2. Latón: se refiere a aleaciones con cobre y zinc como principales. Los componentes, que se pueden subdividir, son latón simple y latón complejo. El latón complejo lleva el nombre del tercer componente como latón al níquel y latón al silicio;
3. aleación de cobre-zinc. Las principales variedades son bronce al estaño, bronce al aluminio y bronce especial (también conocido como aleación con alto contenido de cobre);
4. Cobre blanco: se refiere a la aleación de cobre-níquel;
La estandarización de El cobre y las aleaciones de cobre en China están progresando rápidamente, los estándares nacionales para el cobre se dividen en cuatro categorías:
Uno es el estándar básico, GB5231-2001 estipula la composición química y la forma del producto del cobre y las aleaciones de cobre procesados. ;
El segundo es químico. El estándar del método analítico estipula el método de análisis químico de los principales componentes y elementos de impureza en el cobre y las aleaciones;
El tercero es el método de prueba de propiedades físicas y químicas. , incluida la resistividad, la detección de fallas por ultrasonidos, la detección de fallas por corrientes parásitas, la tensión residual, la corrosión por descincificación, el contenido de oxígeno del cobre libre de oxígeno, la fractura, el tamaño de grano y otros métodos especificados, cuarto, estándares de productos, incluido el cobre catódico, lingotes de alambre de cobre eléctrico, fundición; lingotes de latón, lingotes de bronce fundido, cobre blister, sulfato de cobre, aleaciones maestras de cobre y berilio, aleaciones maestras de cobre, concentrado de cobre y estándares de materiales de procesamiento de cobre y aleaciones.
Además de los estándares nacionales, mi país también cuenta con estándares industriales y empresariales. Para satisfacer las necesidades del desarrollo de productos, la oferta y la demanda también pueden acordar condiciones técnicas especiales.
Se han incorporado productos de cobre y aleaciones de cobre de todo el mundo a las normas nacionales, como la norma americana ASTM, la norma japonesa JIS, la norma británica BS, la norma alemana DIN, la norma francesa NF, la norma rusa γγOCT. , estándar internacional ISO, estándares EU BSEN, etc. La estandarización es crucial para el desarrollo de la economía nacional y también es un resumen de la producción, investigación y aplicación del cobre. Por lo tanto, las normas sobre cobre y aleaciones de cobre en todo el mundo se revisan y mejoran constantemente.
Según los diferentes tipos de elementos de aleación que contiene el latón, el latón se puede dividir en latón ordinario y latón especial. El latón utilizado para el procesamiento a presión se llama latón deformado.
1. Latón ordinario
(1) La microestructura a temperatura ambiente del latón ordinario es una aleación binaria de cobre y zinc, y su contenido de zinc cambia mucho, por lo que su microestructura a temperatura ambiente. También grandes diferencias. Según el diagrama de estado binario cobre-zinc (Figura 6), hay tres microestructuras de latón a temperatura ambiente: latón con un contenido de zinc inferior a 35, la microestructura a temperatura ambiente está compuesta por una solución sólida α monofásica, llamada latón α; Contenido de zinc La microestructura del latón en el rango de 36 ~ 46 se compone de (α β) dos fases a temperatura ambiente, lo que se denomina (α β) latón (latón dúplex). El latón con un contenido de zinc de más del 46 al 50% tiene una microestructura que consiste únicamente en fase β a temperatura ambiente, lo que se denomina latón β.
(2) Trabajabilidad a presión El latón monofásico α (de H96 a H65) tiene buena plasticidad y puede soportar el procesamiento en frío y en caliente. Sin embargo, el latón monofásico α es fácil de dañar durante el procesamiento en caliente, como por ejemplo. A medida que se forja, se produce fragilidad a temperatura media y su rango de temperatura específico cambia con el contenido de Zn, generalmente entre 200 °C y 700 °C. Por lo tanto, la temperatura durante el procesamiento térmico debe ser superior a 700°C. La razón de la zona de fragilidad a temperatura media del latón α monofásico es que hay dos compuestos ordenados, Cu3Zn y Cu9Zn, en la zona de fase α del sistema de aleación Cu-Zn. Experimentan una transformación ordenada cuando se calientan a temperatura media y media. bajas temperaturas, haciendo que la aleación se vuelva quebradiza. Además, en la aleación hay trazas de impurezas nocivas como plomo y bismuto, que forman con el cobre una película cristalina de bajo punto de fusión * * * y se distribuyen en los límites de los granos, provocando fracturas intergranulares durante el procesamiento térmico. La práctica ha demostrado que agregar trazas de cerio puede eliminar eficazmente la fragilidad a temperatura media.
En el latón de doble fase (de H63 a H59), además de la fase α con buena plasticidad, también aparece en la estructura de la aleación una solución sólida β dominada por el compuesto electrónico CuZn. La fase β es muy plástica a altas temperaturas, mientras que la fase β ′ (solución sólida ordenada) es dura y quebradiza a bajas temperaturas. Por lo tanto, el latón (α β) debe forjarse en estado caliente.
