Гост 15527-2004. сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. марки (с изменением n 1)

Особенности профессионального изготовления латунных труб

Для производства изделий металлопроката общего назначения обычно используются двухкомпонентные сплавы с высоким (32 – 40 процентов) содержанием цинка: Л60, Л63, Л68. При изготовлении труб методом прессования могут использоваться и более сложные сплавы ЛС59-1 и ЛЖМц59-1-1. Химический состав всех используемых сплавов должен соответствовать требованиям ГОСТ 15527.

Наружный диаметр таких латунных труб варьируется от трех до 195 миллиметров, а толщина стенок – от 0,5 до 42,5 мм. Точность изготовления может быть нормальная, повышенная или высокая. По характеру используемого материала выделяют пять основных типов труб из латуни:

  • полутвердые повышенной пластичности;
  • полутвердые;
  • четвертьтвердые;
  • мягкие;
  • мягкие повышенной пластичности.

Обрабатываемость резанием

Обрабатываемость латуней резанием зависит от их фазового состава. При обработке резанием однофазных α-латуней стружка получается длинной, наматывается на резец, и качество обрабатываемой поверхности ухудшается. Двухфазные α+β-латуни имеют лучшую обрабатываемость резанием, чем однофазные. Повышение содержания β’-фазы в структуре делает латуную стружку более хрупкой и мелкой, и качество поверхности обрабатываемой детали повышается. Количественная оценка обрабатываемости резанием латуней определяется сравнением с латунью ЛС63-3, обрабатываемость резанием которой принята за 100%. Так, например, обрабатываемость резанием однофазной α-латуни Л90 составляет 20%, двухфазной Л63 — 40% по сравнения латунью ЛС63-3.

Латунный пруток

Изделия из латуни (легированного сплава меди) отличаются повышенной прочностью и устойчивостью к коррозии, превышающие характеристики меди. Добавки из цинка и алюминия позволяют использовать их в морской и хлоросодержащей воде. Латунь может быть как двухкомпонентной (из меди и цинка), так и многокомпонентной (в состав входят алюминий, олово, кремний, железо, никель, свинец, марганец).

Латунный пруток производится из сплавов, химический состав которых регламентируется нормами ГОСТ 15527. Тянутый или прессованный пруток произведен по ГОСТ 2060-2006 и  вырабатывается из латуни марок Л63, ЛС63-3, ЛС59-1. Одним из самых распространенных  изделий из латуни в промышленности  является латунный пруток, который отличается высокой надежностью, эстетичным внешним видом и экологической безопасностью.

Разновидности латунных прутков:

По форме поперечного сечения латунные прутки делятся на:

  • круглые (К)
  • квадратные (КВ)
  • шестигранные (ШГ)
  • овальные

По состоянию сплава, латунные прутки бывают:

  • мягкие
  • полутвердые
  • твердые

Латунные прутки ЛС59-1 диаметром от 5 до 50 мм получают методом протяжки или волочения и как правило продаются в полутвердом состоянии, обозначаемым индексом «п/тв».

Основные  различия прутков марок  Л63 и ЛС59-1:

  • электропроводность  и теплопроводность одинаковы
  • пруток ЛС59-1 почти такой же прочный и твердый как и Л63. Хотя, если есть надрезы, прутки ЛС59-1 очень просто могут разрушиться при поперечной нагрузке
  • пруток из сплава ЛС59-1 удобен при обработке резанием. В ЛС59-1 есть свинец. При резке образуется совсем мелкая и сыпучая стружка, износ оборудования будет меньше
  • Л63 обрабатывать резанием труднее, чем ЛС59-1
  • токарная обработка прутков Л63 также возможна, просто получается несколько другая стружка
  • ЛС59-1 обладает хорошими антифрикционными характеристиками, применяется в подшипниках скольжения, которые работают при невысоких удельных давлениях и высоких скоростях

Латунные изделия способны достаточно долго прослужить в условиях агрессивной окружающей среды или при повышенной влажности, поэтому прутки латунные (особенно латунь-пруток ЛС59-1) широко применяются во многих отраслях производства.

Применение латунных прутков

Благодаря своим физическим  свойствам, латунные прутки могут  без труда обрабатываться  различными механическими способами: вести резку, фрезеровку, штамповку. Латунный пруток характеризуется высокой степенью коррозионной стойкости. Свойства латуни позволяют обрабатывать материал  как в горячем, так и в холодном состояниях, это приводит к тому, что все виды полуфабрикатов из латунного проката востребованы в машиностроении и приборостроении, судостроении, космической и авиационной промышленности, автомобилестроении.

Из латунного прутка производятся винты, гайки, болты, шестерни, фурнитура, газовые редукторы, детали запорной арматуры, детали электромеханических установок и поршневых машин. Широко применяется латунь и в часовой промышленности, как для изготовления мелких элементов, так и для производства деталей корпусов.

Надежные латунные трубы

Вряд ли найдется вид латунного проката, который имеет более широкий спектр применения, чем латунная труба. Ее используют для прокладки водопроводов, монтажа систем отопления, для изготовления различной сантехнической арматуры (муфты, гайки и т. п.). Она также применяется в судостроении, энергетике, химической промышленности, приборостроении. Для всех этих случаев наши специалисты предлагают латунные трубы разных размеров.

Данные изделия металлопроката имеют высокую прочность и устойчивость к агрессивным средам и коррозии, они легко обрабатываются (режутся, гнутся, сверлятся), что и обусловило их широкое распространение.

Для некоторых специфических отраслей требуется изготовление труб из латуни с особыми характеристиками (например, капиллярные трубки для теплообменников или трубки для манометрических приборов). Но для большинства задач можно использовать круглую латунную трубу общего назначения, технические условия изготовления которой изложены в ГОСТ 494-90. Согласно установленным стандартам, подобные изделия изготавливаются либо методом холодного проката, либо прессованием.

3 Как добавки изменяют свойства сплава – тонкости легирования

Латунь может иметь различные характеристики, в зависимости от того, какие элементы были добавлены в нее при выплавке. Причем каждый компонент вносит определенные свойства. Давайте рассмотрим, что получится при легировании латуни тем или иным элементом. Начнем с популярных, то есть свинцовых. По сути, Pb негативно влияет на прочностные качества медно-цинкового сплава, однако при этом повышается антифрикционное свойство латуни. Чтобы не сообщить слишком большую хрупкость латуни, свинец добавляют в количестве, не превышающем 3 %. Используются такие легированные сплавы для изготовления подшипников и различных втулок, подвергающихся трению.

Тонкости легирования

Добавление олова обеспечивает устойчивость к коррозии в самых агрессивных средах, спектр которых довольно широк. Причина – в изменении так называемой β-фазы металла, которая отвечает за хрупкость и уязвимость к коррозии. Как следствие, α-фаза, в которой сплав имеет высокую пластичность и прочность, получается более растянутой. Как уже было сказано, оловянная или, иначе, «морская» латунь применяется в судостроении, но также и для производства деталей, которые должны с высокой степенью надежности работать в агрессивных средах.

Железо – не особо подходящий элемент для легирования латуни и добавляется в нее только в комплексе с марганцем, зато такой состав в значительной степени повышает свои прочностные свойства. В итоге детали из этого сплава способны выдержать очень большие нагрузки, но детали из него изготавливают самых несложных форм (например, гребные винты и лопасти), поскольку обработке железисто-марганцевая латунь поддается плохо. Особенность отливок – их чаще всего делают массивными, для крупных конструкций. Также в СССР был разработан алюминиево-железистый сплав, легкий и очень прочный, из которого изготавливались детали для военной техники.

