Латунь – это дуэт цинка и меди. Впервые метал был открыт в Англии, эту комбинацию 13 июля в далеком 1781 году решил запатентовать Джеймс Эмерсон.
Главные составляющие – медь и цинк – используются в пропорциях 70 % и 30 % соответственно.
Свыше 50 % цинка, который используется в производстве латуни, происходит от вторичной переработки мусора. Технические латуни состоят на 48–50 % из цинка. По составу разделяют на альфа и альфа+бета-латуни:
- Однофазные альфа-латуни состоят на 35 % из цинка.
- Двухфазные на 47–50 % из цинка и содержат не более 4 % свинца.
Латунь (желтая медь) – это многокомпонентный состав на основе сплава меди. Один из самых употребляемых и наиболее полезных сплавов. По классификации металлургов к разряду бронзовых не относится.
Второй основной компонент – это цинк, иногда добавляют олово (намного реже, чем цинк, иначе это уже получится классическая оловянная бронза). Иногда в состав травления латуни входят марганец, свинец, никель, железо и прочие элементы.
Если поверхность латуни не покрыта лаком, она быстро темнеет на открытом воздухе, но в своей массе сопротивляется действию атмосферы. Имеет красивый желтый оттенок и легко поддается полировке.
Легко или сложно поддается ковке зависит от состава материала и температурного режима обработки.
Некоторые виды материала поддаются переработке исключительно в холодном состоянии, прочие материалы в нагретом или вообще не хотят обрабатываться.
Латунь состоит из цинка и меди. Ее часто сравнивают с бронзой, потому что состав бронзы и латуни объединяет один и тот же компонент – медь. Хотя латунь, состав которой отличается от бронзы, включает в качестве второго элемента цинк, а не олово.
Цинк – это составляющий элемент побочной подгруппы 2-ой группы IV периода периодической системы хим. элементов Менделеева. Атомный номер – 30. Производство зародилось в Индии около XII в.
Краткое обозначение символом – Zn (Zincum). В нормальных условиях очень хрупкий переходный металл светло-голубого цвета (темнеет на открытом воздухе и покрывается тонким слоем цинкового оксида).
В природе цинк как самостоятельный металл не встречается.
Медь – это составляющий элемент 11 группы IV периода периодической системы хим. элементов Менделеева. Атомный номер – 29. Сокращенное обозначение – Cu (Cuprum).
Это эластичный переходный металл светло-золотисто цвета (при наличии оксидной пленки медь становится желтовато-красного цвета).
Одни из первых изделий из меди обнаружены при археологических раскопках древнего поселения Чатал-Гююк (7 500 г. до н. э.)
Благодаря цинку и меди (помимо основного α-раствора) образуется целый ряд стадий электронного вида β, γ, ε. Обычно структура латуни состоит из α- или α+β’- фаз:
- α-фаза – стабильный раствор из цинка и меди с кристаллической гранецентрированной кубической решеткой меди (ГЦК).
- β’-фаза – структурный стабильный раствор на основе химической комбинации CuZn с концентрацией 3/2 и простой элементарной ячейкой.
Зависимость от температурного режима обработки:
- Когда температура высокая, β-фаза имеет хаотический порядок атомов и большой объем однородной смеси. В таком состоянии она (фаза) становится очень эластичной, если температура меньше 454–468 °C, структура атомов цинка и меди обретает порядок и обозначается β’.
- Фаза β’ принципиально отличается от β-фазы и является более жесткой и хрупкой, γ-фаза состоит из электронной комбинации Cu5Zn8.
- Однофазные латуни отличаются высокой эластичностью; β’-фаза более прочная и менее эластичная.
- Разделение в зависимости от количества цинка в сплаве:
- Если сплав содержит до 30 % цинка, возрастают одновременно и твердость, и эластичность. После чего эластичность понижается, сначала за счет уплотнения α – жесткого раствора. Затем происходит мгновенное ее понижение, это связано с обнаружением в структуре ломкой β’-фазы. Далее твердость возрастает до момента содержания цинка не более 45 %. Затем резко понижается.
- Большинство латуней очень хорошо поддается обработке давлением. Однофазная категория особенно отличается эластичностью. Латуни изменяют структуру при низких и высоких температурах. Хотя в температурных условиях 300–700 °C возникает «хрупкая зона». В таком температурном режиме деформация не происходит.
- Двухфазные латуни очень пластичны при нагревании выше температурных условий β’-превращения (особенно более 700 °C). Для роста технических показателей и химической устойчивости в них часто подмешивают дополнительные элементы, например: алюминий (Al), марганец (Mn), никель (Ni), кремний (Si) и другие.
Латунь очень легко поддается ковке, очень вязка и поддатливо деформируется и принимает различные формы под ударом молота, растягивается в проволоку или просто штампуется в самые разнообразные детали. Относительно поддатливо плавится и отливается в температурных условиях ниже плавления меди.
Стандартная процедура изготовления происходит:
- В тиглях которые изготовлены из огнеустойчивой глины. Тигли нагреваются в шахтных или пламенных печах.
- Непосредственно в отражательных печах (без использования тиглей).
В момент смешивания меди и цинка сплав отливают в подготовленные формы из песка. Определенная часть цинка всегда испарается, что нужно обязательно помнить при формировании состава метала.
Томпа́к – деформируемая разновидность латуни. Состоит из меди и цинка на 88–97 % и 10 % соответственно. Томпак характеризуется:
- высокой пластичностью;
- устойчивостью к ржавчине;
- низкой силой трения.
Сплавы меди, которые состоят на 10–20 % из цинка, называют полутомпаками.
Томпак легко поддается сварке со сталью и другими благородными металлами. Его используют для изготовления комбинации стали и латуни. За счет золотистого оттенка из томпака изготавливают художественные изделия, всевозможные медали и фурнитуры. Томпак легко поддается золочению, эмалированию и обработке давлением в низких и высоких температурных условиях.
Известный шотландский ученый Эндрю Юр в XIX веке привел несколько примеров содержания томпака. Всего есть три варианта сплава меди, цинка, свинца и олова в пропорциях:
- 82/18/1,5/3;
- 82/18/3/1;
- 82,3/17,5/0/0,2.
Литейная латунь – предназначена для производства полуфабрикатов и фасонных изделий способом литья. Содержит 50–81 % меди. В качестве разбавляющих элементов используют: кремний, алюминий, железо, марганец, олово и свинец. Основные характеристики:
- не ржавеет;
- устойчива к трению с другими материалами;
- отличные механические свойства;
- удобная в обращении благодаря жидкому состоянию;
- низкая склонность к распаду материала.
Литейную латунь часто используют для массового производства:
- элементов арматуры (например литых);
- больших червячных винтов;
- гаек нажимных винтов;
- деталей, устойчивых к ржавчине;
- втулок;
- сепараторов;
- подшипников;
- деталей, работающих при температуре не более 300 °C;
- штуцеров (гидросистема автомобилей).
Автоматная латунь – свинцовый вид сплава. Состав:
- 0,3–0,8 % – свинец;
- 57–75 % – медь;
- 24,2–42,7 % – цинк.
- Добавка свинца во время механической обработки способствует образованию короткой и сыпучей стружки, чем снижает изнашивание разделяющего механизма и позволяет использовать скоростную обработку деталей (отсюда и название).
- Механические свойства автоматной латуни зависят от ее компонентов и агрегатного состояния:
- Автоматная латунь выпускается в виде:
- лент;
- полос;
- прутков;
- листов.
В свою очередь из листов изготавливают:
- гайки;
- болты;
- детали для часов и других изделий массового производства.
Итак, мы выяснили, что латунь состоит из цинка и меди. Выяснили, как ее правильно изготавливать. Разобрались, какие есть виды латуни и для чего лучше использовать каждый вид.
