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.

латунь

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.

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:

  1. Деформируемые. Проволока, лента, труба, лист.
  2. Литейные. Подшипники, начинка приборов, арматура.
Двойные деформируемые латуни
Марка Область применения
Л96, Л90 Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л85 Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л80 Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л70 Гильзы химической аппаратуры, отдельные штампованные изделия
Л68 Большинство штампованных изделий
Л63 Гайки, болты, детали автомобилей, конденсаторные трубы
Л60 Толстостенные патрубки, гайки, детали машин.
Многокомпонентные деформируемые латуни
Марка Область применения
ЛА77-2 Конденсаторные трубы морских судов
ЛАЖ60-1-1 Детали морских судов.
ЛАН59-3-2 Детали химической аппаратуры, электромашин, морских судов
ЛЖМа59-1-1 Вкладыши подшипников, детали самолетов, морских судов
ЛН65-5 Манометрические и конденсаторные трубки
ЛМц58- 2 Гайки, болты, арматура, детали машин, советская разменная монета образца 1958 г., номиналом 1-5 копеек.
ЛМцА57-3-1 Детали морских и речных судов
ЛO90-1 Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO70-1 Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO62-1 Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO60-1 Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛС63-3 Детали часов, втулки
ЛС74-3 Детали часов, втулки
ЛС64-2 Полиграфические матрицы
ЛС60-1 Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛС59-1 Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛЖС58-1-1 Детали, изготовляемые резанием
ЛК80-3 Коррозионностойкие детали машин
ЛМш68-0,05 Конденсаторные трубы
ЛАНКМц75- 2- 2,5- 0,5- 0,5 Пружины, манометрические трубы

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.

Микроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением
Микроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением

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.

Теплопроводность 121 Вт/(м·K)
Плотность 8921 кг/м³ и 7140 кг/м³
Температура плавления 932 °C
Кристаллическая система кубическая сингония
Модуль Юнга 115 ± 20 ГПа, 100 ГПа и 130 ГПа
Коэффициент Пуассона 0,37
Модуль Юнга при сжатии 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.

Пруток латунный 10 мм ЛС59-1
Пруток латунный 10 мм ЛС59-1

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.
Проволока латунная 0,5 мм Л63
Проволока латунная 0,5 мм Л63

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.

Проверить совместимость мужчины и женщины по Знаку Зодиака

Знак Зодиака мужчины

♈ Овен
♉ Телец
♊ Близнецы
♋ Рак
♌ Лев
♍ Дева
♎ Весы
♏ Скорпион
♐ Стрелец
♑ Козерог
♒ Водолей
♓ Рыбы

Знак Зодиака женщины

♈ Овен
♉ Телец
♊ Близнецы
♋ Рак
♌ Лев
♍ Дева
♎ Весы
♏ Скорпион
♐ Стрелец
♑ Козерог
♒ Водолей
♓ Рыбы


Рейтинг автора
Автор статьи
Петрова Вероника Александровна
Мне 36 и я специалист в области минералогии. Сейчас я в декрете и всё свободное время посвящаю самоцветам. В этом блоге я делюсь информацией про камни и их свойства — присоединяйтесь, задавайте вопросы и пишите комментарии!
Написано статей
478
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: