Gli ottoni sono leghe rame-zinco. Innanzitutto bisogna distinguere tra ottoni binari, costituiti solo da rame e zinco, e ternari, in cui è presente un terzo elemento caratterizzante la lega o altri ottoni quaternari in qui sono presenti altri elementi chimici. Considerando gli ottoni binari, si parla di fase α quando il contenuto di Zn è inferiore al 36% circa; la struttura cristallina della lega ricalca quella del rame, cioè cubica a facce centrate. Questi ottoni hanno eccellente lavorabilità a freddo (imbutitura e stampaggio) e buona a caldo. Gli ottoni α-β (dove la fase β è cubica a corpo centrato) hanno un titolo di zinco oscillante tra il 36 e il 45%; sono facilmente lavorabili a caldo. Le leghe con percentuali di Zn superiori al 45% non hanno interesse pratico.
La lavorabilità alle macchine utensili delle leghe binarie rame-zinco è buona, ma la tenacità provoca la formazione di trucioli molto lunghi; allora si aggiunge del piombo che, insolubile ed estraneo alla struttura cristallina, si disperde ai bordi dei grani: così i trucioli diventano molto corti o addirittura polverosi e gli utensili subiscono un'usura e un riscaldamento minori, con conseguente miglioramento della qualità e della velocità della lavorazione. Gli ottoni al piombo sono denominati anche ottoni secchi. Alla lega possono essere aggiunti altri elementi per ottenere determinate proprietà:
- il manganese e lo stagno aumentano la resistenza alla corrosione;
- il ferro aumenta il carico di rottura;
- l'alluminio aumenta la resistenza alla corrosione e all'abrasione;
- l'antimonio e l'arsenico inibiscono la dezincificazione.
- il nichel migliora le caratteristiche meccaniche e la resistenza alla corrosione;
- il silicio serve a disossidare e favorisce la creazione della fase β.
L'influenza degli elementi in lega può essere studiata attraverso i coefficienti di Guillet: cioè l'aggiunta di un terzo elemento in lega può essere considerata equivalente alla aggiunta o sottrazione di zinco. Per esempio, l'aggiunta di silicio (coeff. =10) equivale ad una quantità di zinco 10 volte maggiore: accade cosi che se ad un ottone binario Cu Zn 30 (a totale struttura α) viene aggiunto 1-2% di silicio, diventa a struttura totalmente β. Il nichel ha un coefficiente di equivalenza negativo, mentre quello del piombo è nullo, dal momento che, disponendosi ai bordi dei grani, non entra nel reticolo cristallino.
Proprietà [modifica]
| Colore: | Giallo-oro |
| Densità | 8400-8700 Kg/m3 |
| Temperatura di fusione | 900 °C |
| Resistenza alla corrosione | Buona |
| Durezza e resistenza | Superiore al rame |
| Fusibilità | Superiore al rame |
| Duttile | Sì |
| Malleabile | Sì |
