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.
По составу
Основное деление латуней ведется по сложности состава:
- Простые. Состоят из меди плюс цинк. Второе наименование – двукомпонентные.
- 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:
- Деформируемые. Проволока, лента, труба, лист.
- 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:
- Первичное. Добыча медных, цинковых, других руд ведется на природных месторождениях.
- Медный, цинковый, другой металлический лом, пригодный к переработке (вторсырье). Аккумулируется на пунктах приема.
- 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.
| 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.
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.
Загрузка...
