Чем отличаются литейные латуни от деформируемых кратко

Обновлено: 30.06.2024

Латунь - этот двойной (медь+цинк) или многокомпонентный сплав с добавлением олова, никеля марганца, железа и других элементов, где выступает основой сплава медь, а основным легирующим элементом цинк. Первое упоминание о латуни встречается у римлян. Римляне тогда производили сплавление меди с галмеем (другое название данной составляющей - цинковая руда.Цинк, в чистом виде был открыт только в 16 веке.Сплав латуни был впервые запатентован в Англии 13 июля 1781 г.

Сплав латуни, состоящий из двух компонентов - это простой сплав, в металлургии он маркируется буквой Л, после буквы указывается процентное содержание меди. Например сплав Л80 состоит из 80% меди и 20% цинка. К двухкомпонентнынм латунным сплавам относят: сплавы Л96, Л90, Л85, Л80, Л75, Л70;Л68;Л63.

Добавление других легирующих элементов улучшает определенные физико-химические свойства латуни. Так, например, марганец в сочетании с оловом, алюминием и железом, увеличит прочность и коррозионную стойкость изделий. Добавление никеля в сплав латуни увеличит прочность и коррозионную стойкость в различных средах, олова - улучшит коррозионную стойкость в морской воде, свинца- даст возможность обработки деталей резаньем, кремния - приведет к увеличению антифрикционных свойств, но приведет к уменьшению твердости и прочности. Такие латуни - это многокомпонентные или специальные латуни. В маркировке специальных латуней применяются дополнительные буквы и цифры для указания легирующего элемента и его процентного соотношения в составе сплава латуни.

Многокомпонентные латуни принято классифицировать по наименованию основного легирующего элемента. Специальные латуни можно разделить на:

Различают латунные сплавы марок:

литейные -применяются для литья различных деталей;
деформируемые -применяются для изготовления изделий путем проката металла;
славы, применяемые для сварки и пайки ( ГОСТ 16130-90).

Рассмотрим область применение сплавов латуни более подробно.

приборы: теплотехнической аппаратуры химической аппаратуры,сильфоны, змеевики

И латунь, и бронза относятся к медным сплавам. Отличие в том, что основным легирующим элементом является цинк. Кроме цинка, в латунях могут присутствовать алюминий, кремний, олово, свинец и т.д. Соответственно, латуни носят название: алюминиевая, кремнистая, оловянная, свинцовая и т.д. латунь. В любом случае, латунь имеет в основе твердый раствор цинка в меди, что и определяет ее основные свойства: пластичность, относительно высокие электропроводность и теплопроводность, коррозионную стойкость и т.д.

В чем отличия литейных и деформируемых латуней

Во-первых, в способе производства. Литейная латунь предназначена для изготовления отливок различной формы и назначения, а из деформируемой (правильнее, обрабатываемой давлением) производят латунный прокат.

Во-вторых, системой легирования. Деформируемые латуни менее легированы и содержание меди в них не снижается ниже 59-60%. В литейные для повышения жидкотекучести добавлены алюминий и кремний, они более сложно легированы, содержание меди может быть снижено до 53-55% (Например, ЛЦ40Мн3Ж).

Маркировка указанных типов латуней несколько различается по написанию, например, алюминиевая деформируемая – ЛАЖ 60-1-1, литая – ЛЦ37Мн2С2К.

Чем отличаются однофазная и двухфазная латуни

Фаза – однородная часть сплава с одинаковой структурой и свойствами. Латунь в основе своей структуры имеет твердый раствор цинка в кристаллической решетке меди. Если строение латуни однородное (гомогенное), состоящее только из твердого раствора, то такая латунь относится к однофазным (т.н. α- и β-латуни). При определенных температурах и концентрациях цинка возможны двухфазные структуры (α+β), а также выделение из твердого раствора частиц с упорядоченным строением – интерметаллидов.

По механическим свойствам указанные латуни также различаются: α-латуни - более пластичные, мягкие, легко поддаются деформации с большими степенями, например, вытяжке. Типичные представители – Л68, Л80. β-латуни – более твердые и прочные, но также достаточно пластичны.

В промышленности обычно применяются двухфазные латуни, с дополнительным легированием для создания специальных свойств. Например, ЛС59-1 – двухфазный латунный прокат, цена которого несколько выше близкого по содержанию меди (Л60, Л63), содержит свинец, не растворяющийся в решетке меди и повышающий обрабатываемость резанием.

Какие виды проката производятся из латуней

Что такое мягкий, полутвердый и твердый латунный прокат

Данные состояния латуни реализуются только для холоднодеформированного проката (листов, прутков, полос и т.д.). Кроме указанных также существует особотвердое и пружинно-твердое состояние материала.

В чем различия этих состояний? При холодной деформации, в зависимости от ее степени, а также легирования возникает наклеп (упрочнение) различной величины. Чем больше степень обжатия, чем больше в структуре дисперсных упрочняющих частиц, тем сильнее наклеп. Произвести разупрочнение можно с помощью рекристаллизационного отжига, уменьшающего прочность и твердость, но повышающего пластичность.

Каждое из состояний латуни характеризуется своим комплексом механических свойств. Для примера, латунь марки Л68 в мягком состоянии (после отжига) имеет временное сопротивление разрыву 290-370 Н/мм 2 и относительное удлинение – не менее 42%, в полутвердом состоянии эти цифры соответственно равны 340-470 Н/мм 2 и 20%, в твердом – 430-540 Н/мм 2 и 10%, в особотвердом – не менее 530 Н/мм 2 , пластичность не контролируется.

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.

Содержание

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.

Физические свойства

— 8300—8700 кг/м³ при 20 °C — 0,377 кДж·кг −1 ·K −1 — (0,07-0,08)·10 −6 Ом·м 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. 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

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

Применение

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.

Литейные латуни

Коррозионно стойкие,
обычно с хорошими антифрикционными свойствами
хорошие механические, технологические свойства
хорошая жидкотекучесть
малая склонность к ликвации

Латунь представляет собой сплав меди с цинком. Процентное соотношение металлов может варьироваться, в среднем медь составляет около 70%, а цинк — порядка 30%. Латунные сплавы обладают уникальными эксплуатационными характеристиками и используются в производстве различных катанных деталей — полос, листов, плит, проволоки, прутков и других, для которых важна текучесть, пластичность, деформируемость и способность к обработке.

Классификация латуни

По составу латунь бывает следующих типов:

В зависимости от технологии производства и обработки, латунные сплавы делятся на:

деформируемые (такие как проволока, пруток, лист, труба, лента);
литейные (разнообразные приборы, арматура, подшипники).

Физико-химические свойства

Латунь имеют желто-золотистый оттенок, за счет чего материал часто используется при изготовлении художественных украшений. Материал отличается высокой пластичностью, коррозионной устойчивостью и антифрикционными характеристиками. Физические свойства позволяют проводить полировку, ковку, газовую и дуговую сварку, пластическую деформацию металла.

Температура плавления зависит от процента содержания цинка: при его повышении, точка плавления снижается. В среднем она составляет 880-940 градусов Цельсия. На открытом воздухе поверхность латуни окисляется и темнеет, поэтому нередко ее обрабатывают специальным защитным лаком.

Изделия из латуни по своим химическим свойствам отличаются от предметов из других металлов. Устойчивость к окислению и коррозии значительно выше, чем у меди, зато последняя имеет лучшую электро- и теплопроводность. Латунные сплавы проще обрабатывать, но они проигрывают в прочности, например, изделиям из бронзы.

Влияние легирующих компонентов в составе латуни

Для того чтобы изменить структуру и свойства латуни, могут добавляться дополнительные легирующие добавки:

олово — существенно повышает прочность и невосприимчивость к коррозии в морской воде, за счет чего такие сплавы называют морскими и используются в кораблестроении;
марганец — также влияет на прочность и антикоррозийность, часто добавляется в сочетании с железом, оловом и алюминием;
никель — нейтрализует окислительные процессы и повышает характеристики металлоизделия в соленой воде и щелочных средах, что особенно важно в химической промышленности;
кремний — снижает твердость и стоимость изделия, но повышает антифрикционные свойства и способность к сварке;
свинец — уменьшает механическую прочность, упругость и пластичность, но облегчает резку материала на станках-автоматах, за что такие латуни получили название автоматных;
алюминий — дает защитное пленочное покрытие на поверхности сплава, которое снижает летучесть и тормозит окислительные процессы.

Методы получения

В соответствии с принятым ГОСТ, латунь получают из медного сырья, которое обжигается в огнеупорных тиглях или индукционных отражательных печах. Во избежание вреда здоровью, плавка осуществляется под вытяжной вентиляцией. Затем в раскаленный состав добавляют кусковой цинк и прочие добавки, дотапливают до однородной массы и разливают по формам. Готовые изделия сортируют по степени закалки и старения.

Область применения

Отличные эксплуатационные характеристики материала позволяют использовать его максимально широко, в разнообразных отраслях промышленности:

представляет собой плоский металлопрокат толщиной от 25 мм. Бывает мягкой, полутвердой, твердой и особо твердой. Основные сферы использования — промышленность, строительство и отделочные работы. имеет меньшую толщину и применяется в полиграфической деятельности, машино- и приборостроении, энергетической, электротехнической и химической промышленности. может изготавливаться в различном сечении и размере, за счет чего востребована в таких отраслях, как жилищно-коммунальное и электроэнергетическое хозяйство, приборо- и автомобилестроение. Может служить для производства батарей, радиаторов, резисторов, конденсаторов и запорной арматуры. — протяженный металлический профиль малого диаметра, находит применение при разработке электротехнических приборов, пружин, часовых механизмов, станков, трансформаторов, переходников, в оснащении автомобильной и авиационной техники, элементов дизайна интерьера и в ювелирном деле. является также длинномерным изделием, может иметь округлую или прямоугольную форму сечения. Используется в строительстве и в качестве сырья и запорной арматуры для изготовления оборудования. необходима для изготовления крепежных элементов (гаек, болтов, саморезов), строительных и штампованных конструкторских деталей.

Различия наиболее популярных латунных сплавов

Раскроем особенности самых известных и востребованных сплавов:

Заполните данные ниже и наши менеджеры обязательно свяжутся с Вами в самое ближайшее время, а также проконсультируют по интересующим вопросам

Читайте также: