Латуни химический состав маркировка применение

При соединении меди и цинка получается латунь. Впервые подобный сплав появился в 1781 году.На тот момент уровень технологического оснащения был относительно невысокий, но Джеймс Эмерсон смог провести соединение меди и цинка, в результате чего получился сплав с уникальными качествами.

Латунь – сплав, который сегодня получил широкое применение при производстве самого различного оборудования и строительных материалов.Он обладает достаточно большим количество особенностей, о которых далее поговорим подробнее.

Применение

Рассматривая применение латуни нужно уделить внимание ее составу. В него могут включаться различные легирующие элементы, которые способны существенно изменить эксплуатационные качества. Область применения латуни весьма обширна. Поэтому рассмотрим каждый тип сплава подробнее. Рассматриваемый сплав делиться на простую и специальные латуни. Оба варианта могут применяться для:

Эксплуатационные качества сплава определяют то, что при его использовании может оказываться самое различное воздействие: высокие температуры, влажность и химически агрессивные сферы, трение и другое. Именно поэтому изделия из латуни применяются при тяжелых эксплуатационных условиях, когда использование других металлов невозможно. При применении прутков из латуни могут изготавливаться детали электромашин.

Однако широкое распространение латунь не получила по причине достаточно высокой стоимости, так как его основой являются цинк и медь. Для улучшения эксплуатационных качеств также могут применяться другие легирующие вещества, имеющие высокую стоимость.

Классификация

Не сложно догадаться, что классификация сплава латуни проводится исходя из его химического состава. Наиболее распространена разновидность деформируемой латуни, которая представлена сочетанием 88-97% меди и не более 10% цинка. Подобный состав называют томпаком. Он пользуется большой популярностью, так как обладает весьма привлекательными эксплуатационными качествами. Ювелирная латунь идеально подходит для производства украшений. Красная латунь получила свое название по причине необычного оттенка, который достигается путем снижения концентрации цинка в составе. Из-за оттенка ее чаще всего применяют для изготовления статуэток или других художественных изделий.

Большое распространение получила и латунь литейная. Ее состав представлен 50-81% меди, а также достаточно большим количеством других примесей.

Различные виды литейной латуни могут применяться для изготовления:

Высокое качество сплава позволяет его применять для получения высокоточных изделий. Классификация автоматной латуни предусматривает следующие особенности состава:

Присутствие свинца определяет то, что во время обработки подобного прудка образуется стружка. Именно поэтому автоматная латунь может обрабатываться высокопроизводительным оборудованием. Очень часто ее используют для получения декоративных элементов или метизов. Очень часто подобный сплав представлен в виде прудка или листового металла. Пруток может применятся на токарном станке, листовой металл при штамповке или фрезеровании. Альфа латунь представлена сплавом с необычной кристаллической решеткой (содержания цинка не более 35%), за счет которой обеспечивается высокая пластичность. Именно поэтому он применяется зачастую для обработки методом штамповки.

Физические свойства

Во много физические свойства зависят от химического состава конкретной разновидности сплава. Поэтому свойства латуни могут существенно отличаться.

Как ранее было отмечено, большое распространение получил томпак, который может применяться для производства различных деталей и даже ювелирных украшений.

Цвет латуни подобного типа может быть желтым или красным в зависимости от концентрации цинка. К основным свойствам подобной латуни можно отнести нижеприведенные моменты:

Механические свойства деформируемой латуни могут существенно изменяться по причине добавления различных легирующих элементов. В машиностроении и другой области производства большое распространение получила литейная разновидность латуни. Ее плотность относительно невелика (около 8300 кг/м3), однако другие физические свойства определили большое распространение литейной латуни:

Прочность латуни ниже, чем у стали, что связано особенностями строения кристаллической решетки и составом. Влияние на свойства латуней концентрации цинка очень велико. Поэтому для придания особых свойств концентрация основных элементов может существенно изменяться.

Химический состав и особенности внутренней структуры

Основными составными элементами считаются цинк и медь, концентрация которых будет самой большой. Состав латуни также может включать и другие примеси, которые придают сплаву особые физические свойства. Основной компонент латуни характеризуется высокой пластичностью и хорошей обрабатываемостью. Поэтому эти свойства передаются и рассматриваемому металлу. Химический состав латуни регулируется на момент производства, как и тип структуры. Различают две разновидности структуры:

Стоит учитывать, что твердость второго сплава намного выше, чем первого. Однако за счет существенного повышения показателя твердости существенно падает пластичность. Максимальное содержание цинка в латуни составляет 50%. При соблюдении технологии производства подобная концентрация цинка позволяет достигнуть высоких показателей прочности и пластичности.  При производстве этого материала учитывается то, как температура нагрева влияет на проходящие структурные преобразования:

Сложные латуни могут иметь в своем составе железо, марганец, свинец и другие компоненты, которые предназначены для изменения физических качеств. К примеру, свинец упрощает механическую обработку сплава. Включение в состав свинца и висмута становится причиной снижения способности деформации сплава в горячем состоянии. Однако свинец в небольшой концентрации позволяет получить сыпучую стружку, за счет чего упрощается ее удаление с зоны резания при токарной или фрезерной обработке.

Порядок маркировки

Для маркировки рассматриваемого сплава были приняты определенные правила обозначения концентрации основных веществ. Все марки латуни начинаются с обозначения «Л», после которой могут идти буквы химических веществ, входящих в состав. Деформируемый сплав латуни или иная его разновидность после первой буквы имеет число, характеризующее процент меди. Кроме этого маркировка может указывать на концентрацию легирующих элементов, для чего знак «Л» идет с другими буквенными обозначениями.

Для указания концентрации легирующих элементов после основной цифры ставится прочерк, затем указывается процентное содержание следующих элементов. Для разделения цифровых обозначений также применяется прочерк. Концентрация второго основного элемента (цинка) высчитывается, для чего от 100% значения отнимаются другие показатели концентрации меди и легирующих элементов. Примером того, как латунь обозначается согласно установленным стандартам назовем маркировку ЛАЖ70-1-2. Ее нужно читать следующим образом:

В некоторых случаях концентрация цинка указывается соответствующей буквой, а количество меди высчитывается. Подобный метол маркировки чаще применяется для обозначения литейных латуней.

Из чего состоит латунь, чем она хороша и где применяется? Каковы ее плотность, температура плавления и другие физические свойства? В этой статье мы ответим на вопросы как о самой латуни, так и об изделиях из этого материала. Особый фокус – на латунной дверной фурнитуре: ручках, петлях, навесных замках и цилиндровых механизмах. Как производитель замочно-скобяных изделий мы просто не могли обойти эту близкую нам тему стороной.

1. ЛАТУНЬ – ЧТО ЭТО ЗА СПЛАВ?

Латунь – сплав металлов на основе меди с добавлением цинка (и иногда присадками других элементов). При этом медь всегда превалирует, а содержание цинка колеблется в пределах от 5 до 45% в зависимости от марки сплава.

Податливая, стойкая к коррозии и сверкающая золотом, латунь применяется еще с античности. Считается, что одними из первых ее изловчились добывать моссинойки – племена, тысячи лет назад населявшие Причерноморье. Водилась латунь и в Древнем Риме, но по достоинству ее там толком не оценили. Возможно, виной всему уж слишком сильное и оттого разочаровывающее сходство с золотом, но вероятнее всего – дефицит на Апеннинах цинковой руды. Мало что изменилось и в эпоху Средневековья. Если латунь и использовалась, то эпизодически и по большей части в Китае и Индии, тогда как как европейцев куда больше занимало железо.

Короче говоря, латунный бум откладывался очень долго, вплоть до XVIII века. К этому времени цинк уже был описан и добывался по всей Европе, а Промышленная революция запустила гонку предпринимательского азарта. Победителем в последней стал Джеймс Эмерсон из Бристоля, в 1781 году запатентовавший технологию сплавки меди с цинком. Это событие и есть нулевая точка, определившая вектор развития латунной металлургии.

2. ЧТО ДЕЛАЮТ ИЗ ЛАТУНИ?

Чего только не делают! Вот лишь несколько областей применения латуней сегодня:

Прочность и долговечность делают латунь подходящим материалом для корпусов духовых инструментов и варганов. Не забудем и про латунные гитарные струны – может, не самые прочные, зато со звонким объемным звучанием.

Трубы и сантехника

Латунь исключительно стойка к водным средам, а с присадкой марганца и некоторых других металлов ее иммунитет к коррозии только возрастает.

Электроника и электротехника

На правах медесодержащего сплава с высокой электропроводностью латунь применяется при изготовлении токопроводящих винтов, шайб, гаек, штепсельных контактов и коммутирующих элементов.

Декор, ювелирные изделия

Знаете ли вы, что начинающие ювелиры часто выбирают латунь учебным материалом? Особенно марки Л62 и Л68. Они и внешне напоминают золото, а уж по механическим свойствам вообще один в один 583 проба.

Из латуни отливают элитные дверные ручки и петли премиум-качества; корпуса навесных замков; механизмы и высокоточные детали к ним.

3. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛАТУНИ

Поскольку латунных сплавов множество, мы приведем усредненные значения:

• Плотность латуни: 8500–8700 кг/м3 (8,5-8,7 г/см3).

• Температура плавления: 880–906 °C (чем больше цинка, тем ниже температура).

• Удельная теплоёмкость при 20°C: 0,377 кДж·кг−1·K−1.

• Коэффициент теплопроводности: 97-111 Вт/(м·К).

• Удельное электрическое сопротивление: (0,07-0,08)⋅10−6 Ом·м.

• Латунь не является ферромагнетиком и не притягивается магнитом.

Цвет латуни определяется соотношением цинка к меди:

• Золотистая, красновато-золотистая: Zn ≤ 20%.

• Приглушенно-желтая: Zn 20-36%.

• Зеленоватая: Zn 36-45%.

Отметим, что латунь с Zn ≤ 20% называют красной. Ее, в свою очередь, подразделяют на томпак (Zn <10%), полутомпак (Zn 10-20%).

4. ПЛЮСЫ И МИНУСЫ ЛАТУНИ (С ФОКУСОМ НА ДВЕРНОЙ ФУРНИТУРЕ)

(+) Латунь пластична и податлива в обработке

Отлично подходит для тонкостенного литья, создания сложных и детализированных форм, точного воспроизведения размеров. Сравните при возможности латунные и стальные петли для деревянных дверей – разница в качестве видна ненаметанным глазом.

(+) Красива даже без гальванического покрытия

Те же латунные петли необязательно покрывать гальваникой. Достаточно их отполировать и пройти сверху лаком – будет вам сияющий золотистый цвет.

(+) Если латунь покрыта, то держит цвет дольше многих других сплавов

Основная причина: высокое содержание меди. С точки зрения электрохимии медь относится к малоактивным металлам. При окислительных реакциях она слабо вытесняется водородом и неохотно участвует в межмолекулярной диффузии. Во многом поэтому на латунь так прочно налипают гальванические покрытия: «хром», «никель», «античная бронза» и др.

(+) Изделия из латуни теплые на ощупь

Дело в основном в теплопроводности. Чем ниже теплопроводность металла – тем теплее он кажется в условиях комнатной температуры. Посмотрите таблицу выше – у латуни теплопроводность в 2 раза ниже, чем у алюминия. Неудивительно, что латунные межкомнатные ручки по ощущениям комфортней, чем алюминиевые.

(+) Латунь – фактически вечный материал

Она не ржавеет (в ней нет или почти нет железа) и мало подвержена коррозии. Да, когда-нибудь на латуни проступят темная окись и зеленоватая патина. Однако: а) в обычных бытовых условиях и при наличии слоя лака этот процесс растянется на десятилетия; б) окислы можно вывести полиролем или народными средствами.

В подтверждение всему сказанному фото выше. Сложно поверить, но эта латунная ручка-скоба родом из 1950х!

(–) Латунь сравнительно легко пилится и сверлится

Там, где существует риск вандализма, уместней использовать сплавы потверже. Есть один показательный пример из жизни – навесные замки. Если на дверь в сарай латунный замок в самый раз, то куда-нибудь в гараж берите стальной или чугунный.

(–) Латунь очень тяжелая

С плотностью 8500–8700 кг/м3 латунь перевешивает все основные фурнитурные сплавы: и сталь Ст3 (7850 кг/м3), и ЦАМ 4-1 (6700 кг/м3), и алюминий (2700 кг/м3). Имейте это в виду, если подбираете что-то с прицелом на транспортабельность –скажем, навесной замок на противоугонную цепь для велосипеда.

Латунные петли в 3-5 раз дороже соразмерных им стальных. Похожая ситуация и с дверными ручками. Цена алюминиевой ручки – 500-1000 руб.; аналог из ЦАМ будет стоить от 1200 руб. Точно такая же по дизайну ручка из латуни обойдется минимум (!) в 4500-6000 руб.

5. СОСТАВ ЛАТУНИ: ПОДРОБНЕЕ ОБ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТАХ

Главный элемент сплава. Отвечает за твердость, износостойкость, электропроводящие и теплообменные свойства.

Сплавляется с медью для улучшения механических, технологических и антифрикционных свойств, влияет на цвет (см. п.3). При добавлении до 38% цинка повышается прочность, причем без существенных потерь в пластичности. В то же время, если цинка 20% и более, сплав становится восприимчивее к коррозионному растрескиванию из-за остаточных напряжений, особенно во влажной атмосфере со следами сероводорода или аммиака.

