Métal ductile Laiton - une digression historique, les propriétés de base, les caractéristiques et les photos de l'alliage

Le laiton est un matériau métallique à base de cuivre et d'un composant d'alliage de zinc. L'alliage peut contenir des éléments plomb, fer, nickel. Parfois l'étain est présent, mais en petite quantité. Selon le tableau métallurgique, le laiton n'appartient pas au groupe du bronze.

Histoire

L'élément chimique zinc a été découvert au 16ème siècle, mais le métal jaune était bien connu de l'humanité plusieurs siècles avant ce moment. Les anciens peuples qui vivaient dans la région méridionale de la mer Noire combinaient le cuivre avec la smithsonite, le minerai de zinc, pour obtenir un alliage de laiton.

À l'époque de l'homme politique romain Auguste, le laiton était appelé "orychalk", ce qui signifie littéralement "cuivre doré". Le métal jaune est semblable à l'or; des pièces de monnaie romaines antiques en ont été imprimées, des bijoux et des articles ménagers ont été fabriqués.

A la fin du XVIIIe siècle, le scientifique anglais D. Emerson obtenait du laiton en alliant du cuivre à du zinc industriel. Il a breveté la méthode et a reçu un brevet britannique. Au XVIIIe siècle, avant la généralisation de l'utilisation du laiton dans la métallurgie, il était utilisé pour contrefaire l'or en Europe occidentale et en Russie.

Les principales caractéristiques du laiton

Le laiton combine les propriétés positives et les avantages des métaux composites.Les métallurgistes utilisent le matériau dans l'industrie pour améliorer les propriétés des métaux qui sont collectivement plus solides qu'individuellement. Le métal jaune a une résistance aux processus de corrosion, une résistance accrue et peut rester longtemps dans des solutions aqueuses et alcalines sans dommage.

Propriétés chimiques

La structure du laiton est formée de deux composants classiques - zinc, cuivre. Dans la version traditionnelle, la proportion de cuivre ne dépasse pas 70% et le zinc - 30%. Plusieurs nuances de laiton technologique ont été développées, dans lesquelles la teneur en zinc est inférieure, seulement 48 %. Dans l'industrie sidérurgique, près de la moitié du zinc utilisé est récupéré à partir des déchets et du recyclage.

Il existe deux types de laiton avec des différences de structure interne et de composition chimique :

• type alpha (monophasé), teneur en zinc 35 % ;
• de type alpha-beta (biphasé), dans un alliage de 50% zinc et 6% plomb.

Le laiton dans ses caractéristiques externes est similaire à certaines marques de bronze, mais n'appartient pas aux matériaux en bronze.

La composition des qualités spéciales d'alliages de laiton contient de l'étain en petites proportions. Il est utilisé comme composant d'alliage pour améliorer les propriétés du métal. En plus de l'étain, la composition chimique du laiton peut contenir du plomb, du nickel, du manganèse et d'autres métaux qui peuvent améliorer les caractéristiques du matériau.

Propriétés physiques

Les caractéristiques du laiton dépendent des éléments d'alliage supplémentaires ajoutés pour améliorer les paramètres du processus. Par exemple, la valeur de densité varie dans la plage de 8300 à 8700 kg/m3.

Les principales propriétés physiques du laiton sont :

• la capacité calorifique spécifique lorsqu'elle est chauffée à 20 C est de 0,377 kJ kg−1 K−1;
• résistance électrique spécifique 0,07 * 10−6 Ohm m ;
• n'est pas un ferromagnétique, n'acquiert pas de propriétés magnétiques lorsqu'il est exposé à des températures critiques ;
• le point de fusion est en moyenne de 900 degrés;
• haute résistance à la corrosion et à la destruction;
• durable;
• Plastique,
• se prête bien au forgeage et au traitement;
• résistant aux changements de température.

Le laiton en tant que conglomérat de plusieurs métaux a une faible conductivité du courant électrique. Les métaux composites créent une distorsion des réseaux cristallins. Les champs de tension résultants forment la résistivité. Le cuivre lui-même est un excellent conducteur d'électricité, donc tous les fils sont en cuivre.

Le point de fusion d'un alliage de laiton dépend du pourcentage de zinc. Plus il y a de zinc, plus il est facile de faire fondre le laiton.

Le métal laminé en laiton est bien exposé au soudage à l'arc et au gaz. Bien poli, roulé. Résiste mieux aux intempéries que le cuivre pur.

Les ajouts de bismuth et de plomb à l'alliage de laiton réduisent les propriétés élastiques du métal, le rendant cassant lorsqu'il est exposé à des températures élevées (à 500 degrés).

Influence des éléments constitutifs

Pour élargir la gamme d'utilisation du laiton et améliorer ses propriétés, des composants d'alliage sont ajoutés à l'alliage. Chaque élément constitutif a un effet spécifique :

• le silicium abaisse la valeur de dureté, rend le matériau moins durable, mais résistant à l'usure lors de frottements prolongés;
• le manganèse augmente la résistance et la résistance à la corrosion;
• de l'étain, de l'aluminium et du fer en petites proportions sont ajoutés à l'alliage avec du manganèse pour améliorer les valeurs de résistance ;
• le plomb a presque cessé d'être ajouté en tant qu'élément d'alliage, il réduit les propriétés mécaniques de l'alliage, aggrave la ductilité, l'élasticité;
• le nickel augmente la résistance à la corrosion et permet d'utiliser le métal en milieu alcalin ;
• aluminium, l'oxyde d'aluminium crée un revêtement protecteur sur la surface du métal, qui empêche les processus oxydatifs d'avoir un effet destructeur;
• l'étain est un métal léger, son ajout améliore les paramètres de solidité et de résistance à la corrosion.

Un alliage avec de l'étain est largement utilisé pour créer des composants pour les navires qui opèrent constamment dans l'eau de mer.

Méthodes de production

Le laiton fait partie de ces conglomérats qui répondent bien aux méthodes de traitement - forgeage, estampage. À bas point de fusion, le métal présente de bonnes propriétés d'écoulement, il est donc largement utilisé dans les fonderies.

Lors de la fusion du laiton, le zinc s'évapore activement.

Dans l'industrie métallurgique, le laiton est extrait dans des conteneurs réfractaires spéciaux (creusets), dans des fours de fusion, dans lesquels la chaleur est transférée par rayonnement des produits gazeux de la combustion du carburant. Dans les fours, la fusion s'effectue en peu de temps et avec une consommation d'énergie économique.

Applications d'alliage

Dans les temps anciens, le laiton était utilisé dans les bijoux en raison de sa ressemblance avec l'or naturel. En raison de sa plasticité et de sa bonne malléabilité pour le forgeage, des pièces de monnaie en ont été imprimées, des bijoux et des étuis ont été fabriqués.

Les alliages de laiton sont améliorés en ajoutant d'autres composants métalliques afin d'améliorer les caractéristiques du métal laminé et d'élargir les possibilités de son utilisation dans des environnements agressifs (dans la construction navale, dans les ateliers chimiques).

En construction

Le métal jaune s'est depuis longtemps imposé comme un matériau précieux pour la création de pièces de plomberie, de tuyaux, d'appareils électroménagers et pour la construction de diverses structures. Fabriqué en métal jaune

• attaches (boulons et écrous, tuyaux de branchement, pièces embouties);
• produits pour structures, dispositifs, équipements de génie thermique, tuyaux de condenseur ;
• pièces de plomberie (mitigeurs de robinet, raccords, tés, raccords);
• ferrures de meubles (poignées de porte, agrafes, charnières de porte).

Les propriétés mécaniques, la résistance à l'humidité, la solidité et le prix abordable permettent l'utilisation du métal jaune dans divers domaines sans crainte que le matériau ne s'effondre ou ne rouille.

Application dans les montres et l'art

Dans l'industrie horlogère, le laiton a trouvé une utilisation particulièrement répandue en raison de ses propriétés de flexibilité, de ductilité et de faible coût. Les produits en métal jaune ont l'air présentables et le mécanisme de l'horloge fonctionne de manière fiable pendant de nombreuses années. Le matériau ne rouille pas, ne s'oxyde pas, résiste à un long séjour dans un environnement humide, ne succombe pas aux processus corrosifs.

Dans les arts décoratifs, le laiton est apprécié pour sa capacité à créer des pièces design avec l'effet de la présence de l'or. Pour créer des bijoux, de tels alliages de laiton à deux composants ornementaux sont utilisés:

• vert (zinc 40%);
• tompak doré (zinc 25%);
• jaune classique (zinc 33%).

Le laiton est un alliage aux caractéristiques uniques. Largement utilisé dans presque toutes les conceptions utilisées dans des conditions environnementales difficiles et des environnements agressifs. Les bijoux en laiton ont l'air luxueux et, avec des soins appropriés, ne perdent pas leur beauté pendant de nombreuses années.

Laiton Photos