Что за материал латунь

Двойные латуни, содержащие до 20 % Zn, называются томпаком (латуни, содержащие 14—20 % Zn — полутомпаком).

Диаграмма состояния Сu—Zn характеризуется пятью перитектическими реакциями. В результате из жидкого раствора кристаллизуется шесть различных фаз. Практическое значение имеют сплавы, содержащие до 50 % Zn; соответствующая этому содержанию часть диаграммы состояния включает область а-твердого раствора цинка в меди.

Граница растворимости цинка в меди при комнатной температуре равна 39 %; а-твердый раствор имеет гранецентрированную кристаллическую решетку. Фаза в является твердым раствором на основе соединения CuZn с объемно центрированной кристаллической решеткой. Ширина области гомогенности в-фазы меняется в зависимости от температуры: от 37 до 57 % Zn при высоких температурах и от 45 до 49 % Zn при комнатной.

ЧТО ТАКОЕ ЛАТУНЬ? ОПАСЕН ЛИ В НЕЙ СВИНЕЦ? | ТЕОРИЯ #3

В соответствии с диаграммой состояния двойные латуни в зависимости от структуры подразделяются на а-латуни, (а + в)-латуни и в-латуни.

При температуре 454—468 °С происходит упорядочение в-твердого раствора, т. е. ниже этих температур наблюдается определенный порядок в расположении атомов меди и цинка в кристаллической решетке в-фазы. Переход неупорядоченного твердого раствора в упорядоченное состояние сопровождается резким падением пластичности и повышением хрупкости сплавов, что затрудняет их обработку давлением в холодном состоянии.

Таким образом, латуни, содержащие более 39 % Zn, имеют двухфазную структуру а + в или однофазную в и обладают низкой пластичностью, поэтому они хорошо обрабатываются давлением лишь в горячем состоянии, в отличие от а-латуни, которая хорошо обрабатывается в холодном состоянии.

В многокомпонентных (специальных) латунях добавки третьего, четвертого элемента и более могут повышать прочность, твердость, упругость, коррозионную стойкость, антифрикционные свойства и технологические характеристики. В зависимости от дополнительных легирующих элементов латунь, содержащую А1, называют алюминиевой; Fe и Мп — железомарганцевой; Мn, Sn, Pl — марганцево-оловянно-свинцовой и т. д.

По технологическому признаку латуни подразделяют на литейные и обрабатываемые давлением. Для изготовления литейных латуней могут применяться вторичные литейные латуни.

Получение латуни: Для плавки латуни может быть использован любой тип плавильных печей, применяемых для плавки медных сплавов. Но наиболее целесообразно латунь плавить в электрических индукционных низкочастотных печах с магнитопроводом. Менее желательна плавка латуни в электродуговых плавильных печах.

При плавке медноцинковых сплавов следует иметь в виду, что из всех других компонентов сплава наибольшей окисляемостью обладает цинк. Это объясняется низкой температурой кипения его.

Для уменьшения окисления цинка рекомендуются следующие мероприятия:

1) максимально ускорять процесс загрузки и плавки шихты, для этого загружать шихту в печь в компактном виде таким образом, чтобы куски и пакеты могли хорошо и плотно укладываться в печи;

2) поверхность жидкого сплава следует покрывать кусковым древесным углем;

3) загрузочное отверстие печи по возможности держать всегда закрытым;

4) не допускать излишнего перегрева расплава (выше температуры 1100—1200° С).

В качестве шихты для плавки латуни могут быть использованы как чистые, так и оборотные металлы. При плавке латуни на оборотных металлах порядок загрузки шихты в печь не имеет большого значения. При наличии в шихте свежих металлов в первую очередь загружают и расплавляют медь, затем оборотные металлы. Цинк и свинец, предварительно подогретые до 100—120° С, вводят в расплав в последнюю очередь. Во всех случаях плавка ведется под слоем древесного угля, который загружается в печь с первой порцией шихты.

Плавку латуни из свежих металлов и оборотных отходов в индукционной печи промышленной частоты с магнитопроводом рекомендуется вести в следующей последовательности.

1. По окончании разливки печь устанавливают в рабочее положение. При обнаружении оголенного канала печи выключают ток и канал заливают расплавленным металлом из другой плавильной печи.

2. Аккуратно загружают два-три пакета отходов, включают ток и производят дальнейшую загрузку шихты в печь в следующем порядке: вначале загружают предварительно подсушенные прессованные отходы в количестве 15—20% от массы всей шихты, стружку, опилки и другую мелочь; затем в жидкий металл загружают медь и тугоплавкие лигатуры (в случае плавки специальных латуней); одновременно с этим в печь загружают необходимое количество кускового древесного угля; после этого осторожно загружают переплавленные отходы и литники и в последнюю очередь загружают цинк и другие легкоплавкие компоненты (в случае приготовления специальных латуней).

3. Во избежание повреждения футеровки печи масса кусков шихтовых материалов не должна превышать 25 кг.

4. Шахта печи должна загружаться плотно и быстро, загрузочное окно при этом не должно долго оставаться открытым.

5. При плавке надо следить за тем, чтобы шихта не зависала в шахте. Быстрое колебание стрелки амперметра сигнализирует о том, что шихта отделена от расплавленного металла. Зависшую шихту с помощью деревянного шеста или какого-либо другого приспособления опускают вниз. При зависании шихты время плавки удлиняется и увеличивается угар металла.

6. В случае ведения плавки латуни на чистых металлах (меди и цинка) вначале загружают 25% шихты (вместе медь и цинк), затем всю оставшуюся медь и в последнюю очередь цинк (или другой легкоплавкий металл).

7. Шихта должна быть сухой; загрузка влажной шихты запрещается.

8. Тяжелые куски шихты должны загружаться в печь при помощи специальных приспособлений.

9. Шихта должна подаваться к печи в нумерованной таре (тележке). Это исключает смешивание шихты.

10. Необходимо иметь около печи некоторый запас шихты (две-три тележки).

11. После расплавления и нагрева расплава до заданной температуры с поверхности расплава снимают шлак, тщательно перемешивают и производят разливку.

Для увеличения жидкотекучести латуни в нее иногда перед разливкой добавляют фосфор в виде лигатуры медь — фосфор, содержащей 12—14% Р.

Плавку кремнистой и кремнистосвинцовистой латуней ведут под покровным флюсом — стеклом или бурой. Вследствие склонности кремнистых латуней к поглощению восстановительных газов плавить их в восстановительной атмосфере или под слоем древесного угля нельзя.

При плавке кремнистых и кремнистосвинцовистых латуней в первую очередь в разогретую печь загружают медь, по расплавлении ее — отходы, меднокремнистую лигатуру. Цинк и свинец загружают в последнюю очередь после снятия шлака с расплава. Расплав тщательно перемешивают, доводят его до температуры разливки и затем разливают.

Плавку марганцовистых латуней ведут в условиях слабоокислительной атмосферы или близкой к нейтральной под покровом флюса из битого стекла, или под покровом древесного угля. Марганец в расплав вводят с лигатурами после расплавления всех других составляющих шихты.

Краткие обозначения:
σв	— временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	— относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05	— предел упругости, МПа	Jк	— предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2	— предел текучести условный, МПа	σизг	— предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10	— относительное удлинение после разрыва, %	σ-1	— предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж	— предел текучести при сжатии, МПа	J-1	— предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	— относительный сдвиг, %	n	— количество циклов нагружения
s в	— предел кратковременной прочности, МПа	R и ρ	— удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	— относительное сужение, %	E	— модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	— ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2	T	— температура, при которой получены свойства, Град
s T	— предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и λ	— коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	— твердость по Бринеллю	C	— удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o — T ), [Дж/(кг·град)]
HV	— твердость по Виккерсу	pn и r	— плотность кг/м 3
HRCэ	— твердость по Роквеллу, шкала С	а	— коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o — T ), 1/°С
HRB	— твердость по Роквеллу, шкала В	σ t Т	— предел длительной прочности, МПа
HSD	— твердость по Шору	G	— модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Источник: metallicheckiy-portal.ru

Латунь. Свойства латуни. Применение латуни

Свойства латуни

Доброго времени суток, уважаемый читатель! В данной статье речь пойдёт о латуни, о её применении и свойствах. 2 трети медь и 1 треть цинка, — таков классический состав латуни. Это сплав , который известен со времен древнего Рима.

Но ведь цинк открыли лишь в 16-ом веке, возразят некоторые. Официально, да. Но, неофициально этот элемент был известен и раньше. Только римляне звали его, вернее цинкосодержащую породу, галмеем.

Древние люди верили, что именно он окрашивает медь в желтый цвет. Теперь же известно, что цинк, всего лишь разбавляет белым, насыщенный красный цвет меди. В итоге, получается солнечный материал.

Бывают также сплавы латуни не из двух, а большего числа компонентов. В этом случае, после буквы Л стоят еще заглавные буквы. Каждая из них обозначает добавленный металл.

Среди таковых бывают: — олово , свинец , никель . Их добавляют, чтобы увеличить антикоррозийные свойства материала. Иначе, латунь не могла бы быть «игроком», к примеру, на рынке судоходства. Сплав классического состава изнашивается от соленой воды.

Применение латуни

Латунь мягка, легко поддается ковке , при этом прочна. Поскольку, внешне металл напоминает золото, его широко применяют ювелиры . Сплав становится материалом для посуды, фурнитуры, украшений, орденов.

К слову, знаки отличия, покрывают сплавом с 15% цинка и 5% алюминия . Именно такая формула внешне максимально напоминает золото и, при этом, устойчива к коррозии. Всего же, в ювелирном деле используют 3 разновидности латуни: — желтую (М 67/33), золотистую (М 75/25), зеленую (М 60/40).

Украшения из сплава чистят щавелевой кислотой. Она отлично полирует поверхность. Приобрести «элексир» можно в обычных магазинах хозяйственных товаров. Правда, кислоту, необходимо разбавить. 200 граммов вещества размешивают в 10 литрах воды и, только потом, очищают изделия из латуни.

Мастера называют латунь «вечный металл». Изделия из нее не знают сносу. К драгоценным металл не относится, а посему серьги, браслеты, кольца из него, лишь бижутерия. Однако, некоторые изделия из сплава статусные и стоят приличных денег.

Так, корпуса знаменитых зажигалок Zippo в большинстве именно латунные. В городке Брэндфорд штата Пенсильвания, где расположен завод, выпускают более 60-ти тысяч зажигалок в день. Поскольку в их составе медь и цинк, изделия желтые. Стальной цвет им придают с помощью гальванизации, то есть напыления на поверхность других металлов серебристых оттенков.

Многокомпонентные латуни пригождаются при производстве самолетов, водных судов, труб ( в том числе, и для холодильного оборудования), часов, пружин, арматуры, сепараторов. Пригождается сплав и в полиграфии. Там из латуни делают матрицы для печати.

А как же делают сам сплав? Сначала расплавляют медь. Металл помещают в резервуары из огнеупорной глины. Те, в свою очередь, — в специальные промышленные печи. В жидкую медь добавляют «по вкусу» цинк.

Его закидывают прямо кусками.

Вот и вся технология. В качестве топлива, обычно, используют угль. Для форм, куда отливают латунь, закупают песок. Если необходимы тонкие листы сплава, смесь выливают в металлические емкости, которые называют изложницы.

Загвоздкой в изготовлении металла стала летучесть цинка. При плавке, он попросту испаряется. Приходится применять специальные аппараты, конденсирующие пары и возвращающие элемент в сплав.

Около трети полученного металла отправляют на повторную переплавку. Дело в том, что при литье в формы, латунь дает сильную усадку, образуются прогибы и полости (раковины).

В России на производстве латуни специализируются:

— красноярское предприятие КРАМЗ

— самарский завод вторичных сплавов

— Уралэлектромедь из Верхней Пышмы

— московские группы компаний Элекмед, Nermet, Дельта

— столичные предприятия Металлокоммерция и Интерметаллик

Внешне латунь напоминает бронзу. Последнюю, кстати, сплав с цинком вытесняет с интерьерного рынка. Бронзовые смесители и фурнитуру в магазинах, а значит, и домах заменяют латунные. Они легче поддаются полировке, проще в уходе. Сантехническую латунь часто делают с примесями или покрывают специальными составами. Это делается, чтобы окрасить металл в необычные цвета.

Так, в тренде черные краны из латуни.

