金屬與合金
黃銅(brass)
黃銅是小號喇叭口、門把、水管配件與舊鑰匙那種明亮金黃色的金屬。化學上很單純:銅加鋅。這一項添加使銅更強也更便宜(鋅比銅便宜)、賦予它溫暖的黃色,並使它極易切削與成形,這正是黃銅數百年來一直是裝飾與精密五金寵兒的原因。
鋅的多寡決定性質。約 35% 以下的鋅會完全溶入銅的面心立方晶格,形成單相的 alpha 黃銅:軟、延性好、易冷成形做彈殼與深沖件(70/30 彈殼黃銅是經典)。超過約 38% 鋅後,會出現第二個較硬的相(beta),形成 alpha-beta 黃銅,更強、熱加工與切削性極佳,但冷延性較差(60/40 孟茲合金與易切削黃銅)。鋅以固溶強化強化銅:大小不同的鋅原子扭曲晶格,使差排更難移動。
黃銅因外觀、切削性、聲學品質與中等抗蝕性,被廣泛選用於各式配件、樂器與扣件。它誠實的弱點很具體:在不對的水質或大氣中,高鋅黃銅可能發生脫鋅(鋅被溶出,留下脆弱多孔的銅)或應力腐蝕開裂(季裂)。加入微量的錫(海軍黃銅)或砷可以防止這點。另外別把它和青銅搞混:黃銅是銅鋅,青銅是銅錫。
70/30 彈殼黃銅(70% 銅、30% 鋅)為單相,延性佳到能在一次沖壓中深沖成無縫彈殼;60/40 孟茲合金含較硬的 beta 相,更強卻必須熱加工。
鋅愈多代表更強更便宜但冷延性愈差,並最終出現第二個(beta)相。
黃銅是銅加鋅;青銅是銅加錫。日常口語常把兩者互換,但對冶金學家而言,它們是性質與用途都不同的合金家族。
又稱
另見