи участвовали все авторы.

    Работа выполнена при поддержке Фонда естественных наук Китая (номера грантов 11174044, 51171035 и 51131002), исследовательского проекта по естественным наукам класса A Департамента образования провинции Фуцзянь (JA12306), Национального научного фонда США (DMR-0

  7, CMMI- 0

  1 и CMMI-1100080), Министерство энергетики (DOE), Программа Университета ядерной энергии Управления ядерной энергетики (NEUP, 00119262), Министерство энергетики, Управление ископаемой энергии, Национальная лаборатория энергетических технологий (DE-FE-0008855 и DE-FE-0011194) и проект Управления армейских исследований (W911NF-13-1-0438) с C. Huber, C.V. Купер, Д. Финотелло, А. Арделл, Э. Талефф, В. Седро, Р. О. Дженсен, Л. Тан, С. Лесика, С. Маркович и С. Н. Матаудху в качестве наблюдателей по контракту.

  • Коули Дж. М.
    Приближенная теория порядка в сплавах. физ. преп.
    77, 669–675 (1950). [Google Scholar]
  • Кан Р. У.
    Гомо или гетеро. Природа
    271, 407–408 (1978). [Google Scholar]
  • Zhang J., Wang Q., Wang Y. M., Li C. Y., Wen L. S. & Dong C.
    Выявление предела растворимости в твердом состоянии Fe/Ni = 1/12 в коррозионностойких сплавах Cu–Ni и соответствующая кластерная модель. Дж. Матер. Рез.
    25, 328–336 (2010). [Google Scholar]
  • Ван Ц., Чжа Ц. Ф., Лю Э. X., Донг С., Ван С. Дж., Тан С. Х. и Цзи С. Дж.
    Расчет состава высокопрочных мартенситных дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей на основе кластерной модели. Акта. Металл. Грех.
    48, 1201–1206 (2012). [Академия Google]
  • Ван К., Цзи С. Дж., Ван Ю. М., Цян Дж. Б. и Донг С.
    Сплавы β-Ti с низкими модулями Юнга, интерпретированные моделью кластер плюс атом клея. Металл. Матер. Транс. А.
    44, 1872–1879 (2013). [Google Scholar]
  • Донг С., Ван Ц., Цян Дж. Б., Ван Ю. М., Цзян Н., Хань Г., Ли Ю. Х., У Дж. и Ся Дж. Х.
    От кластеров к фазовым диаграммам: правила состава квазикристаллов и объемных металлических стекол. Дж. Физ. Д: заявл. физ.
    40, Р273–Р291 (2007). [Google Scholar]
  • Хан Г., Цян Дж. Б., Ли Ф. В., Юань Л., Цюань С. Г., Ван К., Ван Ю. М., Донг К. и Хаусслер П.
    Значения е/а идеальных металлических стекол в зависимости от кластерных формул. Акта. Матер.
    59, 5917–5923 (2011). [Google Scholar]
  • Бейкер Х. и Окамото Х.
    Справочник по ASM, фазовые диаграммы сплавов (ASM International, Огайо, 1992). [Google Scholar]
  • Фипке Дж. В.
    Справочник ASM, свойства и выбор: цветные сплавы и материалы специального назначения (ASM International, Огайо, 1997). [Google Scholar]
  • Дамаск А.С.
    Некоторые резистивные эффекты ближнего порядка в α-латуни. Дж. Заявл. физ.
    27, 610–616 (1956). [Google Scholar]
  • Батт М.