Латунь

Применение ЛС59-1

Благодаря хорошей обрабатываемости резанием, в том числе на высоких скоростях, мелкой стружке и чистоте обрабатываемой поверхности из ЛС 59-1 возможно массовое изготовление очень точных мелких деталей, что делает эту латунь незаменимой во многих областях. Больше всего производят пруток латунный ЛС59-1 для автоматной обработки. Однако, одним из важных недостатков этого сплава является резкое увеличение хрупкости уже при средних температурах, начиная от 200 °С. Поэтому во вращающихся деталях трения скольжения, где возможен сильный нагрев, использовать ЛС59-1 нельзя и вместо неё применяется бронза БрАЖ9-4. Заказчикам деталей вращения и втулок нужно внимательно проверять из какого материала сделан их заказ, так как по внешнему виду бронза БрАЖ и латунь ЛС59-1 неотличимы — желтый, блестящий, золотистый сплав. Сплав ЛС59-1 обладает антифрикционными свойствами и, поэтому, его можно применять для изготовления различных деталей для работы при высоком трении, например, подшипников скольжения для изготовления которых используют латунные прутки. Так как этот сплав обладает более высокой твёрдостью, чем другие латунные (медь-цинк) сплавы, и имеет стойкость к истиранию, листы из него возможно применять для изготовления направляющих элементов буровых установок, различных станков (направляющие для движения кареток), канатов мостов.

Химсостав латуни ЛС59-1 в сертификате на латунный пруток:

Вид примеси и влияние на свойства латуни

Вид примеси и влияние на свойства латуни

Железо -Fe. Способствует измельчению зерна. Повышает механические и технологические свойства. В кремнистых латунях снижает антифрикционные свойства, уменьшает коррозионную стойкость. Алюминий -Al. Повышает твердость и прочность, коррозионную стойкость. Снижает пластичность. Марганец -Mn. Повышает механические свойства. Олово -Sn. Повышает твердость, прочность и коррозионную стойкость. Снижает пластичность. Придает хрупкость в холодном состоянии. Никель -Ni. Повышает растворимость цинка в меди до полного исчезновения bў- фазы. Повышает коррозионную стойкость. Свинец -Pb. Улучшает податливость латуни токарной обработке. Кремний-Si. Повышает антикоррозийные и литейные свойства. Мышьяк -As. Предохраняет латунь от вымывания цинка в пресной воде и при высоких температурах Фосфор -P. Повышает твердость, снижает пластичность. Ускоряет рост зерна. Сурьма -Sb. Приводит к разрушению латуни при горячей и холодной обработке давлением. Сера -S. Ухудшает все свойства латуни. Точка максимальной пластичности характеризует латунь с содержанием цинка 33%. Точка максимальной прочности соответствует латуни с содержанием цинка 47%. Дальнейшее повышение количества цинка в сплаве на каждый 1% снижает прочность латуни на 20%. В России принято следующее обозначение латуней: простые латуни обозначаются буквой Л и цифрой, показывающей содержание меди в процентах. В специальных латунях после буквы Л пишут заглавную букву дополнительных легирующих элементов и через тире после содержания меди указывают содержание легирующих элементов в процентах. Обрабатываемость резанием медных сплавов оценивается в процентах по отношению к обрабатываемости латуни марки ЛС 63-3, которая принимается за 100%. Латунь содержащую 90 и 80 % Cu, называют томпаком; латунь, содержащую 70 — 68 % Cu, патронной ( или гильзовой ), так как в артиллерийском производстве ее с давних пор применяют для изготовления гильз. Латунь ЛА77-2 применяют для конденсаторных трубок, она обладает повышенной стойкостью в морской воде. Латунь ЛМц 58-2 имеет повышенную прочность. Никелевую латунь ЛН 65-5, обладающую повышенной коррозионной стойкостью, используют для конденсаторных и манометрических трубок. Свинцовые латуни ЛС 60-1 и ЛС 59-1 применяют для деталей, изготавливаемых горячим прессованием. Они хорошо обрабатываются резанием. Отрицательным свойством латуней, содержащих более 20 % Zn и особенно более 30 % Zn, является их склонность к растрескиванию при вылеживании во влажной атмосфере и особенно в атмосфере, содержащей следы аммиака ( так называемое «сезонное растрескивание» ). Оно наблюдается в деформированных изделиях. Сущность такого явления заключается в предпочтительной коррозии по границам зерен. Для устранения этого явления после деформации латунь подвергают отжигу при 240 — 260 (°C), при котором уменьшаются остаточные напряжения, но не снижается их прочность.