Все двухкомпонентные латуни считаются двойными (простыми). Обозначаются они буквой Л, за которой следует указание усредненного % меди. Пример: Л68 – простая обрабатываемая давлением латунь с Cu 68%, Zn 32% и примесями.

Рассмотрим теперь, чем легируется многокомпонентная литейная латунь.

Повышает стойкость к коррозии, вместе с тем ухудшая литьевые качества (один из нежелательных эффектов – пенистость в отливках).

Делает сплав податливее к пайке и сварке, устойчивее к коррозии, улучшает антифрикционность.

Добавляется для большей сопротивляемости коррозии в морской воде, атмосфере горячего пара и хлоридов. Как правило, комбинируется с другими присадками.

Уменьшает зернитость, делает сплав тверже и затрудняет кристаллизацию. Если доля железа выше 3%, изменяются магнитные свойства.

Улучшает механические и антикоррозийные качества. Если сравнивать с другими латунями, именно никелевые – самые стойкие к обесцинкованию и коррозионному растрескиванию. Ввиду этого они активно применяются в морском судостроении.

Повышает коррозионную стойкость в пресной и морской воде. Содержится в доле до ~1,5% в так называемых морских латунях (Л070-1, ЛО62-1).

Улучшает резку на станках, снижает трение. Но есть и побочные эффекты: уменьшается пластичность, возрастает риск горячеломкости латуни (особенно в сплавах с Zn 30-33%).

Отметим особый порядок маркировки многокомпонентных латуней. В названии сначала идет «Л» (латунь), а затем начальные буквы других легирующих элементов. Числа после букв обозначают долю элемента в %. Примеры: ЛАЖ60-1-1 – латунь с Cu ~60%, Al ~1%, Fe ~1%; остальное – цинк и примеси. ЛЦ23А6Ж3Мц2 – латунь с Zn ~23%, легированная Al ~6%, Fe ~3%, Mn ~2%; остальное – медь и примеси.

6. ВОПРОСЫ-ОТВЕТЫ ПО ЛАТУНИ И ЛАТУННОЙ ДВЕРНОЙ ФУРНИТУРЕ

«Чем латунь отличается от бронзы?»

Бронза – сплав меди и олова (~12%); иногда с присадками алюминия, марганца, фосфора, кремния и других элементов. Главные отличия: цвет (медь обычно приглушенно-красноватая, без блеска, латунь – желтая и блестящая), зернистость (латунь в срезе мельче зерном), твердость (латунь мягче, проще обрабатывается), стойкость в агрессивных средах (бронза лучше противостоит морской воде).

«Что тяжелее – латунь или сталь? А если сравнить с бронзой, чугуном?»

Латунь тяжелее всех этих сплавов (за исключением некоторых бронз).

«Чем латунные дверные петли так уж лучше стальных? Разница в цене неслабая!»

Петли из латуни литые, поэтому они намного точнее и ровнее. Стальные же штампуют из рулонной ленты, а ось загибают на станке. Просто сравните качество исполнения оси на фото выше (слева латунная петля, справа – стальная).

Чем еще плохи стальные петли? На них всегда видны стыки и швы, половинки могут не совпадать по геометрии, а зазор порой достигает 2-2,5 мм. Все это сулит проблемы при врезке и, естественно, ухудшает ход петель.

«Мне сказали, что дверные ручки из ЦАМ ничем не хуже латунных»

ЦАМ – хороший материал, но латунь все равно лучше. Вы поймете это по прошествии времени. За 7-10 лет ручка из ЦАМ может локально протереться, покрыться пятнами – где-то больше, где-то меньше. Для ручек же из латуни 10 лет вообще не срок, тем более если это полированная латунь (без гальванического покрытия).

Да. Применение латуни в изготовлении механизмов секретности способствует большей точности и коррозионной стойкости деталей. Если вы возьмете навесные замки или цилиндры топ-брендов (Cisa, Abus, Mottura), почти наверняка пины будут из латуни или бронзы, сердечник – из латуни или нержавеющей стали. В дешевых механизмах они могут быть из цинковых сплавов.

«Правда ли, что латунь убивает бактерии и грибки?»

Вообще-то да, благодаря высокому содержанию меди. Однако это больше относится к прокатной латуни. Не забудьте, что готовые изделия покрывают лаком, а иногда – еще и гальваникой или PVD-напылением (как в элитных швейцарских часах). Логично, что с каждым таким слоем антибактерицидный эффект снижается.

«К вопросу о содержании меди. Сколько меди в латунной фурнитуре Palladium?»

Мы используем разные сплавы; в основном – с 59-61% меди. В петлях в целях снижения трения и улучшения обрабатываемости применяется освинцованная латунь (Cu 54-57,4%, Pb 2,3-2,65%).

Кроме дверной и оконной фурнитуры мы продаем латунные смесители и душевые гарнитуры Manzzaro (Россия-Италия). В них использован литейный премиум-сплав ЛЦ40С – с 59-60% меди и пониженной долей свинца: 1,0-1,6% (вместо 2,5-3,5%, как у многих популярных марок сантехники).

«Что означает надпись “Pure Brass Class A”? Видел на петлях и навесных замках»

Это значит, что изделие из чистейшей латуни. Доли вредных примесей, таких как висмут, мышьяк и сурьма, снижены до минимально возможных. К слову: дверные и оконные петли Palladium, а также корпуса наших латунных навесных замков изготовлены из латуни класса A.

«Чем и как почистить потемневшую латунь до блеска в домашних условиях?»

Лучше всего приобрести полировочную пасту. Если не нашли – состряпайте сами из обычных столовых ингредиентов. Вот один из способов: в равных пропорциях смешайте муку с солью. Влейте к ним уксус – столько, чтобы получилась густая пастообразная смесь. Эту смесь нанесите на марлю или любую другую мягкую ткань и протрите латунь до блеска. Естественно, перед всем этим с латуни нужно удалить старый лак, а в конце – заново пролакировать.

«С чем сочетать полированную латунь в интерьере?»

В классических антуражах – с древесной текстурой маслянистых тонов, шелком и парчой, мрамором, зеркалами. В современных – с бетоном, темно-синим и угольно-серым цветами, элементами стиля лофт и, опять же, с зеркалами.

«Три кубика (из мрамора, льда и латуни) имеют одинаковый объем. Какой из них имеет наибольшую массу, какой – наименьшую?»

Что это? Задача из физики? Ответ: кубик из латуни будет самым тяжелым, потому что из этих трех материалов у латуни наибольшая плотность. Самый легкий кубик – ледяной (у льда наименьшая плотность).

В интернет-магазине дверной фурнитуры Palladium вы сможете купить:

• латунные петли для деревянных дверей;

• оконные петли для деревянных рам;

• круглые дверные ручки в античном стиле Manzzaro Art (и накладки к ним);

• навесные замки в корпусе из латуни.

• цилиндровые механизмы замков с латунным корпусом, сердечником и пинами.

Также в продаже: кухонные аксессуары и сантехника премиум-класса Manzzaro – латунные смесители и стойки для душа в стилях «ретро» и «хай-тек». Всё в наличии, звоните или заказывайте нужный вам товар онлайн. Доставка по всей России (от 1 дня), в Беларусь (от 4 дней) и Казахстан (от 6 дней).

Латунь – высокотемпературное соединение расплавов меди и цинка. Для придания расплаву различных свойств, в зависимости от направленности применения латуни, при её выплавке добавляют различные присадки. Известно, что сплав меди и олова именуют бронзой, но олово может служить присадкой и при выплавке латуни. От количественного преобладания в медном сплаве цинка или олова и зависит его название: больше олова – бронза, больше цинка – латунь. Свойства последнего сплава определяются присадками, добавляемыми в расплав гораздо меньшими количествами – это такие вещества, как металлы: железо, свинец и никель, и неметаллы: кремний и фосфор.

Хотя цинк и был получен в виде металла только в шестнадцатом веке, но латунь получали ещё до начала современного летоисчисления, при плавлении добавляя в расплав меди богатую цинковую руду – галмей (смесь цинкового шпата с формулой ZnCO 3 и кремнекислого цинка). Запатентован же способ получения латуни был английским металлургом в конце семнадцатого века. А уже в девятнадцатом веке в Западной части России и Европе посредством латуни фальсифицировали золотые украшения.

От меди латунь унаследовала значительный удельный вес, в зависимости от содержания основного компонента в латуни, её плотность колеблется от 8,3 до 8,7 тонны на кубический метр. Вообще, многие физические свойства латуни как сплава зависят от соотношения его компонентов не только основных, но и добавляемых в небольших количествах – легирующих.

Пожалуй, более или менее стабильной характеристикой является удельная теплоёмкость, её показатель при комнатной температуре 380 Дж/(кг*К), что означает – для нагрева металла весом один килограмм на один градус Кельвина потребуется 380 Джоулей теплоты. Удельное электрическое сопротивление меняется от 0,025 до 0,108 Ом*кв. мм/м. Температура плавления латуни также меняется в широких пределах, от 870 до 990 градусов Цельсия. Медь – более тугоплавкий металл, чем цинк, поэтому меньшие значения относятся к сплавам с более высоким содержанием цинка.

Латунь хорошо поддаётся контактной сварке, но не сваривается плавлением, её легко прокатывать. Для защиты металла от окисления на воздухе, его поверхность покрывают лаком, предотвращая почернение, хотя стойкость к воздействию атмосферы у латуни выше, чем у меди. У латуни золотистый цвет и она хорошо поддаётся полировке. Добавки в сплав висмута и свинца уменьшают его сминаемость в нагретом состоянии, но улучшают поведение сплава при обработке режущим инструментом.

Содержание в сплаве цинка определяет такие важные свойства, как прочность и пластичность – эти два, казалось бы, взаимоисключающие понятия. Если цинка добавляется до тридцати процентов, то вместе с этим растут характеристики прочности и пластичности. После этого порога пластичность начинает снижаться, а прочность продолжает расти до отметки 45%, затем снижается, как и пластичность.

Многие марки латуни хорошо поддаются обработке давлением как при низких температурах, так и в нагретом состоянии, за исключением температуры от 300 до 700 градусов, которая является зоной хрупкости и в этом интервале температур сплав не деформируют. Улучшение механических и химических характеристик латуней, в их состав дополнительно включают легирующие присадки.

Как влияют легирующие присадки

Легирующая – это присадка к сплаву, изменяющая его состав и, как следствие, придающая ему какие-то новые свойства, или повышающая или снижающая уже имеющиеся свойства. Для снижения потерь металла с поверхности расплава, в него добавляют алюминий образующаяся при этом оксидная плёнка, и выполняет защитную роль. Чтобы увеличить прочность и улучшить антикоррозионные качества, в сплав добавляют магний, отдельной позицией или вместе с алюминием и железом. Причём на плотность металла присадки практически не влияют.

Добавка в расплав никеля исключает проявления отрицательных моментов в части окислительных процессов. Улучшить пластичность, ковкость сплава и условия его резки удаётся введением в состав латуни такой присадки, как свинец. Кремний в сочетании со свинцом улучшает скольжение до такой степени, что легированный этой присадкой сплав вполне может использоваться на равных с оловянной бронзой. При этом кремний, добавленный без других присадок, конкретно повышает твёрдость и прочность латуни. Если металл планируют использовать на корабле, к нему присаживают олово, придающее стойкость к солёной воде.

Маркировка

В маркировке металла придерживаются определённых правил, изложенных в государственных стандартах – ГОСТ. Обозначается сплав начальной буквой – Л, затем идут начальные буквы присадок сплава с цифрами, указывающими на количество присадки. Маркированная деформируемая латунь за первой буквой включает цифры – сколько меди в составе: Л 70.

Если деформируемая латунь ещё и легированная, в обозначение вносятся начальная буква присадок, и число в процентах: ЛАН 60-1-1, это меди 60%, алюминия 1% и никеля 1%. Содержание цинка в таком сплаве вычисляют разницей, в этом 100 – (60+1+1) = 38%. Латуни для литья маркируются по-другому: количественные значения компонентов сплава вносятся сразу после их первых букв. Так, в изделии ЛЦ 40 Мц 1 цинка 40%, марганца 1%.

Сферы применения латуни

Во всём мире потребление цинка для производства этого сплава оценивается в два миллиона тонн, причём половина этого количества представлена ломом цинковых изделий. Латунь для технических целей получают, сплавливая примерно равные количества меди и цинка. Все латунные изделия можно подразделить на три основных вида, определяющих направления их применения:

Один из самых востребованных металлов во всём мире – это латунь. Применение этого сплава затрагивает практически все отрасли народного хозяйства. Простые сплавы с добавкой цинка в пределах 20% используют для изготовления деталей машин и механизмов, теплообменных аппаратов.

На изготовление штампованных предметов идут сплавы с включением цинка до 40%, а если такие сплавы легированы присадками, их применяют в судостроении и машиностроении, самолётостроении и строительстве, в часовой промышленности и т. д. Из томпака делают предметы художественного назначения, различную бижутерию и другие атрибуты, в том числе знаки воинского различия.

Литейная латунь является материалом для изготовления деталей, работающих в условиях агрессивной среды. Из автоматной изготавливают метизы – шурупы, в том числе и саморезные, гайки с болтами и шпильки. Сплав немагнитный, его используют там, где это свойство востребовано, например, для изготовления деталей компасов. Повышенная теплоёмкость обусловливает его применение в тепловых приборах, так самовары издавна изготавливали из латуни. Церковная утварь – это ещё одна сфера применения этого золотистого сплава.

В ювелирном деле латунь ценится не меньше, чем благородные металлы, которые ею имитируются при изготовлении украшений и бижутерии. Специалисты разделяют латунные изделия на три группы:

Наиболее приближенный к окраске золота цвет латунь имеет при пятнадцати процентах цинка и присадке алюминия в количестве 5%. Зачастую этим свойством пользуются нечестные люди, подделывая золотые украшения, хотя плотности золота и подделки несопоставимы. Чистят латунные изделия щавелевой кислотой.

Историческая справка

Согласно историческим сведениям, первыми металлами, которые использовал человек, были медь и золото. Оба металла являются очень мягкими в чистом состоянии, поэтому их использование в жизнедеятельности человека является достаточно ограниченным. В частности, медь использовалась древними людьми с момента начала использования ими огня, а со времен Римской империи этот металл стал более интенсивно применяться в изготовлении труб, военного оружия, украшений для статуй и для других целей.

Для улучшения характеристик чистых металлов, например, большей твердости и прочности, со временем человеку пришла мысль смешивать их. Так, приблизительно в 3500 году до нашей эры в Месопотамии получили бронзу — сплав меди с оловом, который обладал высокой сопротивляемостью к коррозии и был более прочной, чем каждый чистый металл по отдельности. Благодаря этим свойствам бронзу стали использовать для производства оружия и орудий труда.

Около 1400 года до нашей эры была открыта латунь — сплав цинка и меди, который демонстрировал великолепную устойчивость против деформации, обладал высокой пластичностью при низких и высоких температурах и имел высокую устойчивость к коррозии и механическому износу. Однако ее использование приобрело массовый характер только в 250 году до нашей эры с началом производства монет в Римской империи.

С этого времени применение латуни стало осуществляться в самых различных областях человеческой деятельности начиная от вооружения и заканчивая ювелирными украшениями. В XV веке она стала использоваться для производства астрономических инструментов, а с появлением печати сплав стал активно применяться в типографии. С середины XVI века в Европе болты и гайки изготавливались главным образом из латуни, меди и бронзы. Этот сплав использовали для изготовления шестерен часовых механизмов, а в XVII веке в Голландии латунь использовали для изготовления оптического телескопа.

Состав и классификация латуней

Классический состав предполагает наличие в сплаве меди и цинка в пропорции 2:1 соответственно. Такой латунь знали Древние римляне. Скептики вспомнят, что цинк в чистом виде открыли в XVI веке. Но в случае с Древним Римом речь идет о цинксодержащей породе, которую на тот момент уже перерабатывали.

В те времена было поверье, что именно наличие цинка определяет цвет, и только позже стало известно, что солнечный оттенок сплава латуни получается благодаря тому, что наличие цинка разбавляет медную красноту.

Латунь делят на двухкомпонентые (простые) и многокомпонентные (специальные).

Одна из маркировок изделий, материалом для которых служит латунь, означает процентное содержание компонентов. Так буква Л указывает на тип сплава — латунь. а рядом стоящий  числовой индекс указывает на содержание меди в составе. Например, Л80» расшифровывается, как «латунь, состоящая из 80% меди и 20% цинка».

Две составляющие – не обязательное требование. Если их больше, то каждый вводимый в состав латуни компонент отображается в маркировке при помощи соответствующего буквенного символа, следующего за буквой Л. В качестве добавок может выступать олово, никель или свинец. При этом латунь меняет свои свойства.

Добавки вводятся в сплав для достижения определенных целей. Например, латунь в классической пропорции не может быть применена в судостроении. Все благодаря неустойчивости латуни к воздействию солевых растворов (морской воды). Добавки, введенные в состав сплава решает эту проблему, сохраняя основные характеристики.

По степени обработки сплавы бывают: деформируемые (латунная лента, проволока, труба, латунный лист) и литейные (арматура, подшипник, детали приборов).

Деформируемые двухкомпонентные латуни

Деформируемые многокомпонентные латуни

Физико-химические свойства латуни

Латунные сплавы маркируют буквой ЛI и цифрами, которые указывают на количество дополнительных химических элементов в составе смеси. Характеристики медно-цинкового состава зависят от ингредиентов, входящих в томпак. Поэтому свойства сплавов могут отличаться.

