Латунь свойства: Свойства и применение латуни | Статьи о металлообработке Магний-СПб

alexxlab | 05.05.2023 | 0 | Разное

Содержание

Латунь — свойства, характеристики, обзорная статья, доклад, реферат

Латунь — это двухкомпонентный или более сложный сплав, основными элементами которого являются Cu (медь) и Zn (цинк). Содержание цинка в латуни может составлять от 5 до 45 % и более. К примеру, в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона соотношение содержания меди и цинка в сплаве описывается как 2 к 1.

Латунь прежде всего ценится за её прочность по сравнению с обычной медью, ковкость, вязкость, твёрдость и более высокую коррозионную стойкость. Помимо улучшенных механических качеств, сплав меди с цинком обладает хорошими эстетическими свойствами, легко поддаётся полировке и имеет красивый жёлтый или красноватый цвет. При этом он обладает меньшей стоимостью чем медь или оловянная бронза.

Стоит отметить, что на воздухе латунь темнеет, поэтому ремесленные изделия из неё следует покрывать лаком. Если в латуни содержится более 20 % Zn, она подвержена сезонным растрескиваниям во влажной среде, особенно деформируемые сплавы. Противостоять этому поможет отжиг изделий. А при содержании в сплаве более 39 % Zn сплав имеет двухфазную структуру, что негативно сказывается на прочности и пластичности изделий из него. Латунь обладает меньшей тепло и электропроводностью по сравнению с медью. Что бы купить латунь перейдите в раздел продажи латуни.

Классификация латуней

Так как в сплав меди и цинка добавляются и другие легирующие элементы, то различают:

двухкомпонентные сплавы
и многокомпонентные сплавы латуни.

Легирующие элементы сложных сплавов: Mg, Sn, Ni, Pb, Si, Fe, Al и другие. Все они определённым образом сказываются на свойствах изделий. Mg в сочетании с Fe и Al влияет на прочностные характеристики и коррозионную стойкость. Ni – положительно сказывается на устойчивости к окислительным процессам. Pb повышает пластичность и ковкость латуни. Такие сплавы часто используются ремесленниками, также такие сплавы называют автоматными, т.к. они хорошо поддаются обработке на станках. Si спорно, но влияет на прочностные характеристики сплава, а в сочетании с Pb может посоревноваться за первенство с оловянной бронзой по части антифрикционных качеств.

Не менее важной является классификация сплавов Cu и Zn по способу их обработке. Различают:

литейные сплавы,
сплавы обрабатываемые давлением,
также можно выделить в эту группу специальные латуни.

В горячем виде обработке давлением при температуре от 300 до 700°C лучше поддаются латуни с высоким содержанием цинка, однако с повышением концентрации Zn выше 30 % пластичность и прочность сплавов падает, поэтому на практике для этих целей не применяются сплавы с содержанием Zn выше 39 %. В холодном же виде любые сплавы латуней обрабатываются хорошо.

Было уже сказано о различии в фазовых состояниях латуни, но для полноты картины следует ещё раз определить:

латуни a-фазы
и латуни b-фазы.

Первые — с содержанием Zn до 39 %, вторые (двухфазные) — выше. Латунь в а-фазе имеет более высокую пластичность и прочность, чем в фазе b, так как двухфазные сплавы имеют свойство слоиться, из-за того что медь с цинком не будут образовывать прочной связи.

Так как латуни различаются по содержанию цинка, принято также выделять:

красную
и жёлтую латуни

Содержание цинка в красной латуни (томпаке) составляет от 5 до 20 %, а в жёлтой — более 20 %. Чем выше содержание Zn в составе, тем ниже стоимость сплава.

Свойства сплавов

Для понимания того, как различные легирующие составы и пропорции влияют на качества латуней, ниже мы привели несколько таблиц и диаграмм. Но прежде обратимся к принципам маркировки латуней. Двухкомпонентные сплавы маркируют в России литерой Л и цифрами, обозначающими процентное содержание меди по химическому составу. (Л80 содержит 79-81 % Cu, до 0,3 % примесей и Zn в остатке). Многокомпонентные сплавы также маркируются литерой Л, после чего указываются литеры легирующих элементов, далее за ними следуют числовые обозначения, указывающие процентное содержание меди и легирующих составов, в указанном литерами порядке (ЛА77-2 — 77% Cu, 2%Al).