Что такое латунь

Основными компонентами сплава латуни является медь и цинк. Пропорциональные составляющие этих металлов могут быть разные. Количество цинка колеблется. Минимальное его значение составляет 20 %. Максимальное достигает 50%. При этом сплав меняет свой цвет: бывает золотистым, желтым или зеленым.

Процентный показатель цинка настолько важен, что способен изменять характеристику материала. Это относится к его пластичности и твердости.

Структура и состав

Состав сплава формируется из фаз:

1. Альфа-фаза. Содержание цинка до 35 %
2. Бета-фаза. Присутствие цинка до 50 %. Также в состав входит олово — 6 %.

В некоторых случаях присутствует одна альфа-фаза. В зависимости от изменения процентного состава основных компонентов, структура латуни может состоять одновременно из 2 фаз — альфа и бета.

В химический состав латуни, кроме меди и основного легирующего элемента цинка, входят добавки. Сюда относятся легирующие элементы: алюминий, железо, марганец, свинец, кремний, никель. Они составляют небольшой процент соединения. Каждый из них влияет на показатели характеристик материала.

Свойства и характеристики

Основным качеством в характеристиках латуни является ее коррозионная стойкость. Но она обладает и другими свойствами:

1. Способность сплава противостоять агрессивным средам, особенно после покрытия поверхности лаком.
2. Прочность латуни.
3. Пластичность сплава.
4. Возможность материала поддаваться обработке давлением. Процесс ведется как в горячем виде при высоких температурах, так и в холодном.
5. Сплав можно подвергать контактной сварке и пайке.
6. Теплопроводность, которая повышается с увеличением процентного содержания меди.
7. Температура плавления, которая составляет 880–950 градусов. При меньшем добавлении цинка, температура плавления снижается.
8. Материал обладает немагнитными свойствами.

Основным фактором твердости и пластичности соединения является цинк. Увеличение его количественного содержания напрямую связано с повышением прочностных характеристик. Пластичность же возрастает только до количественного содержания цинка 36%. При последующем его увеличении до 45 % идет снижение этого показателя.

На эксплуатационные характеристики оказывают действия легирующие добавки. Их влияние указано в таблице:

Название легирующего элемента	Влияние на характеристики латуни
Кремний	Большое его присутствие ведет к снижению твердости латуни.
Свинец	Улучшает антифрикционные свойства.
Марганец, алюминий и олово	Усиливает сопротивление к разрыву. Идет повышение коррозионной стойкости.
Никель	Уменьшает риск растрескивания материала. Сплав приобретает своеобразный цвет. Такое соединение называется «белая латунь».
Мышьяк	У материала появляется возможность работать в жидких, пресных средах.

Маркировка

Существует 2 разновидности сплавов:

1. Двухкомпонентные. Основные составляющие — медь и цинк. Маркируются буквой Л. Дальше стоят цифры, указывающие количество меди процентах. Л60: содержит меди 60 %, а оставшиеся 40% — цинк.
2. Многокомпонентные. Кроме основных составляющих добавляются еще легирующие элементы. Так же впереди стоит буква Л. Потом следует перечисление добавок. В конце пишутся через черточку цифры, указывающие на процентное содержание каждой из составляющих. Количество цинка не указывается, а рассчитывается. Например: Марка ЛАЖМц66-6-3-2 имеет 66 % Cu, 6 %Al, 3 % Fe и 2 % Mn. Путем расчетов определяется количество цинка равное 23%.

Плюсы и минусы

Латунный сплав обладает характеристиками, которые в одном случае служат положительным моментом, а в другом отрицательным. Состоят они в следующем:

1. Небольшой вес. Это качество вместе с высокой прочностью используется в определенных отраслях промышленности.
2. Сплав обладает хорошей пластичностью.
3. Невысокая стоимость.
4. Коррозионная стойкость уменьшается с увеличением количества меди.
5. Показатели теплопроводности ниже, чем у чистой меди и бронзы.

Мировой рынок

Промышленное производство латуни началось практически сразу после ее повторного открытия. Оценив ее уникальные свойства, металлурги принялись развивать новое направление в отрасли. Сегодня производство и потребление латуни в основном зависит от состояния мирового рынка меди. Его стабильный рост дает основания полагать, что спрос на сплавы пока не падает. Более того, прогнозы относительно будущего этих отраслей более чем благоприятны, несмотря на такие проблемы, как снижение качества руд, недостаточное развитие инфраструктуры, социальная и политическая напряженность в крупнейших поставщиках меди — Чили и некоторых государствах Африки.

Основными потребителями меди, а значит и латуни, являются экономически развитые страны Европы, а также США, Китай, Япония и некоторые другие. В последние годы спрос на эти вещества только растет, прежде всего, за счет азиатов. Совершив гигантский скачок в середине 2000-х годов, цены на Cu остаются на прежнем рекордно высоком уровне. Однако в 2021 году ожидается пик предложения, который, вероятно, спровоцирует снижение котировок.

Это интересно: Что такое томпак? Состав сплава и характеристики

Основные отличия сплавов

Несмотря на схожий внешний вид из-за использования меди в качестве основы, бронза и латунь имеют определенные отличия, что обосновывается добавлением олова и цинка. Благодаря этому сфера применения обоих материалов довольно широка и разнообразна.

Бронза довольно часто используется скульпторами. Она отлично подходит для производства памятников, скульптур, бюстов, оград и других художественных изделий. Она может сотни лет стоять, не изменяя формы и структуры. Латунь для таких целей используется довольно редко, что связано с высокой пластичностью этого сплава, которая негативно влияет на долговечность и износостойкость скульптур.

Латунь и бронза

Из-за своих свойств, одним из которых является устойчивость к соленой морской воде, бронза раньше широко использовалась в морском деле. Чтобы латунь обрела такое же свойство, необходимо добавить такие легирующие компоненты, как алюминий, олово или свинец.

Несмотря на внешнюю схожесть, имеются небольшие различия между бронзой и латунью, которые можно рассмотреть невооруженным глазом. Следует выделить основное – отличие бронзы и латуни по цвету. Бронза имеет темно-коричневый оттенок, латунь в свою очередь светлее, напоминая золото из-за желтоватого оттенка.

Следует выделить основные отличия этих двух сплавов:

• Бронза производится способом сплавления меди и олова, с возможным добавлением различных примесей. Латунь получают путем производства сплава меди и цинка, но также, как и бронза, она может иметь в составе дополнительные компоненты.
• Бронза отличается крупнозернистой структурой, латунь, в свою очередь, мелкозернистая и довольно гладкая. Увидеть структуру можно рассмотрев металлические изделия на изломе.
• Бронза имеет темно-коричневый оттенок, латунь – желтоватый.
• Бронза устойчива к воздействию агрессивной внешней среды, латунь же может разрушаться даже под воздействием морской воды. В этом заключается разнообразие сфер применения сплавов.
• Изделия из бронзы намного прочнее и тяжелее латунных, а также отличаются повышенной износостойкостью.
• Благодаря своим свойствам, в промышленности бронза используется намного чаще, но латунь применяется в составе биметалла сталь-латунь, свойства которого превышают свойства бронзы.

Несмотря на многие отличия, определить в быту из какого сплава изготовлено изделие довольно сложно, но воспользовавшись несколькими методами можно справиться с этой задачей.

