韌性金屬黃銅——歷史題外話，合金的基本性能、特性和照片

黃銅是以銅和合金成分鋅為基礎的金屬材料。該合金可能含有鉛、鐵、鎳元素。有時存在錫，但數量很少。根據冶金表，黃銅不屬於青銅族。

故事

化學元素鋅是在 16 世紀發現的，但早在那個時刻之前的許多世紀，這種黃色金屬就為人類所熟知。生活在黑海南部地區的古代民族將銅與菱鋅礦、鋅礦石結合，以獲得黃銅合金。

在羅馬政治家奧古斯都時代，黃銅被稱為“orychalk”，字面意思是“金銅”。這種黃色金屬類似於黃金；古羅馬硬幣就是用它印刷的，珠寶和家居用品也是由它製成的。

18世紀末，英國科學家D.愛默生通過將銅與工業鋅合金化得到黃銅。他為該方法申請了專利並獲得了英國專利。 18世紀，在黃銅廣泛用於冶金之前，它在西歐和俄羅斯被用來偽造黃金。

黃銅的主要特性

黃銅結合了複合金屬的積極特性和優勢。冶金學家在工業中使用這種材料來改善金屬的性能，這些金屬的整體強度高於單個金屬。黃色金屬具有耐腐蝕過程，強度增加，並且可以長時間在水溶液和鹼性溶液中而不會損壞。

化學性質

黃銅的結構由兩種經典成分組成——鋅、銅。在傳統版本中，銅的比例不超過 70%，鋅 - 30%。已經開發出幾個等級的技術黃銅，其中鋅含量較少，只有 48%。在鋼鐵行業，幾乎一半使用的鋅是從廢物和回收物中回收的。

黃銅有兩種，內部結構和化學成分不同：

• α型（單相），含鋅量35%；
• α-β 型（兩相），含 50% 鋅和 6% 鉛的合金。

黃銅在外觀特徵上與某些品牌的青銅相似，但不屬於青銅材料。

特殊等級的黃銅合金的成分中含有少量錫。它被用作合金成分以改善金屬的性能。除了錫，黃銅的化學成分中還可能含有鉛、鎳、錳等能改善材料特性的金屬。

物理特性

黃銅的特性取決於為改善工藝參數而添加的額外合金元素。例如，密度值在8300-8700 kg/m3範圍內變化。

黃銅的主要物理性能有：

• 加熱至20℃時的比熱容為0.377 kJ kg−1 K−1；
• 電阻率 0.07 * 10−6 Ohm m；
• 不是鐵磁體，暴露在臨界溫度下不會獲得磁性；
• 平均熔點900度；
• 高抗腐蝕和破壞能力；
• 耐用的;
• 塑料，
• 適合鍛造和加工；
• 耐溫度變化。

黃銅作為多種金屬的集合體，導電性較弱。複合金屬會造成晶格變形。產生的電壓場形成電阻率。銅本身是電的優良導體，所以所有的電線都是銅的。

黃銅合金的熔點取決於鋅的百分比。鋅越多，黃銅越容易熔化。

黃銅軋製金屬很容易暴露在電弧焊和氣焊中。打磨好，捲起來。比純銅更耐候。

在黃銅合金中添加鉍和鉛會降低金屬的彈性，使其在暴露於高溫（500 度）時變脆。

構成要素的影響

為了擴大黃銅的使用範圍和提高其性能，在合金中加入合金成分。每個組成元素都有特定的作用：

• 矽降低硬度值，使材料不耐用，但在長時間摩擦時耐磨；
• 錳增加強度和耐腐蝕性；
• 將少量的錫、鋁和鐵與錳一起添加到合金中以提高強度值；
• 鉛幾乎不再作為合金元素添加，它降低了合金的機械性能，降低了延展性、彈性；
• 鎳增加了耐腐蝕性，使金屬在鹼性環境中使用成為可能；
• 鋁，氧化鋁在金屬表面形成保護層，防止氧化過程產生破壞性影響；
• 錫是一種輕金屬，它的添加提高了強度和耐腐蝕性參數。

含錫合金被廣泛用於為經常在海水中航行的船舶製造部件。

製作方法

黃銅是那些對加工方法反應良好的企業之一 - 鍛造，沖壓。在低熔點下，金屬表現出良好的流動性，因此被廣泛用於鑄造廠。

熔化黃銅時，鋅會積極蒸發。

在冶金工業中，黃銅是在特殊的耐火容器（坩堝）和熔爐中開采的，在熔爐中，熱量通過燃料燃燒的氣態產物的輻射傳遞。在熔爐中，熔化時間短且能耗低。

合金應用

在古代，黃銅因其與天然黃金的相似性而被用於首飾中。由於它的可塑性和良好的鍛造延展性，人們用它來印刷硬幣，製作珠寶和箱子。

通過添加其他金屬成分來改進黃銅合金，以改善軋製金屬的特性並擴大其在腐蝕性環境（造船業、化工廠）中使用的可能性。

建設中

長期以來，黃色金屬已成為一種有價值的材料，可用於製造管道、管道、器具和各種結構的零件。由黃色金屬製成

• 緊固件（螺栓和螺母、支管、沖壓件）；
• 用於熱力工程結構、裝置、設備、冷凝器管道的產品；
• 管道部件（水龍頭混合器、接頭、三通、管件）；
• 家具配件（門把手、訂書釘、門鉸鏈）。

機械性能、防潮性、強度和實惠的價格使黃色金屬可以在各個領域使用，而不必擔心材料會坍塌或生鏽。

在手錶和藝術中的應用

在鐘錶行業，黃銅因其柔韌性、延展性和低成本的特性而得到特別廣泛的應用。黃色金屬製成的產品外觀精美，鐘錶機構工作多年可靠。該材料不生鏽、不氧化，可長期處於潮濕環境中，不會受到腐蝕過程的影響。

在裝飾藝術中，黃銅因其能夠創造出具有黃金效果的設計師作品而受到重視。為了製作珠寶，使用了這種裝飾性的雙組分黃銅合金：

• 綠色（含鋅 40%）；
• 金色湯帕克（鋅 25%）；
• 經典黃色（含鋅 33%）。

黃銅是一種具有獨特特性的合金。廣泛用於幾乎所有在惡劣環境條件和腐蝕性環境中使用的設計。黃銅首飾看起來很奢華，經過適當的保養多年也不會失去它的美麗。

黃銅照片