'Mosiądz„to ogólny termin odnoszący się do szerokiej gamy stopów miedzi z cynkiem. W rzeczywistości istnieje ponad 60 różnych rodzajów mosiądzu określonych w normach EN (Norma Europejska). Stopy te mogą mieć szeroki zakres różnych kompozycji w zależności od właściwości wymaganych do konkretnego zastosowania. Mosiądze można również klasyfikować na różne sposoby, w tym na podstawie ich właściwości mechanicznych, struktury krystalicznej, zawartości cynku i koloru.
Konstrukcje z mosiądzu
Zasadnicze rozróżnienie między różnymi rodzajami mosiądzu jest określone przez ich struktury krystaliczne. Wynika to z tego, że połączenie miedzi i cynku charakteryzuje się zestalaniem perytektycznym, co akademickie jest takie powiedzenie oba pierwiastki mają odmienne struktury atomowe, dzięki czemu łączą się w unikalny sposób w zależności od proporcji zawartości i temperatury. W wyniku tych czynników mogą powstać trzy różne rodzaje struktury krystalicznej:
Alpha Brass
Mosiądze alfa zawierają mniej niż 37% cynku stopionego w miedź i są nazwane ze względu na tworzenie jednorodnej struktury krystalicznej (alfa). Struktura alfa-krystaliczna występuje, gdy cynk rozpuszcza się w miedzi, tworząc stały roztwór o jednolitym składzie. Takie mosiądze są bardziej miękkie i plastyczne niż ich odpowiedniki, a zatem łatwiej obrabiane na zimno, spawane, walcowane, ciągnione, gięte lub lutowane.
Najpopularniejszy rodzaj mosiądzu alfa zawiera 30% cynku i 70% miedzi. Ten stop mosiądzu, nazywany mosiądzem „70/30” lub „mosiądzem kasetowym” (UNS Alloy C26000), stanowi idealne połączenie wytrzymałości i plastyczności do ciągnienia na zimno. Ma również wyższą odporność na korozja niż mosiądz o większej zawartości cynku. Stopy alfa są powszechnie stosowane do wykonywania elementów złącznych, takich jak wkręty do drewna, a także do styków sprężynowych w gniazdach elektrycznych.
Brass Alpha-Beta
Staniki alfa-beta - znane również jako „staniki duplex” lub „staniki robocze na gorąco” - zawierają od 37 do 45% cynku i składają się zarówno ze struktury ziarna alfa, jak i struktury ziarna beta. Mosiądz w fazie beta jest atomistycznie bardziej podobny do czystego cynku. Stosunek fazy alfa do mosiądzu fazy beta jest określony przez zawartość cynku, ale włączenie elementy stopowe takie jak aluminium, krzem lub cyna mogą również zwiększać ilość mosiądzu w fazie beta obecnego w stopie.
Bardziej powszechny niż mosiądz alfa, mosiądz alfa-beta jest zarówno twardszy, jak i mocniejszy i ma niższą ciągliwość na zimno niż mosiądz alfa. Mosiądz alfa-beta jest tańszy ze względu na wyższą zawartość cynku, ale bardziej podatny na korozję odcynkowanie.
Podczas gdy gorszy niż mosiężne alfa w temperaturze pokojowej, mosiężne alfa-beta są znacznie bardziej funkcjonalne w wysokich temperaturach. Nawet w przypadku obecności ołowiu w celu polepszenia obrabialności takie mosiaki są odporne na pękanie. W rezultacie mosiądz alfa-beta jest zwykle obrabiany na gorąco przez wytłaczanie, tłoczenie lub odlewanie ciśnieniowe.
Beta Brass
Chociaż znacznie rzadziej stosowane niż mosiądz alfa lub alfa-beta, mosiądz beta stanowi trzecią grupę stopu, który zawiera więcej niż 45% zawartości cynku. Takie mosiądzy tworzą kryształ o strukturze beta i są twardsze i silniejsze niż mosiądze alfa i alfa-beta. Jako takie mogą być obrabiane na gorąco lub odlewane. W przeciwieństwie do kategoryzacji struktur krystalicznych, identyfikacja stopów mosiądzu według ich właściwości pozwala nam rozważyć wpływ stopów metali na mosiądz. Typowe kategorie obejmują:
- Swobodny obróbka mosiądzu (3% ołowiu)
- Staniki o wysokiej wytrzymałości (wtrącenia aluminium, manganu i żelaza)
- Morskie marynarki (~ 1% cyny)
- Biustonosze odporne na odcynkowanie (włączenie arsenu)
- Mosiądz do obróbki na zimno (mosiądz 70/30)
- Odlewy mosiężne (mosiądz 60/40)
Terminy „żółty mosiądz” i „czerwony mosiądz” - często słyszane w Stanach Zjednoczonych - są również używane do identyfikacji niektórych rodzajów mosiądzu. Czerwony mosiądz odnosi się do stopu o wysokiej miedzi (85%), który zawiera cynę (Cu-Zn-Sn), która jest również znana jako brąz (C23000), natomiast żółty mosiądz odnosi się do stopu mosiądzu o wyższej zawartości cynku (33% cynku), przez co mosiądz wydaje się złotożółty kolor.