Бытовое применение латуни

Для латуни свойственна мягкость и податливость при механической обработке. В то же время сплавы характеризует прочность. Внешнее сходство с золотом определило популярность в ювелирном производстве. Латунь используют для придания золотистого оттенка орденам и медалям, а также для нанесения орнамента на посуду. Украшения и фурнитура из неё имеет привлекательный внешний вид при минимальной цене.

На службу ювелирам пришла латунь оттенков:

1. М 67/33 желтая;
2. М 60/40 зеленая;
3. М 75/25 золотистая;
4. М 90 яроко жёлтая.

Л62 и Л68 нужны в качестве тренажеров для обучающихся ювелирному искусству. Такой выбор обусловлен схожестью в характеристиках. А вот для изготовления знаков отличия используется латунь, в составе которой 15% составляет цинк, а 5% – алюминий. Такие изделия износостойки.

Для латуней характерна долговечность. Украшения из этого сплава не знают старости и сноса. Зная о данном качестве, подобрав оптимальный состав, компания Zippo изготавливает из латуни большинство моделей зажигалок. Стальной фасад появляется благодаря гальваническому процессу (хромированию). Наличие латунного сплава в основе служит отличительной чертой оригинальной продукции, где латунь – основной материал, от подделки, где латунных деталей нет.

Основное применение изделия из двухкомпонентного сплава нашли в крепеже и запорной арматуре. Это болты и шурупы, змеевики и переходники, краны и задвижки. Применяется латунь, состав которой включаем максимальный процент меди. Цель такого состава сплава латуни – минимизировать себестоимость.

Применение многокомпонентных сплавов (состав включает более двух ингридиентов) более широкое. Это:

• авиация;
• судостроение;
• холодильное оборудование (латунные трубки теплообменника);
• производство часовых механизмов и т.д.

Все благодаря тому, латунные сплавы податливые, мягкие, но при этом – это прочный материал.

Рекомендация по уходу

Латунь очищается и полируется щавельной кислотой. Продается она в магазинах хозтоваров и строительных материалов. Перед тем, как обработать сплав, концентрированный состав кислоты нужно развести из расчета 200 мл на 10 литров воды. Только после этого изделие можно обработать кислотным составом.

Читать также: Как подключить две лампочки к одной вилке

Преимущества и недостатки литейных латуней

Латуни, относящиеся к категории многокомпонентных, делятся на две большие группы:

• литейные;
• обрабатываемые методами пластической деформации.

Медно-цинковые сплавы, относящиеся к литейной категории, активно используются в современной промышленности. Высокой популярности таких материалов способствует то, что они демонстрируют низкую склонность к газонасыщению, что, в свою очередь, позволяет получать из них отливки с высокой плотностью и достойной устойчивостью к коррозии. Хорошему раскислению таких латуней, происходящему в процессе литья, способствует то, что некоторая часть цинка при выполнении плавки испаряется.

Химический состав литейных латуней (нажмите для увеличения)

К наиболее значимым свойствам латуней, относящихся к литейной категории, следует причислить:

• высокую текучесть в расплавленном состоянии;
• незначительную усадку в процессе выполнения литья;
• механические характеристики, во многом схожие с аналогичными параметрами оловянных и алюминиевых бронз;
• простоту и невысокую стоимость производства, если проводить сравнение с технологией получения бронзовых сплавов.

Области применения литейных латуней

Металлы данной категории имеют и некоторые недостатки.

• В процессе выполнения литья в изделиях могут формироваться кристаллизационные раковины достаточно большого размера.
• В латунь необходимо добавлять специальные флюсы, чтобы минимизировать потери цинка, которые происходят в результате испарения данного металла.

Исправление таких недостатков, связанных с плавлением латуни, сопряжено со значительными финансовыми затратами. Если не предпринимать таких мер, повышающих себестоимость готового сплава, то большую его часть придется отправить на вторичную переработку.

