Alama este un compus de temperatură înaltă din topituri de cupru și zinc. Pentru a conferi topiturii proprietăți diferite, în funcție de domeniul de aplicare al alamei, se adaugă diverși aditivi în timpul topiturii sale. Se știe că aliajul de cupru și staniu se numește bronz, dar staniolul poate servi și ca aditiv în topirea alamei. De predominanța cantitativă a zincului sau a staniului în aliajul de cupru și depinde numele său: mai mult staniu — bronz, mai mult zinc — alamă. Proprietățile acestui din urmă aliaj sunt determinate de aditivii adăugați la topitură în cantități mult mai mici — acestea sunt substanțe precum metale: fier, plumb și nichel, și nemetale: siliciu și fosfor.
Tabelul de conținut:
Deși zincul nu a fost produs ca metal până în secolul al XVI-lea, alama a fost produsă înainte de începutul epocii moderne prin adăugarea unui minereu bogat în zinc, galmeum (un amestec de feldspat de zinc cu formula ZnCO 3 și silice de zinc), în topitura de cupru în timpul topirii. Metoda de obținere a alamei a fost brevetată de un metalurg englez la sfârșitul secolului al XVII-lea. Și deja în secolul al XIX-lea, în partea de vest a Rusiei și în Europa, prin intermediul alamei se falsificau bijuterii din aur.
Proprietăți
Din alamă de cupru a moștenit o greutate specifică semnificativă, în funcție de conținutul componentei principale în alamă, densitatea sa variază de la 8,3 la 8,7 tone pe metru cub. În general, multe dintre proprietățile fizice ale alamei ca aliaj depind de raportul dintre componentele sale, nu numai componentele de bază, ci și componentele de aliere adăugate în cantități mici.
Poate că o caracteristică mai mult sau mai puțin stabilă este capacitatea termică specifică, indicele său la temperatura camerei fiind de 380 J/(kg*K), ceea ce înseamnă că pentru a încălzi un metal care cântărește un kilogram cu un grad Kelvin este nevoie de 380 de jouli de căldură. Rezistivitatea electrică specifică variază de la 0,025 la 0,108 ohm*mm pătrat/m. Punctul de topire al alamei variază, de asemenea, foarte mult, de la 870 la 990 de grade Celsius. Cuprul este un metal mai refractar decât zincul, astfel încât valorile mai scăzute se aplică aliajelor cu un conținut mai ridicat de zinc.
Alama se pretează bine la sudarea prin rezistență, dar nu și la sudarea prin fuziune și este ușor de laminat. Pentru a proteja metalul de oxidarea în aer, suprafața sa este lăcuită pentru a preveni înnegrirea, deși alama este mai rezistentă la atmosferă decât cuprul. Alama are o culoare aurie și se pretează bine la lustruire. Adaosurile de bismut și plumb la aliaj reduc încrețirea acestuia la încălzire, dar îi îmbunătățesc comportamentul la prelucrarea cu unelte tăietoare.
Conținutul de zinc al unui aliaj determină proprietăți importante precum rezistența și ductilitatea, două concepte care par să se excludă reciproc. Dacă se adaugă zinc până la treizeci la sută, caracteristicile de rezistență și ductilitate cresc odată cu acesta. După acest prag, ductilitatea începe să scadă, iar rezistența continuă să crească până la pragul de 45 %, apoi scade, la fel ca ductilitatea.
Multe tipuri de alamă se pretează bine la tratamentul sub presiune atât la temperaturi scăzute, cât și la încălzire, cu excepția temperaturilor cuprinse între 300 și 700 de grade Celsius, care reprezintă zona de fragilitate, iar în acest interval de temperatură aliajul nu se deformează. Pentru a îmbunătăți caracteristicile mecanice și chimice ale aliajelor, în compoziția acestora se includ aditivi de aliere.
Care este efectul aditivilor de aliere
Un agent de aliere este un aditiv pentru un aliaj care îi modifică compoziția și, în consecință, îi conferă unele proprietăți noi sau crește sau scade proprietățile existente. Pentru a reduce pierderile de metal de la suprafața topiturii, se adaugă aluminiu la topitură, care formează o peliculă de oxid și joacă un rol protector. Pentru a crește rezistența și a îmbunătăți rezistența la coroziune, se adaugă magneziu în aliaj, separat sau împreună cu aluminiu și fier. Aditivii au un efect redus asupra densității metalului.
