Brass L63 : vue d'ensemble, propriétés, spécifications et caractéristiques

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-02 13:54

Beaucoup de gens ont souvent remarqué des poignées brillantes sur les portes intérieures, des lustres dorés ou des chandeliers. Tous ces éléments sont constitués d'un alliage appelé laiton. Dans cet article, nous examinerons de plus près ses propriétés et ses caractéristiques, en accordant une attention particulière à la marque L63.

Qu'est-ce que le laiton ?

Le laiton est l'un des deux alliages de cuivre connus (l'autre est le bronze). Sa base est le cuivre, dans lequel différentes quantités de zinc sont dissoutes. Comme on le sait, le cuivre a un réseau cristallin cubique à faces centrées (fcc). À son tour, le zinc pur forme une structure hexagonale compacte (hcp). Les deux réseaux sont incompatibles, par conséquent, dans le cas de concentrations atomiques égales de zinc et de cuivre, des laitons dits doubles peuvent se former. Ils se caractérisent par l'existence simultanée de deux phases (solutions solides fcc et hcp).

Si vous faites attention au tableau de D. I. Mendeleev, vous remarquerez que le zinc y est au numéro 30 et le cuivre au numéro 29.ont des rayons atomiques similaires. Ce fait permet, malgré des réseaux cristallins différents, de former des solutions solides monophasées lorsque la teneur en cuivre de l'alliage dépasse 13,5 %, comme le montre le diagramme de phase Zn-Cu présenté.

Ainsi, si le cuivre est le composant principal, alors dans des conditions d'équilibre il n'y a qu'une seule phase - une solution solide de zinc dans du cuivre fcc.

Marque en laiton L63

C'est l'un des alliages les plus répandus dans notre pays. Il n'est pas difficile de comprendre ce que signifient la lettre et les chiffres du nom de la marque: "L" est en fait du laiton, le chiffre 63 indique le pourcentage du composant principal, c'est-à-dire le cuivre. En fait, la réalité peut légèrement différer du chiffre indiqué. Ainsi, dans la composition du laiton L63, la quantité de cuivre varie de 62 % à 65 %, et le zinc dans l'alliage contient de 34,2 % à 37,5 %.

Presque tous les laitons sont bien usinés à basse température (ambiante). La marque en question ne fait pas exception. En raison de ses excellentes propriétés mécaniques, il est utilisé pour produire une large gamme de pièces, y compris des tôles minces, des tuyaux et des tiges de différentes épaisseurs.

Il convient également de mentionner que le produit de la marque en question est facilement poli, de sorte que de nombreux bijoux fabriqués à partir de celui-ci ont une couleur dorée et une teinte brillante.

L'un des avantages importants du laiton L63 est son faible coût par rapport à d'autres alliages contenantplus de cuivre.

Caractéristiques L63

Comme vous le savez, le cuivre pur est un matériau assez mou. Sa résistance au cisaillement est de 210 MPa. Le remplacement d'un tiers des atomes de cuivre du réseau fcc par des atomes de zinc, ainsi qu'un certain traitement thermique du laiton, conduisent à une augmentation de sa résistance mécanique au cisaillement jusqu'à 240 MPa.

Un autre avantage des caractéristiques du laiton L63 par rapport aux propriétés du cuivre est sa dureté plus élevée tout en maintenant sa ductilité. A noter qu'en cas de mauvais traitement, par exemple un recuit insuffisant, des secondes phases à base de zinc peuvent apparaître dans le produit de la nuance considérée. Le laiton biphasé entraîne une détérioration importante des propriétés mécaniques et technologiques. En particulier, l'alliage devient cassant et perd pratiquement sa ductilité.

La différence entre le laiton et les autres métaux est l'absence d'étincelles lors de chocs mécaniques. Cette propriété permet l'utilisation de L63 dans la production de conteneurs pour le stockage et le transport de substances inflammables.

Si l'on parle des inconvénients de cette nuance par rapport au cuivre pur, il faut mentionner une légère diminution de la ténacité. De plus, le laiton L63 est un mauvais conducteur d'électricité et de chaleur.

Gravité spécifique de l'alliage

Rappelons que la densité est une valeur égale au rapport de la masse d'un corps au volume qu'il occupe dans l'espace. La densité est calculée à l'aide de la formule suivante:

ρ=m/V.

Dans le cas d'alliages multicomposants dans lesquelssimple mélange d'éléments chimiques avec une faible enthalpie de formation, vous pouvez utiliser la formule suivante pour déterminer leur densité:

ρ=∑_im_i/∑_i(m _i/ρ_i).

Où m_i et ρ_{i sont la masse et la densité du i-ème composant du mélange.}

En utilisant la formule écrite, vous pouvez calculer la gravité spécifique du laiton L63. Si l'expression de ρ est écrite pour deux composantes, alors nous obtenons l'égalité suivante:

ρ=ρ_znρ_cu/(ρ_zn+ x(ρ_cu-ρ_zn)), où x=m_zn/(m _zn+m_cu).

Le paramètre x reflète la fraction massique de zinc dans l'alliage. Puisque les masses des atomes des composants en laiton sont proches, on peut supposer que la fraction massique est égale à la fraction atomique. Si, par exemple, nous prenons la composition de 63% Cu et 37% Zn et tenons compte du fait que ρ_cu=8960 kg/m³ et ρ _zn=7140 kg/m³, alors on obtient la valeur ρ=8188 kg/m^3.

En ce qui concerne la valeur expérimentale de la masse volumique du laiton L63, on voit qu'elle correspond à 8440 kg/m3 à température ambiante. L'écart avec le résultat théorique est dû à deux facteurs principaux:

• lorsqu'un alliage est formé, il y a une certaine enthalpie négative de mélange des composants;
• il contient des impuretés de métaux plus lourds.

Caractéristiques du traitement thermique et résistance à la corrosion

Produit en questionfond à 906^oC. Dans la gamme de 750^oC à 880^oC, il présente toujours une bonne plasticité, de sorte qu'il peut être usiné. Une étape importante dans la production de l'alliage L63 est le recuit, qui est effectué dans la plage de 550 à 650^{oC. À la suite de ce traitement, deux processus principaux se produisent:}

• les contraintes mécaniques sont supprimées;
• dissoudre les phases métastables pour former une structure monophasée.

La présence de contraintes mécaniques est extrêmement indésirable pour L63. Il est connu que l'ajout de zinc au cuivre entraîne une amélioration significative de sa résistance à la corrosion, de sorte que tous les laitons sont des alliages assez chimiquement passifs. Ils ne sont détruits au fil du temps que dans des environnements agressifs, tels que les acides perchlorique et nitrique. Cependant, la présence de contraintes dans les structures en laiton altère considérablement leur résistance à la corrosion.

En raison des contraintes susmentionnées, la coupe rapide n'est pas recommandée pour les produits L63.

Applications

La marque de laiton considérée est largement utilisée pour la fabrication de rubans, tiges, feuilles et tuyaux. L'alliage est également utilisé pour fabriquer du fil, qui est utilisé pour les rivets.

En résumé, il faut dire que L63 est utilisé partout où il est nécessaire d'effectuer des déformations à froid importantes dans la production de pièces. Des raccords, des réservoirs et divers éléments décoratifs en sont fabriqués.