Характеристика сплава

Латунь представляет собой макроскопический материал с однородной структурой. В его состав, как правило, включены металлические составляющие. От самого вещества он отличается своими свойствами, которые обеспечивает структурой фаз (микроструктурой или кристаллической структурой). Так, тепло- и электропроводность, которая характерна для металлов, в любом случае является также и свойством металлического сплава. Однако наряду с этим физические параметры могут меняться, если определенная фаза становится преобладающей.

Например, если рассматривать латунь, то повышение содержания цинка оказывает нелинейное воздействие на свойства этого материала и его марку. В меди цинк может растворяться до 39 процентов. Если эта величина достигнута, то состав обретает особую структуру и пластичность, но его прочность заметно снижается. Если же долю цинка увеличить, то возникает иная кристаллическая фаза, характеризующаяся увеличением прочностных характеристик и снижением пластичности.

Такой особенностью обладает любой металлический сплав. В общем, все сплавы на основе меди делятся на бронзы, латуни и припои. Бронзы собой представляют составы из олова и меди, алюминия и бериллия. У припоев может быть очень непростой состав. Однако если рассматриваемый материал можно с легкостью отличить от припоя, то с бронзой все несколько сложнее.

Они имеют очень сходный внешний вид, но совершенно разные свойства:

• Во-первых, бронза имеет крупнозернистую структуру, характеризуется долговечностью и высокой стойкостью к воздействию коррозии: детали из этого сплава можно использовать даже на улице. Ковкость этой разновидности сплава гораздо ниже, нежели у латуни.
• Во-вторых, это сочетание цинка и меди является более пластичным материалом, его можно обрабатывать с помощью холодной ковки. Но именно высокая степень пластичности обуславливает быстрый износ этого сплава, потому изделия из латуни можно применять лишь в качестве декоративных элементов.

В основном материал применяется в ювелирном деле. Для производства крупных деталей декора — предметы интерьера, украшения для лестниц (кованые) — рекомендуется применять бронзу.

Способы получения

В технологии получения латуни задействованы процессы медной, цинковой промышленности, а также переработка вторсырья. Сырьём для производства сплавов являются заготовки меди, цинка и других металлов для получения многокомпонентных сплавов. Также используются собственные отходы производства и вторичное сырьё. Все заготовки изготовлены в соответствии с ГОСТ.

Для плавки латуни используют различные виды плавильных печей, применяющихся для плавки медных сплавов. Самыми эффективными являются электрические индукционные низкочастотные печи с магнитопроводом. Плавку проводят под вытяжной вентиляцией, поскольку некоторые элементы сплава интенсивно испаряются и могут навредить здоровью человека. Сплав нежелательно перегревать, из-за вероятности возгорания на воздухе некоторых компонентов. В качестве шихт для плавки латуни используют чистые и оборотные металлы.

Предварительно сырьё подготавливают, а печи очищают. Разогретую до красного каления медь помещают в печь, а затем добавляют кусковые заготовки цинка

Во время плавки медно-цинковых сплавов берут во внимание значительную окисляемость цинка. Для уменьшения окисляемости проводят ряд мероприятий

Для изготовления многокомпонентных сплавов в первую очередь добавляют медь, а затем с осторожностью остальные компоненты. Однородную массу разливают в формы для получения литейной латуни

В результате получаются слитки плоской и круглой формы. Деформируемые сплавы после отливки подвергаются процедуре деформации. Полученные изделия различаются по степени закалки и старения, а также твёрдости материала. Предварительная термическая обработка заготовок значительно увеличивает прочность и коррозионную устойчивость латуни

Однородную массу разливают в формы для получения литейной латуни. В результате получаются слитки плоской и круглой формы. Деформируемые сплавы после отливки подвергаются процедуре деформации. Полученные изделия различаются по степени закалки и старения, а также твёрдости материала. Предварительная термическая обработка заготовок значительно увеличивает прочность и коррозионную устойчивость латуни.

СТРУКТУРА

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 () 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.