Алюминий, как несложно догадаться, увеличивает сопротивляемость латуни коррозии и в то же время делает сплав несколько более легким. Количество добавляемого Al зависит от того, какой способ обработки металла необходим. К примеру, при включении в сплав 4 % легирующего элемента он может подвергаться обработке давлением, а для отливок можно повысить содержание алюминия до 7 %. Как правило, из такой алюминиевой латуни выпускают трубы для судостроения, поскольку износостойкость ее очень высока в сравнении с медью, применяемой раньше в данной сфере. Если, помимо прочего, добавить никель, марганец и кремний, у сплава повысится показатель упругости.

Никель в значительной степени улучшает свойства латуни, в частности, ее электро- и теплопроводность, а также уменьшает зернистость структуры, повышая механические характеристики. Наличие этого элемента позволяет расширить α-фазу и даже полностью исключить β-фазу, благодаря чему устойчивость к коррозии становится чрезвычайно высокой. Из этого сплава производятся трубы, детали для морских судов, автомобилей, а также арматура, крепежи и всевозможные декоративные элементы.

Коррозионные свойства

Латуни обладают хорошей коррозионной стойкостью в атмосфере городской и сельской местности, а также в условиях морского климата. Латуни, содержащие менее 15 % Zn, по коррозионной стойкости близки к меди промышленной чистоты. Скорость коррозии латуней в атмосферных условиях не превышает 0,001мм/год.

Скорость коррозии латуней в пресной воде незначительна, и при температуре 20°С она составляет 0,0025—0,025 мм/год. По отношению к почве латуни обладают хорошей коррозионной стойкостью, к пищевым продуктам — нейтральны.

Под воздействием минеральных кислот (азотная, соляная) латуни интенсивно корродируют. Серная кислота действует на латуни значительно медленнее, однако в присутствии окислителей K2Cr2O7, Fe2(S04)3 скорость коррозии увеличивается на два порядка. Латуни весьма устойчивы в растворах щелочей (за исключением аммиака) и в концентрированных растворах нейтральных солей.

Механические свойства

Механические свойства латуней определяются свойствами фаз, химическим составом и структурой. Почность латуней возрастает при увеличении концентрации цинка. Почность достигает максимального значения двухфазной области α+β при 45…47 % цинка. Когда β’-фаза полностью заменяет α-фазу, прочность латуни быстро уменьшается благодаря высокой хрупкости β’-фазы. Увеличение количества цинка уменьшает модуль нормальной упругости E. Когда содержание цинка превышает предела растворимости в α-фазе, в структуре сплава выделяется β’-фаза, что резко понижает модуля упругости. β-латуни с β’-структурой малопластичны при комнатной температуре. Сплавы меди с содержанием цинка более 50 % не подвергаются холодной деформации, поэтому в производстве применяются α и α+β-латуни, а β-латуни используют для особых приложений, например, как основа сплавов с эффектом запоминания формы.

Теплопроводность λ и ω электропроводность меди уменьшается при легировании цинком, и при концентрации его в латунях более 20 % теплопроводность λ и ω электропроводность меди имеет величину не боле 40 % от соответствующих характеристик меди.

Однофазные латуни после отжига в мягком состоянии имеют σв = 24—38 кгс/мм2 и δ = 45—60%, а двухфазные — σв = 35—45кгс/мм2 и δ = 33—65% Прочность и твердость латуней существенно повышается холодной пластической деформацией до σв = 42—75кгс/мм2, при этом пластичность резко снижается δ = 3—10%.

Применение

Хорошие механические свойства, относительная дешевизна — эти достоинства обеспечили бывшему орихалку постоянный спрос.

Латунные сплавы используют в деталях, для которых важны:

  • пластичность;
  • деформируемость;
  • текучесть;
  • способность к обработке.

У современного орихалка приятный золотистый цвет. Ее используют в производстве фурнитуры, художественных изделий (кубков, значков, знаков отличия, орденов и медалей).

Однако к драгоценным металлам латунь не относится.