Применение

Спектр выпускаемых в России латуней очень велик. Существует порядка 37 основных марок двух и многокомпонентных сплавов, не считая специальные и вторичные латуни. Так что спектр их применения чрезвычайно велик и более подробно будет рассматриваться нами в статьях, посвящённым конкретным сплавам. Однако, можно привести примеры использования латуней в рамках указанной выше классификации.

Двухкомпонентные деформируемые сплавы латуней Л96-Л80 применяются в основном для производства деталей в химической промышленности, радиаторных и капиллярных трубок, тепловой аппаратуры, и в машиностроении. Л68-Л60 — применяются в изготовлении штампованных изделий, фурнитуры и крепежа, деталей в автомобильной промышленности, труб конденсаторных, патрубков.

Сфера применения многокомпонентных деформируемых сплавов гораздо более широка и вписывается в рамки производства таких отраслей, как: судостроение, химическая промышленность, машиностроение, производство тепловой аппаратуры, точных приборов, авиационной промышленности и других. Примечательно то, что в основном многокомпонентные деформируемые сплавы применяются для производства небольших деталей с хорошими антифрикционными свойствами.

Литейные сплавы латуней применяются для изготовления ответственных деталей и элементов конструкций. Они обладают большой прочностью. Из них отливают арматуру, изготавливают гайки, червячные винты, а также подшипники, втулки и коррозиестойкие детали.

История

Изготовлением латуни занимались ещё в Древнем Риме, позже в Египте, Греции и Китае. Согласно информации представленной в СБИЕ, древние римляне изготавливали латунь сплавлением меди и минерала галлия в виде карбона ZnCO₃. Чистота такого сплава была не велика, поэтому настоящая качественная латунь появилась значительно позже, когда в 1746 году Андреас Сигизмунд Магграф нашёл способ извлекать чистый цинк прокаливанием оксида цинка в реторте из огнеупорной глины без доступа воздуха, и конденсировать цинк в газовой фазе в рефрижераторе.

Слово цинк восходит к германскому zinke (зубец), вероятно это название связано с формой кристаллов сфалерита (цинковой обманки) из которой впоследствии стали добывать в промышленных масштабах цинк. Сфалерит имеет в составе сульфид цинка ZnS. Из него получают концентраты по пирометаллургической схеме. Сначала минерал измельчается, а затем помещается в аппарат для селективной флотации, где вместе с цинковым концентратом извлекаются другие концентраты. Далее концентраты цинка обогащаются и восстанавливаются обжигом в кипящем слое, и далее спеканием. Дистилляционный метод ныне не применяется, для получения чистого цинка. Наибольшее распространение получил в наше время гидрометаллургический способ получения Zn электролизом.

Производство латуни

Производство латуни — это сложный технологический процесс в котором задействована медная и цинковая промышленность, а также методы переработки вторсырья. В качестве сырья для получения сплавов применяются изготовленные по ГОСТ заготовки меди, цинка и других металлов для многокомпонентных сплавов, а также собственные отходы производства и вторичное сырьё.

Латунь получают сплавлением этого сырья в электродуговых печах или печах на твёрдом топливе в тиглях, или даже без тиглей в отражательных печах. Предварительно сырьё подготавливается, печи также очищаются. Медь разогревают до красного каления и помещают в печи в первую очередь, после чего добавляют цинковые кусковые заготовки. Для получения сложных сплавов медь также добавляют в первую очередь, после чего добавляют остальные элементы.

Металлопрокат и литые заготовки

После получения однородной массы, сплав разливают в формы, если это литейная латунь, и из него получают:

слитки плоской
и слитки круглой формы.

Деформируемые же сплавы после отливки в изложницы проходят процедуру деформации. Из них получают: латунную ленту, латунные плиты, латунную проволоку, трубы из латуни, латунные круги, латунные листы, прутки латунные.

Полученные изделия могут различаться по степени дополнительной обработки (закалки, старения), а также по состоянию материала (мягкое, полутвёрдое, твёрдое и особотвёрдое). Дополнительная термическая подготовка заготовок способна значительно повысить их коррозионную стойкость и прочность.

Самые популярные изделия из латуни которые можно купить у нас:

Пруток Л63	Лист Л63	Круг Л63	Трубу Л63
Проволоку Л63	Плита Л63	Лента Л63

Свинцовистые латуни в чушках. Механические свойства и применение.