Достоинства и недостатки

Всякий металл имеет особые свойства, которые можно отнести и к достоинствам, и к недостаткам. Тут все зависит от ситуации. В строительстве латунь используется крайне редко, что больше свидетельствует об актуальности иных материалов, а отнюдь не о минусах сплава.

Главное преимущество латуни — небольшая масса, которая обуславливает популярность материала в ракето- и самолетостроении. В бытовых условиях это нужно лишь в тех ситуациях, если нужна, к примеру, легкая система водоснабжения.

Также сплав отличается прекрасными декоративными свойствами. Он имеет очень разнообразную и привлекательную цветовую палитру. Аксессуары и фурнитура, предметы обихода и декора, сделанные с применением латуни, всегда будут красивыми, подчеркивая роскошность и элегантность интерьера. При этом цвет латуни сохраняется очень долго.

Материал отличается и небольшой теплопроводностью, чем часто пользуются для изготовления систем и предметов, для которых сохранность тепла очень важна. Речь идет о производстве ванн или мебели.

Латунь является металлом-диамагнетиком, то есть он выталкивается из любого магнитного поля. Этот сплав с давних времени использовался для производства оправ компасов. Сейчас же этим качеством активно пользуются в приборостроении.

Стойкость к коррозии материала даже больше, чем у обыкновенной меди, но она сильно снижается по мере увеличения температурных показателей. Потому очень выгодно пользоваться латунными трубами для водоснабжения. Для отопительной системы все-таки лучше брать трубопровод из меди.

Применение

Из латуни производят охлаждающие системы для моторов, разнообразные втулки, переходники. Сплав используется в строительной сфере. Например, для изготовления сантехнического оборудования и элементов дизайна. Элементы для крепежа, такие как болты и гайки, также производят из латуни. Этот сплав применяется в судостроении и при изготовлении боеприпасов.

Художественное литье из бронзы и латуни — популярное направление в современной индустрии. Латунь – один из наиболее распространенных и важных для промышленности медных сплавов. Он вполне сохраняет уникальные свойства меди, но при этом более доступен по стоимости и в ряде случаев обладает более высокой прочностью.

Область применения сплава весьма широка. Производство высокоточных деталей из латуни, шаровых кранов, значков, изготовление табличек и прутков из латуни — обо всем этом мы и погорим сегодня.

Виды латуни

Виды латуни отличаются друг от друга различным содержанием цинка в составе. В зависимости от процентного содержания цинка в сплаве различают три основные группы:

• Первая группа с процентным содержанием цинка меньше 34%.
• Вторая группа с процентным содержанием цинка от 33 до 44%.
• Сплавы третьей группы содержат больше 42% цинка и имеют ограниченное применение.

Классификация сплавов

Согласно такому делению на группы в зависимости от содержания цинка, вводят следующую классификацию обычных латуней:

• Красные сплавы. В основном они используются в ювелирной промышленности благодаря внешнему виду (латунь может выглядеть как золото). Материал с 10% цинка подобен бронзе, поэтому используется в качестве ее имитации; 15% цинка придает материалу красноватый цвет, этот сплав используется в радиаторах автомобилей; сплав с 20% цинка обладает хорошей вытяжкой, поэтому используется для изготовления труб.
• Желтые материалы. Цинка в них содержится от 25% до 35%. Применяются в основном для гильз и рессор.
• Альфа-бета латуни с соотношением цинка от 36 до 42%. Они менее податливы, чем красные и желтые латуни, поэтому их не используют для изготовления пластин при низких температурах. Механическую обработку альфа-бета сплавы проходят при высоких температурах, поэтому в XIX использовались для некоторых корабельных конструкций.

Помимо основных элементов, в состав латуней входят другие элементы в минимальных количествах, поэтому эти сплавы являются податливыми и пластичными при низких температурах, а некоторые материалы не являются пластичными ни при каких температурах. Все типы этого материала становятся хрупкими вблизи температуры плавления.

Благодаря входящему в состав цинку, латунь является более твердой, чем чистая медь. В то же время сплав легче обрабатывать на различных механических станках, легче чеканить и выплавлять изделия. Также сплав устойчив к процессу окисления в условиях солевой среды, а его пластичность позволяет изготавливать тонкие металлические листы. Пластичность зависит от трех факторов: температуры, структуры и состава, причем даже минимальные количества других элементов могут значительно изменить это физическое свойство сплава.

Способность к механической обработке латуни значительно повышается, если в нее добавить небольшое количество свинца. Этот элемент практически не растворяется в ней и образует глобулярные частицы, которые значительно облегчают процесс механической обработки. Кроме того, свинец является хорошей смазкой из-за низкой температуры плавления, этот факт значительно снижает износ режущего инструмента при обработке материала. Латунь практически не подвергается термической обработке, для нее используют лишь процессы рекристаллизации и гомогенизационного отжига.

Специальные материалы

Специальными латунями считаются материалы, в которые, помимо меди и цинка, добавляют другие элементы в небольшом количестве с целью придания им соответствующих свойств. Самыми распространенными специальными латунями являются следующие:

• с добавкой алюминия;
• добавка железа увеличивает твердость и жесткость сплава по сравнению со стандартной латунью;
• добавка свинца придает материалу механическую сопротивляемость и увеличивает способность к обработке;
• добавка марганца увеличивает прочность материала и снижает его ковкость и тягучесть;
• добавка олова придает прочность материалу при вытяжке, одновременно повышая его коррозионную стойкость. В данном случае существует два известных сплава: «металл адмирал», который обладает высокой стойкостью к коррозии, поэтому используется в качестве труб конденсаторов; «морская латунь» — содержит в своем составе 40% цинка и широко используется в сладкой и соленой воде;
• добавка кремния (так называемый бронсил) повышает коррозионную стойкость и используется при изготовлении вентилей, насосов и шестерен;
• сложная латунь с добавлением различных элементов, что придает ей высокую стойкость к окислению и кавитации, поэтому она входит в состав винтов кораблей.

Где можно взять латунь в домашних условиях?

В ходе производства естественным образом образуются отходы – это различные обрезки и стружка, которые могут скапливаться в достаточно больших объемах. Кстати, предприятия нередко становятся клиентами пунктов приема цветмета, потому что сдача лома для них – это не только возможность дополнительного заработка, но и способ очистить свои производственные цеха и территорию от скопившегося металлолома.

Но для большинства обывателей доступны только те виды лома, которые можно встретить в быту. Ниже приведены изделия, где содержится латунь в небольших количествах, но если проявить терпение, то за несколько недель или месяцев можно собрать несколько килограмм.

Латунь содержится в различных изделиях:

• Высоковольтные провода трамблера.
• Детали бытовых печей.
• Многие смесители немецкого или итальянского производства полностью изготовлены из латуни.
• Различные сантехнические изделия, водопроводные краны, кран-буксы. В частности, из латуни сделаны наконечники гибких шлангов сантехники.
• Клеммы.
• Элементы розеток и вилок.
• Обычные ключи от дверных замков.
• Гайки, болты, проволока.
• Различная бытовая посуда, чайники, старые советские самовары.

Еще один источник – это вышедшие из строя латунные радиаторы, которые состоят из латунных трубок и секций, которые в большинстве случаев состоят из медных пластин.

Основные свойства латуни

Латуни хорошо поддаются обработке давлением. Механические свойства сравнительно высокие, коррозионная устойчивость удовлетворительная. Если сравнивать латуни с бронзой, то их прочность, устойчивость к коррозии и антифрикционные свойства меньше. Они не очень устойчивы на воздухе, в соленой морской воде, углекислых растворах и растворах многих органических кислот.

Латунь красивого цвета и в сравнении с медью обладает лучшей коррозионной стойкостью. Однако с увеличением температуры растёт и скорость коррозии. Наиболее заметен этот процесс в тонкостенных изделиях. Спровоцировать коррозию могут: влажность, следы аммиака и сернистого газа в воздухе. Для предупреждения этого явления латунные изделия подвергают низкотемпературному обжигу после обработки.

