Применение латуни л63 в разных областях

Применение латуни

Этот медно-цинковый материал податлив и вязок, благодаря этим качествам его активно используют в ковке, машиностроении и других сферах. Под ударами наковальни или молотка латунь принимает любую форму. В зависимости от сферы применения латуни состав сплава в процентном соотношении меняется в соответствии со следующей маркировкой:

1. Л80, Л85, Л90, Л96 — элементы приборов, химические и теплотехнические механизмы, змеевики и прочее.
2. Л68 — штампованные детали.
3. Л70 — пиноль для химической промышленности.
4. Л60 — штуцера толстостенные, датели машин и гайки.
5. Л63 — элементы для автомобильной промышленности, конденсаторные трубки.
6. ЛАЖ60−1−1 — запчасти для морских судов.
7. ЛА77−2 — конденсаторные приборы для морских судов.
8. ЛАН59−3−2 — элементы химической аппаратуры, морских судов и электромашин.
9. ЛН65−5 — трубы конденсаторные и манометрические.
10. ЛЖМа59−1−1 — запчасти для самолётов и морских судов, вкладыши подшипников.
11. ЛМц58−2 — метизы, гайки, арматура.
12. ЛО90−1, ЛО62−1, ЛО70−1, ЛО06−1 — конденсаторные трубы для теплотехнического оборудования.
13. ЛМцА57−1−1 — элементы и запчасти для речных и морских судов.
14. ЛС74−3, ЛС63−3 — втулки и часовые механизмы.
15. ЛК80−3 — коррозионностойкие изделия.
16. ЛАНКМц75−2−2,5−0,5−0,5 — пружины и манометрические трубы.
17. ЛМш68−0,05 — конденсаторные коллекторы.

https://youtube.com/watch?v=My3AEWSsy0o

Латунь остаётся наиболее востребованным и популярным сплавом, какой бы ни был её состав. При соблюдении технологии производства он не будет ржаветь, чернеть и окисляться.

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

Чистая физика

Плотности медных сплавов – следующий критерий как отличить латунь от бронзы. Однако бытующее мнение, что весы дадут однозначный ответ, неверно. Подтверждение тому предоставляют плотности соединений:

• латунный прокат – 8.4 – 8.7;
• желтая латунь – 8.43;
• бронза – 7.4 – 8.9.

Все величины приведены в г/куб.см. Как видно, вес бронзы, аналогично цвету, сильно зависит от содержания олова. При его вхождении на уровне 8% – плотность соединения минимальна и ниже аналога у латуни. Повышение содержания олова, приводит к утяжелению сплава. Результат, такая бронза весит больше латуни. Поэтому, использовать массу, как отличительный критерий медных сплавов, на практике не рекомендуется.

В данном видео изложен принцип расчета и определения металла исходя из веса и плотности:

Механические характеристики

Благодаря наличию свинца в ЛС59-1 при обработке изделий из нее резанием образуется мелкая стружка, что позволяет выполнять такую обработку на высоких скоростях. Отличительной особенностью рассматриваемого сплава является и то, что свинец в его внутренней структуре составляет отдельную фазу. Это делает такой материал хорошо поддающимся и пластической деформации. Между тем, если сравнивать латунь марки ЛС59-1 с двухкомпонентными сплавами, то она значительно уступает им по своей пластичности, поэтому такой материал лучше обрабатывать резанием.

Ассортимент изделий, производимых из латуни ЛС59-1, включает:

• прутки с различным профилем поперечного сечения;
• листовой материал – полосы, листы, плиты;
• проволоку;
• профильный прокат;
• трубную продукцию.

Основные характеристики латуни марки Л59-1

Отличают латунь марки ЛС59-1 и хорошие антифрикционные характеристики, что позволяет использовать такой материл для изготовления изделий, эксплуатируемых в условиях повышенного трения. Из этого сплава, в частности, производятся подшипники скольжения, используемые для комплектации различных механизмов и машин. Кроме того, устойчивость к истиранию, которой отличается ЛС59-1, позволяет использовать эту латунь для изготовления направляющих станков различного назначения.

Технологические свойства сплава Л59-1

Поскольку латунь данной марки обладает многофазовой структурой, изделия из нее отличаются повышенной хрупкостью. Детали из ЛС59-1, на которых выполнены поверхностные надрезы, нельзя использовать в качестве несущих элементов, так как при значительном давлении они могут сломаться. Кроме того, повышенная хрупкость этой латуни приводит к тому, что при воздействии ударных нагрузок поверхность изделий из этого материала может покрываться трещинами, что не позволяет выполнять их обработку при помощи такой технологической операции, как ковка.

Химическая методика

Использование реактивов – эффективный, но разрушительный способ различить медные сплавы. Проходит химический анализ в несколько этапов:

1. С латуни и бронзы снимается стружка.
2. Приготавливается раствор водный азотной кислоты с пропорцией 1:1.
3. Стружка помещается в различные емкости, заполняемые кислотным реактивом.
4. Каждый резервуар подогревается до кипения после полного растворения стружки.
5. Составы удерживаются в кипящем состоянии на медленном огне 30 мин.

