Mosiądz

Mosiądzstop miedzi i cynku, jeden z najszerszej stosowanych i najdawniejszych stopów metali. Zazwyczaj mosiądze zawierają także 5-6% domieszek innych metali, w tym ołowiu, aluminium, manganu, niklu, żelaza. Mosiądz jest stopem cechującym się wysoką odpornością na korozję, przeważnie też łatwością obróbki oraz dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym. Wytwarza się z niego m.in. blachy, rury, części maszyn i artykułów elektrotechnicznych. Znajduje też szerokie zastosowanie w dekoracji wnętrz, rzemiośle i sztuce użytkowej (np. jego odmiana, tombak, do wytwarzania ozdób).


W języku angielskim: brass. Etymologia: wyraz mosiądz pochodzi z języka staroniemieckiego – Massing (we współczesnym języku niemieckim Messing).

Mosiądz – stop miedzi i cynku

Proporcje składników są bardzo zmienne, mosiądze należy więc traktować jako zróżnicowaną grupę stopów. Cynk stanowi główny dodatek stopowy, jego minimalna zawartość w mosiądzu to 2%. Typowo mosiądze zawierają od 55% do 90% miedzi oraz od 10%  do 45% cynku. Właściwości mosiądzu są zmienne w zależności od proporcji składników stopowych oraz od rodzaju i ilości składników dodatkowych (dodatków stopowych). Najczęstsze dodatki stopowe stosowane w mosiądzach to cyna, ołów, aluminium oraz nikiel. Szeroko stosowane są jednak także mosiądze dwuskładnikowe.

Mosiądz może być kuty lub młotkowany w różne kształty, walcowany na blachę lub cienkie arkusze, ciągnięty w druty oraz obrabiany i odlewany. Jego plastyczność i ciągliwość jest najwyższa przy zastosowaniu około 30% cynku. Wytrzymałość na rozciąganie jest najwyższa przy zastosowaniu około 45% cynku, właściwość ta może jednak różnić się znacznie w zależności od zastosowanego sposobu obróbki cieplnej i mechanicznej stopu.

Mosiądze dzieli się ogólnie na mosiądze do przeróbki plastycznej i mosiądze odlewnicze. Mosiądze do przeróbki plastycznej dzielą się natomiast na mosiądze dwuskładnikowe, mosiądze ołowiowe oraz mosiądze wieloskładnikowe bezołowiowe. Ta druga grupa, określana też jako mosiądze specjalne, zawiera dodatki stopowe takie jak cyna, aluminium, krzem, nikiel i żelazo (przy czym mosiądz krzemowy stosowany jest również jako stop odlewniczy).

Najbardziej rozpowszechniona grupa stopów to mosiądze dwuskładnikowe, zawierające od 3% do 41% cynku. Mosiądze dwuskładnikowe zawierające mniej, niż 30% cynku stosuje się w obróbce plastycznej na zimno. Wytwarza się z nich druty oraz cienkie blachy i arkusze. Mosiądze dwuskładnikowe o zawartości cynku wyższej, niż 30%, stosuje się w obróbce plastycznej na gorąco. Wytwarza się z nich łuski amunicyjne (mosiądz łuskowy), tłoczone i kute części maszyn, rurki chłodnicowe, rurki włosowate oraz membrany manometrów. Należy do nich np. stop Muntza (60% miedzi i 40% cynku) stosowany w budowie okrętów. Mosiądz łuskowy (70% miedzi, 30% cynku, ang. cartridge brass) jest używany do łusek nabojów, osprzętu hydraulicznego, osprzętu oświetleniowego, śrub, sprężyn oraz nitów.

Mosiądze specjalne cechuje różnorodność zastosowań, wykorzystuje się je np. w przemyśle okrętowym, elektromaszynowym i samochodowym. Mosiądz aluminiowy (zawiera dodatek aluminium, zazwyczaj nie przekraczający 3%) cechuje się wyższą niż zwykły mosiądz odpornością na korozję. Mosiądz cynowy (nie więcej niż 2%) jest mało podatny na korozję w wodzie morskiej. Określany jest czasem jako mosiądz morski dwufazowy (ang. naval brass) i znajduje szerokie zastosowanie w budownictwie morskim.

Tombak, określany też jako mosiądz czerwony lub złoto holenderskie, zawiera od 80% do 85% miedzi i od 15% od 20% cynku. Stosowany jest on szeroko w sztuce dekoracyjnej jako substytut złota oraz w wystroju wnętrz (np. mosiężne klamki, okucia). Mosiądze z dodatkiem żelaza stanowią twarde i odporne na uszkodzenia mechaniczne stopy. Przynależy do nich metal delta (55% miedzi, 41% cynku, 1–3% żelaza oraz niewielki dodatek cyny i manganu), który może być kuty, walcowany lub odlewany – stosowany jest on do wytwarzania łożysk, zaworów oraz śrub okrętowych. Mosiądze manganowe stosuje się np. do wytwarzania monet – w tym znajdujących się obecnie w obiegu monet o nominałach 1 gr, 2 gr i 5 gr (monety groszowe emitowane w latach 1995-2013).

Mosiądze ołowiowe zawierają od 32% do 43% cynku oraz od 0,7% do 3,2% ołowiu. Stosowane są głównie w przemyśle maszynowym do produkcji  części maszyn obrabianych skrawaniem.

Mosiądz wysokoniklowy, zawierający od 10 do 20% niklu, określany jest też jako nowe srebro (ze względu na srebrzyste zabarwienie) lub alpaka (nazwa handlowa, w zastosowaniach technicznych przestarzała), także argentan. Mosiądze wysokoniklowe stanowią odrębną grupę mosiądzów do przeróbki plastycznej. Są to stopy wieloskładnikowe, które prócz niklu zawierać mogą także inne dodatki stopowe, najczęściej mangan. Ze względu na dużą plastyczność stosuje się go do produkcji blach, drutów, śrub, taśm i rur. W elektrotechnice stosowane są do produkcji elementów sprężystych. Wytwarza się z nich również platerowane sztućce, okucia, wyroby jubilerskie i galanteryjne oraz narzędzia lekarskie. Cechuje je odporność na korozję, wysoka plastyczność, dobra tłoczność, lutowność i spawalność.

Mosiądze odlewnicze wyróżnia dobra lejność, tj. dobre wypełnianie form, przez co dobrze nadają się one na odlewy. Stosuje się je do wytwarzania części maszyn oraz do wytwarzania armatury i silników. Wadą mosiądzów odlewniczych jest to, że cynk cechuje się dużym parowaniem w temperaturze odlewania (950–1100°C), a także duży skurcz odlewniczy (do 2%).

Mosiądze otrzymuje się nie tylko przez stapianie składników, ale także przez elektrolityczne nakładanie powłok. Elektrolityczne nakładanie powłok mosiężnych określa się jako mosiądzowanie. Stosuje się w nim powłoki o składzie 20-30% cynku i 80-70% miedzi. Mosiądze stosowane są również jako lutowia twarde (por. lutowanie twarde) oraz jako spoiwa w lutospawaniu. Z mosiądzu wykonuje się także instrumenty dęte, np. trąbki. Z angielskiej nazwy mosiądzu brass wywodzi się nazwa sekcji intrumentalnej w jazzie i muzyce rozrywkowej oraz określenia takie jak “brass band”. Słowo brass stosuje się także jako ogólne określenie instrumentów dętych blaszanych.


Tagi
Humanistyczna encyklopedia nauki

Dodaj komentarz