Zlitina, imenovana medenina, je proizvedena iz zlitine bakra in cinka. Hkrati se številne lastnosti zlitine, na primer gostota medenine, njena duktilnost, električna prevodnost in druge, razlikujejo od odstotka teh čistih kovin. Poleg navadnih kovin zlitina vsebuje še druge elemente, ki vplivajo na sprejem posebnih lastnosti medenine, potrebne za določeno uporabo.

Zgodovinsko ozadje

Po zgodovinskih podatkih sta bili prvi kovine, ki jih je uporabljal človek, baker in zlato. Obe kovini sta v čistem stanju zelo mehki, zato je njihova uporaba v človeškem življenju precej omejena. Zlasti baker so starodavni ljudje uporabljali od trenutka, ko so začeli uporabljati ogenj, ta kovina pa se je od časa rimskega cesarstva začela intenzivneje uporabljati pri izdelavi cevi, vojaškega orožja, nakita za kipe in v druge namene.

Da bi izboljšali značilnosti čistih kovin, na primer večjo trdoto in trdnost, je človek prišel na idejo, da bi jih čez čas mešal. Torej, okrog leta 3500 pred našim štetjem, je bil v Mezopotamiji pridobljen bron - zlitina bakra z kositrom, ki je imela visoko odpornost proti koroziji in je bila bolj trpežna od vsake čiste kovine posebej. Zaradi teh lastnosti so bron začeli uporabljati za izdelavo orožja in orodja.

Okoli leta 1400 pred našim štetjem so odkrili medenino - zlitino cinka in bakra, ki je pokazala odlično odpornost na deformacije, imela je visoko duktilnost pri nizkih in visokih temperaturah ter visoko odpornost proti koroziji in mehanski obrabi. Vendar je njegova uporaba postala razširjena šele leta 250 pred našim štetjem z začetkom proizvodnje kovancev v rimskem imperiju.

Od takrat se je začela uporabljati medenina na najrazličnejših področjih človeške dejavnosti, od orožja do nakita. V XV stoletju so jo začeli uporabljati za izdelavo astronomskih instrumentov, s prihodom tiskarstva pa so zlitino začeli aktivno uporabljati v tiskanju. Od sredine 16. stoletja v Evropi so vijaki in matice izdelovali večinoma iz medenine, bakra in brona. Ta zlitina je bila uporabljena za izdelavo ročnih zobnikov, v 17. stoletju pa so na Nizozemskem medenine uporabljali za izdelavo optičnega teleskopa.

Sestava in lastnosti zlitine

Delež kovin v zlitini se lahko zelo razlikuje, kar vpliva na ustvarjanje materiala z želenimi lastnostmi. V industrijskih zlitinah je odstotek cinka vedno pod 50%. Sestava določa naslednje lastnosti materiala:

  • topljivost;
  • sposobnost oblikovanja;
  • kovnost;
  • sposobnost žigosanja;
  • sposobnost strojne obdelave.

Pri nizkih temperaturah se lahko medenina uporablja za izdelavo listov različnih debelin ali za vlečenje žice. Gostota medenine in tališče sta odvisna tudi od sestave. Na splošno se specifična teža medenine giblje od 8, 4 g / cm3 do 8, 7 g / cm3, tališče pa je med 900 ° C in 940 ° C.

Čisti baker ima gostoto 8, 96 g / cm3 in tališče 1084 ° C, čisti cink pa ima gostoto 7, 14 g / cm3 in tališče 420 ° C, torej sta ti dve lastnosti medenine blizu večjim lastnostim bakra količine v zlitini v primerjavi s cinkom.

Izdelki iz medenine se večinoma uporabljajo kot okrasni okras zaradi videza in sijaja, podoben zlatu. Ta zlitina se uporablja tudi v napravah, ki potrebujejo malo trenja med delovnimi deli, na primer v ključavnicah in različnih ventilih. Zlitina najde svojo uporabo v električnih napravah, prav tako se zaradi akustičnih lastnosti uporablja pri izdelavi nekaterih glasbenih instrumentov, kot so cevi in ​​zvonovi.

Človeštvo je medenino poznalo že od prazgodovine, še pred odkritjem samega cinka. Sprva je bila ta zlitina pridobljena z mešanjem bakra in hemimorfitnega minerala, ki je naravni vir cinka. V vasi v sodobni Nemčiji so odprli rudnik hemorfit. Ta rudnik je deloval v času rimskega imperija. Pri mešanju bakra in hemimorfita pri visoki temperaturi se cink sprosti iz tega minerala in se zlije z bakrom.

Fizikalne lastnosti medenine vključujejo naslednje značilnosti:

  • sposobnost obdelave pri nizkih in visokih temperaturah;
  • visoka odpornost na oksidacijske in korozijske procese, tudi v agresivnih okoljih;
  • visoka odpornost proti obrabi;
  • visoka električna prevodnost;
  • primernost za večkratno obdelavo;
  • sposobnost ohranjanja svojih lastnosti pri izpostavljenosti visokim temperaturam.

Vrste medenine

Vrste medenine se med seboj razlikujejo v različni vsebnosti cinka. Razlikujemo tri glavne skupine glede na odstotek cinka v zlitini:

  • Prva skupina z odstotkom cinka manj kot 34%.
  • Druga skupina s odstotkom cinka od 33 do 44%.
  • Zlitine tretje skupine vsebujejo več kot 42% cinka in imajo omejeno uporabo.

Razvrstitev zlitin

V skladu s to razdelitvijo na skupine se glede na vsebnost cinka uvede naslednja razvrstitev navadne medenine:

  • Rdeče zlitine . Uporabljajo se predvsem v nakitni industriji zaradi svojega videza (medenina je lahko videti kot zlato). Material z 10% cinka je podoben bronu, zato se uporablja kot njegova imitacija; 15% cinka daje materialu rdečkasto barvo, ta zlitina se uporablja v avtomobilskih radiatorjih; ima zlitina z 20% cinka dober ekstrakt, zato se uporablja za izdelavo cevi.
  • Rumeni materiali . Cink v njih vsebuje od 25% do 35%. Uporabljajo se predvsem za obloge in vzmeti.
  • Alfa beta medenina z razmerjem cinka od 36 do 42% . So manj kopeni od rdeče in rumene medenine, zato jih ne uporabljamo za izdelavo plošč pri nizkih temperaturah. Alfa-beta zlitine so podvržene mehanski predelavi pri visokih temperaturah, zato so jih v 19. stoletju uporabljali za nekatere ladijske strukture.

Nekatere zlitine imenujemo posebne zlitine, na primer zlitina similorja. Similor je sestavljen iz 80% bakra in 20% cinka. Drugi posebni materiali so "kovina princa Alberta" (baker 86%, cink 14%), "krizokol" (82% bakra, 6% cinka, 6% kositra).

Poleg osnovnih elementov sestava iz medenine vključuje tudi druge elemente v minimalnih količinah, zato so te zlitine prepustne in nodilne pri nizkih temperaturah, nekateri materiali pa so duktilni brez temperature. Vse vrste tega materiala postanejo krhke blizu temperature taljenja.

Zaradi cinka je medenina trša od čistega bakra. Hkrati je zlitina lažja za obdelavo na različnih obdelovalnih strojih, lažje je kovati in taljeti izdelke. Prav tako je zlitina odporna na postopek oksidacije v solnih pogojih, njena duktilnost pa omogoča izdelavo tankih kovinskih plošč. Plastičnost je odvisna od treh dejavnikov: temperature, strukture in sestave in celo minimalne količine drugih elementov lahko bistveno spremenijo to fizikalno lastnost zlitine.

Sposobnost obdelave medenine se močno poveča z dodajanjem majhne količine svinca. Ta element se v njej praktično ne raztopi in tvori kroglaste delce, kar močno olajša postopek obdelave. Poleg tega je svinec dobro mazivo zaradi nizkega tališča, to dejstvo znatno zmanjša obrabo rezalnega orodja med obdelavo materiala. Medenina praktično ni podvržena toplotni obdelavi, zanjo se uporabljajo samo postopki prekristalizacije in homogenizacijskega žarjenja.

Posebni materiali

Za posebne medeninaste materiale veljajo materiali, v katere se poleg bakra in cinka dodajo tudi drugi elementi v majhnih količinah, da bi jim dali ustrezne lastnosti. Najpogostejši posebni modrčki so:

  • z dodatkom aluminija;
  • dodajanje železa poveča trdoto in togost zlitine v primerjavi s standardno medenino;
  • dodajanje svinca daje materialu mehansko odpornost in poveča sposobnost obdelave;
  • dodatek mangana poveča trdnost materiala in zmanjša njegovo duktilnost in duktilnost;
  • dodatek kositra med materialom daje trdnost materialu, hkrati pa poveča njegovo korozijsko odpornost. V tem primeru obstajata dve dobro znani zlitini: "kovinski admiral", ki ima visoko odpornost proti koroziji, zato se uporablja kot cev kondenzatorjev; „Morska medenina“ - vsebuje 40% cinka v svoji sestavi in ​​se pogosto uporablja v sladki in slani vodi;
  • dodajanje silicija (tako imenovani bronsil) poveča korozijsko odpornost in se uporablja pri izdelavi ventilov, črpalk in zobnikov;
  • kompleksna medenina z dodatkom različnih elementov, kar ji daje visoko odpornost proti oksidaciji in kavitaciji, zato je del ladijskih propelerjev.

Področja uporabe

Uporaba medenine pokriva najrazličnejše sfere človeške dejavnosti. Torej je zlata barva zlitine privedla do njene uporabe v nakitu in v različnih dekorativnih elementih. Uporablja se tudi v industriji kotlov, pri proizvodnji vojaške opreme in streliva, pri izdelavi žic in cevi kondenzatorjev, električnih sponk in bankovcev.

Zaradi svoje odpornosti proti uničenju v slani vodi se kovina uporablja pri izdelavi opreme za različna morska plovila, njene zvočne lastnosti pa omogočajo izdelavo pihalnih instrumentov: cevi in ​​harmonike. Zaradi svojih baktericidnih lastnosti se zlitina uporablja za izdelavo ročajev vrat v bolnišnicah in bolnišnicah.

Če govorimo o uporabi kot dekorju, potem bi morali izpostaviti proizvodnjo svetilk, svetilk, kornic in nekaj nakita. Tovrstne stvari se proizvajajo predvsem v državah vzhodne Evrope, na ozemlju držav CIS, pa tudi v mnogih arabskih in nekaterih azijskih državah.

Ena izmed zanimivih lastnosti medenine, ki je nenavadna za kovine, je odsotnost iskric med mehanskim delovanjem na izdelku. Ta edinstvena lastnost omogoča uporabo materiala kot posode za shranjevanje in prevoz vnetljivih tekočin.

Zaradi enostavnosti obdelave, visoke odpornosti proti obrabi in nizke cene se material uporablja za izdelavo različnih ventilov. Zaradi visoke odpornosti proti koroziji in kavitaciji se medenina uporablja za izdelavo ladijskih propelerjev. Prav tako se material uporablja pri izdelavi nekaterih delov sodobnih računalnikov.

Kategorija:

Tehnologija