Tvrdosť mosadzného plechu je dôležitá vlastnosť, ktorá ovplyvňuje jeho použiteľnosť v rôznych aplikáciách. Mosadz, zliatina medi a zinku, ponúka kombináciu kujnosti, odolnosti voči korózii a relatívne nízkej ceny, čo ju robí obľúbenou voľbou pre širokú škálu priemyselných a remeselných projektov. Táto článok sa zameriava na faktory ovplyvňujúce tvrdosť mosadzného plechu, metódy jej merania a typické aplikácie.
Zloženie a mikroštruktúra mosadze
Tvrdosť mosadzného plechu je priamo závislá od jeho chemického zloženia a mikroštruktúry. Pomer medi a zinku v zliatine má zásadný vplyv na mechanické vlastnosti. Vyšší obsah zinku vo všeobecnosti zvyšuje tvrdosť a pevnosť mosadze, ale zároveň môže znižovať jej ťažnosť.
Vplyv zinku
Zinok je legujúci prvok, ktorý spevňuje medenú matricu mosadze. Atómy zinku narúšajú pravidelnú kryštalickú štruktúru medi, čím sťažujú pohyb dislokácií, ktoré sú zodpovedné za plastickú deformáciu. Tento mechanizmus vedie k zvýšeniu tvrdosti a pevnosti materiálu.
Ďalšie legujúce prvky
Okrem medi a zinku môžu mosadze obsahovať aj malé množstvá ďalších legujúcich prvkov, ako sú olovo, cín, mangán alebo hliník. Tieto prvky sa pridávajú na zlepšenie špecifických vlastností mosadze, ako je obrobiteľnosť, odolnosť voči korózii alebo pevnosť pri zvýšených teplotách. Napríklad, prídavok olova zlepšuje obrobiteľnosť mosadze, ale môže mierne znížiť jej tvrdosť.
Metódy merania tvrdosti mosadzného plechu
Existuje niekoľko štandardných metód na meranie tvrdosti mosadzného plechu. Medzi najpoužívanejšie patria:
Prečítajte si tiež: Vlastnosti pozinkovaného plechu
- Vickersova metóda: Táto metóda používa diamantový indentor v tvare štvorbokého ihlana, ktorý sa vtláča do povrchu materiálu definovanou silou. Tvrdosť sa vypočíta z veľkosti vytvorenej priehlbiny. Vickersova metóda je vhodná pre meranie tvrdosti tenkých plechov a malých súčiastok.
- Brinellova metóda: Táto metóda používa oceľovú alebo karbidovú guľôčku, ktorá sa vtláča do povrchu materiálu definovanou silou. Tvrdosť sa vypočíta z priemeru vytvorenej priehlbiny. Brinellova metóda je vhodná pre meranie tvrdosti hrubších plechov a odliatkov.
- Rockwellova metóda: Táto metóda používa rôzne typy indentorov (guľôčky alebo kužele) a zaťažení v závislosti od tvrdosti materiálu. Tvrdosť sa odčíta priamo z prístroja. Rockwellova metóda je rýchla a jednoduchá na použitie, preto je veľmi populárna v priemyselnej praxi.
Výber vhodnej metódy merania tvrdosti závisí od hrúbky plechu, požadovanej presnosti a dostupného vybavenia.
Faktory ovplyvňujúce tvrdosť
Okrem zloženia má na tvrdosť mosadzného plechu vplyv aj spôsob spracovania a tepelné spracovanie.
Spracovanie za studena
Spracovanie za studena, ako je valcovanie alebo ťahanie, zvyšuje tvrdosť mosadze. Počas spracovania za studena dochádza k deformácii kryštalickej štruktúry materiálu, čo vedie k zvýšeniu hustoty dislokácií. Vyššia hustota dislokácií sťažuje ich pohyb, čo sa prejavuje zvýšením tvrdosti a pevnosti.
Tepelné spracovanie
Tepelné spracovanie, ako je žíhanie, môže znížiť tvrdosť mosadze. Žíhanie je proces ohrevu materiálu na určitú teplotu a následného pomalého ochladzovania. Počas žíhania dochádza k rekryštalizácii a rastu zŕn, čo vedie k zníženiu hustoty dislokácií a uvoľneniu vnútorného pnutia. Výsledkom je mäkší a ťažnejší materiál.
Veľkosť zrna
Veľkosť zrna má tiež vplyv na tvrdosť mosadze. Menšie zrná vo všeobecnosti vedú k vyššej tvrdosti. Hranice zŕn predstavujú prekážky pre pohyb dislokácií, takže materiál s menšími zrnami má viac hraníc zŕn, a teda aj vyššiu odolnosť voči plastickej deformácii.
Prečítajte si tiež: Výhody mosadzných plechov Zvolen
Typické aplikácie mosadzného plechu
Tvrdosť mosadzného plechu je kritická pre jeho výkon v rôznych aplikáciách. Niektoré typické príklady zahŕňajú:
- Elektrotechnický priemysel: Mosadzné plechy sa používajú na výrobu konektorov, svoriek a iných elektrotechnických komponentov, kde je dôležitá dobrá elektrická vodivosť a odolnosť voči korózii.
- Automobilový priemysel: Mosadzné plechy sa používajú na výrobu chladičov, palivových nádrží a ďalších komponentov, kde je dôležitá odolnosť voči korózii a dobrá tepelná vodivosť.
- Stavebný priemysel: Mosadzné plechy sa používajú na výrobu dekoratívnych prvkov, kovaní a iných stavebných komponentov, kde je dôležitý estetický vzhľad a odolnosť voči poveternostným vplyvom.
- Výroba hudobných nástrojov: Mosadz sa používa na výrobu dychových nástrojov, ako sú trúbky, trombóny a saxofóny, kde je dôležitá dobrá akustická vlastnosť a odolnosť voči korózii.
- Výroba modelov: Súprava príslušenstva pre lietadlá obsahuje 2ks zapichovacej matice M5, 2x plastovú skrutku M5 x 40mm s valcovou hlavou o priem. 12mm, 2ks páka kormidla so základňou 10,5x11mm, výška celk. 19mm, s podložkami a skrutkami M2x12mm. Ďalej 2ks vidlička plastová pre skrutku M2 o dĺžke 20mm, 2ks oc. tiahla so závitom M2x18mm a ohybom Z o celk. dĺžke 110mm, oceľový drôt priem. 2mm a dĺžke 220mm, 3ks vrtuť 2x10mm, 2ks drevený kolík priem. 6 x 15mm, 2ks preglejka 1mm a rozmeroch 10x15mm. Súprava príslušenstva s výhodnou cenou sa uplatní pri stavbe menších modelov lietadiel. Modelcraft mini zverák 30mm má dve hliníkové čeľuste na dvoch oceľových čapoch a oceľovú skrutku. K dispozícii sú aj 4ks nylonové upínacie čapy, ktoré sú k upínanému kusu šetrné. Tieto čapy je možné umiestniť do rôznych otvorov v tele zveráka. Zverák je mobilný, variabilný a ideálny pre širokú škálu hobby využitia. Šírka 45mm, dĺžka 70mm, rozovretie 25mm, hmotnosť 127g. V kolekcii SHESTO Modelcraft sa nachádza komplexný rad užitočných špeciálnych, často ťažko dostupných presných ručných nástrojov a príslušenstva, potrebných na presnú prácu. Rad nástrojov Modelcraft je určený tam, kde je potrebné pracovať s drobnými dielmi, ako sú modely, elektronika či iné remeslá.
Vplyv korózie na tvrdosť
Korózia môže mať významný vplyv na tvrdosť mosadzného plechu. V závislosti od prostredia a typu korózie môže dôjsť k zmäknutiu alebo naopak krehnutiu materiálu.
Zmäknutie spôsobené koróziou
Niektoré typy korózie, ako je napríklad selektívne vylúhovanie zinku (dezincifikácia), môžu viesť k zmäknutiu mosadze. Pri dezincifikácii dochádza k preferenčnému rozpúšťaniu zinku z mosadznej zliatiny, čo vedie k vytvoreniu poréznej medenej štruktúry s nižšou tvrdosťou.
Krehnutie spôsobené koróziou
Iné typy korózie, ako je korózne praskanie pod napätím (SCC), môžu viesť ku krehnutiu mosadze. SCC je proces, pri ktorom dochádza k rastu trhlín v materiáli pod vplyvom súčasného pôsobenia ťahového napätia a korozívneho prostredia. Rast trhlín vedie k zníženiu pevnosti a ťažnosti materiálu, čo sa prejavuje jeho krehnutím.
Zvýšenie tvrdosti mosadze
Existuje niekoľko spôsobov, ako zvýšiť tvrdosť mosadze.
Prečítajte si tiež: Dokonalá príloha: Hranolky
Legovanie
Pridávanie ďalších legujúcich prvkov, ako je hliník, mangán, kremík alebo cín, môže zvýšiť tvrdosť mosadze. Tieto prvky vytvárajú v zliatine tuhé roztoky, ktoré sťažujú pohyb dislokácií a zvyšujú jej pevnosť a tvrdosť.
Spevňovanie disperziou
Pridávanie jemných, dispergovaných častíc oxidov, karbidov alebo nitridov môže tiež zvýšiť tvrdosť mosadze. Tieto častice predstavujú prekážky pre pohyb dislokácií, čo vedie k zvýšeniu pevnosti a tvrdosti materiálu.
Povrchové kalenie
Povrchové kalenie, ako je nitridovanie alebo karburizovanie, môže zvýšiť tvrdosť povrchu mosadze. Tieto procesy vytvárajú na povrchu materiálu tvrdú vrstvu, ktorá je odolná voči opotrebeniu a oderu.