1. Razlike u mehanizmima topljivosti i jačanja legure
U sustavima bakrenih legura, elementi poput cinka, kositra i aluminija pokazuju značajne razlike u topljivosti. U ravnoteži sobne temperature, cink ima topljivost do 37% mase u bakra, a otprilike 30% ostaje topljivo u AS - stanju lijeva. Suprotno tome, AS - lijevanje topljivosti kositra u limenoj bronci iznosi samo 5–6%, a topljivost aluminija u aluminijskoj bronci je približno 7–8%. Visoka čvrsta topljivost cinka u bakra rezultira snažnim učinkom jačanja čvrste otopine. Uz to, većina legirajućih elemenata može se otopiti u različitom stupnju u mesinganoj matrici, što dodatno poboljšava njegova mehanička svojstva. To je ključni razlog zašto posebne mesingane legure pokazuju karakteristike visoke čvrstoće.
Iz ekonomske perspektive, cink je jeftiniji od aluminija i kositra, a njegove obilne rezerve resursa čine ukupne troškove mesinga znatno nižim od kosične bronce i aluminijske bronce.
2. Prednosti mesinga
Karakteristike i fluidnost učvršćivanja
Grud ima izuzetno uski raspon temperaturnog kristalizacije (otprilike 30 - 40 stupnjeva) i učvršćuje se na ljusci - na sličan način. Temperatura likvida značajno se smanjuje s povećanjem sadržaja cinka (talište otprilike 900 stupnjeva), što rezultira izvrsnom fluidnošću metala koja može napuniti složene šupljine. Uz to, uski raspon kristalizacije smanjuje segregaciju intrakristalne segregacije i stvaranje dispergiranih šupljina za skupljanje, što olakšava formiranje koncentriranih šupljina za skupljanje, što olakšava usmjeravanje usmjeravanja kroz hranjenje usponom.
Karakteristike topljenja i deoksidacije
Cink ima točku isparavanja od 907 stupnjeva, što je blizu tališta mesinga. Tijekom lijevanja, cink lako isparava i uklanja plinove iz rastopljenog bakra, smanjujući rizik od stvaranja poroznosti. Nadalje, cink posjeduje snažne deoksidirajuće mogućnosti, uklanjajući potrebu za dodatnim deoksidizatorima tijekom topljenja, pojednostavljujući proces i smanjujući troškove. Iako se ZnO oksidi mogu formirati tijekom topljenja, njihova mala gustoća uzrokuje da plutaju i formiraju šljaku, a sprječavanje sekundarne oksidacije može izbjeći oštećenja uključivanja.
Prilagodljivost procesa
Mesing nije osjetljiv na brzinu lijevanja hlađenja, a na njegova mehanička svojstva minimalno utječu debljina stijenke, što ga čini prikladnim za različite procese kao što su lijevanje pijeska, lijevanje matrice i centrifugalno lijevanje. Tipične mjere procesa uključuju:
Dizajn pijeska: Koristite jezgre pijeska s dobrim svojstvima prinosa kako biste smanjili napon lijevanja i spriječili pukotine i deformacije;
Trkači i sustavi za izlijevanje: instalirajte velike - trkače veličine kako biste postigli uzastopno otvrdbu i optimizirali unutarnji izgled trkača za uravnoteženo hlađenje;
Upravljanje temperaturom ulijevanja: Na odgovarajući način smanjite temperaturu ulijevanja kako biste umanjili gubitke tekućine i isparavanje cinka.
3. Ograničenja performansi i legirajuća poboljšanja
Nedostaci otpornosti na koroziju
Cink ima niži potencijal elektroda od bakra, što dovodi do korozije ispiranja cinka u okruženjima elektrolita (npr. Morska voda, anorganske kiseline) - cink - bogata faza preferirano kao anodu, narušavajući strukturu legure. Obični mesing pokazuje posebno lošu otpornost na koroziju u tekućem morskom i parnom okruženju.
Poboljšanja performansi u specijalnom mesingu
Dodavanjem legirajućih elemenata kao što su Mn, Al, Fe, SI i PB, mjedena svojstva mogu se ciljati na poboljšanje:
Strojni mesing: dodavanje PB povećava strojnost;
Mornarički mesing: Dodavanje SN pojačava otpornost na koroziju morske vode;
Visoki - mesing čvrstoće: uvođenje Al i Fe u formiranje faza jačanja, poboljšavajući mehanička svojstva;
Die - Mesinga za lijevanje: Optimiziranje sastava prema visokom - procesima lijevanja tlaka, uravnotežujući fluidnost i dimenzionalna točnost.
4. Trenutna industrijska primjena mesinga
Sa svojim sveobuhvatnim prednostima kompatibilnosti s visokom čvrstoćom, niskim troškovima i procesom lijevanja, mesing je postao najrazličitija i najviša - proizvodnja kategorije među bakrenim legurama. Njegova primjena obuhvaća mehaničku proizvodnju (zupčanici, ležajevi), građevinsku hardver (ventili, okovi), industriju brodogradnje (kondenzatorske cijevi, komponente sustava morske vode) i ukrasna polja. Iako je njegova otpornost na koroziju inferiorna od brončane, on održava dominantan položaj u umjerenim do niskim korozijskim okruženjima kroz legiranje poboljšanja i tehnologije zaštite od površine (poput prevlaka i pasivacijskog tretmana).
5. Sažetak
Mesing se temelji na Cu - Zn Binarnoj leguri, a kroz jačanje elementarnih čvrstih otopina i optimizaciju procesa razvio je jedinstvene prednosti performansi. Unatoč ograničenjima otpornosti na koroziju, ostaje nezamjenjiv u uravnoteženju performansi lijevanja, kontroli troškova i mehaničkoj čvrstoći. U budućnosti, s razvojem ekološki prihvatljivog olova - slobodnog mesinga i visokih - korozije - otpornih legura, mesing će nastaviti proširiti svoje scenarije primjene u visokim - krajnjim poljima proizvodnje.