Латунь — виды, характеристика и свойства сплава
Латунь – это сплав меди (Cu) и цинка (Zn). Она известна человечеству со времен Древнего мира, хотя секрет ее производства был открыт довольно поздно. Его регулярное производство началось в восточных провинциях Римской империи только в I веке до н. э.
Было замечено, что медь при сплаве с определенной рудой становится более прочной, а по цвету выглядит как золото. Поэтому латунь использовали для чеканки монет – ее промышленное изготовление освоили римляне на рубеже новой и старой эры. Древний и средневековый Восток делали украшения из этого золотистого металла.
XVII-XIX века ознаменовались открытием металлического цинка, способом его производства, а также регистрацией патента на изготовление латуни (1781 г.).
Классификация латуней
Существует несколько критериев, по которым осуществляют классификацию этого сплава:
- по степени обработки;
- по количеству легирующего металла;
- по особенностям химического состава.
По первому критерию выделяют следующие виды:
- литейные, используемые для изготовления деталей приборов, подшипников;
- деформируемые (лист, труба, проволока);
- автоматные (болты, гайки, часовые механизмы).
Легирующий элемент, который оказывает главное влияние на свойства сплава, дает название класса латуни: свинцовые, марганцевые, никелевые, алюминиевые.
В таблице представлена классификация латуни по химсоставу:
| Вид латуни | Состав | Маркировка | Пример маркировки с расшифровкой |
| Простые | 2 компонента – медь, цинк | «Л» | Л90: 90% меди, 10% цинка |
| Специальные | Много компонентов: медь, цинк + легирующие элементы (алюминий, свинец, железо, никель) | ЛА (с алюминием); ЛС (со свинцом) | ЛС74-3: 74% меди, 3% свинца, 23% цинка |
Цвет сплавов зависит от процентного содержания Zn:
- желтый – от 20% до 36%;
- красный (или томпак) – от 5% до 20%.
Здесь используются два критерия – цветовой и химического состава.
Физические и химические свойства
Латунь не имеет формулы, так как это сплав. Она обладает высокой температурой плавления (порядка 900оС), но повышение количества цинка способно снизить ее.
Плотность составляет 8,6 г/см3, что чуть ниже удельного веса меди – основного компонента латунного сплава. Имеет самую высокую теплопроводность.
- Значение удельной теплоемкости меньше, чем у меди (0,377 Дж/(кг*K)), поэтому способность к трещиноватости снижается.
- Характеризуется способностью к полировке, обработке давлением, сварке, сопротивлению агрессивной атмосферной среды, устойчивостью при очень низких температурах.
- Если сравнивать с бронзой, то у медно-цинкового металла хуже антикоррозионность и прочность, но относительно меди они лучше.
- Выделяют две фазы: α (с кубической ячейкой в кристаллической структуре) и β.
Влияние легирующих элементов на свойства латуней
Цинк обусловливает высокую прочность и одновременно пластичность сплава (если добавить до 30% этого элемента).
Однако характеристики латуни обусловлены не только главными (Cu, Zn), но и легирующими элементами. Последние в небольших количествах добавляются к металлам, чтобы получить дополнительные свойства.
Если добавить:
- свинец и висмут — металл будет лучше резаться;
- никель, олово – получат антикоррозийные свойства (оловянные используют в условиях соленой морской среды);
- кремний – повысится твердость;
- марганец – сплав станет высокопрочным;
- алюминий – уменьшится летучесть Zn;
- мышьяк, никель, железо – позволят эксплуатировать в кислых, щелочных средах.
Указанные элементы используются для изготовления сплавов разных марок по ГОСТУ. Кроме буквенного обозначения, есть цифровое, показывающее содержание процентов главных металлов.
Способы получения
Процесс производства латуни требует наличия специального сырья – медных, цинковых, а также других металлических заготовок (свинцовых, алюминиевых, кремниевых, никелевых), которые служат как присадки для легирования.
Компоненты помещаются в плавильную печь с вытяжкой. Медь должна быть предварительно раскалена докрасна, к ней добавляют куски цинка, потом присадки.
