Sprawozdanie pobrano z http://www.studentsite.pl

Chcesz pobrać więcej sprawozdań? Wejdź na http://www.studentsite.pl/materialy_studenckie

Metaloznawstwo

Badania stopów miedzi

I. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Miedź (Cu) - pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa miedzi w języku angielskim pochodzi od Cypru. Posiada ona 26 izotopów z przedziału mas 55-80, natomiast trwałe są tylko dwa: 63 i 65. Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach 55 ppm, a w naturze w postaci rud oraz w postaci czystej jako minerał - miedź rodzima, która jest rzadko spotykana.

Miedź rodzima

Mosiądz - to stop miedzi i cynku zawierający do 40% tego metalu. Mogą one zawierać także dodatki takich metali jak ołów, aluminium, cyna, mangan, żelazo i chrom oraz krzem. Topi się w temperaturze ok. 1000°C (zależnie od gatunku).Ma on kolor żółty (złoty), lecz przy mniejszych zawartościach cynku zbliża się do naturalnego koloru miedzi. Stop ten jest odporny na korozję, ciągliwy, łatwy do obróbki plastycznej. Posiada dobre właściwości odlewnicze. Możemy go spotkać w codziennym życiu, gdyż swoje zastosowanie znalazł np. w okuciach budowlanych, instrumentach muzycznych, przemyśle samochodowym. Mosiężny dzwonek

Granice bliźniacze tworzą się przy ściśle określonej dezorientacji, takiej że płaszczyzna bliźniacza jest symetrycznie nachylona do określonej płaszczyzny krystalograficznej w obydwóch ziarnach

Ołów (Pb) - to pierwiastek chemiczny który jest ciężki, miękki, toksyczny, łatwo topliwy. Ma niebieskobiały kolor, lecz szarzejący na powietrzu. Używany jest do produkcji płyt akumulatorowych, osłon przeciw promieniom rentgenowskim, składnik stopów precyzyjnych.

Ołów

Korozja chemiczna jest ona spowodowana działaniem substancji chemicznych w obecności wilgoci, pod warunkiem, że reakcjom chemicznym nie towarzyszy przepływ prądu, np. reakcja metalu z gazem.

II. CZĘŚĆ BADAWCZA

1. Próbka 5.0

Czysta miedź jest metalem barwy ceglastoczerwonej, o gęstości 8,96 g/cm³ i temperaturze topnienia 1083°C. Po wytopie i oczyszczeniu jest czerwono-brązowym, miękkim metalem o bardzo dobrym przewodnictwie cieplnym i elektrycznym.

Patrząc na próbkę widzimy granicę ziaren i ziarenka w kształcie równoległoboku z 2 równoległymi kreskami, ponieważ materiał został poddany obróbce plastycznej na zimno, wtedy też następuje utwardzenie metalu (w wyniku zgniotu). Próbka ta jest trawiona w kwasie i uległa korozji chemicznej. Granice ziaren ( czyli powierzchniowe defekty sieci krystalicznej) są wypełnione czystą miedzią, są bardziej zużyte i bardziej podatne na korozje chemiczną.

2. Próbka 5.1

Próbka ta posiada ziarna większe, gdyż była szybko chłodzona. Jest ona z masywnego elementu, gdyż posiada większe struktury. Jej kształt przypomina równoległoboki. Występują tutaj granice bliźniacze, nastąpiła obróbka plastyczna na zimno. Wewnątrz ziaren drobne wydzielenia tlenku miedzi oraz związków międzymetalicznych Kolor próbki jest żółty, gdyż w próbce znajduje się mosiądz, którego głównym składnikiem jest cynk, powodujący zmianę koloru próbki od czerwonego do prawie żółtego. Wewnątrz ziarenek znajduje się mosiądz jednofazowy , w którym zawartość cynku jest mniejsza niż 38% i wynosi do 32% . Mosiądze te zbudowane są z ziaren tylko jednej fazy a. Jest to grupa o bardzo dobrych własnościach plastycznych, z tego względu przerabia się je plastycznie na zimno.

3. Próbka 5.2

Ziarenka są bardziej zaokrąglone, co świadczy o odlewaniu próbki. Posiada ona charakter dendrytyczny, czyli niejednorodne rozmieszczenie miedzi w stopie. Jest większa zawartość cynku- powyżej 38% ( od 39%- 44% ). Struktura próbki jest dwufazowa- jasna i ciemna. Jasne kryształy roztworu stałego cynku w miedzi. Ciemne kryształy roztworu stałego opartego na bazie fazy międzymetalicznej CuZn. Mosiądze te są przerabiane plastycznie na gorąco. Ich zaletą jest możliwość obrabiania poprzez skrawanie co ułatwia powstawanie kruchego i łamliwego wióra. Mosiądze dwufazowe stosuje się najczęściej na odlewy maszyn i armaturę.

4. Próbka 5.3

W tej próbce mamy brąz ołowiowo-srebrowy, który jest wylany na panewkę. Zawartość ołowiu wynosi tutaj ok. 20%. Dzięki niemu występują właściwości samosmarowe. Brąz wykazuje negatywne zjawisko segregacji ( przyczyną jest rozpuszczalność ). Ołów wydzielił się tylko na granicach ziaren.

5. Próbka 5.4

Zdj.1 Brzeg monety 2 złotowej

Zdj.2 Środek monety 2 złotowej

Zdj.1 Próbka wykonana z mosiądzu, z mała zawartością cynku. Struktura jednofazowa

( zbudowana tylko z jednej fazy a ) zawierająca do 32% cynku. To grupa o bardzo dobrych własnościach plastycznych. Z tego względu przerabia się je plastycznie na zimno. Jest to właściwa technologia, gdyż oprócz zmiany kształtu, nadajemy twardość, odporność na ścieranie oraz estetyczny wygląd.

Zdj.2 Środek monety dwuzłotowej wypełnia miedzionikiel, który charakteryzuje się dobrą

wytrzymałością, żaroodpornością i odpornością na korozję, posiadają dobre własności oporowe.

III. WNIOSKI

Czysta miedź ma wiele cennych właściwości technicznych: dużą plastyczność, przewodność elektryczną i dobre przewodnictwo cieplne, zdolność do tworzenia szeregu stopów z innymi pierwiastkami, jak również małe powinowactwo chemiczne z tlenem.. Dzięki dużej plastyczności i ciągliwości źle obrabia się na obrabiarkach. W celu polepszenia tego poddaje się ją zgniotowi na zimno, co powoduje zwiększenie jej twardości i poprawę obrabialności. Można ją także poddać przeróbce plastycznej na gorąco ( przeprowadza się ją w temp. 650-800°C ).

Własnością chemiczną miedzi jest to, że posiada ona odpowiednio wysoką odporność na korozją. Podczas kontaktu z wilgotnym powietrzem metal pokrywa się zielonkawą warstwą zwaną patyną. Jest to węglan miedzi o odczynie ph>7, który ochrania miedź, aby nie ulegała dalszej korozji.

Miedź posiada charakterystyczną barwę różowo-złocistą.

8

---