โลหะผสมทองเหลือง H90: องค์ประกอบ คุณสมบัติ และการประยุกต์ทางอุตสาหกรรม

H90 Brass คืออะไรและมีการกำหนดไว้อย่างไร

H90 เป็นโลหะผสมสังกะสีทองแดงประเภทอัลฟ่าเฟสเดียว ประกอบด้วยทองแดง 90% และสังกะสี 10% เนื่องจากปริมาณสังกะสีต่ำกว่าขีดจำกัดความสามารถในการละลายที่อุณหภูมิห้องของสังกะสีในทองแดง โครงสร้างจุลภาคจึงยังคงเป็นเฟสลูกบาศก์อัลฟาที่มีศูนย์กลางหน้าเดียว ซึ่งเป็นสาเหตุของพฤติกรรมการทำงานขณะเย็นที่ดีเยี่ยม สีทองที่อบอุ่น และความต้านทานที่ดีของโลหะผสมต่อการกัดกร่อนทั่วไปในบรรยากาศปกติ

เนื้อหาเดียวกันนี้ปรากฏภายใต้ระบบการกำหนดหลายระบบ และการอ้างอิงโยงจะหลีกเลี่ยงความสับสนในเอกสารการจัดซื้อ มีการระบุไว้เป็น H90 ใน GB/T 5231 เป็น CuZn10 ในระบบการตั้งชื่อ ISO และ EN โดยมีหมายเลขวัสดุ CW501L เป็น UNS C22000 ในระบบของอเมริกา และเป็น C2200 ใน JIS ทั้งหมดนี้อธิบายถึงโลหะผสมสังกะสีทองแดงดัดขึ้นรูปซึ่งมีปริมาณทองแดงอยู่ระหว่าง 88% ถึง 91% ดังนั้นข้อกำหนดที่ระบุราคาเกรดบวกอารมณ์บวกขนาดจึงไม่คลุมเครือในทุกรายการ

ขีดจำกัดขององค์ประกอบทางเคมี

องค์ประกอบของ H90 ถูกควบคุมโดยขีดจำกัดสูงสุดขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ แทนที่จะเป็นช่วงที่แคบ เนื่องจากเป็นปริมาณทองแดงที่ควบคุมโครงสร้างเฟสและพฤติกรรมการทำงาน ขีดจำกัดโดยทั่วไปสำหรับเกรดที่ทำขึ้นจะแสดงไว้ด้านล่างนี้

เหล็กและนิกเกิลเป็นองค์ประกอบที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานในระดับเหล่านี้มากที่สุด ทั้งปรับแต่งเกรนและเพิ่มความแข็งแรง แต่ยังเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าด้วย ดังนั้นลำดับความร้อนหรือแถบสำหรับหน้าที่นำไฟฟ้ามักจะระบุปลายล่างของช่วงที่อนุญาต ตะกั่วถูกตั้งใจให้อยู่ในระดับต่ำมาก ซึ่งทำให้ H90 สามารถใช้ในน้ำดื่มและในชิ้นส่วนตกแต่งที่สัมผัสกับผิวหนังได้ สังกะสีทำให้เกิดความสมดุล และประมาณ 10% จะรักษาโลหะผสมให้อยู่ในสนามเฟสเดียวที่มีความเหนียวสูงสุด

คุณสมบัติทางกลและทางกายภาพ

H90 ผสมผสานความแข็งแกร่งปานกลางเข้ากับความเหนียวสูง และความสมดุลระหว่างทั้งสองถูกกำหนดโดยอารมณ์มากกว่าองค์ประกอบ แถบและท่ออบอ่อนแสดงความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำประมาณ 390 MPa โดยมีค่าการยืดตัวขั้นต่ำประมาณ 3% ในข้อกำหนดขั้นต่ำมาตรฐาน และอุณหภูมิการทำงานเย็นแลกการยืดตัวเพื่อความแข็งแรง ความหนาแน่นประมาณ 8.8 ก./ซม.³ ซึ่งสอดคล้องกับส่วนผสมของทองแดง 90% และสังกะสี 10% ทำให้โลหะผสมมีน้ำหนักเบากว่าทองแดงบริสุทธิ์ ในขณะที่ยังคงสภาพการนำไฟฟ้าของโลหะและสีสะท้อนแสงที่ผู้ใช้อุปกรณ์ตกแต่งและเครื่องใช้ไฟฟ้าให้ความสำคัญ

ความแข็งแรงและความเหนียว:ความต้านทานแรงดึงตั้งแต่ประมาณ 390 MPa ในสภาวะอบอ่อนขึ้นไปพร้อมกับการลดความเย็น โดยความยืดจะลดลงเมื่อความแข็งแรงเพิ่มขึ้น

ความสามารถในการขึ้นรูปเย็น:ดีมาก ช่วยให้สามารถขึ้นรูปได้ลึก การขึ้นรูปเย็น การดัด การขึ้นรูป และการรีดแบบลดสูงโดยไม่ต้องอบอ่อนกลางในหลายลำดับ

ความสามารถในการขึ้นรูปร้อน:ใช้งานได้ดีภายในหน้าต่างการทำงานร้อนที่แนะนำ แต่หน้าต่างจะแคบกว่าทองเหลืองทองแดงที่อยู่ต่ำกว่า และได้รับการยอมรับอย่างดีที่สุดในตารางการตีและการอัดขึ้นรูป

การนำไฟฟ้า:ค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนต่ำกว่าทองแดงบริสุทธิ์ เนื่องจากสังกะสีที่ละลายจะกระจายอิเล็กตรอนและโฟนอน แต่ยังคงเพียงพอสำหรับหน้าสัมผัส ขั้วต่อ และแถบการถ่ายเทความร้อน

การตกแต่งพื้นผิว:ยอมรับการชุบดีบุก การเคลือบโลหะ การเคลือบและการแล็คเกอร์ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งรองรับการใช้งานด้านการตกแต่งและหม้อน้ำ

การแปรรูปและการบำบัดความร้อน

หน้าต่างอุณหภูมิสองบานมีอิทธิพลต่อการปฏิบัติงานของร้านค้าสำหรับ H90 การทำงานที่ร้อน เช่น การตีขึ้นรูป การอัดรีด หรือการรีดร้อน จะดำเนินการระหว่างอุณหภูมิประมาณ 775 องศา ถึง 850 องศา โดยที่โลหะผสมจะอ่อนพอที่จะทำให้เสียรูปโดยไม่แตกร้าว การหลอมวัสดุงานเย็นจะดำเนินการระหว่างประมาณ 540 องศาถึง 600 องศาเพื่อคืนความเหนียวและบรรเทาความเครียดภายในก่อนที่จะลดลงอีกหรือก่อนที่ชิ้นส่วนจะเข้าสู่การบริการ

การคลายเครียดเป็นสิ่งที่ควรค่าแก่ความสนใจแยกกัน ชิ้นส่วน H90 ขึ้นรูปเย็นจะคงความเค้นดึงตกค้างซึ่งทำให้มีความไวต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นในสภาพแวดล้อมที่มีแอมโมเนียหรือปรอท ดังนั้นการหลอมบรรเทาความเครียดที่อุณหภูมิต่ำจึงเป็นเรื่องปกติสำหรับชิ้นส่วนที่จะจัดเก็บ ขนส่ง หรือติดตั้งในบรรยากาศอุตสาหกรรมที่มีความชื้น ในกรณีที่จะต้องบัดกรีหรือประสานชิ้นส่วนต่างๆ ลำดับของการขึ้นรูป การอบอ่อน และการเชื่อมจะถูกวางแผนไว้ เพื่อไม่ให้การอบอ่อนครั้งสุดท้ายไม่ทำลายความแม่นยำของมิติหรือการตกแต่งพื้นผิว

พฤติกรรมการกัดกร่อนและขีดจำกัดการบริการ

ในบรรยากาศ ในน้ำจืดและในสารละลายน้ำที่เป็นกลาง H90 จะสร้างฟิล์มป้องกันพื้นผิวและกัดกร่อนได้ช้ามาก ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไม H90 จึงมีประวัติอันยาวนานในด้านบริการประปา หม้อน้ำ และตกแต่ง ควรเคารพขีดจำกัดสองประการ ประการแรก ในน้ำทะเล อัตราการกัดกร่อนอาจสูงถึงระดับ 0.1 มิลลิเมตรต่อปี และอาจเพิ่มขึ้นได้อีกในกรณีที่การไหลเชี่ยวหรือในกรณีที่ฟิล์มป้องกันได้รับความเสียหายจากของแข็งแขวนลอย ดังนั้นการใช้งานทางทะเลโดยปกติจะจำกัดอยู่ที่ฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์เชื่อมต่อ และท่อน้ำที่มีความเร็วต่ำ แทนที่จะเป็นพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนที่มีความเร็วสูง ประการที่สอง แอมโมเนีย เกลือแอมโมเนียม และสารประกอบปรอทจะโจมตีโลหะผสม และในชิ้นส่วนงานเย็นที่ได้รับความเครียด อาจทำให้เกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นได้ สื่อเหล่านี้ตัดสิทธิ์ H90 โดยไม่คำนึงถึงอารมณ์ที่เลือก

เนื่องจากปริมาณสังกะสีมีเพียงประมาณ 10% เท่านั้น H90 จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการสลายตัวของสังกะสีน้อยกว่าทองเหลืองสังกะสีที่สูงกว่า เช่น H62 หรือ H59 อย่างมาก ดังนั้นจึงทนต่อน้ำที่มีฤทธิ์รุนแรงเล็กน้อยที่อาจทำร้ายเกรดเหล่านั้นได้ อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่คลอไรด์ อุณหภูมิที่สูงขึ้น และสภาวะนิ่งรวมกัน การโจมตีแบบเลือกสรรยังคงเป็นไปได้ และขั้นตอนการตรวจสอบเป็นระยะๆ จะเป็นการป้องกันในทางปฏิบัติ

การใช้งานทั่วไปตามอุตสาหกรรม

บริการก่อสร้างและฮาร์ดแวร์:ถังทำน้ำร้อน วัสดุท่อหม้อน้ำร้อนและเย็น แถบลูกฟูกหม้อน้ำ ส่วนประกอบซิป กรอบไฟ และอุปกรณ์ทั่วไป

อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์:หน้าสัมผัส ชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ขั้วต่อ ส่วนหุ้มฉนวน และส่วนประกอบรองรับฉนวนที่ต้องการความแข็งแรงปานกลางและมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี

วิศวกรรมเครื่องกล:วาล์ว ข้อต่อท่อ สลักเกลียวและตัวยึด ชิ้นส่วนเครื่องจักร และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ต้องการความเหนียวบวกกับความทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำจืด

การถ่ายเทความร้อน:สายพานหม้อน้ำ แถบถ่ายเทความร้อน และวงจรน้ำความเร็วต่ำซึ่งค่าการนำความร้อนของโลหะผสมเพียงพอต่อการปฏิบัติหน้าที่

สินค้าตกแต่งและอุปโภคบริโภค:เหรียญ เครื่องประดับ ของใช้ส่วนตัว บรรจุภัณฑ์เครื่องสำอาง และการตกแต่งสถาปัตยกรรม โดยสีทองและการตอบสนองต่อการตกแต่งของโลหะผสมเป็นปัจจัยในการตัดสินใจ

อุปกรณ์ทางทะเลและเรือ:อุปกรณ์ต่อเรือ หมุดย้ำ ท่อทางน้ำ และส่วนประกอบท่อนำคลื่นที่ทำงานนอกบริการน้ำทะเลความเร็วสูง

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: การกำหนด H90 หมายถึงอะไร
H ทำเครื่องหมายโลหะผสมสังกะสีทองแดงในระบบการกำหนดของจีน และตัวเลขบ่งชี้ปริมาณทองแดงเล็กน้อยประมาณ 90% ดังนั้น H90 จึงสอดคล้องกับ CuZn10, CW501L, UNS C22000 และ JIS C2200

ถาม: ทองเหลือง H90 เหมือนกับ C22000 หรือไม่
พวกเขาอธิบายตระกูลเดียวกันของทองแดง 90%, โลหะผสมสังกะสี 10% C22000 คือการกำหนดระบบการกำหนดหมายเลขแบบรวม ดังนั้นใบสั่งซื้อที่เสนอราคาเกรดใดเกรดหนึ่งซึ่งมีอุณหภูมิและขนาดที่ต้องการจะตรงกับผลิตภัณฑ์เดียวกัน

ถาม: เหตุใดขีดจำกัดสารตะกั่วใน H90 จึงต่ำมาก
ตะกั่วมีค่าสูงสุด 0.03% เพื่อให้โลหะผสมสามารถใช้ในระบบน้ำดื่ม ในชิ้นส่วนตกแต่งที่สัมผัสกับผิวหนัง และในการใช้งานที่ตะกั่วตกค้างอาจเป็นข้อกังวลด้านกฎระเบียบ

ถาม: ทองเหลือง H90 สามารถใช้กับน้ำทะเลได้หรือไม่?
ด้วยความระมัดระวังเท่านั้น อัตราการกัดกร่อนในน้ำทะเลอาจสูงถึง 0.1 มม. ต่อปี และเพิ่มการไหลเชี่ยว ดังนั้นโลหะผสมจึงควรเก็บไว้ที่ท่อ ข้อต่อ และฮาร์ดแวร์ที่มีความเร็วต่ำ แทนที่จะเก็บไว้ที่พื้นผิวการถ่ายเทความร้อนที่มีความเร็วสูง

ถาม: อุณหภูมิในการทำงานและการอบอ่อนของ H90 คืออะไร
การทำงานร้อนจะดำเนินการระหว่างประมาณ 775 องศาถึง 850 องศา และการอบอ่อนของวัสดุงานเย็นระหว่างประมาณ 540 องศาถึง 600 องศา หน้าต่างทั้งสองใช้กับองค์ประกอบที่ทำขึ้นมาตรฐาน

ถาม: H90 ทนทุกข์ทรมานจากการสลายตัวของสังกะสีหรือไม่
มีความอ่อนไหวน้อยกว่าทองเหลืองสังกะสีที่สูงกว่ามาก เนื่องจากมีปริมาณสังกะสีเพียงประมาณ 10% และโลหะผสมยังคงเป็นอัลฟ่าเฟสเดียว การโจมตีแบบเลือกสรรยังคงเป็นไปได้ในน้ำที่มีคลอไรด์นิ่งซึ่งมีน้ำอยู่ ดังนั้นจึงแนะนำให้ทำการตรวจสอบ