Жездің балқу нүктесі: Күрделі сұраққа нақты жауап
Жез машина жасауда кеңінен қолданылатын металл қорытпаларының бірі болып табылады, Өндіріс, сәулет, Музыкалық аспаптар, нөміргетегіш, және сәндік қосымшалар.
Ол коррозияға төзімділігі үшін бағаланады, тартымды көрініс, Айналымдылық, және көптеген басқа мыс негізіндегі қорытпалармен салыстырғанда салыстырмалы түрде төмен құны.
Дегенмен адамдар «жездің балқу нүктесін сұрағанда,» деген сұраққа бірде-бір нақты жауабы жоқ сұрақ қояды.
Техникалық тұрғыдан дұрыс жауап - бұл: жездің бір тұрақты балқу нүктесі жоқ. Өйткені жез қорытпа болып табылады, таза металл емес, ол әдетте а үстінде ериді тау тізбектері бір нақты температурада емес.
Көптеген қарапайым жездерге арналған, бұл диапазон шамамен 900°C - 940 °C (жөнінде 1650°F - 1725 °F), нақты композициялар бұл интервалдан тыс қалуы мүмкін.
Неліктен екенін түсіну жезді бірнеше қырынан қарауды қажет етеді: металлургия, Өндіріс, және практикалық қолдану.
1. Жез таза зат емес
Мыс немесе алюминий сияқты таза металдар стандартты жағдайларда бір балқу температурасына ие.
Жез басқаша. Бұл, ең алдымен, қорытпасы мыс және мырыш, және осы екі элементтің үлесі мақсатты қолдануға байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін.
Бұл вариация маңызды. Жезде мырыш неғұрлым көп болса, оның жылулық мінез-құлқы соғұрлым өзгереді.
Қорытпа жүйелерінде, балқу әдетте екі температурамен сипатталады:
- Ырық: бірінші сұйықтық пайда бола бастаған температура
- сұйықтық: қорытпаның толық сұйыққа айналу температурасы
Осы екі температураның арасында, жез қатты және сұйық фазалардың қоспасы ретінде бар. Сондықтан бір «балқу нүктесі» туралы айту оңайлату болып табылады.
Практикалық мақсаттар үшін, көптеген кәдімгі жездер жұмсарып, ішінара ери бастайды 900° °, және айналасында бір жерде толығымен балқытылған болады 930°C - 940 °C. Бірақ нақты сандар сыныпқа байланысты.
2. Қарапайым жезге арналған әдеттегі балқу диапазондары
Төмендегі мәндер ретінде көрсетілген қатты – сұйық Аустралар, өйткені жез қорытпа болып табылады, сондықтан бір нүктеде емес, температура интервалында балқиды.
| Жез түрі | Типтік композиция (Шамамен.) | Балқу диапазоны (° °) | Балқу диапазоны (К) | Балқу диапазоны (° F) |
| Алтын жалатылған жез (АҚШ C21000 / KK CW500L) | Cu 94,0–96,0%, Zn балансы; Pb ≤0,05%, Fe ≤0,05% | 1049– 1066 | 1322– 1339 | 1920– 1950 ж |
| Коммерциялық қола / 90-10 Жез (АҚШ C22000 / KK CW501L) | Cu 89,0–91,0%, Zn балансы; Pb ≤0,05%, Fe ≤0,05% | 1021– 1043 | 1294– 1316 | 1870– 1910 ж |
| Қызыл жез (UNS C23000 / KK CW502L) | Cu 84,0–86,0%, Zn балансы; Pb ≤0,05%, Fe ≤0,05% | 988– 1027 | 1261-1300 | 1810– 1880 ж |
| Төмен жез (АҚШ C24000 / KK CW503L) | Cu 78,5–81,5%, Zn балансы; Pb ≤0,05%, Fe ≤0,05% | 966– 999 | 1239–1272 | 1770– 1830 ж |
| Картридж жезі (АҚШ C26000 / KK CW505L) | Cu 68,5–71,5%, Zn балансы; Pb ≤0,07%, Fe ≤0,05% | 916– 954 | 1189– 1228 | 1680– 1750 |
| Сары жез (UNS C26800 / KK CW506L) | Cu 64,0–68,5%, Zn балансы; Pb ≤0,09%, Fe ≤0,05% | 904– 932 | 1178– 1205 | 1660– 1710 |