Жидкий металл разливают по формам, получая литейные сплавы. Если их подвергнуть деформации, то на выходе будут деформируемые латуни.
Применение латуней
Отличные свойства латуни обусловливают ее широкое применение. Выделяют несколько главных направлений.
Строительство
Распространенные латунные изделия – элементы сантехнического оборудования. Краны-буксы, смесители присутствуют практически повсеместно.
В домах и квартирах премиум-класса устанавливают латунные трубы, которые могут прослужить полвека, так как им не страшна коррозия. Метизы, отличающиеся прочностью, используют при креплении металлоконструкций.
Декоративные направления
Латунь применяют для декорирования помещений: это лепнина, скульптуры, светильники, кованые изделия, ободки зеркал – иногда их «оформляют» под бронзу.
Из сплава делают утварь для церковных обрядов. Дешевая бижутерия в «латунном» исполнении смотрится очень эффектно, прекрасно имитируя золото.
Часы
Часовая промышленность прошлого широко использовала сплав меди и цинка, однако из-за его мягкости перешла на сталь. Но и сейчас делают латунные корпуса недорогих часов.
Машиностроение, судостроение, приборостроение также нуждаются в штампованных латунных деталях.
Похожие сплавы и материалы
От чистой меди легко отличить по цвету черты. Для этого нужна обычная фарфоровая тарелка. На ее нижней стороне есть неглазированный, то есть шершавый, не покрытый глазурью «ободок» — на нем тарелка стоит на столе, не позволяя скользить.
Если потереть медное изделие об этот участок, то он окрасится в медно-красноватый цвет. Латунь оставит серовато-желтоватый след. У золота цвет черты светлый золотистый.
Сходные стальные изделия магнитятся, серебряные имеют серовато-белый цвет черты.
Бронза получается сплавлением меди с оловом. Ее окраска сходна с латунной (кроме томпака), но визуально можно уловить еле заметный красноватый оттенок.
Если есть доступ к мощной горелке (но этот способ небезопасен), то металл следует прогреть до 600 градусов: латунь покроется сероватым налетом окислившегося цинка, будет гнуться (бронза сломается). Однако надежные отличия этих двух сплавов получают только путем спектрального анализа.
Латунь – состав, марки, характеристики сплава
Латунь, которая хорошо известна и активно применяется уже на протяжении многих лет, является сплавом меди с цинком. Изобретателем этого материала с целым рядом уникальных характеристик считается англичанин Джеймс Эмерсон, который и запатентовал его в 1781 году.
Латунный металлопрокат отличается хорошей коррозионной стойкостью и высокой прочностью
Элементы состава
Основу латуни составляют медь и цинк. В наиболее традиционном составе такого сплава медь содержится в количестве 70%, а цинк – 30%. Существуют марки технической латуни, в составе которой цинк содержится в количестве 48–50 процентов. Что характерно, больше 50% цинка, используемого для производства латунных сплавов, получают из отходов данного металла.
В зависимости от особенностей внутренней структуры различают латуни альфа- и альфа-бета-типа, которые также называют одно- и двухфазными.
Их основные отличия заключаются в следующем.
- В химическом составе латунных сплавов, относящихся к альфа-типу, содержится 35% цинка.
- Альфа-бета-латуни (двухфазные) на 47–50% состоят из цинка. В их составе также содержится свинец, количество которого не превышает 6%.
Несмотря на то, что латунь, также созданная на основе меди, внешне очень похожа на некоторые марки бронзы, по профессиональной классификации она не относится к бронзовым сплавам.
В составе некоторых видов латуни содержится олово – основной легирующий элемент бронзы, но его добавляют в очень незначительных количествах, чтобы добиться улучшения отдельных характеристик сплава.
Кроме олова, в химическом составе отдельных марок латуни могут содержаться такие элементы, как свинец, марганец, железо, никель и др., которые также позволяют улучшить ее свойства.
Содержание химических элементов в простых (двойных) латунях (нажмите для увеличения)
Содержание химических элементов в свинцовых латунях (нажмите для увеличения)
Изделия из латуни отличаются красивым золотисто-желтым цветом, хорошо поддаются полировке и другим видам механической обработки.
В зависимости от марки сплава, из которого изготовлено изделие, последнее можно подвергать ковке в холодном или нагретом состоянии, но некоторые виды данного металла методами пластической деформации обрабатывать нельзя.
Несмотря на то, что для латуни характерна высокая коррозионная устойчивость, поверхность изделий из данного металла при их длительном взаимодействии с окружающим воздухом покрывается окисной пленкой и темнеет. Чтобы избежать изменения цвета поверхности латунных изделий с течением времени, их часто покрывают защитным слоем бесцветного лака.
Химический состав и особенности внутренней структуры
Чтобы хорошо разбираться в характеристиках латуни, важно понимать, какими свойствами обладают химические элементы, из которых она состоит. Такими элементами, как уже говорилось выше, являются медь и цинк.
Классификация латуней по химическому составу
Медь – это один из первых металлов, которые человек начал использовать для изготовления изделий различного назначения.
Данный элемент, входящий в 11-ю группу IV периода таблицы Менделеева, имеет атомный номер 29 и обозначается как Cu (сокращение от Cuprum).
Медь, которая является переходным металлом, отличается высокой пластичностью и красивым светло-золотистым цветом. При образовании оксидной пленки металл приобретает не менее красивый желтовато-красный оттенок.
Цинк – второй основной элемент в химическом составе латуни – также является металлом, который, в отличие от меди, не встречается в природе в чистом виде. Цинк, имеющий атомный номер 30, входит в побочную подгруппу 2-й группы IV периода таблицы Менделеева.
Данный металл, производить который начали еще в XII веке в Индии, отличается высокой хрупкостью в нормальных условиях. Без оксидной пленки, которая появляется на металле при его взаимодействии с открытым воздухом, его поверхность имеет светло-голубой цвет.
Обозначается данный металл символом Zn (сокращение от Zincum).
Так выглядит микроструктура отшлифованной латунной поверхности под 400-кратным увеличением
Структура латуни в зависимости от содержания в его составе основных компонентов может состоять из одной α- или одновременно α+β-фаз. Такие состояния, которые может принимать внутренняя структура сплава, отличаются следующими особенностями:
- α-фаза – это раствор меди и цинка, характеризующийся высокой стабильностью, в котором молекулы основного металла (меди) имеют гранецентрированную кубическую решетку;
- α+β-фаза – также стабильный раствор, в котором медь и цинк содержатся в соотношении 3:2 (в таком растворе молекулы меди имеют простую элементарную ячейку).
Микроструктура α +β-латуни имеет меньшую пластичность и большую твердость, чем структура α-латуни
В зависимости от температуры нагрева в латуни происходят следующие структурные преобразования.
- При нагревании латуни до высоких температур атомы в ее β-фазе, имеющей широкую область гомогенности, отличаются неупорядоченным расположением. В таком состоянии нагрева β-фаза латунного сплава отличается высокой пластичностью.
- При незначительном нагреве латунного сплава (454–468°) в нем формируется фаза, имеющая обозначение β’. Особенностью такой структурной фазы, которая отличается высокой твердостью и, соответственно, хрупкостью, является то, что атомы меди и цинка в ней располагаются упорядоченно.
Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод о том, что латунные сплавы, внутреннюю структуру которых составляет только α-фаза (однофазные), отличаются хорошей пластичностью, а те, в которых присутствует и β-фаза (двухфазные), являются более прочными, но не предназначены для обработки методами пластической деформации.
Пластичность латуней с двухфазной структурой можно повысить, если нагреть их выше температуры, при которой происходит β’-превращение (700°).
В таком состоянии в структуре сплава преобладает только одна β-фаза, соответственно, он отличается высокой пластичностью. Однако даже однофазные латуни с хорошей пластичностью могут практически не обрабатываться методами пластической деформации.
Это происходит в температурном интервале их нагрева до 300–700°, который получил название зоны хрупкости.
Содержание цинка в латуни влияет на электропроводность сплава
На то, какими механическими свойствами обладает латунь той или иной марки, значительное влияние оказывает содержание цинка в ее химическом составе. Так, если содержание данного химического элемента составляет до 30%, то одновременно повышаются как прочность, так и пластичность сплава.
Дальнейшее повышение содержания цинка приводит к тому, что латунь становится менее пластичной (усложнение α-фазы), а затем и более хрупкой (формирование в структуре латуни β’-фазы).
Прочность латуни увеличивается до того момента, пока цинка в ее составе не будет 45%, с дальнейшим увеличением количества данного элемента латунь становится и менее прочной, и менее пластичной.
Способы производства
Такой сплав меди, как латунь, хорошо поддается различным методам обработки. Так, из этого сплава можно получать различные изделия методами ковки, штамповки и протяжки, а благодаря относительно невысокой температуре плавления и хорошей текучести в расплавленном состоянии его активно используют в литейном производстве.
Розлив латунного расплава по формам
Латунь, основным легирующим элементом в которой является цинк, получают плавкой:
- в тиглях, изготовленных из огнеупорного материала (для нагрева тигли вместе с компонентами сплава помещают в шахтные или пламенные печи);
- в отражательных печах (при использовании данного метода плавку выполняют без применения тиглей).
При выплавке латунного сплава следует учитывать тот факт, что цинк при осуществлении такой процедуры будет активно испаряться, поэтому количество данного металла следует рассчитывать с некоторым запасом.
Сферы применения
В зависимости от количественного содержания основных компонентов латунь может использоваться для изготовления изделий различного назначения.
Содержание основных элементов указывается в маркировке латунных сплавов
Одной из наиболее распространенных разновидностей деформируемых латунных сплавов является томпак, в составе которого содержится 88–97% меди и не более 10% цинка. Наиболее значимыми характеристиками сплавов данного типа являются:
- высокая пластичность;
- высокая коррозионная устойчивость;
- хорошие антифрикционные свойства.
Из характеристик, которые способствуют высокой популярности сплавов данного типа, надо отметить:
- хорошую свариваемость со сталью и другими металлами, что позволяет использовать томпак для изготовления изделий из комбинированных материалов;
- красивый золотистый цвет – характеристика, которая стала причиной активного использования томпак для производства изделий художественного назначения;
- возможность покрывать поверхность изделий из томпака эмалью и лаком, золотить, а также использовать другие типы декоративных покрытий.
Так выглядит лента томпака, из которой потом делают изделия, в том числе и ювелирные украшения
Специалисты при производстве томпака используют три основные формулы химического состава данного сплава, в котором медь, цинк, свинец и олово могут содержаться в следующих пропорциях:
- 82/18/1,5/3;
- 82/18/3/1;
- 82,3/17,5/0/0,2.
Данные формулы, что примечательно, были выведены еще в XIX веке. Их автором является ученый из Шотландии Эндрю Юр.
Области применения деформируемых латуней
Чтобы получить литейную латунь, в ее состав, кроме цинка, добавляют 50–81% меди, а также ряд других элементов: алюминий, железо, кремний, олово, марганец, свинец. Наиболее значимыми характеристиками, которыми обладает такая латунь, являются:
- высокая устойчивость к коррозии;
- антифрикционные свойства;
- хорошие механические характеристики;
- хорошая текучесть в расплавленном состоянии;
- высокая устойчивость к распаду материала.
Сферы применения литейных латуней
Благодаря таким характеристикам литейные латунные сплавы успешно используются для производства изделий, к механическим свойствам, коррозионной устойчивости и точности геометрических параметров которых предъявляются повышенные требования.
Для производства различных изделий методами резания металлов используются автоматные латуни, в химический состав которых входят:
- 57–75% меди;
- 24,2–42,7% цинка;
- 0,3–0,8% свинца.