Adăugarea de nichel la topitură elimină aspectele negative ale proceselor de oxidare. Îmbunătățirea ductilității, a maleabilității și a condițiilor de tăiere ale aliajului este posibilă prin introducerea unui aditiv precum plumbul în compoziția alamei. Siliciul în combinație cu plumbul îmbunătățește alunecarea într-o asemenea măsură încât aliajul alăturat cu acest aditiv poate fi utilizat pe picior de egalitate cu bronzul cu staniu. În același timp, siliciul adăugat fără alți aditivi crește în mod specific duritatea și rezistența alamei. Dacă metalul urmează să fie utilizat pe o navă, i se adaugă staniu pentru a-l face rezistent la apa sărată.
Etichetarea
În etichetarea metalului se respectă anumite reguli stabilite în standardele de stat — GOST. Aliajul este indicat prin litera inițială — L, urmată de literele inițiale ale aditivilor din aliaj, cu numere care indică cantitatea de aditivi. Marcat alamă deformabilă în spatele primei litere include cifre — cât de mult cupru în compoziție: Л 70.
Dacă alama deformabilă este, de asemenea, alipită, litera inițială a aditivilor și numărul în procente sunt adăugate la denumire: LAN 60-1-1, este cupru 60%, aluminiu 1% și nichel 1%. Conținutul de zinc într-un astfel de aliaj se calculează prin diferență, în acest caz 100 — (60+1+1+1) = 38%. Aliajele pentru turnare sunt etichetate diferit: valorile cantitative ale componentelor aliajului sunt introduse imediat după primele lor litere. Astfel, în produsul LC 40 Mz 1 zinc 40%, mangan 1%.
Domenii de aplicare ale alamei
Consumul mondial de zinc pentru producerea acestui aliaj este estimat la două milioane de tone, iar jumătate din această cantitate este reprezentată de deșeuri de produse din zinc. Alama pentru scopuri tehnice se obține prin alierea unor cantități aproximativ egale de cupru și zinc. Toate produsele din alamă pot fi subdivizate în trei tipuri principale, care determină direcțiile de aplicare a acestora:
- Deformabil — conține mai puțin de zece la sută zinc, a doua lor denumire este tompak, are o bună ductilitate, nu este supus coroziunii și alunecă bine pe metal. Are o sudabilitate excelentă cu oțelul și o nuanță de culoare excelentă — sub auriu;
- Turnătorie — numele lor indică principala aplicație, producția de obiecte prin turnare, acestea sunt compuse din 50-80% cupru. Aliajul este rezistent la coroziune, nu se deformează la frecarea cu alte metale, este foarte rezistent și nu fragil. În topitură este ușor de turnat în matrițe de orice configurație;
- automate — acestea sunt aliaje cu aditiv de plumb, această combinație permite ieșirea unor așchii discrete de sub freză, ceea ce este foarte important atunci când se prelucrează produse într-o poziție automată — reduce uzura pieselor mașinii și crește viteza de prelucrare.
Unul dintre cele mai căutate metale la nivel mondial este alama. Utilizarea acestui aliaj afectează aproape toate sectoarele economiei. Aliajele simple cu un adaos de zinc în limita a 20% sunt utilizate pentru fabricarea pieselor de mașini și a mecanismelor, a schimbătoarelor de căldură.
Aliajele cu până la 40% zinc sunt utilizate pentru fabricarea obiectelor ștanțate, iar dacă astfel de aliaje sunt aliate cu aditivi, acestea sunt utilizate în construcția de nave și mașini, aeronave și construcții, industria ceasurilor etc. Tompak este utilizat pentru fabricarea obiectelor artistice, a diverselor bijuterii și a altor atribute, inclusiv a insignelor militare.
Alama de turnătorie este un material pentru fabricarea pieselor care funcționează în medii agresive. Este utilizat pentru a face hardware — șuruburi, inclusiv șuruburi autofiletante, piulițe cu șuruburi și știfturi. Aliajul este nemagnetic, este utilizat acolo unde această proprietate este solicitată, de exemplu, pentru fabricarea pieselor de busolă. Capacitatea sa termică ridicată îl face potrivit pentru utilizarea în aparate termice, astfel încât samovarele au fost mult timp fabricate din alamă. Ustensilele bisericești sunt o altă aplicație a acestui aliaj auriu.
În bijuterii, alama este apreciată nu mai puțin decât metalele nobile, pe care le imită în fabricarea bijuteriilor și a bijuteriilor de fantezie. Specialiștii împart produsele din alamă în trei grupe:
- cu conținut mediu de zinc, de culoare galbenă;
- de culoare aurie, cu o cantitate mică de zinc;
- culoarea verde, cu o cantitate mare de zinc în aliaj.
Cel mai aproape de colorarea aurului, alama are o culoare cu cincisprezece procente zinc și un adaos de aluminiu în cantitate de 5%. Adesea, această proprietate este folosită de persoane necinstite, care contrafac bijuterii din aur, deși densitatea aurului și a falsurilor nu sunt comparabile. Bijuteriile din alamă se curăță cu acid oxalic.