Разделы данной статьи:

Механические свойства
Назначение

Примерное назначение и механические свойства свинцовистых латуней в чушках нормируется по ГОСТ 1020-97, “Латуни литейные в чушках”.

Механические свойства свинцовистых латуней

Марка	Временное сопротивление, МПа	Условный предел текучести, МПа	Относительное удлинение после разрыва, %
ЛС, ЛСд	300 – 340	90 – 120	13 – 40
ЛСч	371 – 508	188 – 282	Более 10
ЛСдч	405 – 419	160 – 178	Более 30

Примечание: механические свойства латуней соответствуют литью в кокиль.

Назначение латуней в чушках

Марка латуни	Назначение латуни
	Шихтовый материал для латуни по ГОСТ 17711	Изготовление деталей
ЛС, ЛСч	ЛЦ40С	Литье под давлением и другие виды литья; газовая, санитарная, гидравлическая и пневматическая арматура; втулки и сепараторы подшипников.
ЛСд, ЛСдч	ЛЦ40С	Литье под давлением и другие виды литья; арматура; втулки и сепараторы подшипников.
ЛОС	ЛЦ25С2	Штуцеры гидросистем автомобилей.
ЛК	ЛЦ16К4	Сложные по конфигурации детали приборов и арматуры для применения в морской воде; шестерни; детали узлов трения.
ЛК1	ЛЦ16К4	Гидравлически плотное литье.
ЛК2	–	Детали для электрических целей.
ЛКС	–	Антифрикционные детали.
ЛМцС	ЛЦ38Мц2С2	Конструкционные детали, оборудование и аппаратура для судов; антифрикционные детали несложной конфигурации; арматура вагонных подшипников; литье под давлением.
ЛМцЖ	ЛЦ40Мц3Ж	Несложные по конфигурации детали ответственного назначения и арматура для морского судостроения; несложные большие отливки для гребных винтов, двигателей и др.
ЛА	ЛЦ30А3	Конструкционные детали и арматура, особенно для применения в морской воде.
ЛАЖМц	ЛЦ23А6Ж3Мц2	Конструкционные детали ответственного назначения, работающие при высоких удельных и знакопеременных нагрузках.
ЛМцСК	–	Детали гидронасосов.
ЛМцКА, ЛМцСКА	–	Детали для автомобильной промышленности.

Узнайте о различных типах латуни и их свойствах

Что такое латунь?

Латунь, цветной красный металл, состоит в основном из меди и цинка. Различные механические и электрические свойства могут быть получены путем регулирования содержания меди и цинка. Соотношения меди и цинка изменяются для получения различных видов латуни.

Современная латунь состоит из 67% меди и 33% цинка. Концентрация меди может варьироваться от 55% до 95% по весу, тогда как концентрация цинка может варьироваться от 5% до 45% по весу. Латунь является замещающим сплавом, потому что в ней есть атомы двух основных элементов, которые могут меняться местами внутри одной и той же кристаллической структуры. В латунь часто добавляют свинец в количестве 2%. Обрабатываемость латуни улучшается свинцом.

Выщелачивание свинца часто происходит даже в латуни с относительно низким общим содержанием свинца. Из латуни производятся различные изделия, в том числе музыкальные инструменты, гильзы для огнестрельного оружия, радиаторы, архитектурная отделка, трубы, винты и украшения.

Как производится латунь?

Плавка: Медный сплав сначала плавится в электрической печи при 1050°C. После расплавления меди в медный сплав добавляют необходимое количество цинка. Медный сплав иногда получает очень скромную добавку дополнительного цинка, чтобы компенсировать испарение цинка в процессе плавления. Расплавленный металл может охладиться и затвердеть в виде плит, как только он попадет в кубовидную структуру.

Горячая прокатка: Кексы нагреваются до желаемой температуры в печи. Затем эти горячие лепешки пропускают через стальной ролик с другой стороны, чтобы уменьшить толщину латуни. Ширина латуни также увеличивается во время этой операции.

Латунь после охлаждения пропускают через фрезерный станок, называемый скальпером. Эта машина также удаляет внешнее покрытие латуни, состоящее из оксидов, образующихся при контакте металла с воздухом.

Отжиг с холодной прокаткой: Латунь можно подвергать горячей прокатке, что затрудняет работу с ней. Этот процесс известен как отжиг. Он также теряет гибкость и способность растягиваться. Латунь должна быть нагрета, чтобы смягчиться и потерять некоторую твердость, прежде чем прокатывать ее дальше. Этот процесс известен как отжиг. Состав латуни и качества, которые должны присутствовать, определяют температуры и периоды отжига.

Более важные детали из горячекатаной латуни могут отжигаться одновременно в одной и той же закрытой печи. Используя металлический ленточный конвейер, можно непрерывно подавать мелкие предметы через герметичную печь с уплотнением на обоих концах.

Нейтральный газ, такой как азот, закачивается в печь, чтобы предотвратить реакцию латуни с кислородом и образование нежелательных оксидов на поверхности во время любой операции.

Чтобы утончить детали из отожженной латуни примерно до 0,1 дюйма, их пропускают через второй ролик (2,5 мм). Поскольку температура латуни во время этой операции намного ниже, чем при горячей прокатке, она известна как «холодная прокатка». Холодная прокатка вызывает деформацию внутреннего слоя или зерна латуни, повышая прочность металла на растяжение и твердость.

Они имеют уменьшенную толщину, что обеспечивает повышенную прочность и упругость материала. Для латунных листов одинаковой толщины станы холодной прокатки рассчитаны на минимизацию прогиба по ширине валков. На других предприятиях латунь сплавляют в один тонкий слой и пропускают через прокатные станы и печи отжига по вертикальной зигзагообразной схеме.

Окончательная холодная прокатка: Жесткие допуски и безупречная поверхность латуни обеспечиваются при окончательной холодной прокатке листов. Затем эти листы нарезаются до необходимого размера в соответствии со спецификациями.

Какие бывают виды латуни?

Основное различие между многими разновидностями латуни заключается в их кристаллическом строении. Ниже представлены три различных вида латуни:

Альфа-латунь:

Однородная (альфа) кристаллическая структура альфа-латуни, образующаяся при сплавлении менее 37% цинка с медью, дала им название. Твердый раствор с однородным составом является результатом альфа-кристаллической структуры, которая развивается при растворении цинка в медь.

Эти латуни можно подвергать холодной обработке или сварке, или даже прокатывать, вытягивать, сгибать и паять быстрее, чем их эквиваленты, потому что они мягче и гибче, чем эти материалы.

Латунь Alpha, наиболее распространенный тип, содержит 70% меди и 30% цинка. Прочность и гибкость этого латунного сплава, также известного как латунь 70/30 или «картриджная латунь», идеально подходят для холодного волочения. Он также обеспечивает более высокую коррозионную стойкость с большим содержанием цинка, чем латунь. Альфа-сплавы используются для создания крепежных деталей, таких как пружинные контакты в электрических розетках и шурупы для дерева.

Альфа-Бета Латунь:

Концентрация цинка в альфа-бета-латуни, обычно называемой «дуплексной латунью» или «латунью для горячей обработки», колеблется от 37 до 45%. Они состоят как из альфа-, так и из бета-зернистых структур. Атомарный чистый цинк больше похож на латунь в бета-фазе.

Соотношение альфа-фазы к бета-фазе латуни зависит от концентрации цинка. Но ингредиенты сплава, такие как олово, кремний или алюминий, также могут увеличить количество бета-фазы латуни в сплаве. Альфа-бета-латунь более распространена, чем альфа-латунь, но она более жесткая, прочная и менее пластичная на холоде. Альфа-бета-латунь менее дорогая из-за более высокой концентрации цинка, но она более уязвима для коррозии при обесцинковании.

Латунь альфа-бета значительно более удобна при высоких температурах, но хуже обрабатывается при комнатной температуре, чем латунь альфа-бета. Эта латунь устойчива к растрескиванию даже при добавлении свинца для улучшения обрабатываемости. В результате наиболее популярными методами горячей обработки альфа-бета-латуни являются экструзия, штамповка и литье под давлением.

Бета-латунь:

Бета Латунь третий тип латунного сплава, содержащий более 45% цинка. По сравнению с альфа- или альфа-бета-латунью они гораздо менее распространены. Эти латуни более эластичны и прочны, чем альфа- и альфа-бета-латуни, и имеют бета-кристаллическую структуру.

В результате они могут быть только горячедеформированными или литыми. Вместо того, чтобы классифицировать латунные сплавы на основе их кристаллической структуры, любой может изучить влияние сплавов металлов с латунью, идентифицируя их по их свойствам. Латунь для свободной обработки, высокопрочная латунь, военно-морская латунь, латунь, устойчивая к обесцинкованию, латунь для холодной обработки и литейная латунь являются распространенными бета-латунями. Желтая латунь производится из латунного сплава с более высоким содержанием цинка, а красная латунь – из сплава с высоким содержанием меди, который содержит олово, широко известное как бронза.

Каковы свойства латуни?

Латунь имеет особые свойства в зависимости от содержания в ней меди и цинка. Олово, алюминий, свинец, никель и другие металлы обычно добавляют в латунь для улучшения ее свойств. Вот некоторые из наиболее часто используемых характеристик латуни:

Хотя она также может быть красновато-золотой или серебристо-белой, латунь часто бывает ярко-золотой. Большее количество цинка придает сплаву серебристый блеск, а большее количество меди придает ему розовый оттенок.
Низкая температура плавления латуни колеблется от 9000°C до 9400°C.
Из-за отсутствия магнитных свойств латунь является подходящим металлом для электрического и электронного оборудования. Его легко отличить от лома.

Природные антибактериальные свойства латуни делают ее непригодной для лечения инфекций, вызванных бактериями или другими микробами. Поэтому рекомендуется для дверных ручек и смесителей.
Латунь можно формовать. При сгибании или растяжении на мелкие проволочки не ломается. Растяжение возникает, когда металл втягивается в провода. По сравнению с медью и цинком он более эластичен.
устойчива к коррозии из-за высокого содержания меди, которая создает защитный экран вокруг металла для предотвращения ржавчины.
Благодаря своим акустическим качествам латунь идеально подходит для изготовления музыкальных инструментов.
Поверхность латунного металла устойчива к истиранию. Кроме того, он обладает высокой устойчивостью к трению.

Латунь позволяет передавать тепло и электричество, так как является отличным проводником обоих. Медные жилы в электрических проводах действуют как проводники электричества.

Для каких целей можно использовать латунь?

Латунь широко используется в архитектуре благодаря своей прочности и коррозионной стойкости. Часто используются архитектурная отделка фасций и живые изгороди. Кроме того, специальные латунные сплавы используются во всем мире для реконструкции или реставрации исторических зданий.
широко используется в механических компонентах, поскольку она обеспечивает минимальное трение, когда требуется контакт металла с металлом. Латунные шестерни, буксы локомотивов, детали судовых двигателей и т. д. — все это часто используемые машины. Латунные ручные инструменты, такие как молотки, плоские ножи и т. д., невероятно долговечны и поэтому высоко ценятся.

Две из самых основных сантехнических систем дома, а также электрические системы обычно используют латунь в качестве компонента. Латунные сплавы используются для изготовления нескольких электрических розеток и компонентов переключателей. Фитинги для труб, включая отводы, заглушки, муфты и клапаны, в сантехнической промышленности часто изготавливаются из латуни.
Многочисленные музыкальные инструменты исторически изготавливались из латуни. Во всем мире латунь используется для изготовления труб, валторн, тромбонов и туб. Внутренние части электрических инструментов, таких как электрогитары и скрипки, сделаны из латуни.

Piping Mart

Pipingmart – это портал B2B, специализирующийся на промышленных, металлических и трубопроводных изделиях. Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, касающимися продуктов, материалов и различных типов марок, чтобы помочь бизнесу в этой отрасли.

Открытый доступ SCIRP

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по тематике

Биомедицинские и медико-биологические науки.
Бизнес и экономика
Химия и материаловедение.
Информатика. и общ.
Науки о Земле и окружающей среде.
Машиностроение
Медицина и здравоохранение
Физика и математика
Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по теме

Биомедицина и науки о жизни
Бизнес и экономика
Химия и материаловедение
Информатика и связь
Науки о Земле и окружающей среде
Машиностроение
Медицина и здравоохранение
Физика и математика
Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

Подача статьи
Информация для авторов
Ресурсы для экспертной оценки
Открытые специальные выпуски
Заявление об открытом доступе
Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас

Представление статьи
Информация для авторов
Ресурсы для экспертной оценки
Открытые специальные выпуски
Заявление об открытом доступе
Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766

	Публикация бумаги WeChat

Недавно опубликованные статьи

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

клиент@scirp.

TOP HEADLINES