Сары жез (АҚШ C27000 / KK CW507L) |
Cu 63,0–68,5%, Zn балансы; Pb ≤0,09%, Fe ≤0,07% | 904– 932 | 1178– 1205 | 1660– 1710 |
| Сары жез (АҚШ C27400 / KK CW508L) | Cu 61,0–64,0%, Zn балансы; Pb ≤0,09%, Fe ≤0,05% | 870– 920 | 1143– 1193 | 1598– 1688 |
| Muntz Metal (UNS C28000 / KK CW509L) | Cu 59,0–63,0%, Zn балансы; Pb ≤0,09%, Fe ≤0,07% | 899– 904 | 1172– 1178 | 1650– 1660 |
| Еркін кесетін жез (АҚШ C36000 / KK CW603N) | Cu 60,0–63,0%, Pb 2,5–3,0%, Zn балансы; Fe ≤0,35% | 888– 899 | 1161– 1172 | 1630– 1650 |
| Адмиралти Брасс (АҚШ C44300 / KK CW706R) | Cu 70,0–73,0%, Sn 0,8–1,2% (құбырлы өнімдер ≥0,9% қажет етуі мүмкін), Zn балансы; | 899– 938 | 1172– 1211 | 1650– 1720 |
| Навальдық жез (АҚШ C46400 / KK CW712R) | Cu 59,0–62,0%, Sn 0,2–1,0%, Zn балансы; Pb ≤0,5%, Fe ≤0,10% | 888– 899 | 1161– 1172 | 1630– 1650 |
3. Құрам балқу диапазонының негізгі қозғаушы күші болып табылады
Жезде, құрамы балқу әрекетін анықтайтын негізгі фактор болып табылады, өйткені жез таза металл емес, а мыс-мырыш қорытпасы.
Бір бекітілген температурада балқудың орнына, жездердің көпшілігі а қаттыдан сұйыққа дейінгі интервал.
Мысқа бай жез әдетте жоғары температурада ериді, ал мырышқа бай жездер ертерек және күрт ериді.
Мысалы, UNS C26000 картриджінің жезі мынандай қатты белгімен берілген 1680° F және ликвидус 1750° F, ал UNS C36000 еркін кесілетін жез төменірек, -та 1630°F - 1650 °F.
UNS C22000 коммерциялық қоласы бұрынғысынша жоғарырақ, -та 1870°F және 1910°F, жоғары мыс мазмұны балқу диапазонын қалай жоғары жылжытатынын көрсетеді.
Себебі металлургия: Cu/Zn қатынасын өзгерту қорытпадағы фазалық қатынастарды өзгертеді, бұл бірінші сұйықтық пайда болған температураны да, қорытпаның толық балқыған температурасын да өзгертеді.
Сондықтан бірдей кең «жез» белгісі әртүрлі жылулық мінез-құлқы бар қорытпаларды қамтиды.
Тәжірибелік тұрғыдан, өндіруші бір жезді екіншісі сияқты ұстайды деп есептей алмайды, себебі екеуі де сары немесе мыс түсті.
Ресми легирленген кестелер тіпті қарапайым жездерде екенін көрсетеді, балқу интервалдары қорытпаның белгіленуі мен құрамына байланысты ондаған градус Фаренгейтпен ерекшеленеді.
Аз легирленген қоспалар да маңызды. Фольга, бастау, мышьяк, кремний, алюминий, және марганец тотығуға төзімділігін өзгерте алады, Айналымдылық, Коррозияның мінез-құлқы, және термиялық реакция; олар сондай-ақ балқу аралығын аздап жылжыта алады.
Мысалы, UNS C44300 адмиралти жезі, құрамында қалайы және коррозияға төзімділік үшін мышьяк бар, мекенжайында көрсетілген 1650°F - 1720 °F, ал UNS C28000 Muntz металы тізімде 1650°F - 1660 °F.
Бұл айырмашылықтар ерікті емес; олар құрам мен қорытпа фазалық құрылымының бірлескен әсерін көрсетеді.
Инженерлік және өндіріске арналған, салдары анық: қорытпаның белгіленуі түс немесе жалпы атаудан маңыздырақ.
UNS немесе EN/CEN белгілеуін білсеңіз, сіз балқыту диапазонын бөлшектің «жез» екенін білгеннен гөрі әлдеқайда сенімді түрде бағалай аласыз.
Сондықтан құю кезінде стандарттарға негізделген сәйкестендіру өте маңызды, шашу, ыстық жұмыс, және қайта өңдеу операциялары.
