Trong nhiều thiên niên kỷ, con người đã thử nghiệm với nhiều kim loại khác nhau và thu được ngày càng nhiều hợp kim có độ bền cao từ chúng. Để làm được điều này, nhiều loại nguyên tố hóa học đã được sử dụng. Thời đại đồ đồng là thời đại mà hợp kim của thiếc và đồng (CuSn6) trở nên phổ biến. Chất liệu này là gì và tại sao nó lại được ưa chuộng như vậy?
Lịch sử thời đại đồ đồng
Nhờ sự cải tiến trong quá trình xử lý kim loại như đồng và thiếc, vào năm 3000 trước Công nguyên. thời kỳ đồ đồng bắt đầu. Nó được đặc trưng bởi việc sản xuất tích cực một hợp kim như đồng, được sử dụng để chế tạo công cụ và đồ trang sức.
Trong ngành luyện kim hiện đại, ngoài đồng và thiếc, người ta còn sử dụng các vật liệu như nhôm, phốt pho, chì, kẽm. Bản thân cái tên này bắt nguồn từ từ "berenj" trong tiếng Ba Tư, có nghĩa là "đồng".
Được biết, chiếc đồng đầu tiên được làm từ Cu và asen nên được gọi là thạch tín. Tuy nhiên, do độc tính của nó, nó rất nhanh chóngđổi thành pewter. Không có gì ngạc nhiên khi những người thợ rèn thường bị miêu tả là xấu xí và bị cắt xén. Trong thực tế, nó đã được. Tiếp xúc lâu dài với asen có ảnh hưởng rất xấu đến cơ thể của họ. Vì lý do này, một hợp kim của đồng và thiếc được gọi là đồng, vì chính những thành phần này thường có mặt trong đó nhất.
Đặc trưng của đồng
Chúng ta đều biết rằng một kim loại như đồng rất mềm, dễ uốn và hoàn toàn dễ vỡ. Đồng thời, nó có tính dẫn điện và dẫn nhiệt rất cao. Hợp kim của thiếc và đồng là một vật liệu vượt quá đáng kể các đặc tính của các nguyên tố hóa học này một cách riêng biệt. Nói cách khác, đồng có độ cứng, độ bền cao, nhưng đồng thời cũng khá dễ chảy.
Việc phát hiện ra hợp kim này đóng một vai trò lớn trong ngành công nghiệp luyện kim. Mặc dù thực tế là nhiều vật liệu khác đã được phát minh sau đó, thậm chí ngày nay nó vẫn rất phổ biến do tính chất cơ học tốt của nó.
Khả năng chống ăn mòn của đồng
Một trong những đặc tính quan trọng nhất của hợp kim là khả năng chống ăn mòn. Điều này đặc biệt đúng đối với những chế phẩm có hàm lượng mangan và silic đáng kể (hơn 2%).
Người ta nhận thấy rằng đồng có khả năng chống ăn mòn cao khi tiếp xúc với nước (nước biển và nước ngọt), kiềm và axit đậm đặc, sunfat kim loại nhẹ và clorua, và khí khô (đồng không thiếc).
Tất nhiên, nói chungtính chất ăn mòn của hợp kim phụ thuộc vào các nguyên tố hợp kim. Do đó, hàm lượng chì cao làm giảm khả năng chống ăn mòn, trong khi niken làm tăng tính chất này.
Các loại đồng
Các nguyên tố hợp kim, có thể có trong thành phần của hợp kim này, có thể thay đổi đáng kể tính chất của nó, và loại đồng cũng phụ thuộc vào chúng. Ngoài ra, thiếc có thể được thay thế bằng các nguyên tố khác. Ví dụ, BrAMTS-7-1 có thể được giải mã như sau: 92% đồng, 7% nhôm, 1% mangan. Thương hiệu đồ đồng này không chứa thiếc và do đó nó có khả năng chịu tải xoay chiều cao. Nó được sử dụng để chế tạo bu lông, ốc vít, đai ốc và các bộ phận cho hệ thống thủy lực.
Một ví dụ khác là đồng đúc thiếc của nhãn hiệu BrO10S10. Nó chứa tới 83% đồng, 9% thiếc, 8% chì và lên đến 0,1% sắt, silicon, phốt pho và nhôm. Nó được thiết kế cho các bộ phận hoạt động dưới áp suất cụ thể cao, chẳng hạn như ổ trượt.
Mặc dù đồng là hợp kim của thiếc và đồng, trong một số trường hợp, nguyên tố hóa học như Sn không được sử dụng. Một ví dụ khác về đồ đồng không thiếc là chịu nhiệt. Đối với sản xuất của nó, chỉ đồng 98-99% và cadmium 1-2% được sử dụng. Một ví dụ là thương hiệu BrKd1. Nó là một đồng cadmium chịu nhiệt với khả năng chịu nhiệt và dẫn điện cao. Nó có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận của máy hàn điện trở, bộ thu của động cơ điện và các bộ phận khác hoạt động ở nhiệt độ cao và yêu cầu tốtđộ dẫn điện.
Một loại hợp kim khác được sử dụng để làm miếng đệm trong bạc đạn và ống lót ô tô là đồng thiếc được gia công áp lực. Một hợp kim của đồng và thiếc chứa các nguyên tố hợp kim như chì (4%), kẽm (4%), nhôm (0,002%), sắt (0,005%). Mác thép được gọi là BrOTsS4-4-4. Đó là nhờ vào tỷ lệ phần trăm của các nguyên tố hóa học mà hợp kim này có thể được xử lý bằng áp lực và cắt. Màu sắc của đồ đồng cũng phụ thuộc vào tạp chất. Vì vậy, hợp kim chứa càng ít đồng thì màu sắc càng ít rõ rệt: hơn 90% - đỏ, lên đến 80% - vàng, dưới 35% - xám-thép.
Đồng làm việc
Như đã đề cập trước đó, hợp kim của thiếc và đồng là một vật liệu khá bền. Rất khó để mài, cắt và làm việc với áp lực. Nói chung, đây là vật liệu đúc có độ co ngót thấp - khoảng một phần trăm. Và ngay cả khi tính lưu động thấp và có xu hướng phân tách, đồng vẫn được sử dụng để chế tạo các vật đúc có cấu hình phức tạp. Buổi casting nghệ thuật cũng không ngoại lệ.
Các nguyên tố hợp kim được thêm vào hợp kim của thiếc và đồng giúp cải thiện đặc tính của nó và giảm giá thành. Ví dụ, hợp kim với chì và phốt pho cải thiện quá trình xử lý đồng, trong khi kẽm làm tăng khả năng chống ăn mòn của nó. Đối với các mục đích nhất định, các hợp kim bị biến dạng được tạo ra. Chúng dễ dàng thay đổi ngoại hình khi sử dụng phương pháp rèn nguội.
Phạm vi áp dụng
Tất nhiên, việc sử dụng đồ đồng không mất đi tính phổ biến trong thời đại của chúng ta. Quà lưu niệmcác sản phẩm, đồ trang trí nội thất, đồ trang trí cho cổng và ổ cắm … Ngoài ra, hợp kim còn được sử dụng để sản xuất các phụ kiện (tay nắm, bản lề, khóa) và đồ đạc đường ống nước (vòi, phụ kiện, gioăng, vòi). Trong các lĩnh vực công nghiệp, đồ đồng cũng có nhiều lĩnh vực sử dụng. Vì vậy, hợp kim đúc được sử dụng để chế tạo vòng bi, vòng đệm, ống lót.
Việc sử dụng rộng rãi đồ đồng đặc biệt bị ảnh hưởng bởi tính chất ăn mòn của nó. Vì lý do này, nó được sử dụng để sản xuất các bộ phận của cơ chế hoạt động liên tục với nước. Tính đàn hồi cao của hợp kim giúp nó có thể sản xuất lò xo và các bộ phận của thiết bị đo đạc từ nó.
Đồng luyện
Tất nhiên, mỗi hợp kim đều có ưu và nhược điểm. Đồng là một hợp kim bao gồm đồng và thiếc, và do đó nó hoàn toàn chịu được bất kỳ quá trình nấu chảy nào. Nó có thể được sử dụng nhiều lần cho các mục đích hoàn toàn khác nhau. Mặt khác, nếu đồ đồng có chứa một lượng lớn tạp chất như magiê, silic, nhôm, thì cơ tính có thể giảm trong quá trình nấu chảy.
Điều này là do các nguyên tố hợp kim cải thiện đặc tính của đồng bị ôxy hóa trong quá trình nóng chảy và tạo thành các ôxít chịu lửa, nằm dọc theo ranh giới của mạng tinh thể. Chúng phá vỡ liên kết giữa các hạt, làm cho đồ đồng trở nên giòn hơn.
Cách phân biệt đồng thau và đồng thau
Một trong những câu hỏi phổ biến nhất là sự khác biệthợp kim này từ những người khác có bề ngoài tương tự. Tất nhiên, trong ngành và với sự trợ giúp của thuốc thử đặc biệt, điều này khá đơn giản. Nhưng nếu bạn cần xác định tài liệu ở nhà thì sao?
Hãy bắt đầu với thực tế là hợp kim bao gồm thiếc và đồng. Khối lượng của các chất này tính theo phần trăm có thể khác nhau. Càng nhiều đồng, màu sắc sẽ càng sáng, nhưng do hàm lượng thiếc trong hợp kim, nó sẽ nặng hơn theo thứ tự độ lớn, ví dụ như Cu nguyên chất.
Nếu chúng ta so sánh đồng thau với đồng thau, thì đồng thau có màu hơi vàng hơn. Bản thân đồng rất dễ uốn, nhưng các hợp kim dựa trên nó khá đàn hồi và cứng. Bạn cũng có thể xác định vật liệu nào ở phía trước của bạn bằng cách đốt nóng. Vì vậy, trong đồng thau, dưới tác động của nhiệt độ cao, oxit kẽm được giải phóng và sản phẩm thu được một “mảng bám” ashy. Nhưng đồng, khi được nung nóng sẽ không thay đổi tính chất của nó.
Tác phẩm
Khá thường xuyên, bạn có thể tìm thấy nhiều bức tượng nhỏ và tượng nhỏ bằng đồng khác nhau. Nhiều tác phẩm nghệ thuật được tạo ra từ thời cổ đại và thời Trung cổ.
Hợp kim chứa đồng và thiếc được sử dụng để chế tạo:
- Hàng rào và cổng, không chỉ đẹp mà còn bền.
- Các yếu tố cấu tạo cầu thang.
- Quà lưu niệm và tác phẩm điêu khắc.
- Thiết bị chiếu sáng trang trí: đèn treo tường và đèn chùm.
- Vật dụng trang trí nội thất.
Để đi tiểu những điều cần thiếtthành phần, tạo ra một mô hình đặc biệt bằng gỗ, thạch cao hoặc vật liệu polyme - cái gọi là khuôn đúc. Các hốc của hình này được lấp đầy bằng đất sét và được lấy ra sau khi đúc. Sau khi sản xuất, bề mặt có thể được mạ vàng, niken, crom hoặc bạc.
Điều rất quan trọng cần lưu ý rằng, theo quy luật, hợp kim của thiếc và đồng không có các nguyên tố hợp kim được sử dụng để tạo ra các tác phẩm nghệ thuật. Điều này là do đồ đồng càng có nhiều thành phần như vậy thì độ co ngót của nó càng lớn, ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng và hình dạng của sản phẩm.
