Alamă

Degetar din alamă, lângă zinc topit și cupru. Caracteristici principale

Compoziţie	Cupru (majoritar) și zinc (minoritar)
Utilizări	Moneda componentă mașină

Caracteristici fizice

Sistem de cristal	Sistem de cristal cubic
Masa volumică	8.921 kilograme pe metru cub, 7.140 kilograme pe metru cub

Caracteristici mecanice

Modulul lui Young	115 gigapascali, 100 gigapascali, 130 gigapascali
Coeficientul Poisson	0,37

Caracteristici termice

Punct de fuziune	932 grade Celsius
Conductivitate termică	121 wați pe metru kelvin

Alamă sunt aliaje galbene, foarte ductil și maleabil , compuse în principal din cupru și zinc , în grade diferite, inclusiv producerea directă din minereu corespunzătoare era deja controlată de metalurgiști înainte antichitate. În funcție de proprietățile vizate, acestea pot conține în prezent alte elemente de adăugare, cum ar fi plumb , staniu , nichel , crom și magneziu , în proporții foarte moderate.

Istorie

Alama este cunoscută încă din timpurile preistorice și a fost dezvoltată și utilizată în Africa , precum și în China , precum și în bazinul mediteranean , în special din perioada antică.

În timpul I st sec î. În AD , arama era folosită pentru monedă în diferite părți din Asia Mică . Mai târziu, va fi folosit în restul Asiei și al Europei, în principal de Imperiul Roman, odată cu crearea aramei sestere . În Europa au fost găsite unele piese, cum ar fi vier- ne învață Soulac-sur-Mer , Galic artefact al I st lea î. AD Este utilizat în Europa încă din Evul Mediu pentru utilizări multiple.

În Europa, acesta a fost produs în masă în Evul Mediu pentru fabricarea de cazane , boilere , ulcioare și diverse feluri de mâncare care concurează cu vase ceramice. Atelierele de turnătorie din Dinant și Bouvignes , în valea Meuse (acum Belgia ), au produs-o într-un mod aproape industrial, făcând bogăția acestor două orașe.

Pentru a limita costurile de producție, plumbul a fost în mare parte înlocuit cu zincul pentru oale simple de gătit, zincul fiind mai degrabă rezervat aliajelor care constituie obiecte prestigioase folosite de aristocrație și biserică.

Colier tradițional din alamă, Africa Centrală.
Bucata din alamă afgan Land, al XII - lea secol .

Denumiri, alamă simplă, categorii actuale de alamă, confuzii

Termenul alamă cu variantele laton (1180), alamă (1220) etc. Este atestată în franceză veche , de obicei găsite la sfârșitul XIII - lea secol de exemplu , în edițiile Reynard Fox . Conform dicționarului etimologic publicat sub îndrumarea lui Albert Dauzat , termenul este împrumutat din limba arabă lāțūn care denotă cupru. Acest împrumut pare să fi fost operat de latina medievală în mijlocul Iberică schimb IX - lea secol pentru a descrie cu precizie o bucată de cupru, cuvântul arab în sine din turco-mongol Altun , însemnând „cupru“ sau „aur roșu“.

Verbul „alamă” este atestat mai târziu, de exemplu în 1419 sub forma verbală latonner în sensul „a acoperi cu un strat de alamă” sau în 1467 sub forma alamă adjectivată , calificând un fier sau un metal acoperit cu alamă de protecție sau decorativ. În jurul anului 1845, verbul francez brass înseamnă fie „a acoperi cu alamă”, fie „a garni cu fire de alamă”. Acoperirea de alamă constă dintr - un depozit, de obicei deja la sfârșitul XIX - lea lea și la începutul XX - lea secol electrolitica cu un strat de alamă pe suprafața piesei de prelucrat.

Corpul de cupru unic metalic este un sistem de cristal cubic centrat pe față , în timp ce zincul este hexagonal compact . Dacă structura generală a cuprului monofazat trebuie păstrată, aliajele CuZn simple sau binare nu trebuie să fiedepășește un conținut de Zn de 35%. Dincolo de aceasta apare o fază β sau beta, cu o plasă cubică centrată , explică duritatea crescândă, dar și fragilitatea catastrofală odată ce 42% din masa de zinc a fost depășită.

Iată evoluția conținutului minim de zinc:

un aliaj de 5% Zn are o frumoasă culoare aurie sau aurie, poate fi folosit în bijuterii mici;
o simplă alamă de 10% este uneori denumită „bronz pur de zinc”, este adesea în practică mai puțin costisitoare decât bronzurile din tablă reală și le poate înlocui utilizările;
un alamă simplă de 15% este un aliaj caracterizat printr-o nuanță roșie, adică „alama roșie” a Anticilor;
în jur de 30% Zn, o alamă clasică, cu o nuanță galbenă sau gălbuie, prezintă bune proprietăți mecanice, poate fi modelată prin presare la rece, de exemplu pentru a obține forme desenate sau gravuri în relief. Poate fi folosit pentru a face cartușe sau carcase de protecție pentru acestea.

Există trei categorii de alamă (fiecare categorie cuprinde proprietățile celor precedente):

alamuri simple sau aliaje binare deja descrise: conțin doar cupru și zinc. Adăugarea de zinc scade temperatura punctului de topire a aliajului, precum și conductivitatea electrică a acestuia , dar îi mărește duritatea și rezistența mecanică;
alamă de plumb (aproximativ 60% cupru, 40% zinc, 1 până la 3% plumb): plumbul îmbunătățește prelucrarea prin diseminarea în globule fine care permit o mai bună fragmentare a așchiilor;
alamuri speciale: scopul lor este de a crește proprietățile mecanice prin adăugarea de elemente de aliere ( staniu , aluminiu , arsenic , magneziu , nichel , fier , siliciu etc.); nichelul este utilizat în monede sau pentru placarea alamei, datorită rezistenței sale la oxidare și coroziune .

Lațurile ductile și maleabile sunt numite și „cupru galben” de către instalatori, care îl folosesc pentru instalații sanitare obișnuite (tuburi, țevi, fitinguri, bungi etc. ). În funcție de compoziția lor, ele pot fi numite și în mod necorespunzător sau practic: tombac , arhal, bronz florentin (sau bronz venețian), similor sau pinchbeck. De exemplu, bronzul florentin (sau bronzul venețian) este fabricat din 85% cupru și 15% zinc.

În funcție de compoziție, alama prezintă, prin urmare, o gamă de maleabilitate, ductilitate, rezistență la coroziune, culoare și aderență a patinelor, lacuri, acoperiri metalice și / sau adaptare la tratamente de suprafață. Multe obiecte pot fi realizate din alamă, dar un număr mare este apoi acoperit cu un strat subțire de metal mai nobil (argint, aur, platină etc. ), lacuri negre, albe sau colorate diferit (alamă lăcuită).

În afară de alamă, există și alte familii diferite de aliaje de cupru, principalele fiind cuproaluminii , cuproniceli , nichel argintiu (cupru, nichel și zinc) și bronzuri care sunt aliaje de cupru și staniu .

Nu trebuie confundat cu cupru roșu , de exemplu, constituind fierul de lipit al galvanizatoarelor.

Proprietati fizice si chimice

Alama sunt aliaje nemagnetice . Cele atmosferice de coroziune prezintă suprafața de alamă, un strat numit cocleală verde , datorită prezenței majorității cuprului.

Alama este foarte ușor de prelucrat, dar relativ fragilă în comparație cu alte aliaje.

Proprietățile fizice ale aliajului depind în mare măsură de compoziția sa. De exemplu, pentru alamă care conține 90% cupru și 10% zinc , densitatea este de 8800 kg · m -3 , conductivitatea termică este de aproximativ 121 W · m -1 · K -1 , iar temperatura de topire este de circa 900 ° C .

Scândurile cele mai comune alamă au o densitate de aproximativ 8,6 pentru un punct caracteristic de topire de 940 ° C .

Modulul său Young este între 100 și 130 GPa . Raportul său Poisson este de 0,37.

Masa volumică

Iată un tabel cu densitatea alamei simple, în funcție de conținutul de cupru și zinc.
Proporțiile sunt în masă.

Densitatea cuprului este de 8.920 kg / m 3 , cea a zincului este de 7.140 kg / m 3 .

Densitatea unui alamă compusă numai din aceste două corpuri (kg / m 3 )

% cupru	% zinc	${\ displaystyle \ rho _ {\ text {brass}}}$
100	0	8 920
95	5	8 831
90	10	8.742
85	15	8 653
80	20	8,564
70	30	8 386
60	40	8 208

Formula clasică:

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {100} {{\ frac {x} {8 \, 920}} + {\ frac {100-x} {7 \, 140}}}}}

(în kg / m 3 ) cu x , procentul de masă al cuprului

nu este corect, deoarece dispunerea atomilor de cupru și zinc se schimbă la amestecarea acestor două metale.

O formulă empirică care oferă rezultate bune pentru proporții de cupru de până la 40% este:

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {100} {{\ frac {x} {8 \, 920}} + 0,9 \ cdot {\ frac {100-x} {7 \, 140}} + 10 ^ {- 7} \ cdot (100-x) ^ {2}}}}

(în kg / m 3 ) cu x , procentul din masa de cupru.

Formulele empirice dau densitatea alamei în funcție de fracția de masă a cuprului sau fracția de masă a zincului, fracția de volum a cuprului în funcție de fracția de masă a cuprului, fracția de volum a zincului în funcție de fracția de masă zinc, fracția de volum a alamei în funcție de fracția de masă a cuprului sau zincului.

Densitatea alamei (exprimată în g / cm 3 ) în funcție de fracția de masă x de cupru este dată de:

{\ displaystyle \ rho _ {\ text {brass}} = 0,0178 \ cdot x + 7,14}

Densitatea alamei (în g / cm 3 ) în funcție de fracția de masă x de zinc este dată de:

{\ displaystyle \ rho _ {\ text {brass}} = - 0,0178 \ cdot x + 8,92}

Fracția de volum (adimensională) a cuprului din alamă în funcție de fracția de masă x de cupru este dată de:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {Cu}} = 0.1996 \ cdot x ^ {2} +0.8004 \ cdot x-2 \ cdot 10 ^ {- 15}}

Fracția volumică de zinc din alamă în funcție de fracția de masă x de zinc este dată de:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {Zn}} = - 0.2493 \ cdot x ^ {2} +1.2493 \ cdot x-2 \ cdot 10 ^ {- 15}}

Fracția de volum a alamei în funcție de fracția de masă x de cupru sau zinc este dată de:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {brass}} = - 0,0497 \ cdot x ^ {2} +0,0497 \ cdot x + 1}

Utilizări

Alama este cea mai utilizată dintre aliajele de cupru . Este unul dintre principalele aliaje utilizate de industria strunjirii barei (fabricarea pieselor mici strunjite în serii foarte mari). Alama este utilizată pentru a realiza tuburi și țevi, piese de turnătorie, piese mecanice, cum ar fi roți dințate, șuruburi, supape, lăcătuși, feronerie, piese ceremoniale, instrumente de precizie, ceasuri, elemente decorative pentru mobilier, instrumente muzicale, lentile foto de calitate, ustensile decorative din alamă , etc. Este, de asemenea, utilizat în anumite părți supuse uzurii sau șocurilor (glugă, talpă) ale camerelor. Alama poate fi folosită și ca straturi de protecție sau decorative.

Iată câteva exemple specifice de utilizări:

în papetărie, pentru reliefarea pânzelor de bronz care vor fi folosite pentru a forma filigranele din hârtie;
la fabricarea armelor de foc cu mâneci ( scoici , gloanțe , cutii );
în decor, laminatele (plăcile) din alamă sunt folosite pentru gravare și ghiloc. Lăcuite, ele devin de exemplu plăcile de pe ușile medicilor;
utilizat la fabricarea monedelor ( bucată de zece franci );
ca bază pentru fabricarea aliajelor cu memorie de formă ;
la fabricarea sculelor pentru mine și pentru supapele de gaz, deoarece acest metal produce scântei puține sau deloc.
fabricarea bijuteriilor

Unele utilizări
O lampă de alamă.
Cutii de muniție din alamă.
Sfaturi de alamă.
Medalie Jules Verne în alamă.

Note și referințe

D. Bourgarit și N. Thomas, „ Alamă produsă în masă în Evul Mediu ”, La Recherche , n o 468,1 st octombrie 2012, p. 62 ( citit online , consultat la 2 iunie 2014 ) (vezi arhiva).
„ Brass ” , Etna-mint.fr,24 noiembrie 2008.
Arama descrisă de TLF .
Acestea sunt în continuare cele două definiții principale propuse de Larousse al XX - lea secol . Prima propoziție sau semnificație este „a efectua aramarea”.
diagrama cupru zinc fază (inițiere cu diagrama la final) [PDF] . În practică, metalurgistul experimentat, jucând controlul termic al structurilor, poate obține alamele bifazice până la 46% din masa de zinc.
Henri Charlent, Tratatul de instalații sanitare , tehnica Dunod, 1984, 884 p. ( ISBN 978-2-10-003861-9 ) . În special, p. 48 .
„ Totul despre alamă ” , Laiton.eu,6 mai 2013.
Henri Charlent, Tratatul de instalații sanitare , ibidem, p. 48 .

Anexe

Bibliografie

Jacques Toussaint (dir.), Art of brass, brassware , Archaeological Society of Namur, 2005, 392 p.

linkuri externe

„ Document sur les brasses ” [PDF] , Copperalliance.fr (accesat la 8 decembrie 2016 ) .