  1. Сплав нашел применение в изготовлении трубопроводов, деталей для морских судов.
  2. Незаменим в изготовлении приборов и деталей для химического производства.
  3. Зубчатые колеса, гайки, втулки, болты — везде необходима латунь.
  4. Применяется в гидросистемах автомобилей, полиграфических матрицах, деталях механических часов.
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

Литейные латуни

Марка Область применения
ЛЦ16К4 Детали арматуры
ЛЦ23А6ЖЗМц2 Массивные червячные винты, гайки нажимных винтов
ЛЦЗОАЗ Коррозионно-стойкие детали
ЛЦ40С Литые детали арматуры, втулки, сепараторы, подшипники
ЛЦ40МцЗЖ Детали ответственного назначения, работающие при температуре до 300 °C
ЛЦ25С2 Штуцера гидросистемы автомобилей

Ювелирные сплавы

Латунная игральная кость, рядом цинк и слиток меди.

Ювелирные сплавы
Вид обработки Цвет Наименование сплава
литьё жёлтый Латунь в гранулах M67/33
литьё зелёный Латунь в гранулах M60/40
литьё золотой Латунь в гранулах M75/25
литьё жёлтый Латунь в гранулах M90

Влияние легирующих элементов на фазовые границы. Коэффициенты Гийе

Легирующие элементы в многокомпонентных латунях смещают границы между фазовыми областями α и α+β (39 % Zn) при темперетурах от 450°С и ниже в двойной системе Cu-Zn . Границы двухфазной области α+β’ в системе Cu-Zn почти на меняют полжения при понижении температуры. Положение границы α/(α+β’) при 450°С соответствует 39% концентрация Zn, а межфазной границы (α+β’)/ β’ — 46% Zn. По положению этих границ оценивают фазовый состава многокомпонентных латуней.
Для этого вводят коэффициент Гийе замены цинка в формулу латуни. Гийе установил, что влияние легирующих элементов на фазовый состав аналогично увеличению или уменьшению концентрации цинка. Коэффициент Гийе показывает, какому содержанию цинка соответствует 1%по массе легирующего элемента степени изменения на фазового состава латуни.

2 Особенности маркировки латуни – что означают буквы и цифры?

В первую очередь следует отметить, что основу любой марки сплава составляет буква Л, которая, собственно, означает первый символ наименования Латуни. Далее обычно следуют цифры, которые указывают на количество содержащейся в составе меди. К примеру, Л65 будет означать, что в сплаве присутствует 65 % Cu, а на цинк приходится 35 %, если нет дополнительных элементов. Впрочем, присутствие других добавок в составе латуни также обязательно будет отмечено в маркировке. В зависимости от того, какой компонент будет добавлен в наибольшем количестве, латунь будет называться по данному элементу. То есть, если в состав включили Pb, сплав называют свинцовым, если Al – алюминиевым, и так далее.

Многокомпонентные сплавы

Теперь рассмотрим маркировки многокомпонентных сплавов, которые в передней части имеют ряд букв и только затем соответствующее количество цифр. В частности, возьмем в качестве примера такой вариант, как ЛАЖМц66-6-3-2. Здесь все элементы перечислены по первым буквам в их названиях, и нетрудно догадаться, что в составе присутствуют кроме латуни алюминий, железо и марганец. Цифры указывают на их количество в процентах, то есть на 66 частей латуни приходится 6 % алюминия, 3 % железа и 2 % марганца. Таким образом, перед нами маркировка алюминиевой латуни. Далее можно высчитать и количество цинка, которого в сплаве содержится 23 %.

Предложения из соседних регионов

Полоса латунь Л68

от 20/1.5 до 180/8 мм. по ГОСТ 2208-2007, 4442-2014, 5362-78. ГОСТ: ГОСТ 2208-2007; Марка латуни: Л68. для машиностроения, полиграфии, электротехники.

361 648руб./т.

доставка в г. Москва
из г. Нижний Новгород

Ещё 60 предложений

Лента латунная Л68 0,8 х 300
Уточнить цену вы можете у менеджеров отдела продаж по телефонам, или направив запрос на электронную почту. Доставка осуществляется со склада авто и ж/д транспортом по России и в страны СНГ. Условия поставки зависят от объемов отгрузок, возможности предоплаты и продолжительности нашего сотрудничества. Данный прайс-лист носит исключительно…

485 163руб./т.

доставка в г. Москва
из г. 
Ярославль 

Ещё 1 предложение

Лист латунный 1 х 600 х 1500 Л68
Уточнить цену вы можете у менеджеров отдела продаж по телефонам, или направив запрос на электронную почту. Доставка осуществляется со склада авто и ж/д транспортом по России и в страны СНГ. Условия поставки зависят от объемов отгрузок, возможности предоплаты и продолжительности нашего сотрудничества. Данный прайс-лист носит исключительно…

485 163руб./т.

доставка в г. Москва
из г. 
Дзержинск 

Ещё 1 предложение

Лист латунный 2 мм Л68
Товар на складе. Осуществляем доставку по России и странам СНГ. Окончательная цена зависит от объема закупки и условий оплаты. Данная информация о товаре, о его цене и наличии, носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской…

313руб./кг.

доставка в г. Москва
из г. 
Липецк 

Ещё 7 предложений

Круг латунный 80 мм Л68
Товар на складе. Осуществляем доставку по России и странам СНГ. Окончательная цена зависит от объема закупки и условий оплаты. Данная информация о товаре, о его цене и наличии, носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской…

483руб./кг.

доставка в г. Москва
из г. 
Тула 

Ещё 7 предложений

Круг латунный 90 мм Л68
Товар на складе. Осуществляем доставку по России и странам СНГ. Окончательная цена зависит от объема закупки и условий оплаты. Данная информация о товаре, о его цене и наличии, носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской…

483руб./кг.

доставка в г. Москва
из г. 
Рязань 

Ещё 7 предложений

Лента латунная 0,8х300 Л68
Товар на складе. Осуществляем доставку по России и странам СНГ. Окончательная цена зависит от объема закупки и условий оплаты. Данная информация о товаре, о его цене и наличии, носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской…

633руб./кг.

доставка в г. Москва
из г. 
Тверь 

Ещё 7 предложений

Свойства

Латунь — соединение цветных металлов.

Сплавы по содержанию Zn делят на альфа-латуни  и альфа+бета-латуни (однофазные и двухфазная).

Часто структура латуни состоит из обеих фаз.

Характеристики:

  1. Тепло- и электропроводность металлического «союза» уступают меди.
  2. Устойчивость к коррозии средняя между этим показателем у составляющих твердого расплава.
  3. Имеет высокие технологические свойства.
  4. Латуни довольно дешевы, потому и спрос велик.
Теплопроводность 121 Вт/(м·K)
Плотность 8921 кг/м³ и 7140 кг/м³
Температура плавления 932 °C
Кристаллическая система кубическая сингония
Коэффициент Пуассона 0,37
Модуль Юнга 115 ± 20 ГПа, 100 ГПа и 130 ГПа
Модуль Юнга при сжатии 50 ГПа

Химический состав определяет свойства:

  1. Поверхность изделий покрываются оксидной пленкой (темнеет).
  2. Однофазные сплавы отличает высокая эластичность.
  3. Двухфазные славятся прочностью.

Важно: латунь — это не бронза.

Общие характеристики стали

Металлурги определяют условие существования стали – это наличие в составе механической смеси железа и углерода не более 2,14 % С, Сплавы, имеющие большую концентрацию, называют чугунами.

Из всех металлов наиболее привлекательными свойствами обладает именно сплав железа и углерода. Этот материал используется для изготовления:

  • корпусов транспортных средств, трансмиссии и силовых агрегатов;
  • металлокаркасов, арматуры и иных систем, обеспечивающих прочность строений;
  • инструмента, узлов машин и механизмов.

Универсальность использования стали объясняется широкими возможностями в регулировании свойств. Их можно скорректировать так, чтобы приспособить для создания устройств, выполняющих разные задачи. Даже самое лучшее оружие изготавливается с использованием этого универсального металла.

На сегодняшний день разработаны несколько тысяч вариантов сталей. Но в реальной практике чаще используют около десятка основных типов, остальные созданы для решения специальных задач. Ими пользуются довольно редко.

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.

Металлопрокат

Трубы по ГОСТ 494 из ЛС59-1 производятся прессованием. Кроме того широкий ассортимент продукции из этого материала производится по ГОСТ. Так как сплав имеет невысокие механические показатели для обработки давлением, хотя его и принято считать обрабатываемым давлением, из него изготавливают трубы по методы непрерывного литья. И стоимость их значительно ниже прессованных.

Холодно деформированная проволока общего назначения выпускается по ГОСТ 1066, и имеет квадратное, круглое или шестигранное сечение.

Нагартованные листы ЛС59-1 имеют высокую твёрдость и износостойкость, и как было сказано выше, применяются в станкостроении. Это один из наиболее популярных видов листового проката из латуни. Кроме того из ЛС59-1 выпускают листы в мягком, полутвёрдом, твёрдом состоянии.

Наибольшее применение обрели прутки ЛС59-1 шестигранной и квадратной формы. Это очень недорогой вид проката, который легко резать, и кроме того он имеет прочные рёбра. Благодаря этому, при минимальных затратах из прутков можно производить всевозможные мелкие и крупные детали с хорошими антифрикционными свойствами. Из этого сплава выпускаются тянутые и прессованные прутки в твёрдом, мягком или полутвёрдом состояниях.

Латуни. Общая характеристика, классификация

Латунь — это двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим элементом является цинк, иногда с добавлением олова, никеля, свинца, марганца, железа и других элементов [].
Латунь выплавляли ещё до н. э., причём до конца 18 в. её получали плавкой меди с цинковой рудой, смешанной с древесным углём.
Лишь в 19 в. этот способ был повсеместно вытеснен прямым сплавлением меди с цинком.
Благодаря хорошей обрабатываемости давлением в горячем и холодном состояниях, высоким механическим свойствам, красивому цвету и сравнительной дешевизне латуни — самые распространённые из медных сплавов.
Из них получают листы, ленты, прутки, трубы, проволоку (деформируемые латуни), а также отливки (литейные латуни).
При увеличении содержания цинка цвет латуни изменяется от красноватого до светло-желтого.
На рисунке 1.1 представлена диаграмма состояния сплава Cu – Zn [].

Рисунок 1.1 – Диаграмма состояния системы Cu – Zn

Предельная растворимость цинка в меди составляет 39%.
С понижением температуры от 902 до 454°С предельная растворимость цинка в меди повышается, а при дальнейшем ее снижении, по данным ряда авторов, может снижаться примерно до 30-32%.
Поэтому латуни, содержащие до 39% цинка, теоретически имеют структуру, состоящую только из кристаллов твердого раствора α .
Такие латуни называют однофазными, или α -латунями. Однако, в реальных условиях уже при содержании цинка около 30% в структуре латуни появляются кристаллы второй фазы (β‘-фазы).
При превышении предельной растворимости цинка в меди латуни становятся двухфазными, или ( β + β‘ )-латунями.
β‘-фаза является весьма прочной, но хрупкой [].

Состав специальных латуней

В специальные, многокомпонентные латуни к основному легирующему элементу цинку для улучшения свойств сплава добавляют алюминий, марганец, железо, никель, кремний, Ni, Si, Sn, Pb, As. В состав сплава вводят один или несколько перечисленных элементов совместно. Содержание каждого элемента не превышает 1—3 %.

Для чего в медно-цинковые сплавы — латуни вводят помимо цинка другие легирующие элементы:

  1. повышение механических (прочностных) свойств;
  2. улучшение коррозионной стойкости;
  3. повышение стойкости при кавитации, антифрикционных свойств, обрабатываемости резанием

Легирующие элементы Al, Sn, Si, Mn, Ni растворяются в α и β фазах латуней, повышают прочность и твердость латуни, но уменьшают пластичность и вязкость. Алюминий и олово сильнее упрочняют латуни, чем кремний и марганец. Свинец снижает прочность латуней. Комплексное легирование несколькими элементами наибольше упрочняет медно-цинковые сплавы, но уменьшает относительное удлинение по сравнению с двойными сплавами системы Cu-Zn. Добавки железа и марганца до 2—3 %, которые повышают пластичность специальных латуней. Комплексное легирование латуней сохраняет хорошую обрабатываемость давлением при высоких температурах и несколько худшую при низких. Легирующие элементы Al, Mn, Si, Ni увеличивают коррозионную стойкость латуней, а никель повышает стойкость к коррозионному растрескиванию.

Ферромагнитная фаза с железом γFe кристализируется в специальных латунях ЛАЖ-1-1 и ЛЖМц59-1-1 и создает дополнительные центры кристаллизации. Такие сплавы образуют мелкозернистую литую структуру. Частицы γFe-фазы препятствуют росту зерна при рекристаллизационном отжиге после пластической деформаци. Это свойство используют для получения мелкозернистой структуры деформированных полуфабрикатов.

Пайка и сварка

Латуни очень хорошо паяются мягкими припоями. Перед пайкой производят зачистку паяемой поверхности либо шлифованием, либо травлением в кислоте. В качестве припоя предпочтительно применять сплавы, содержащие около 60%олова. Сурьмы сильно реагирует с цинком, поэтому ее концентрацию ограничивают 0,25—0,5%. Хлоридные флюсы рекомендуются для пайки в первую очередь.

Для однофазных α-латуней хороший результат дают твердые припои: серебряные, медно-фосфористыми. Паяемость α+β-латуней твердыми припоями несколько хуже, чем мягкими. Пайку латуней медно-фосфористыми припоями проводят без флюсов, так как при этом происходит самофлюсование. При пайке латуней другими твердыми припоями необходимо применять соответствующие флюсы.

По свариваемости латуни несколько уступают меди. Для получения неразъемных соединений применяют следующие виды сварки: дуговая с угольным электродом, дуговая с расходуемым электродом, дуговая с вольфрамовым (нерасходуемым) электродом в среде защитного газа (аргона, гелия), кислородо-ацитиленовая сварка, электрическая контактная сварка (точечная, роликовая, стыковая) и др.

Высокое содержание цинка в латунях затрудняет дуговую сварку из-за его испарения, поэтому присадочные материалы должны содержать относительно небольшие количества цинка. Сварка угольным электродом латуней, содержащих 15—30% Zn, лучше всею ведется с помощью присадочного материала из сплава Cu + 3%Si .
Дуговая сварка латуней вольфрамовым электродом в среде инертного газа осложняется выделением паров оксида цинка, которые подавляют действие дуги. Поэтому сварку следует вести при больших скоростях.

Влияние примесей на свойства

Примеси не являются основными легирующими элементами простых латуней, но они влияют на свойства сплавов. Получить сплав без примесных атомов практически невозможно, т. к. посторонние элементы содержатся в сырье для производства меди и цинка. Сверхчистые металлы имеют высокую стоимость и их применение узкоспециализированно и не оправдано для массового производства. Количество примесей контролируется стандартами, что гарантирует механические и технологические свойства марочных сплавов меди.

Отрицательно влияют на свойства латуней легкоплавкие примеси, которые ограниченно растворяются в медно-цинковых сплавах. Легкоплавкие включения в составе латуни выделяются по границам зерен и ухудшают пластические свойства при горячей деформации. Однофазные α-латуни наиболее чувствительны к таким примесям.

Примеси, которые не образуют самостоятельных фаз, не влияют отрицательно на механические и технологические свойства латуней.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector