Латунь: это сплав каких металлов, состав и характеристики сплава

Классификация латуней

В зависимости от химического состава различают:

• Гладкая латунь (двухкомпонентная). В их составе только медь и цинк. Простые латуни обозначаются буквой «L» и цифрой, обозначающей процентное соотношение меди. Например: L85 содержит 85% меди и 15% цинка.
• Специальная латунь (многокомпонентная). Они содержат медь, цинк, свинец, алюминий, железо и другие элементы, улучшающие основные свойства материала. Такие элементы называют легирующими. Специальные латуни маркируются буквой «L», а также буквами и цифрами, обозначающими дополнительные легирующие элементы и их процентное содержание. Например: LA77-2 содержит 77% меди, 2% алюминия и 21% цинка.

Специальные латуни делятся на классы, названные в соответствии с основным легирующим элементом (марганец, алюминий, кремний, олово, никель, свинец).

По степени обработки латуни бывают:

• деформируемые (латунная лента, проволока, трубка, латунный лист); • литейное производство (арматура, подшипники, детали инструментов).

Подробнее о сплавах латуни

Латунь L63, Латунь LS59-1

Существует также классификация по количеству цинка в сплаве:

• 5-20% цинка — красная латунь (томбак); • 20-36% цинка — желтая латунь.

Не добыть в природе латуни

Познавательно: самородная латунь была найдена в конце ХХ века, это «цинковая медь».

В природе латунь практически не встречается. Месторождения цинк-меди редки и не представляют промышленного интереса. Сами люди связывают медь и цинк в правильных пропорциях.

Компоненты металлического сплава извлекаются в соответствующие отложения.

Интересно: более половины цинка для производства золотого сплава получают путем вторичной переработки.

Химический состав

Латунь состоит из меди и цинка. Его часто сравнивают с бронзой, так как сплав латуни и бронзы объединяет один и тот же компонент — медь. В латуни, которая по составу отличается от бронзы, вторым компонентом является цинк, а не олово.

Цинк является составным химическим элементом второстепенной подгруппы второй группы четвертого периода периодической системы Менделеева. В нормальных условиях
довольно хрупкий переходный материал ярко-синего цвета (на открытом воздухе покрывается небольшим слоем оксида цинка и темнеет). В природе как отдельный металл цинк не существует.
Медь является составным химическим элементом одиннадцатой группы четвертого периода периодической системы Менделеева. Это переходный пластичный материал ярко-золотистого цвета (при появлении оксидного слоя медь становится красно-желтой).

За счет цинка и меди (за исключением основного α-раствора) появляется целый список электронных каскадов типа β, γ, ε. Как правило, в составе латуни есть фазы α- или α + β:

• фаза α представляет собой стабильный материал из меди и цинка с гранецентрированной кубической решеткой кристаллической меди.
• фаза »представляет собой конструкционный материал на основе химической комбинации CuZn с соотношением 3/2 и более простой элементарной ячейки.

Зависимость от термической обработки:

• Если температура высока, фаза имеет хаотическое расположение атомов и больший объем однородного состава. В этом состоянии фаза становится достаточно пластичной, если температура ниже 453-469 С, атомная структура меди и цинка упорядочивается и обозначается как’.
• ‘более хрупкая и жесткая, фаза содержит электронную комбинацию Cu5Zn8.

Однофазные составы отличаются повышенной пластичностью; Β ‘фаза менее пластична и более устойчива.

Разделение по содержанию цинкового сплава:

• Когда латунный сплав содержит до 35% цинка, пластичность и твердость увеличиваются одновременно. Затем пластичность снижается, первоначально из-за уплотнения α-жесткой композиции. В дальнейшем происходит его мгновенное уменьшение, что объясняется наличием в составе хрупкой β ‘фазы. Затем твердость повышается до содержания цинка не более 40%. Затем резко падает.
• Многие составы хорошо поддаются лечению давлением. Однофазный состав особенно отличается своей пластичностью. Латуни меняют свою структуру при низких и высоких температурах. Хотя при температурах 400-700 С появляется «хрупкая зона». В этих температурных условиях деформации не происходит.
• Двухфазные сплавы достаточно эластичны при нагревании выше температуры фазы β ‘превращения (выше 700 ° C). Для повышения химической стойкости и технических характеристик часто добавляют дополнительные компоненты, например: марганец, алюминий, кремний, никель и так далее.

Производство латуни

Латунь хорошо поддается ковке, деформируется податливая, довольно цепкая, под ударом молотка принимает разные формы, нарезается на разные части или растягивается заподлицо. Сплав относительно ковкий и плавится при температурах ниже точки плавления меди.

Производственный процесс осуществляется:

• В огнеупорных глиняных тиглях. Тигли нагревают в пламенных или шахтных печах.
• Светоотражающие духовки.

При смешивании цинка и меди состав заливается в заранее подготовленные песчаные формы. Часть цинка испаряется, о чем нужно помнить при формировании металлического сплава.

Производные латуни

Томпак — это разновидность обрабатываемого сплава. Содержит цинк и медь в количестве 2% -13% и 87-98 соответственно.

Томпак другой:

• пониженная сила трения;
• устойчивость к ржавчине;
• высокая эластичность.

Медные композиции, состоящие из 11-22% цинка, называют полукомпактными.

Томпак прекрасно сваривается с нержавеющей сталью и другими благородными металлами. Томпак используется для производства комбинированной композиции из латуни и стали. Благодаря золотистому цвету из томбака делают аксессуары, различные медали и художественные изделия. Томпак хорошо поддается эмалированию, золочению и обработке давлением при низких и высоких температурах.

Литейная латунь — используется для изготовления фурнитуры и полуфабрикатов методом литья. В нем 51-80% меди. В роли дополнительных элементов использованы: алюминий, кремний, марганец, железо, свинец и олово. Основные отличия:

• обладает устойчивостью к трению с другими элементами;
• сниженная склонность элементов к гниению;
• не ржавеет;
• прост в обращении благодаря жидкой консистенции;
• отличные механические свойства.

Литую латунь часто используют для массового производства:

• червячные винты;
• фурнитура;
• армирующие элементы;
• коррозионностойкие детали;
• гайки стопорного болта;
• разделители;
• втулки;
• детали, работающие при температуре выше 250С;
• подшипники.

Авто латунь — это разновидность свинцового сплава. Имеет следующий состав:

• 24,3-42,8% — цинк;
• 56-76% — медь;
• 0,4-0,9% свинца.

Добавление свинца во время обработки способствует появлению рыхлой и короткой стружки, что снижает износ механизма разделения и позволяет применять высокоскоростную обработку деталей.

Механические характеристики автоматической латуни напрямую зависят от ее агрегатного состояния и от компонентов:

• холодная обработка;
• мягкий.

Этот вид сплава выпускается в виде:

• полосы;
• ленты;
• листы;
• камыши.

При этом из листов изготавливают:

• детали для часов;
• болты;
• орехи и другие товары массового производства.

Основные свойства латуни

Латунь хорошо поддается обработке давлением. Механические свойства относительно высокие, коррозионная стойкость удовлетворительная. Если сравнивать латунь с бронзой, их прочность, коррозионная стойкость и антифрикционные свойства ниже. Они не очень устойчивы в воздухе, соленой морской воде, углекислых растворах и растворах многих органических кислот.

Латунь имеет красивый цвет и лучшую коррозионную стойкость, чем медь. Однако с повышением температуры скорость коррозии также увеличивается. Наиболее ярко этот процесс проявляется в тонкостенных изделиях. Причиной коррозии могут быть: влажность, следы аммиака и диоксида серы в воздухе. Чтобы предотвратить это явление, изделия из латуни после обработки обжигают при низкой температуре.

Практически вся латунь при понижении температуры (при гелиевых температурах) остается пластичной и не становится хрупкой, что позволяет использовать ее как хороший конструкционный материал. Из-за более высокой температуры рекристаллизации (300-370 ° C) по сравнению с медью ползучесть латуни будет меньше при высоких температурах. При средней температуре (200-600 ° C) возникает явление хрупкости, так как нерастворимые примеси при низких температурах (например, свинец, висмут) образуют хрупкие межкристаллические слои. С повышением температуры прочность латуни снижается. По сравнению с медью электропроводность и теплопроводность латуни ниже.

Рассмотрим, как легирующие элементы оказывают влияние на свойства латуней.

• Олово значительно увеличивает антикоррозионные свойства в морской воде и увеличивает прочность сплава. Луженую латунь часто называют морской латунь.
• Марганец повышает прочность, коррозионную стойкость. Марганцевую латунь часто сочетают с оловом, железом и алюминием.
• Никель улучшает коррозионные свойства и прочность в различных средах.
• Кремний снижает прочность и твердость и улучшает свариваемость. Латунь, содержащая кремний и свинец, обладает хорошими антифрикционными свойствами. Такие сплавы могут заменить более дорогие, например оловянные бронзы.
• Свинец значительно улучшает обрабатываемость, но в то же время ухудшает механические свойства. Свинцовую латунь называют автоматической, так как ее обрабатывают на автоматах. Этот сплав самый распространенный.
• Алюминий снижает летучесть цинка благодаря образованию защитной пленки (оксида алюминия) на поверхности расплавленной латуни).

Как можно отличить сплав латуни от бронзы

Иногда бывает необходимо отличить бронзу от латуни. В качестве подшипников используются бронзовые втулки.

Для этого есть методы:

1. Бронза более темного цвета и намного тяжелее. Это видно при запуске.
2. Бронзовые предметы сложнее. Вырез будет грубым. Излом латунной детали будет плавным.
3. Возьмите 2 пробирки с реагентом. В один кладете стружку из бронзы, в другой — из латуни. После нагревания в первую очередь появится белый осадок. Во втором ничего не произойдет.
4. Когда латунная стружка контактирует с морской солью, она меняет цвет. Бронзовая стружка No.

Латунь — это сплав, без которого уже не обойтись в повседневной жизни. Металл является частью технологического процесса многих промышленных деталей, и заменить его не так-то просто.

Основные сферы использования латунных сплавов

В машиностроении латунные сплавы используются для производства переходников, втулок, систем охлаждения двигателей. В строительстве этот сплав часто используют при изготовлении трубопроводной арматуры, отдельных элементов сантехнического оборудования.

Латунь часто становится популярным материалом в дизайнерской среде: ее презентабельный внешний вид позволяет изготавливать многочисленные внутренние компоненты из сплавов.

Что дает лигатура

Добавка	Имущество
Марганец	Повышение коррозионной стойкости и прочности
Жестяная банка	Повышенная стойкость, медленная коррозия в морской воде
Никель	Повышает общую коррозионную стойкость в агрессивных средах
Проводить	Улучшает обработку, но ухудшает механические свойства
Кремний	В сочетании со свинцом повышает антифрикционные свойства

Содержание цинка в твердом расплаве более 20% приводит к деформации и распространению коррозии. Этот недостаток исправляется отжигом изделия при температуре 250-300 градусов.

Важно: чем больше цинка в сплаве, тем он дешевле.

Производство материала

Все компоненты сплава имеют разную температуру плавления. Это затрудняет отливку латуни. В процессе работы добавление компонентов осуществляется в определенной последовательности.

Схема производства выглядит так:

1. Добыча медных и цинковых руд.
2. Предохранитель. Сначала нагревается медь, а затем остальные компоненты.
3. Формируйте слитки, залив расплавленный металл в изложницы.
4. Их прибытие в прокатный цех, где производится обработка металла с целью деформирования слитков.
5. Отжиг и травление.

Способы получения

Технология получения латуни включает процессы медной и цинковой промышленности, а также переработку вторсырья. Сырьем для производства сплавов являются заготовки из меди, цинка и других металлов для производства многокомпонентных сплавов. Также мы используем отходы собственного производства и вторичное сырье. Все заготовки производятся по ГОСТу.

Для плавки латуни используются различные типы плавильных печей, которые используются для плавки медных сплавов. Наиболее эффективны низкочастотные индукционные электропечи с магнитопроводом. Литье осуществляется при вытяжной вентиляции, так как некоторые элементы сплава интенсивно испаряются и могут нанести вред здоровью человека. Перегрев сплава нежелательно из-за возможности воспламенения некоторых компонентов на воздухе. Чистые и оборотные металлы используются в качестве наполнителей при плавке латуни.

Заранее готовят сырье и чистят духовки. Нагретую до красного каления медь помещают в печь, а затем добавляют кусковые заготовки цинка. При плавке медно-цинковых сплавов учитывается значительная окисляемость цинка. Для снижения окисляемости принимают ряд мер. Для производства многокомпонентных сплавов сначала добавляется медь, а затем осторожно остальные компоненты.

Однородная масса разливается в формы для получения отливки из латуни. В результате получаются плоские и круглые слитки. Деформируемые сплавы после литья подвергаются процедуре деформации. Полученные изделия различаются степенью затвердевания и старения, а также твердостью материала. Предварительная термообработка деталей значительно увеличивает прочность и коррозионную стойкость латуни.

Маркировка

В маркировке металлов придерживаются определенных правил, установленных в государственных стандартах — ГОСТ. Сплав обозначается начальной буквой — L, далее следуют начальные буквы добавок сплава с цифрами, обозначающими количество добавки. Деформируемая латунь, обозначенная за первой буквой, включает цифры — сколько меди в составе: L 70.

Если деформируемая латунь также легирована, то в обозначение вводится начальная буква добавок и число в процентах: LAN 60-1-1, это 60% меди, 1% алюминия и 1% никеля. Содержание цинка в таком сплаве рассчитывается по разнице, при этом 100 — (60 + 1 + 1) = 38%. Отливка из латуни маркируется иначе: количественные значения компонентов сплава вводятся сразу после их первых букв. Следовательно, в продукте LC 40 Mts 1 цинк 40%, марганец 1%.

Латунь — виды, характеристика и свойства сплава

Латунь — это сплав меди (Cu) и цинка (Zn). Он был известен человечеству со времен древнего мира, хотя секрет его производства был открыт довольно поздно. Его регулярное производство началось в восточных провинциях Римской империи только в I веке до нашей эры. NS.

было замечено, что медь, сплавленная с некоторыми минералами, становится более стойкой и имеет золотой цвет. Поэтому латунь использовалась для чеканки монет: в ее промышленном производстве доминировали римляне на рубеже новой и старой эпох. На древнем и средневековом Востоке из этого золотого металла изготавливали украшения.

17-19 века ознаменовались открытием металлического цинка, способа его производства и регистрацией патента на производство латуни (1781 г.).

Классификация латуней

Существует несколько критериев, по которым классифицируют этот сплав:

• степень обработки;
• количество металлического сплава;
• по особенностям химического состава.

По первому критерию выделяют следующие виды:

• литейные производства, используемые для изготовления деталей устройств, подшипников;
• деформируемые (лист, труба, проволока);
• автомат (болты, гайки, часы).

Легирующий элемент, который в основном влияет на свойства сплава, дает название классу латуни: свинец, марганец, никель, алюминий.

В таблице представлена ​​классификация латуни по химическому составу:

Тип латуни	Состав	Маркировка	Пример маркировки с расшифровкой
Простой	2 компонента — медь, цинк	«L»	L90: 90% меди, 10% цинка
Особый	Многие компоненты: медь, цинк + легирующие элементы (алюминий, свинец, железо, никель)	Самолет (с алюминием); LS (с выводами)	LS74-3: 74% меди, 3% свинца, 23% цинка

Цвет сплавов зависит от процентного содержания Zn:

• желтый — от 20% до 36%;
• красный (или томбак) — от 5% до 20%.

Здесь используются два критерия: цвет и химический состав.

Физические и химические свойства

У латуни нет формулы, поскольку это сплав. Он имеет высокую температуру плавления (около 900 ° C), но увеличение количества цинка может снизить ее.

Плотность составляет 8,6 г / см3, что немного меньше удельного веса меди, основного компонента латунного сплава. Обладает самой высокой теплопроводностью.

• Удельная теплотворная способность ниже, чем у меди (0,377 Дж / (кг * К)), поэтому трещиностойкость уменьшается.
• характеризуется способностью полировать, герметизировать, сваривать, выдерживать агрессивные атмосферные среды, стойкость к очень низким температурам.

1. По сравнению с бронзой медно-цинковый металл имеет худшую прочность и коррозионную стойкость, но лучше меди.
2. Есть две фазы: α (с кубической ячейкой в ​​кристаллической структуре) и β.

Влияние легирующих элементов на свойства латуней

Цинк определяет высокую прочность и одновременно пластичность сплава (если добавить до 30% этого элемента).

Однако характеристики латуни определяются не только основными (Cu, Zn), но и легирующими элементами. Последние в небольших количествах добавляют к металлам для получения дополнительных свойств.

Если вы добавите:

• свинец и висмут — металл будет лучше резать;
• никель, олово — получат антикоррозионные свойства (олово используется в соленой морской среде);
• кремний — повысится твердость;
• марганец — сплав станет высокопрочным;
• алюминий: летучесть Zn снизится;
• мышьяк, никель, железо — позволят работать в кислых и щелочных средах.

Эти элементы используются для производства сплавов разных марок по ГОСТ. Помимо буквенного обозначения есть цифровое, которое показывает процентное содержание основных металлов.

Способы получения

Для производства латуни требуется особое сырье: медь, цинк и другие металлические заготовки (свинец, алюминий, кремний, никель), которые действуют как легирующие добавки.

Компоненты помещаются в освещенную плавильную печь. Медь необходимо предварительно нагреть докрасна, добавить кусочки цинка, затем добавки.

Жидкий металл разливают в формы для получения литейных сплавов. Если они подвержены деформации, выпускной патрубок будет из деформируемой латуни.

Применение латуней

Превосходные свойства латуни определяют ее широкое использование. Есть несколько основных направлений.

Строительство

Распространенные латунные изделия — это элементы сантехнического оборудования. Кран-осевые ящики, смесители присутствуют практически везде.

В домах и квартирах премиум-класса устанавливаются латунные трубы, которые могут прослужить полвека, так как не боятся коррозии. Метизы, отличающиеся своей прочностью, используются для крепления металлоконструкций.

Декоративные направления

Латунь используется для украшения помещений: это лепнина, скульптуры, светильники, кованые изделия, края зеркал — иногда их «украшают» бронзой.

Посуда для церковных обрядов изготовлена ​​из сплава. Недорогие украшения в дизайне «латунь» смотрятся очень эффектно, отлично имитируя золото.

В чем отличия литейных и деформируемых латуней

Во-первых, способом производства. Литейная латунь предназначена для производства отливок различной формы и назначения, а латунь — из деформируемой (точнее, обработанной давлением.

Во-вторых, от аллигаторной системы. Деформируемая латунь менее легирована, и содержание меди в ней не опускается ниже 59-60%. Алюминий и кремний добавляют в литейные цеха для повышения текучести, скрепляются более сложно, содержание меди можно снизить до 53-55% (например, ЛЦ40Мн3Ж).

Маркировка этих видов латуни незначительно отличается в письменной форме, например, кованый алюминий — ЛАЖ 60-1-1, литье — ЛЦ37Мн2С2К.

Чем интересны свойства латуни производителям

Металлический сплав латуни отличается превосходными характеристиками:

• устойчивость к механическим повреждениям;
• легкость обработки под давлением;
• устойчивость к коррозии.

Металлическая латунь как сплав не устойчива к растворам углекислого газа, растворам, в которых кислоты органического происхождения присутствуют в морской воде. Сплав с низким содержанием цинка более устойчив к коррозии при нормальных температурах.

Не рекомендуется использовать сплав меди и цинка при производстве деталей и изделий, контактирующих с диоксидом серы, аммиаком, водой.

Различия наиболее популярных латунных сплавов

Раскрываем характеристики самых известных и востребованных сплавов:

• Л63 (медь 62-65%, цинк 35-38%). Один из самых распространенных видов латуни, ее можно полировать, протягивать, ламинировать, тиснить и гнуть. Используется для производства холодильного оборудования, заклепок и предметов интерьера.
• LS59-1 (медь 57-60%, цинк 37-42%, свинец 1%). Обрабатывается прессованием и резкой на токарных и фрезерных станках. Свинцовый сплав обеспечивает дополнительную трещиностойкость. Применяется для изготовления крепежных деталей, шестерен, втулок, шестерен, подшипников, труб и стержней.
• L90 (медь 88-91%, цинк 9-12%). Также называется томбак, имеет золотистый цвет. Может быть эмалированным, кованным, точеным. Он обладает большей пластичностью, не ржавеет и хорошо переносит сварку сталью, предназначен для производства полуфабрикатов и проволоки для электротехники.
• L68 (медь 67-70%, цинк 30-33%). Он находится под давлением, имеет хорошие характеристики холодной деформации, свариваемость и свариваемость. Из этого материала делают не только крепеж и прокаты, но также снаряжение и амуницию.

Технология изготовления латуней

Чтобы получить латунный сплав, необходимо выполнить ряд шагов:

1. Взвесив медное сырье, положите его в глиняную посуду.
2. Отправьте миску в специальную духовку.
3. В расплавленную медь добавляют цинковые блоки и необходимые добавки.
4. Полученный сплав нагревают до однородного состава.

В формы заливается горячая жидкая латунь. Сплавные печи обычно работают на твердом топливе — угле.

Одной из проблем с расплавленными латунными сплавами является испарение цинка. Поэтому плавильные заводы оборудуют абсорбционными системами для его улавливания, после чего он снова вводится в латунный сплав. Следующая особенность технологии изготовления сплавов — необходимость переплавки. На первичном этапе в изделиях происходит усадка и изгибание латуни.

Температура, необходимая для плавления латуни, не может быть ниже +8000 С. Точная цифра рассчитывается отдельно для каждой марки латуни. Количество цинка в составе сплавов обратно пропорционально температуре плавления латуни. В этом вся технология.

Применение

Системы охлаждения двигателей, различные втулки, переходники изготавливаются из латуни. Сплав используется в строительной индустрии. Например, для изготовления сантехнического оборудования и элементов дизайна. Крепежные детали, такие как болты и гайки, также изготавливаются из латуни. Этот сплав используется в судостроении и производстве боеприпасов.

Различают несколько видов латунного проката:

• Латунный стержень
  — Это длинное металлическое изделие, которое является заготовкой для различных деталей. Брус имеет различные формы сечения: круглое, овальное, прямоугольное, квадратное, шестиугольное, трапециевидное.
• Табличка из латуни
  это плоский полуфабрикат прямоугольного сечения толщиной более 25 мм, получаемый прокаткой или литьем. Пластины бывают мягкие, твердые, полутвердые и сверхтвердые. Латунные пластины используются в промышленности для декоративной отделки зданий.
• Латунная проволока
  это удлиненный профиль небольшого диаметра. Проволока используется в производстве электротехники и декоративных элементов, а также в машиностроении, авиастроении, сварке и обувной промышленности.
• Латунная трубка
  — обладает высокой пластичностью, устойчивостью к коррозии, износу. Трубы используются в жилищно-коммунальном хозяйстве, в машиностроении, приборостроении, в энергетике.
• Латунный обод
  это прочный круглый профиль. Продукт используется в автомобильной промышленности, в производстве инструментов, в производстве станков и механизмов.
• Лист латуни
  — незаменим в полиграфической, автомобильной, энергетической, приборостроительной, электротехнической, строительной и химической промышленности.

Историческая справка

Согласно историческим документам, первыми металлами, использованными человеком, были медь и золото. Оба металла в чистом виде очень мягкие, поэтому их использование в жизни человека весьма ограничено. В частности, медь использовалась древними с самого начала использования огня, а со времен Римской империи этот металл стал более интенсивно использоваться в производстве труб, военного оружия, украшений для статуй и других предметов другие цели.

Чтобы улучшить характеристики чистых металлов, например, повысить твердость и прочность, со временем человеку пришла в голову идея смешивать их. Затем, примерно в 3500 году до нашей эры, в Месопотамии была получена бронза, сплав меди и олова, который имел высокую стойкость к коррозии и был более прочным, чем каждый чистый металл в отдельности. Благодаря этим свойствам бронзу стали использовать для производства оружия и инструментов.