Основные свойства латуни:

Добавки в сплавах

В латунях применяются легирующие элементы. Это вещества, вводимые в сплав с целью изменить структуру, и как следствие характеристики. К таковым элементам относятся:

Производство латуни, виды и свойства

Латунь производят при высоких температурах в специальных глиняных ёмкостях. При изготовлении сплава необходимо учитывать, что часть цинка испаряется.

Сплав делится на несколько видов:

Достаточно часто латунь путают с бронзой, а многие даже считают, что это один и тот же материал — это в корне неверно. Отличить эти два металла можно и в домашних условиях, для этого необходимо пройти следующий алгоритм действий:

Двухкомпонентная

Латунный сплав, содержащий в основном только медь и цинк, обладает лишь небольшим, следовым количественным содержанием иных примесей. Чистая двухкомпонентная латунь – явление, встречающееся лишь в лабораториях. Цинк растворяется в меди при 20-25 градусах на 39%. При нагреве вплоть до 950°, когда сплав становится жидким, растворимость цинка в меди падает до 32%. Попытки растворить больше цинка при этих же 95 градусах приведёт к переходу латуни из альфа в бета-фазу: лишний цинк либо начнёт осаждаться, либо останется неравномерно взвешенным, из-за чего отлитая из бета-латуни заготовка сломается при первой же серьёзной механической (весовой) нагрузке.

Однако поведение латуни при постепенном увеличении концентрации в сплаве цинка не вполне обычно и закономерно. Пока цинка в сплаве не больше 32%, пластичность состава растёт. Но при переходе через 32% при 950 градусах – и при последующем застывании – возрастают хрупкость и твёрдость. После перехода 45%-й планки по цинку твёрдость и прочность отлитой заготовки резко упадут.

Латунь хорошо обрабатывается при помощи повышенного давления. Но при 300-700 градусах сплав становится излишне хрупким, и в данном промежутке латунь не обрабатывается таким способом.

Холодная обработка двухкомпонентного сплава производится при содержании цинка в нём до 32%. Так получают листовые, проволочные и профильные заготовки. При комнатной температуре такой сплав высокопластичен. Уменьшение пластичности при 300-700 градусах не позволяет получить горячекатаные изделия – для таких содержание цинка потребовалось бы увеличить до 39%.

Маркировка двухкомпонентной латуни выглядит следующим образом. Например, Л-80 – это примерно 80% меди и 20% цинка. Маркер-число указывает на весовой процент меди в составе сплава.

Многокомпонентная

Марки многокомпонентных латунных сплавов обладают большей численностью, чем сорта двухкомпонентных. Помимо меди и цинка, легирование осуществляется при помощи других составляющих. Простая номенклатура предполагает, что латунь, к примеру, дополненная примесями на основе железа и марганца, именуется железно-марганцевой. У алюминиевой, например, присутствует соответствующее наименование.

Маркировка многокомпонентных составов более сложна.

Например, ЛАЖМц66-6-3-2 содержит 66% меди, 6% алюминия, 3% железа и 2% марганца. Цинк здесь присутствует в количестве 23%. Цинк не указывается в наименовании: его подсчитывают по остатку в результате вычитания меди и легирующих присадок. В качестве добавок применяют, кроме железа, алюминия и марганца, кремний, свинец и никель. Будучи добавленными в разном процентном соотношении, они существенно изменяют свойства сплава.

Латунь проявляет неплохую стойкость в растворах органических кислот и солей на их основе. Количество и процентное соотношение легирующих добавок, за исключением олова, не оказывает дополнительное влияние на сплав на данном уровне.

Где плавить латунь

Производство «союза металлов» может проходить в любой плавильной печи, где плавят медь.

Лучший способ получения — плавка в электроиндукционных низкочастотных печах.

В качестве шихты применяют как чистые металлы, так и вторсырье.

Сплавы, марки

По составу латуни делят на двухкомпонентные (лигатура в них цинк) и многокомпонентные. В этих сплавах металлов могут присутствовать олово Sn, Pb (свинец), Al (алюминий), никель Ni, марганец Mn.

По формуле маркировки легко определить, какие металлы содержит сплав, в каких количествах.

Маркировка двухкомпонентных сплавов состоит из буквы Л, к которой добавляют число — процент меди. Пример: Л59, Л75.

В маркировке многокомпонентных латуней указаны первые буквы металла и его процентное содержание. Пример: ЛЦ16К4 — содержание цинка 16%, кремния 4%, остальное медь.

Микроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением

Что дает лигатура

Содержание в твердом расплаве более 20% цинка приводит к деформации и коррозионному растеканию. Этот недостаток исправляют, отжигая изделия при температуре 250-300 градусов.

Важно: чем больше цинка в сплаве, тем он дешевле.