El latón beta con un contenido de zinc superior a 46 ~ 50 no se puede procesar en prensa debido a sus características duras y quebradizas.
(3) Propiedades mecánicas Las propiedades mecánicas del latón varían en función del contenido de zinc. La figura 7 muestra las propiedades mecánicas del latón en función de diferentes contenidos de zinc.
Para el latón α, σb y δ aumentan al aumentar el contenido de zinc. Para el latón (α β), la resistencia a temperatura ambiente aumenta hasta que el contenido de zinc aumenta a aproximadamente 45. Si se aumenta aún más el contenido de zinc, la resistencia de la aleación disminuirá drásticamente debido a la aparición de la fase R, más frágil (solución sólida basada en compuestos de Cu5Zn8). (α β) La plasticidad del latón a temperatura ambiente siempre disminuye al aumentar el contenido de zinc. Por tanto, las aleaciones de cobre y zinc con un contenido de zinc superior a 45 no tienen valor práctico.
2. Latón especial
Para mejorar la resistencia a la corrosión, resistencia, dureza y procesabilidad del latón, estaño, aluminio, manganeso, hierro, algunos elementos como silicio, níquel. , y el plomo (generalmente 1 a 2, algunos 3 a 4, algunos 5 a 6) forman elementos ternarios, cuaternarios o incluso cuaternarios.
La microestructura del latón con un coeficiente de equivalencia de zinc de número complejo (1) se puede calcular en base al "coeficiente de equivalencia de zinc" de los elementos añadidos en el latón. Dado que se agrega una pequeña cantidad de otros elementos de aleación a la aleación de Cu-Zn, la región de fase α/(α β) en el diagrama de estado de Cu-Zn generalmente se mueve hacia la izquierda o hacia la derecha. Por lo tanto, la microestructura del latón especial suele ser comparable a la del latón ordinario con mayor o menor contenido de zinc. Por ejemplo, la microestructura de agregar 1 silicio a una aleación de cobre y zinc equivale a agregar 10 de zinc a una aleación de cobre y zinc. Entonces el equivalente de zinc del silicio es 10. El "coeficiente equivalente de zinc" del silicio es el mayor, lo que hace que el límite de fase α/(α β) en el sistema Cu-Zn se mueva significativamente hacia el lado del cobre, es decir, el área de la fase α se reduce fuertemente. El "coeficiente equivalente de zinc" del níquel es negativo, es decir, el área de la fase α está expandida.
(2) Propiedades del latón especial La fase α y la fase β en el latón especial son soluciones sólidas compuestas de múltiples elementos, que tienen un mayor efecto fortalecedor, mientras que la fase α y la fase β en el latón ordinario lo son. simple La solución sólida de cobre y zinc tiene un efecto de fortalecimiento bajo. Aunque los equivalentes de zinc son comparables, las propiedades de las soluciones sólidas multicomponentes difieren de las de las soluciones sólidas binarias simples. Por tanto, una pequeña cantidad de refuerzo multicomponente es una forma de mejorar las propiedades de las aleaciones.
(3) Microestructura y propiedades de procesamiento a presión de varios latones deformados especiales de uso común.
Latón con plomo: El plomo es realmente insoluble en el latón y se distribuye en los límites de grano en forma de partículas libres. El latón al plomo se puede dividir en α y (α β) según su estructura. El latón con plomo alfa solo se puede deformar en frío o extruir en caliente debido a sus efectos nocivos y su plasticidad a baja y alta temperatura. (α β) El latón al plomo tiene buena plasticidad a alta temperatura y puede forjarse.
Latón estañado: Agregar estaño al latón puede mejorar significativamente la resistencia al calor de la aleación, especialmente su capacidad para resistir la corrosión del agua de mar, por eso el latón estañado se llama "Latón Marino"
Lata disolverse en una solución sólida a base de cobre y desempeñar un papel en el fortalecimiento de la solución sólida. Sin embargo, a medida que aumenta el contenido de estaño, aparecerá una fase R quebradiza (compuesto CuZnSn) en la aleación, lo que no favorece la deformación plástica de la aleación, por lo que el contenido de estaño del latón con estaño generalmente está en el rango de 0,5 ~ 1,5. .
El latón de estaño de uso común incluye HSn70-1, HSn62-1, HSn60-1, etc. La primera es una aleación α con alta plasticidad y puede procesarse mediante prensado en caliente y en frío. Las aleaciones de las dos últimas marcas tienen estructuras de dos fases (α β), a menudo con una pequeña cantidad de fase R, tienen plasticidad a baja temperatura ambiente y solo pueden deformarse en estado caliente.
Latón Manganeso: El manganeso tiene una alta solubilidad en el latón macizo. Agregar de 1 a 4 niveles de manganeso al latón puede mejorar significativamente la resistencia a la corrosión de la aleación sin reducir su plasticidad.
El latón al manganeso tiene una estructura (α β), comúnmente utilizada HMn58-2, y tiene buena procesabilidad de estampado en condiciones de frío y calor.
Latón ferroso: En el latón ferroso el hierro precipita en forma de partículas ricas en hierro, que sirven como núcleos cristalinos para afinar los granos y evitar que crezcan los granos recristalizados, mejorando así las propiedades mecánicas y de proceso del aleación. El contenido de hierro en el latón de hierro suele ser inferior a 1,5 y su estructura es (α β). Tiene alta resistencia y tenacidad, buena plasticidad a alta temperatura y es deformable en estado frío. El número de marca comúnmente utilizado es Hfe59-1-1.
Latón al níquel: El níquel y el cobre pueden formar una solución sólida continua y ampliar significativamente el área de la fase alfa. Agregar níquel al latón puede mejorar significativamente la resistencia a la corrosión del latón en la atmósfera y el agua de mar. El níquel también puede aumentar la temperatura de recristalización del latón y promover la formación de granos más finos.
El latón de níquel HNi65-5 tiene una estructura α monofásica, tiene buena plasticidad a temperatura ambiente y puede deformarse en estado caliente, pero el contenido de impureza de plomo debe controlarse estrictamente, de lo contrario el calor Las propiedades de trabajo de la aleación se verán comprometidas y empeorarán seriamente.
El primer uso del latón para fundir dinero en China comenzó durante el período Jiajing de la dinastía Ming. La palabra "latón" vino por primera vez de Dongfang Shuo (() Shen Yi y Huang Jingzhong de la dinastía Han Occidental): "Hay un palacio en el noroeste con latón como pared, titulado Palacio Imperial". "Latón" aún no se ha probado. En el New Tang Book, también se les llama "bronce" y "latón", que se refieren al color del mineral y al producto fundido respectivamente, en lugar de la actual aleación de cobre y estaño. y aleación de cobre y zinc En "Daye Fu" del poeta de la dinastía Song, hay otra frase: "Es latón, y el pozo tiene otro nombre, Shanfanpingyuan", que se refiere al cobre puro fundido al fuego. La palabra latón se refiere a una aleación de cobre y zinc, que comenzó en la dinastía Ming. Su registro se encuentra en "Ming Huidian": "Jiajing". Hay un ejemplo de seis millones de monedas de Bao Tong y cuarenta y siete mil dos de latón. ciento setenta y dos libras..." A través del análisis de la composición de las monedas de cobre en la dinastía Ming, se encontró que el verdadero significado de las monedas mencionadas en "Ming Huidian" El latón aparece mucho más tarde que otras aleaciones de cobre porque el zinc en El latón es difícil de obtener. El óxido de zinc se puede reducir rápidamente a zinc metálico a altas temperaturas de 950 °C a 1000 °C, mientras que el zinc líquido se puede reducir a 906 °C. Ha hervido, por lo que el zinc metálico obtenido por reducción existe. en forma de vapor, cuando se enfría, la reacción es inversa. El vapor de zinc se oxida de dióxido de carbono a óxido de zinc en el horno, por lo que se requiere un dispositivo de condensación especial para obtener zinc metálico. mucho más tarde que el cobre, el plomo, el estaño y el hierro es también una de las razones por las que las monedas de latón aparecieron más tarde. Sin embargo, se desenterraron piezas de latón y tubos de cobre que contenían más del 20% de zinc en el Sitio Cultural Yangshao en Jiangzhai, Shandong. También se desenterraron varios conos de latón de la cultura Longshan en Sanlihe, condado de Jiaoxian. Obviamente, la apariencia de estos artefactos de latón no significa que la gente haya dominado la tecnología de fundición del latón en tiempos prehistóricos, sino que la gente usaba cobre y zinc para producirlos. minerales El contenido de zinc de los bronces Shang y Zhou es muy bajo, generalmente del orden de 10-z. Hay varios tipos de monedas occidentales Han y Xin Mang, y algunas tienen un contenido de zinc de 7, pero esto no significa que. El contenido de zinc de las monedas Xin Mang de la dinastía Han Occidental es 7. Durante este período, se produjeron monedas de latón. Debido a que estas aleaciones de cobre y zinc son extremadamente raras, su contenido de zinc es generalmente mucho menor que el del latón real, por lo que creemos. que estas monedas de cobre que contienen zinc son de la dinastía Han. "Hacer dinero" se produce cuando se utilizan cobre y zinc. Según la investigación de las minas pertinentes, se encontró que hay abundantes minas de cobre y zinc en Changwei, Yantai. Linyi, Hubei y otros lugares de la provincia de Shandong, por lo que el cobre fundido contiene una pequeña cantidad de zinc. En la dinastía Tang, debido a la estandarización de los materiales de acuñación, el contenido de zinc en las monedas era constante. >Referencia:
/text/01.htm