Автоматная латунь марки ЛС59-1 используется для изготовления метизов и декоративных элементов
В составе сплавов данного типа обязательно содержится свинец, за счет чего обеспечивается формирование короткой и сыпучей стружки, что и позволяет выполнять скоростную обработку изделий из таких латуней.
Латуни данного типа производится в виде листового материала и прутков, из которых затем, используя тот или иной вид механической обработки, изготавливают изделия различного назначения.
Латунь | это… Что такое Латунь?
Латунная игральная кость, рядом слиток меди и цинк
Макроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением
Латунь — это двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим элементом является цинк, иногда с добавлением олова, никеля, свинца, марганца, железа и других элементов.
История и происхождение названия
Несмотря на то, что цинк был открыт только в XVI веке, латунь была известна уже древним римлянам[1]. Они получали её, сплавляя медь с галмеем[2], то есть с цинковой рудой. Путём сплавления меди с металлическим цинком, латунь впервые была получена в Англии в 1781 году. В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота.
Во времена Августа в Риме латунь называлась «аурихалк», из которой чеканились сестерции и дупондии. Аурихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота.
Физические свойства
- Плотность — 8300—8700 кг/м³
- Удельная теплоёмкость при 20 °C — 0,377 кДж·кг−1·K−1
- Удельное электрическое сопротивление — (0,07-0,08)·10−6 Ом·м
- Температура плавления латуни в зависимости от состава достигает 880—950 °C. С увеличением содержания цинка температура плавления понижается. Латунь достаточно хорошо сваривается (однако нельзя сваривать латунь сваркой плавлением — можно, например, контактной сваркой) и прокатывается. Хотя поверхность латуни, если не покрыта лаком, чернеет на воздухе, но в массе она лучше сопротивляется действию атмосферы, чем медь. Имеет жёлтый цвет и отлично полируется.
- Висмут и свинец имеют вредное влияние на латунь, так как уменьшают способность к деформации в горячем состоянии. Тем не менее легирование свинцом применяют для получения сыпучей стружки что облегчает ее удаление при обработке резанием.[3]
Диаграмма состояния Cu — Zn
Диаграмма состояния Cu-Zn
Медь с цинком образуют кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа β, γ, ε. Наиболее часто структура латуней состоит из α- или α+β’- фаз: α-фаза — твёрдый раствор цинка в меди с кристаллической решёткой меди ГЦК, а β’-фаза — упорядоченный твёрдый раствор на базе химического соединения CuZn с электронной концентрацией 3/2 и примитивной элементарной ячейкой.
При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение ([ОЦК]) атомов и широкую область гомогенности. В этом состоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454—468 °C расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β’. Фаза β’ в отличие от β-фазы является более твёрдой и хрупкой; γ-фаза представляет собой электронное соединение Cu5Zn8.
Однофазные латуни характеризуются высокой пластичностью; β’-фаза очень хрупкая и твёрдая, поэтому двухфазные латуни имеют более высокую прочность и меньшую пластичность, чем однофазные.
Влияние содержания цинка в меди на механические свойства отожжённых латуней:
При содержании цинка до 30 % возрастают одновременно и прочность, и пластичность. Затем пластичность уменьшается, вначале за счёт усложнения α — твёрдого раствора, а затем происходит резкое её понижение в связи с появлением в структуре хрупкой β’-фазы. Прочность увеличивается до содержания цинка около 45 % , а затем уменьшается так же резко, как и пластичность.
Большинство латуней хорошо обрабатывается давлением. Особенно пластичны однофазные латуни. Они деформируются при низких и при высоких температурах. Однако в интервале 300—700 °C существует зона хрупкости, поэтому при таких температурах латуни не деформируют.
Двухфазные латуни пластичны при нагреве выше температуры β’-превращения, особенно выше 700 °C, когда их структура становится однофазной (β-фаза). Для повышения механических свойств и химической стойкости латуней в них часто вводят легирующие элементы: алюминий (Al), никель (Ni), марганец (Mn), кремний (Si) и т. д.
Порядок маркировки
Принята следующая маркировка. Латунный сплав обозначают буквой «Л», после чего следуют буквы основных элементов, образующих сплав. В марках деформируемых латуней первые две цифры после буквы «Л» указывают среднее содержание меди в процентах. Например, Л70 — латунь, содержащая 70 % Cu.
В случае легированных деформируемых латуней указывают ещё буквы и цифры, обозначающие название и количество легирующего элемента, ЛАЖ60-1-1 означает латунь с 60 % Cu, легированную алюминием (А) в количестве 1 % и железом в количестве 1 %. Содержание Zn определяется по разности от 100 %.
В литейных латунях среднее содержание компонентов сплава в процентах ставится сразу после буквы, обозначающей его название. Например, латунь ЛЦ40Мц1,5 содержит 40 % цинка (Ц) и 1,5 % марганца (Мц).
Применение
Дверная задвижка из латуни
Деформируемые латуни
Томпак (фр. tombac, от малайск. tambaga — медь) — латунь с содержанием меди 90—97 %. Обладает высокой пластичностью, антикоррозионным и антифрикционными свойствами, хорошо сваривается со сталью, его применяют для изготовления биметалла сталь-латунь. Благодаря золотистому цвету, томпак используют для изготовления художественных изделий, знаков отличия и фурнитуры.
| Двойные деформируемые латуни | |
| Л96, Л90 | Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др. |
| Л85 | Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др. |
| Л80 | Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др. |
| Л70 | Гильзы химической аппаратуры, отдельные штампованные изделия |
| Л68 | Большинство штампованных изделий |
| Л63 | Гайки, болты, детали автомобилей, конденсаторные трубы |
| Л60 | Толстостенные патрубки, гайки, детали машин. |
| Многокомпонентные деформируемые латуни | |
| ЛА77-2 | Конденсаторные трубы морских судов |
| ЛАЖ60-1-1 | Детали морских судов. |
| ЛАН59-3-2 | Детали химической аппаратуры, электромашин, морских судов |
| ЛЖМа59-1-1 | Вкладыши подшипников, детали самолетов, морских судов |
| ЛН65-5 | Манометрические и конденсаторные трубки |
| ЛМц58- 2 | Гайки, болты, арматура, детали машин |
| ЛМцА57-3-1 | Детали морских и речных судов |
| ЛO90-1 | Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры |
| ЛO70-1 | Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры |
| ЛO62-1 | Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры |
| ЛO60-1 | Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры |
| ЛС63-3 | Детали часов, втулки |
| ЛС74-3 | Детали часов, втулки |
| ЛС64-2 | Полиграфические матрицы |
| ЛС60-1 | Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки |
| ЛС59-1 | Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки |
| ЛЖС58-1-1 | Детали, изготовляемые резанием |
| ЛК80-3 | Коррозионностойкие детали машин |
| ЛМш68-0,05 | Конденсаторные трубы |
| ЛАНКМц75- 2- 2,5- 0,5- 0,5 | Пружины, манометрические трубы |
Литейные латуни
Коррозионно стойкие,
обычно с хорошими антифрикционными свойствами
хорошие механические, технологические свойства
хорошая жидкотекучесть
малая склонность к ликвации
| Литейные латуни | |
| ЛЦ16К4 | Детали арматуры |
| ЛЦ23А6ЖЗМц2 | Массивные червячные винты, гайки нажимных винтов |
| ЛЦЗОАЗ | Коррозионно-стойкие детали |
| ЛЦ40С | Литые детали арматуры, втулки, сепараторы, подшипники |
| ЛЦ40МцЗЖ | Детали ответственного назначения, работающие при температуре до 300 °C |
| ЛЦ25С2 | Штуцера гидросистемы автомобилей |
Ювелирные сплавы
| Ювелирные сплавы | ||
| литьё | жёлтый | Латунь в гранулах M67/33 |
| литьё | зелёный | Латунь в гранулах M60/40 |
| литьё | золотистый | Латунь в гранулах M75/25 |
| литьё | жёлтый | Латунь в гранулах M90 |
Загрузка...