Из сплава взялись ковать изголовья для кроватей. Они смотрятся легко, воздушно, что на руку владельцам небольших спален. Немаловажна и эстетическая привлекательность кованой мебели. Латунь захватила и рынок светильников и кухонных вытяжек.

Метал латунь признан мировым сообществом, важнейшим из медных сплавов. Как видно, она нашла применение практически повсеместно. Разве, что печатное слово, пока, латуни не подвластно.

Хотя, буквы на станицах книг, документов – это тоже сплав, только сурьмы , свинца и олова. Именно из этого состава изготавливают шрифты в типографиях.

Источник: tvoi-uvelirr.ru

Латунь — свойства, особенности и сферы применения сплава

Этот металл и сегодня нечистые на руку граждане выдают за золото. Однако латунь не имеет отношения к металлам. Ее состав сложен, свойства варьируются. Что создает простор в использовании материала.

Что представляет собой

Это один из самых узнаваемых материалов планеты. Как и бронза, латунь не металл, а сплав.

Бывает дву- либо поликомпонентным. Базовый компонент сплава – главный цветной металл планеты медь:

• В первом случае ее дополняет цинк (до 44%). На эту пару приходится основная доля по массе в сплаве.
• В многокомпонентных составах к цинку прибавляются олово, свинец, никель, железо, марганец, другие лигатуры.

Цинк улучшает потребительские свойства, попутно снижая цену конечного продукта.

Латунь не относится к металлам. Как и бронза, это конгломерат нескольких компонентов.

История

Документированная история латуни начинается за сто лет до нашей эры:

• В это время производство сплава освоили древние римляне.
• Спустя 900 лет с ним познакомились жители Ближнего и Среднего Востока. Источником сырья (медь, свинец) стали залежи на севере Персии (нынешний Иран).
• В этот же период по Шелковому пути его завезли на Кавказ.
• Первыми из европейцев сплав получили англичане в конце 18 века. Это был медно-цинковый материал.

Популярность материала на протяжении тысячелетий подкреплялась его сходством с золотом.

Классификация

Многообразие сплавов породило необходимость их упорядочивания.

Большой выбор украшений из натуральных камней и минералов со скидкой -50%

По составу

Основное деление латуней ведется по сложности состава:

1. Простые. Состоят из меди плюс цинк. Второе наименование – двукомпонентные.
2. Специальные (поликомпонентные) латуни. Кроме меди и цинка, включают алюминий, свинец, никель, железо, другие составляющие. Это легирующие добавки (лигатуры), добавляемые при плавке для улучшения утилитарных свойств конечного продукта.

Класс специальной латуни определяется лигатурой-доминантом: марганцевая, алюминиевая, оловянная, никелевая, другие.

Цинк в составе придает цвет сплаву:

• красный (4,9 – 19,9% цинка);
• жёлтый (20 – 35,9%);
• зелёный (36 – 39,9%).

Второе наименование красноватой латуни – томпак. Название восходит к малайскому tambaga (медь).

Простые сплавы с долей цинка 10-40% считаются ювелирными. Их цвета – желтый, зеленый, золотой.

По технологии производства

Латуни, полученные разными способами, бывают двух видов:

Аналогично классифицируются бронзы.

Маркировка

Все латуни маркируются прописной буквой «Л». Далее порядок определяется составом:

• У простых латуней это одна цифра, сигнализирующая о проценте меди в сплаве. Например: Л65 – это сплав из 65% меди и 35% (100 – 65) цинка.
• Маркировка специальных латуней содержит также буквы и цифры, обозначающие вид и количество добавок-лигатур (кроме цинка). Например, клеймо ЛН64-5 присваивается материалу из 64% меди, 5% никеля и 31% (100 минус 64 минус 5%) цинка.

Поскольку маркировка содержит данные о количестве и качестве компонентов сплава, ее справедливо считать формулой данного материала.

Технология получения

В природе латунь не встречается.

Исходником-шихтой для ее производства служит сырье трех видов:

1. Первичное. Добыча медных, цинковых, других руд ведется на природных месторождениях.
2. Медный, цинковый, другой металлический лом, пригодный к переработке (вторсырье). Аккумулируется на пунктах приема.
3. Отходы собственного производственного цикла меткомбинатов.

Традиционные способы получения предусматривают использование печей для выплавки меди и ее сплавов. Обычно это электро-индукционные агрегаты, снабженные магнитопроводом и работающие на низких частотах.

Процесс получения сплава:

• Раскаленную медь помещают в печь.
• Следом загружают кусковой цинк.
• Плавка проходит при 875-945°С.
• В специальные латуни добавляют легирующие добавки.
• Массу перемешивают до однородности, разливают по формам.

На выходе получаются плоские либо круглые латунные слитки. У выплавленных изделий разная твердость, степень закалки и старения.

Продвинутые технологии предусматривают установку вентиляции для вытяжки во время плавки паров, опасных для человека.

Характеристики

Единых базовых параметров латунного сплава не существует. Однако материал без проблем обрабатывается прессованием и механическим воздействием, с хорошей сопротивляемостью коррозии.

Более 8000 видов товара из 500 разновидностей натурального камня. Ежедневное обновление!

Теплопроводность Плотность Температура плавления Кристаллическая система Модуль Юнга Коэффициент Пуассона Модуль Юнга при сжатии

121 Вт/(м·K)

8921 кг/м³ и 7140 кг/м³

932 °C

кубическая сингония

115 ± 20 ГПа, 100 ГПа и 130 ГПа

0,37

50 ГПа

Особенности

Единого значения плотности, температуры плавления, порога тепло-, электропроводности латуни не существует. Параметры определяются количеством и долей элементов.

Чем «богаче» состав, тем больше вариаций:

• По сравнению с бронзой, латуни быстрее истираются, менее прочны. Хуже пропускают ток и тепло.
• Не так устойчивы к коррозии и агрессивным средам (морская вода, растворенные органические кислоты). Хотя по этому признаку превосходят чистую медь.
• При взаимодействии с кислотой латунь бледнеет до обесцвечивания. В месте попадания капли агрессивного раствора пузырится.

По данному химическому свойству ее легко отличить от золота. С ним ничего не случается.

• В диапазоне 212-624°С структура латуни разрушается: материал рассыпается.

Скорость коррозии растет с увеличением температуры. Этот феномен нейтрализуется финальным этапом обработки: изделия обжигаются при низких температурах.

Влияние лигатур на свойства сплава

Недостатки материала сглаживаются добавлением лигатур. Попутно легирующие элементы усиливают достоинства:

• Олово, никель, марганец в разы повышают порог прочности и коррозионной сопротивляемости сплава.
• Кремний прочность и твердость снижает. Однако сварщику работать с таким материалом легче.
• Свинец также ухудшает утилитарные характеристики, но облегчает резку.
• Алюминий создает на расплаве защитную пленку-оксид, тормозя «улетание» цинка во время плавки.

Влияние лигатур отражают неофициальные названия сплавов металла. Так, оловянные латуни именуют морскими. Свинцовые – автоматными, поскольку обработка ведется на станках-автоматах.

Свинцовые сплавы – самые востребованные среди латуней.

Кремниево-свинцовый материал малоистираем. Ценится как дублер дорогостоящих бронз.

Где используется

Потребительские характеристики латуни сделали ее востребованным материалом в разных сегментах.

Промышленность

Латунные сплавы разной конфигурации закупают производители техники для промышленности, инфраструктуры, оборонпрома:

• Болты, гайки, втулки, переходники, пружины, другие мелкие аксессуары.
• Детали океанских и воздушных лайнеров; морских, речных судов.
• Трубы манометров и конденсаторов.
• Полиграфия. Матрицы.
• Детали, работающие при 300°С.
• Сантехника.

Без латуни не обходятся производители боеприпасов.

Другие сферы

Хорошо отполированная латунь подобна золоту:

• Жители Европы и России в позапрошлом веке нашли ей применение как бюджетному заменителю благородного металла.
• Ею декорируют дома и общественные пространства. Дверные ручки, замки, краны в ванной, декор стен, лестниц из золотистого томпака обходятся недешево. Но как красиво и статусно.
• Из нее чеканят медали, другие знаки отличия.
• Знатоки подбирают коллекции мелкой пластики.

Нумизматы вылавливают на аукционах монетки номиналом одна, две, три, пять копеек за 1958 год. Их поштучная цена измеряется десятками-сотнями тысяч рублей.

Стоимость обычного материала для промышленности на три-четыре порядка меньше.

Источник: jgems.ru