Практически все латуни при понижении температуры (до гелиевых температур) остаются пластичными и не становятся хрупкими, что даёт возможность использовать их в качестве хорошего конструкционного материала. За счёт более высокого показателя температуры рекристаллизации (300-370°С), чем у меди, при высокой температуре ползучесть латуней будет меньше. При средней температуре (200-600°С) возникает явление хрупкости, так как нерастворимые при невысоких температурах примеси (например: свинец, висмут) образуют хрупкие межкристаллические прослойки. При повышении температуры снижается ударная вязкость латуней. В сравнении с медью показатели электропроводности и теплопроводности латуней ниже.

СТРУКТУРА

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 () 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.

Улучшение эксплуатационных характеристик

Чтобы улучшить такие свойства латунных сплавов, как плотность, цвет, твердость, антикоррозионная стойкость и другие, в них, кроме меди и цинка, добавляют легирующие элементы, к числу которых относятся олово, железо, мышьяк, алюминий, никель, марганец и др. Количество таких элементов, добавляемых в состав латуни, очень незначительно. Как правило, оно не превышает нескольких процентов. Самыми значимыми свойствами, которые удается улучшить в процессе легирования латуни, являются кавитационная плотность, износостойкость и устойчивость к коррозии.

По диаграммам видно, насколько латуни прочнее и тверже меди благодаря легирующим элементам

Легирующие элементы, добавляемые в химический состав латуни, по-разному влияют на ее свойства. Так, кремний при превышении его содержания в сплаве, уменьшает его плотность и, соответственно, ухудшает его прочностные характеристики. Если же в дополнение к кремнию в латунь добавить свинец, то она окрасится в красивый цвет, а ее антифрикционные свойства усилятся.

Чтобы улучшить такое свойство латуни, как временное сопротивление на разрыв, в ее состав добавляют олово, алюминий или марганец. Если латунь легировать марганцем и железом, количество которых не должно превышать 2–3%, можно значительно улучшить ее коэффициент относительного удлинения. Что характерно, другие химические элементы, используемые для легирования латуни, ухудшают данный показатель.

Физические свойства простых латуней (нажмите для увеличения)

Для повышений коррозионной устойчивости латуни в ее состав добавляют такие элементы, как никель, алюминий, олово и марганец. Особенно стоит отметить никелированную латунь, которую из-за цвета называют белой. Поверхность изделий из таких сплавов за счет содержания в их составе никеля не подвержена растрескиванию даже при эксплуатации в условиях повышенной влажности.

Добавление олова в состав латуни позволяет увеличить ее плотность и, соответственно, такое ее свойство, как прочность. Изделия из таких сплавов можно успешно эксплуатировать в соленой воде. Среди большого разнообразия марок латуни есть специально созданные для применения в условиях постоянного воздействия морской воды.

Химический состав и примеры применения латуней, содержащих олово (нажмите для увеличения)

Свинец в латунь добавляют преимущественно для того, чтобы обеспечить ей хорошую обрабатываемость резанием. Этот элемент обеспечивает формирование короткой и хорошо ломающейся стружки в процессе обработки на токарном, фрезерном или сверлильном оборудовании. Кроме того, содержание свинца при обработке латуни металлорежущими инструментами гарантирует получение поверхности с небольшими показателями шероховатости.

Достаточно редким элементом, при помощи которого выполняют легирование латуни, является мышьяк. Изделия, изготовленные из такой латуни, успешно эксплуатируются в пресных высокоагрессивных жидких средах, находящихся в состоянии нормальной или повышенной температуры. Если в химический состав латуни, легированной мышьяком, добавить железо и никель, то изделия из нее можно успешно эксплуатировать в кислотных и щелочных средах.

Хорошо поддаются резке, в том числе лазерной, латуни с содержанием цинка менее 42%