Результат – емкость с латунью остается прозрачной, в бронзовом резервуаре выпадает оловянный осадок белого цвета. Естественно, для безоловянных сплавов технология не подходит.

Латуни.

Простые латуни.

Сложные  латуни.

Сложные латуни повышенной прочности и стойкости против коррозии.

Маркировка меди и сплавов на ее основе

Когда речь идет о технической меди, то маркировка содержит букву М. Далее указываются цифры, обозначающие степень ее чистоты. Например, медь М3 включает в себя больше примесей по сравнению с материалом М000. Буквы в конце означают следующее:

• Б-безкислородный материал;
• Р — раскисленный;
• К-катодный.

Медь в чистом виде часто применяется в качестве проводникового материала в электротехнических целях. Материал хорошо поддается пайке, деформации и свариванию, единственный минус — плохо поддается резке.

В медных сплавах маркировка имеет буквенно-цифровую систему, по которой можно определить их химический состав. Так, легирующие элементы указаны своими начальными буквами, например:

• К-кремний;
• Ф-фосфор;
• Б-бериллий;
• О-олово и т. д.

Латунь

Латунью называют сплав меди и цинка. Они подразделяются на такие виды:

• двухкомпонентные (простые) — включают в себя преимущественно медь и цинк, а также примеси в незначительном количестве;
• многокомпонентные (специальные) — помимо основных элементов есть дополнительные легирующие.

Маркировка простой латуни включает в себя букву «Л», обозначающую тип сплава, а также двузначное число, которое означает среднее количество меди в составе.

Двухкомпонентные сплавы хорошо поддаются давлению и могут иметь такие формы, как:

• трубки и трубы с разным сечением;
• полосы;
• листы;
• прутки с разным профилем;
• проволоки.

Если изделия имеют большое внутреннее напряжение, то они склонны к растрескиванию. А если их долго хранить на открытом воздухе, то могут появиться поперечные и продольные трещины. Чтобы такого не случилось, снимите внутреннее напряжения, проведя отжиг при температуре до 300 градусов.

Маркировка многокомпонентной латуни после буквы «Л» содержит буквы, обозначающие легирующие элементы в составе (помимо цинка). Далее идет ряд цифр через дефис, первая цифра — это среднее количество меди (в %), а затем — каждого легирующего элемента в порядке, соответствующем буквенному обозначению. Порядок букв и цифр зависит от того, какого элемента сколько содержится.

Первыми идут те, которых больше, далее указываются элементы по нисходящей. Литейные латуни маркируют буквами как ЛЦ (вторая буква — это цинк), затем идет число, обозначающее процентное количество содержания цинка. Далее маркировка идет, как и в других случаях. Такие виды материалов применяют при производстве втулок, судостроительных материалов, подшипников, арматуры и вкладышей.

Бронза

Под бронзой понимается сочетание меди с другими элементами, цинк при этом не выступает основным компонентом. Бронза бывает деформируемой и литейной. Маркировка такого материала начинается с буквосочетания «Бр».

В литейных видах после этих букв идут буквы с цифрами, означающие элементы и их процентное содержание в сплаве. Остальное подразумевается как медь. В некоторых случаях на маркировке в конце стоит буква «Л», указывающая на то, что материал является литейным.

Бронза имеет отличные литейные свойства и используется для фасонного литья. Еще ее применяют в качестве антифрикционного и коррозионно-устойчивого материала при производстве:

• червячных колес;
• ободков;
• втулок;
• зубчатых колес;
• арматуры;
• седла клапана и т. д.

Помимо перечисленных особенностей, стоит отметить, что все медные сплавы отличаются высокой устойчивостью к низким температурам.

Физические свойства

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

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

1. Высокая степень пластичности. Пластичность деформируемой латуни позволяет ее применять в качестве заготовки в различных производственных процессах: она подходит для обработки как методом штамповки, так и точения.
2. Высокая коррозионная устойчивость определяет то, что даже при длительной эксплуатации при повышенной влажности на поверхности не появляется ржавчина.
3. Хорошие антифрикционные свойства.
4. Свариваемость со сталью и другими материалами позволяет применять сплав для получения комбинированных материалов.
5. Есть возможность проводить покрытие поверхности томпака различными составами для придания особых эксплуатационных качеств. Примером можно назвать то, что довольно часто томпак покрывают эмалью или лаком для его декорирования.
6. Изначально сплав имеет красивый золотистый цвет. По этой причине его довольно часто применяют при производстве художественных изделий.

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:

1. Устойчивость к коррозионному воздействию.
2. Высокие механические характеристики.
3. Неплохая ковкость.
4. Высокий показатель текучести при нагреве сплава, что позволяет получать изделия сложной конфигурации.
5. Повышенная устойчивость к распаду состава из-за оказания воздействия со стороны окружающей среды.
6. Плавление состава проходит при температуре около 950 градусов Цельсия.

Желтая латунь

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.

Антикоррозионные характеристики

Все латунные сплавы (а значит, и латунь марки Л63) имеют высокую коррозионную устойчивость. Их также отличает меньшая тепло- и электропроводность, если сравнивать с основным металлом – медью. Лучше всего свою устойчивость к коррозии сплав Л63 проявляет в следующих условиях:

• при нахождении в воздушной среде, в том числе насыщенной соляными парами (морской воздух);
• при эксплуатации изделий в пресной воде;
• при нахождении в морской воде, отличающейся невысокой подвижностью;
• в среде, содержащей большое количество газов-галогенов;
• при воздействии паром, влажность которого невысока;
• в жидкой среде, состоящей из антифриза, фреона и спиртовых растворов.

Технологические характеристики латуни Л63

Значительно снижается коррозионная устойчивость тех изделий из латуни Л63, которые были предварительно обработаны резанием. Объясняется это тем, что при выполнении такой обработки нарушается кристаллическая структура сплава, а также формируются значительные внутренние напряжения. На поверхности изделий, изготовленных из латуни Л63, могут возникать коррозионные растрескивания, основными причинами появления которых являются:

• избыточная влажность;
• высокая температура среды;
• наличие в среде, в которой эксплуатируется изделие, паров сернистых газов и аммиака.

Вне зависимости от марки, факторами, значительно снижающими коррозионную устойчивость латуни, являются:

• контакт с жирными кислотами;
• нахождение изделия в так называемых рудничных водах;
• взаимодействие с сероводородом;
• воздействие на изделие высокого давления и насыщенного влажного пара;
• взаимодействие с окислительными растворами и хлоридами;
• контакт с кислотами минерального происхождения.

Скорость коррозии латуни в различных средах

Из всех изделий, для производства которых используется латунь марки Л63, наиболее подвержены окислительным коррозионным процессам те, которые изготовлены из тонколистового материала. Сюда, в частности, относятся баки и цистерны различного назначения, которые широко востребованы практически во всех отраслях промышленности.

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%

Литейные, деформируемые и мягкие латуни.

Литейные латуни предназначены для отливки различных коррозионностойких, антифрикционных и других деталей в ко­киль, в землю и центробежным способом. Химический состав литейных латуней вы можете найти в интернете , а также механические свойства и примерное значение.Деформируемые латуни подвер­гают всем видам горячей и холодной об­работки давлением. Изменяя режимы обработки давлением, получают латуни с различными механиче­скими свойствами: мягкие, твердые, особо твердые.Мягкая латунь обладает высокой пластичностью. Достигается это обработкой давлением в отожженном состоянии. Сте­пень мягкости полуфабрикатов из таких ла­туней характеризуется величиной предела прочности и относительного удлинения, а для лент и листов—глубиной .продавливания по Эриксону.

Термическая обработка

Температура 600- 650 °C – критическая для цинка. Металл окисляется при таком нагреве. Это реальный способ как визуально отличить бронзу от латуни в пламени горелки:

1. Бронза. Сплав просто нагреется. Его цвет и механические свойства останутся неизменны. Попытка согнуть бронзовый образец может привести к его разрушению.
2. Латунь. Окисление цинка вызывает налет пепельного цвета на поверхности соединения. Дополнительно, после термообработки в 600 °C, латунь обретает пластичность, и образец из сплава не ломается при сгибании.

Остается найти только мощную горелку. Тут уже газовой плиты или пламени зажигалки будет недостаточно.

Видео – Плавка бронзы и латуни:

Область применения

Почти весь сортамент изделий из латуни Л63, который описывает ГОСТ, находит широкое применение во многих сферах. Проволока из данного сплава, которая, как предписывает ГОСТ, может выпускаться в твердом, полутвердом и мягком исполнении, отличается высокой пластичностью. Благодаря этому такая проволока отлично подходит для производства заклепок. Кроме того, ее часто используют в качестве припоя, из нее изготавливают электроды для комплектации электроэрозионных станков.

Латунная проволока выпускается трех видов: сварочная, для холодной высадки и общего назначения

Л63, как указывает ГОСТ, могут быть двух типов: прессованные и полученные по технологии холодной деформации. Такие трубы, имеющие высокую коррозионную устойчивость, также отличаются популярностью. Широко представлен на современном рынке и Л63, с сортаментом которого также знакомит соответствующий ГОСТ. Такой прокат, применяемый для изготовления емкостей различного назначения, отличается хорошим соотношением прочности и пластичности.

ГОСТ указывает, что прутки из латуни Л63 могут выпускаться в твердом, полутвердом или прессованном исполнении. Такие прутки, активно используемые в качестве заготовок для производства изделий различного назначения, производятся в следующем интервале диаметров: 3–180 мм.

Латунные фитинги относятся к категории высококачественных комплектующих, используемых для организации систем водоснабжения, водяного и парового отопления

Латунь рассматриваемой марки, которую характеризует отличная обрабатываемость методами пластической деформации и высокая коррозионная устойчивость, особенно хорошо демонстрирует свои качества при изготовлении из нее:

• труб для комплектации бойлерных установок;
• емкостей и цистерн различного назначения;
• радиаторных лент;
• заклепок;
• проволоки для выполнения пайки;
• электродов;
• муфт;
• элементов мебельных конструкций;
• изделий декоративного назначения – предметов интерьера, табличек рекламного и информационного характера, сувениров и др.