4. Неліктен балқу нүктесі практикада маңызды
Инженерлік қосымшаларда, жездің балқу әрекеті бір температура ретінде емес, а ретінде қарастырылады процесс терезесі -мен шектелген ырық жіне сұйықтық.
Бұл аралық өндірістік процестер үшін қауіпсіз және тиімді жұмыс температурасын анықтайды.
Солидусқа тым жақын жұмыс істеу толық балқу немесе нашар материал ағыны қаупін тудырады, ликвидустың шамадан тыс асып кетуі қызып кетуге әкелуі мүмкін, тотықтыру, және композициялық дрейф - әсіресе мырыштың жоғалуына байланысты.
Кастинг
Жез құйылған кезде, металды сұйық күйінен жоғары қыздыру керек, сондықтан ол қалыпқа дұрыс ағып кетеді.
Егер температура тым төмен болса, толық емес толтыру, суық жабдықтар, немесе бетінің нашар өңделуі мүмкін.
Тым жоғары болса, мырыш тотығады немесе ұшады, ол құрамын өзгертеді және соңғы құйманы нашарлатуы мүмкін.
Соғу және ыстық өңдеу
Жезді ыстық өңдеуге де болады, бірақ ол балқу диапазонынан төмен температура терезесінде өңделуі керек. Жезді тым агрессивті қыздыру оны сынғыш етеді немесе астық шекараларында жергілікті балқуды тудыруы мүмкін..
Бұл өлшемдік дәлдік пен құрылымдық тұтастықты сақтауы тиіс құрамдас бөліктер үшін әсіресе маңызды.
Пісіру және біріктіру
Операцияларға қосылуда, жездің балқу әрекеті өте маңызды, өйткені негізгі металл әдетте толтырғыш немесе қосылыс материалы ағып жатқанда қатты күйінде қалуы керек..
Егер қыздыру шамадан тыс болса, жез бөлігінің өзі ерій бастауы немесе мырыш жоғалуы мүмкін. Бұл температураны бақылаудың сенімді дәнекерлеу тәжірибесінің басты себебі болып табылады.
Жезді өңдеу және еркін кесу
Кейбір жез сорттары өңдеуге жарамдылығы үшін арнайы таңдалады. Бұл композицияларда кесу өнімділігін жақсартатын қорғасын немесе басқа қоспалар болуы мүмкін, бірақ олар сонымен қатар жылулық реакцияны аздап өзгертуі мүмкін.
Өндірістік орталарда, қорытпаның нақты белгіленуі әрқашан жалпы термин «жезден» маңыздырақ.
5. Жездің балқу нүктесі туралы жалпы қате түсініктер
Қате түсінік 1: Жездің бір нақты балқу нүктесі бар
Бұл ең жиі кездесетін түсінбеушілік. Жез белгілі бір ауқымда балқиды, себебі ол қорытпа. Жалғыз балқу температурасы туралы идея тек жуықтау ғана.
Қате түсінік 2: Жез өзін мыс сияқты ұстайды
Жез мыс негізінде жасалған, бірақ ол мыс емес. Мыстың балқу температурасы әлдеқайда жоғары.
Жез әдетте әлдеқайда ерте ериді, өйткені мырыш қорытпаның жылу шегін төмендетеді.
Қате түсінік 3: Барлық «сары металдар» бірдей
Жез, қола, және басқа мыс қорытпалары кездейсоқ әңгімеде жиі шатастырылады.
Қола әдетте мыс қалайы негізінде жасалады, және оның балқу әрекеті жезден ерекшеленеді. Тіпті көрнекі түрде ұқсас қорытпалар да ерекше термиялық және механикалық қасиеттерге ие болуы мүмкін.
Қате түсінік 4: Жезді жылыту жай ғана «оны қызарту» дегенді білдіреді
Бұл қауіпсіз немесе сенімді температура өлшемі емес. Жез тотығуы мүмкін, түссіздену, немесе айқын балқу пайда болғанға дейін мырыш жоғалтады.
Көрнекі түс - термиялық күйдің нақты емес көрсеткіші, әсіресе бақыланатын өндірісте.
6. Жезді қыздыру кезіндегі қауіпсіздік ережелері
Жезді балқыту туралы кез келген маңызды талқылау қауіпсіздікті қамтуы керек. Жезді балқу диапазонына жақын немесе одан жоғары қыздыру жақсы емес.
Мырыш түтінінің қауіптілігі
Жоғары температурада, мырыш булануы және тотығуы мүмкін, деммен жұтуға қауіпті түтін шығару.
Бұл құю цехтарындағы басты кәсіптік алаңдаушылық, шеберханалар, және қайта өңдеу операциялары. Тиісті желдету және тыныс алу жолдарын қорғау қажет болуы мүмкін, процеске байланысты.
Құрамдағы өзгерістер
Жез қызып кетсе, мырыш қорытпадан артық жоғалуы мүмкін. Бұл қалған материалдың құрамын өзгертеді және дайын бөліктегі өнімділікті төмендетуі мүмкін.
Өрт пен жабдықтың қауіптілігі
Өйткені жез көптеген басқа металдармен салыстырғанда салыстырмалы түрде қалыпты температурада балқиды, бақылаусыз қыздыру тигельдерді зақымдауы мүмкін, қалыптар, және құралдар.
Температураны бақылау және пештің сәйкес дизайны маңызды.
7. Салыстырмалы талдау: Жез vs. Басқа мыс қорытпалары және өнеркәсіптік металдар
| Материал | Типтік композиция (Шамамен.) | Балқу диапазоны (° °) | Балқу диапазоны (К) | Балқу диапазоны (° F) | Негізгі инженерлік сипаттамалар |
| Жез (генерал) | Cu-Zn (5–45% Zn) | 880– 1020 | 1153– 1293 | 1616– 1868 ж | Жақсы техникалар, Орташа беріктігі, кең балқу интервалы, жоғары температурадағы мырыштың құбылмалылығы |
| Қола (генерал) | Cu-Sn (5–12% Sn) | 900– 1050 | 1173– 1323 | 1652– 1922 ж | Жоғары коррозияға төзімділік, жақсы тозу қасиеттері, әдетте жезге қарағанда қату диапазоны тар |
| Таза мыс | Cu ≥99,9% | 1085 (жалғыз нүкте) | 1358 | 1985 | Өте жоғары жылу/электр өткізгіштік, балқу диапазоны жоқ (таза металл) |
| Алюминий қола | Кю-әл (5–12% Al) | 1020– 1060 | 1293– 1333 | 1868– 1940 ж | Жоғары беріктігі, тамаша коррозияға төзімділік, көптеген жездерге қарағанда жоғары балқу |
Кремний қола |
КО-СИ (1-4% Иә) | 965– 1025 | 1238– 1298 | 1769– 1877 ж | Құюдың жақсы өтімділігі, Коррозияға төзімділік, толтырғыш металдарды дәнекерлеуде кеңінен қолданылады |
| Мыс-никель (Куброниктік) | Cu–Ni (10–30% In) | 1170– 1240 | 1443– 1513 | 2138– 2264 | Теңіз суының коррозиясына тамаша төзімділік, жоғары балқу диапазоны, Тұрақты микроқұрылым |
| Алюминий (саф) | Al ≥99% | 660 (жалғыз нүкте) | 933 | 1220 | Төмен тығыздығы, төмен балқу температурасы, Жоғары термиялық өткізгіштік |
| Көміртекті болат | Fe–C (0.1–1,0% C) | 1425-1540 | 1698– 1813 ж | 2597– 2804 | Жоғары беріктігі, кең өнеркәсіптік қолдану, мыс қорытпаларына қарағанда айтарлықтай жоғары балқу |
Тот баспайтын болат |
Fe–Cr–Ni қорытпалары | 1375– 1530 | 1648– 1803 | 2507– 2786 | Коррозияға төзімді, Жоғары температуралық тұрақтылық |
| Шойын | Fe–C (2–4% C) | 1150– 1200 | 1423– 1473 | 2102– 2192 | Тамаша кереметтілік, болаттан төмен балқу, сынғыш мінез-құлық |
| Мырыш (саф) | Zn ≥99% | 419.5 (жалғыз нүкте) | 693 | 787 | Өте төмен балқу температурасы, жоғары температурада жоғары бу қысымы |
| Бастау (саф) | Pb ≥99% | 327.5 (жалғыз нүкте) | 601 | 621 | Өте төмен балқу температурасы, биязы, легирленген қоспа ретінде жиі қолданылады |
8. Қорытынды
Жездің балқу температурасы жалғыз бекітілген сан емес. Мыс пен мырыш қорытпасы ретінде, жез әдетте а үстінде ериді тау тізбектері, әдетте айналасында 900°C - 940 °C
Ғылыми тұрғыдан, негізгі идея қарапайым: құрамы балқу әрекетін бақылайды
Сондықтан ең дәл жауап тек «жездің балқу нүктесі қандай?” бірақ керісінше: сіз қай жез туралы айтып отырсыз?
