Τα χαρακτηριστικά των χαλκού μετάλλων

Ο χαλκός είναι ένα κράμα από χαλκό και κασσίτερο, και για πολύ καιρό ήταν το πιο σκληρό, πιο ανθεκτικό υλικό που διατίθεται στον ανθρώπινο πολιτισμό. Σχεδόν κάθε μεγάλος παγκόσμιος πολιτισμός πέρασε μια σημαντική χρονική περίοδο όπου το Οι μηχανικές ιδιότητες του χαλκού επέτρεψαν τη δημιουργία καλύτερων εργαλείων, πιο ευκρινών όπλων και ισχυρότερων δομές - α Η εποχή του Χαλκού.

Ο χαλκός είναι ένα μέταλλο με βαθύ καφέ χρώμα και χρυσή λάμψη. Πιθανότατα έχετε ακούσει κάποιον με ένα ιδιαίτερα βαθύ μαύρισμα που αναφέρεται ως «μπρονζέ» στο παρελθόν.

Στην πιο βασική του μορφή, αποτελείται από χαλκό και κασσίτερο, με χαλκό περίπου 60 έως 90 τοις εκατό του μείγματος. Η διαδικασία δημιουργίας του είναι απλή: θερμάνετε και τα δύο μέταλλα μέχρι να λιώσουν, ανακατέψτε τα μαζί και στη συνέχεια ρίξτε το μείγμα για ψύξη και στερεοποίηση. Voilà, μπρούντζος!

Οι ειδικές αναλογίες χαλκού και κασσίτερου ποικίλλουν σημαντικά, ωστόσο, και άλλα μέταλλα και μη μέταλλα μπορούν να προστεθούν για να εμποτίσουν τον προκύπτοντα χαλκό με χρήσιμες ιδιότητες. Συγχέοντας, ο κασσίτερος αντικαθίσταται μερικές φορές εξ ολοκλήρου με ένα άλλο μέταλλο, αλλά το προκύπτον κράμα εξακολουθεί να ονομάζεται χάλκινο. Για παράδειγμα,

Ο χαλκός σχετίζεται επίσης στενά με ορείχαλκος, κράμα χαλκού και ψευδαργύρου. Λόγω της αλληλεπικάλυψης στις ιδιότητές τους και της ανακρίβειας που σχετίζεται με τους όρους χάλκινο και ορείχαλκο, είναι συχνά απλούστερο να αναφέρονται ως «κράματα με βάση το χαλκό» ως ομάδα.

Όλες οι εκδόσεις του μπρούντζου είναι σκληρότερες και πιο ανθεκτικές από ότι μόνο ο χαλκός ή ο κασσίτερος. Ο χαλκός και ο κασσίτερος είναι και τα δύο μαλακά μέταλλα που είναι εύκολο να διαμορφωθούν - ιδανικά για κατασκευή καλωδίων ή αλουμινίου, αλλά λιγότερο ιδανικά αν θέλετε ένα τσεκούρι που θα συγκρατεί την άκρη του.

Στην πραγματικότητα, ο χαλκός είναι πιο σκληρός ακόμη και από καθαρό σίδερο - και πολύ πιο ανθεκτικός στη διάβρωση. Στην ιστορία του πολιτισμού, το Η εποχή του Χαλκού τελικά έδωσε τη θέση του στο Εποχή του σιδήρου καθώς ο σίδηρος έγινε το κύριο μέταλλο που χρησιμοποιείται σε ολόκληρο τον πολιτισμό, αλλά αυτό είχε να κάνει περισσότερο με τη σχετική αφθονία του σιδήρου από τη σχετική αντοχή του.

Σήμερα, ισχυρότερα μέταλλα όπως ο χάλυβας και το βολφράμιο αφθονούν, αλλά ο χαλκός εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως λόγω πολλών άλλων χρήσιμων χαρακτηριστικών:

• Ολισθαίνει ομαλά έναντι άλλων μετάλλων, καθιστώντας το ιδανικό για χρήση σε βιομηχανικά εξαρτήματα όπως τα ρουλεμάν.
• Είναι φυσικά ανθεκτικό στη διάβρωση, καθιστώντας το ένα καλό μέταλλο για χρήση στη ναυπηγική βιομηχανία και σε άλλες καταστάσεις όπου η έκθεση σε θαλασσινό νερό είναι ανησυχητική.
• Τα κράματα με βάση το χαλκό δεν παράγουν σπινθήρες όταν χτυπούν σκληρές επιφάνειες, καθιστώντας τα πιο ασφαλή από τα χαλύβδινα εργαλεία όταν εργάζονται κοντά σε εξαιρετικά εύφλεκτα υλικά όπως πυροτεχνήματα.
• Το γυαλισμένο χάλκινο μέταλλο έχει ένα μοναδικό και ελκυστικό χρώμα που το καθιστά δημοφιλές σε έργα τέχνης και έπιπλα σπιτιού.

Υπάρχουν σχεδόν τόσοι τύποι χαλκού όσο και οι χρήσεις του χαλκού. Ακόμα και εντός ενός δεδομένου τύπου, οι συνθέσεις διαφέρουν, όπως και οι συγκεκριμένες ιδιότητες. Μερικά από τα κοινά είναι:

Phosphor Bronze (γνωστός και ως Tin Bronze):
Χαλκός με κασσίτερο (0,5% έως 1,0%) και φωσφόρο (0,01% έως 0,35%). Ο χαλκός φωσφόρου έχει αυξημένη αντοχή στη φθορά και βελτιωμένη ακαμψία, καθιστώντας το ιδιαίτερα χρήσιμο για ελατήρια και ροδέλες.

Χάλκινο αλουμίνιο
Χαλκός με αλουμίνιο (6 τοις εκατό έως 12 τοις εκατό), σίδηρο (μέγιστο 6 τοις εκατό) και νικέλιο (μέγιστο 6 τοις εκατό). Ένα εξαιρετικά ανθεκτικό κράμα με μεγάλη αντοχή στη διάβρωση, χρησιμοποιείται συχνά σε θαλάσσιο υλικό ή εξαρτήματα που ενδέχεται να έρθουν σε επαφή με διαβρωτικά υγρά

Νικέλιο χαλκού (γνωστό και ως Cupronickel)
Χαλκός με νικέλιο (2 τοις εκατό έως 30 τοις εκατό). Αξιοσημείωτο για τη θερμική του σταθερότητα, το νικέλιο χαλκού βελτιώνεται στο σημείο τήξης του χαλκού και μπορεί να αντέξει σε υψηλή θερμότητα χωρίς να μαλακώσει. Αυτό το καθιστά ιδιαίτερα καλό για την κατασκευή ηλεκτρικών αντιστάσεων και καλωδίων θέρμανσης.

Ορείχαλκος νικελίου (γνωστός και ως ασημί νικέλιο)
Χαλκός με νικέλιο και ψευδάργυρο. Όχι τόσο ισχυρό όσο άλλα κράματα χαλκού, το νικέλιο του δίνει ένα ασημί χρώμα που το καθιστά κατάλληλο για εφαρμογές όπου η εμφάνιση είναι σημαντική, όπως μουσικά όργανα.