Около 1400 г до н.э была открыта латунь — сплав цинка и меди, который проявлял превосходную стойкость к деформации, имел высокую пластичность при низких и высоких температурах и имел высокую устойчивость к коррозии и механическому износу. Однако его использование распространилось только в 250 г до н.э с началом производства монет в Римской империи.

С того времени использование латуни стало практиковаться в самых разных сферах человеческой деятельности, от оружия до украшений. В 15 веке его начали использовать для производства астрономических инструментов, а с появлением полиграфии сплав стали активно использовать в полиграфии. С середины 16 века в Европе болты и гайки в основном изготавливались из латуни, меди и бронзы. Этот сплав использовался для изготовления шестерен для часовых механизмов, а в 17 веке в Голландии из латуни делали оптический телескоп.

Как влияют легирующие присадки

Сплав представляет собой добавку сплава, которая изменяет его состав и, следовательно, придает ему новые свойства или увеличивает или уменьшает существующие свойства. Чтобы уменьшить потери металла с поверхности расплава, добавляется алюминий, образующаяся оксидная пленка, которая играет защитную роль. Для повышения прочности и улучшения антикоррозионных свойств в сплав добавляют магний отдельно или вместе с алюминием и железом. К тому же добавки практически не влияют на плотность металла.

Добавление никеля в расплав исключает проявление негативных моментов с точки зрения окислительных процессов. Можно улучшить пластичность, пластичность сплава и условия его резки, введя в состав латуни такую ​​добавку, как свинец. Кремний в сочетании со свинцом улучшает текучесть до такой степени, что сплав, связанный с этой добавкой, можно использовать наравне с оловянной бронзой. В этом случае кремний, добавленный без других добавок, специально увеличивает твердость и прочность латуни. Если вы планируете использовать металл на корабле, в него добавляют олово, что делает его устойчивым к соленой воде.

Особая роль состава латуни

Внешне латунь может напоминать бронзу, если правильно подобран состав и пропорции, а поверхность латуни обработана. Сегодня благодаря более низкой стоимости медно-цинковые сплавы начали завоевывать позиции на рынке. Люстры, бра, декоративные элементы и некогда популярные бронзовые смесители теперь все чаще изготавливают из латуни.

А внешне в сплавах уловить различия было невозможно, поверхность латуни подвержена особому химическому составу. Так производится гидравлическая латунь.

Завоевание рынка декоративных металлов на этом не заканчивается. Сейчас латунь — это материал для изголовий, подсвечников, вытяжек, кухонной утвари и других элементов интерьера. Не зря сплавы получили статус важнейших металлов в мире. И гарнитуры тоже из латуни.

Химический состав и особенности внутренней структуры

Чтобы хорошо понять характеристики латуни, важно знать свойства химических элементов, входящих в ее состав. Такими элементами, как было сказано выше, являются медь и цинк.

Классификация латуни по химическому составу

Медь — один из первых металлов, который люди начали использовать для изготовления изделий различного назначения. Этот элемент, который является частью 11-й группы 4-го периода периодической таблицы Менделеева, имеет атомный номер 29 и обозначается как Cu (сокращение от Cuprum). Медь, которая является переходным металлом, очень пластична и имеет красивый светло-золотистый цвет. С образованием оксидной пленки металл приобретает не менее красивый красно-желтоватый оттенок.

Цинк — второй важный 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 боковую подгруппу 2-й группы 4-го периода таблицы Менделеева. Этот металл, который начали производить в 12 веке в Индии, при нормальных условиях очень хрупкий. Без оксидной пленки, которая появляется на металле при взаимодействии с окружающей средой, его поверхность синего цвета. Этот металл обозначается символом Zn (сокращение от Zincum).

Так выглядит микроструктура полированной поверхности латуни при увеличении в 400 раз

Структура латуни в зависимости от содержания основных компонентов в ее составе может состоять из фазы α или одновременно α + β. Эти состояния, которые можно предположить по внутренней структуре сплава, различаются следующими характеристиками:

• фаза α — раствор меди и цинка, характеризующийся высокой стабильностью, в котором молекулы основного металла (меди) имеют гранецентрированную кубическую решетку;
• фаза α + также является стабильным раствором, в котором медь и цинк содержатся в соотношении 3: 2 (в этом растворе молекулы меди имеют простую элементарную ячейку).

Микроструктура α + β-латуни имеет более низкую пластичность и большую твердость, чем структура α-латуни

В зависимости от температуры нагрева в латуни происходят следующие структурные превращения.

• Когда латунь нагревается до высоких температур, атомы в ее фазе, которая имеет широкий диапазон однородности, различаются неупорядоченным расположением. В этом нагретом состоянии фаза латунного сплава очень пластична.
• При незначительном нагреве латунного сплава (454-468 ​​°) в нем образуется фаза, имеющая обозначение β ‘. Особенностью этой структурной фазы, которая отличается высокой твердостью и, следовательно, хрупкостью, является упорядоченное расположение содержащихся в ней атомов меди и цинка.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что латунные сплавы, внутренняя структура которых представляет собой только α-фазу (однофазная), отличаются хорошей пластичностью, а те, в которых (двухфазная) фаза также присутствует, являются более стойкие, но не предназначенные для обработки методами пластической деформации.

Пластичность двухфазных латуней можно повысить, нагревая их выше температуры, при которой происходит β ‘превращение (700 °). В этом состоянии в структуре сплава преобладает только одна фаза, следовательно, он отличается высокой пластичностью. Однако даже однофазная латунь с хорошей пластичностью практически не поддается обработке методами пластической деформации. Это происходит в интервале температур их нагрева до 300-700 °, что называется зоной хрупкости.

Содержание цинка в латуни влияет на электропроводность сплава

На механические свойства латуни определенной марки существенно влияет содержание цинка в ее химическом составе. Таким образом, если содержание определенного химического элемента достигает 30%, увеличивается как прочность, так и пластичность сплава. Дальнейшее увеличение содержания цинка приводит к тому, что латунь становится менее пластичной (усложнение α-фазы) и, следовательно, более хрупкой (образование α-фазы в структуре латуни). Прочность латуни увеличивается до того момента, когда в ее составе будет 45% цинка, при дальнейшем увеличении количества этого элемента латунь становится менее прочной и менее пластичной.

Достоинства и недостатки

Каждый металл обладает особыми свойствами, которые можно отнести как к достоинствам, так и к недостаткам. Все зависит от ситуации. В строительстве латунь используется очень редко, что свидетельствует о важности других материалов, а не о недостатках сплава.

Основное преимущество латуни — ее небольшой вес, что определяет популярность материала при строительстве ракет и самолетов. В бытовых условиях это необходимо только в тех ситуациях, если, например, нужна легкая водопроводная сеть.

К тому же сплав обладает прекрасными декоративными свойствами. Имеет очень разнообразную и привлекательную цветовую палитру. Аксессуары и аксессуары, предметы быта и украшения из латуни всегда будут красиво смотреться, подчеркивая роскошь и элегантность интерьера. При этом цвет латуни сохраняется надолго.

Материал также отличается низкой теплопроводностью, часто используется для строительства систем и изделий, для которых сохранение тепла очень важно. Речь идет о производстве ванных комнат или мебели.

Латунь — это диамагнитный металл, что означает, что она не подвержена влиянию любого магнитного поля. Этот сплав давно используется для изготовления рамок для компасов. Сейчас это качество активно используется при изготовлении инструментов.

Коррозионная стойкость материала даже больше, чем у обычной меди, но резко снижается с повышением температуры. Поэтому для водоснабжения очень выгодно использовать латунные трубы. Для системы отопления даже лучше взять медный трубопровод.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Пока есть медь, будет и латунь. В виде самородков латуни не бывает, так как это сплав.
Технология получения латуни включает процессы медной и цинковой промышленности, а также переработку вторсырья. Сырьем для производства сплавов являются заготовки из меди, цинка и других металлов для производства многокомпонентных сплавов. Также мы используем отходы собственного производства и вторичное сырье. Все заготовки производятся по ГОСТу.
Для плавки латуни используются различные типы плавильных печей, которые используются для плавки медных сплавов. Наиболее эффективны низкочастотные индукционные электрические печи с магнитопроводом. Литье осуществляется при вытяжной вентиляции, так как некоторые элементы сплава сильно испаряются и могут нанести вред здоровью человека.