Buzz
Hợp kim đồng là vật liệu được tạo ra từ đồng nguyên chất kết hợp với các nguyên tố khác như thiếc, chì, kẽm, bạc, vàng, và antimon. Các hợp kim này nổi bật với khả năng chống ăn mòn tốt trong điều kiện bình thường. Mặc dù tính dẫn điện của hợp kim đồng thấp hơn so với đồng nguyên chất, nhưng các đặc tính cơ học và khả năng đúc của chúng lại vượt trội.
Cấu trúc cơ bản
Những đặc điểm khác biệt của hợp kim đồng được thể hiện rõ ràng nhờ các nguyên tố hóa học kết hợp với đồng. Đa dạng hợp kim đồng bao gồm đồng thau, đồng thiếc, đồng niken, đồng-niken-kẽm, đồng-chì, và một số hợp kim đặc biệt như hợp kim đồng-Coban được dùng để sản xuất vật liệu GMR (từ điện trở khổng lồ).
Phân loại hợp kim đồng
Đồng thiếc
Đồng thiếc, hay còn gọi là 'đồng thanh' theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1659-75, được biết đến với tên gọi 'bronze' trong tiếng Anh. Thiếc làm tăng độ bền và độ dẻo của đồng, tương tự như tác dụng của kẽm. Hợp kim này nổi bật với khả năng chống ăn mòn và chịu mài mòn, khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng trong công nghiệp hóa chất và các ứng dụng đúc khác.
Hợp kim đồng thiếc có thể được gia công tốt qua các phương pháp áp lực và cắt gọt. Nó có độ co ngót thấp khi đúc, dưới 1%, so với đồng thau và gang khoảng 1,5% và thép trên 2%. Dù có xu hướng kết tinh không đồng nhất và độ chảy loãng không cao, đồng thiếc vẫn được sử dụng rộng rãi cho các sản phẩm đúc phức tạp và nghệ thuật. Các sản phẩm cổ đại từ đồng thiếc thường chứa 75—90% đồng và 10—25% thiếc, trông giống như vàng mới đúc nhưng khó nóng chảy hơn. Đồng thiếc vẫn giữ vai trò quan trọng đến ngày nay.
Các hợp kim đồng thiếc có thể kết hợp với kẽm, niken và phosphor. Kẽm có thể chiếm đến 10%, giúp làm giảm giá thành mà không thay đổi nhiều các tính chất của đồng thiếc. Chì và phosphor nâng cao khả năng chịu mài mòn và gia công cắt gọt của đồng thiếc.
Đồng thau
Đồng thau (còn gọi là Latông, tiếng Anh: brass
Đồng thau có màu vàng đặc trưng, đôi khi rất giống màu vàng thật, và có khả năng giữ được độ sáng bóng trong điều kiện bình thường, vì thế thường được dùng để chế tạo đồ trang trí hoặc tiền xu.
Từ thời kỳ tiền sử, con người đã biết đến đồng thau, ngay cả trước khi phát hiện ra kẽm. Đồng thau thường được tìm thấy cùng với quặng calamin, chứa kẽm và đồng. Văn hóa Đông Sơn của Việt Nam, với sự phát triển rực rỡ hơn 3.000 năm trước, đã tạo ra nhiều sản phẩm đồng thau tinh xảo. Quá trình nấu chảy quặng calamin đã tách kẽm và hòa lẫn vào đồng, tạo nên đồng thau tự nhiên. Kẽm giúp giảm điểm nóng chảy của đồng thau, tăng khả năng đúc và sản xuất các sản phẩm đồ đồng đẹp và bền màu.
Trong văn hóa Đông Sơn, mặc dù gọi là đồng thau, thực tế đây là hợp kim của đồng với thiếc hoặc đồng - chì - thiếc (còn gọi là bronze). Hợp kim đồng - kẽm chỉ được sử dụng từ thế kỷ 17 trở lại đây và là một kỹ thuật hợp kim phương Tây, không phải truyền thống của Việt Nam.
Hợp kim đồng hiện đại
Do thiếc có giá thành cao, người ta đã tìm kiếm các chất thay thế cho hợp kim đồng thiếc. Những hợp kim đồng mới hiện nay thường chứa ít thiếc hơn hoặc hoàn toàn không có thiếc.
Hiện nay, có nhiều loại hợp kim đồng không chứa thiếc, thậm chí không chứa cả kẽm. Những hợp kim này có thể là hỗn hợp của đồng với các nguyên tố như nhôm, mangan, sắt, chì, niken, beryli, silic, và nhiều thành phần khác. Các hợp kim này thường có độ co ngót cao hơn đồng thiếc. Tuy nhiên, một số tính chất khác của các hợp kim mới lại vượt trội hơn đồng thiếc. Đồng nhôm, đồng silic, và đặc biệt là đồng beryli có các đặc tính cơ học tốt hơn, đồng nhôm có khả năng chống ăn mòn tốt hơn, còn đồng silic thì có tính chảy loãng tốt hơn.
Bên cạnh đó, độ bền của đồng nhôm và đồng beryli có thể được cải thiện thông qua gia công nhiệt.
Các hợp kim đồng với phosphor cũng cần được nhắc đến. Mặc dù chúng không phù hợp để làm vật liệu chế tạo cơ khí và thường không được gọi là đồng điếu, nhưng chúng vẫn được giao dịch trên thị trường toàn cầu. Chúng đóng vai trò là hợp kim trung gian để sản xuất các loại đồng điếu chứa phosphor và để khử oxy trong các hợp kim dựa trên nền đồng.
| Họ | Nguyên tố tạo hợp kim chủ yếu | Số UNS |
|---|---|---|
| Đồng thau | Kẽm (Zn) | C1xxxx–C4xxxx, C66400–C69800 |
| Đồng thiếc | Thiếc (Sn) | C5xxxx |
| Đồng nhôm | Nhôm (Al) | C60600–C64200 |
| Đồng silic | Silic (Si) | C64700–C66100 |
| Đồng niken, niken bạc | Niken (Ni) | C7xxxx |
Chú thích
- Nguyên tố đồng
- Đồng thau
- Đồng thiếc
- Các hợp kim của đồng
