Латунь: що це таке, склад і властивості сплаву, сфери його застосування

Латунь — це металевий сплав на основі міді (Cu) і цинку (Zn), в який можуть додаватися нікель, свинець, олово, алюміній, марганець. Залежно від складу сплаву набуває різні властивості і кольори.

Незважаючи на відкриття цинку, який є головним компонентом латуні, лише в XVI столітті, вона була відома людині і до нашої ери. Наприклад, римляни сплавляли мідь з галмея (цинкової рудою) і робили зі сплаву різні прикраси і тонкостінний посуд.

Виробництво сплаву поширилося і на середню Азію, звідки вироби потрапляли на Русь, де так само оцінили міцність і блиск матеріалу. І тільки після відкриття цинку в 1746 році стало можливим поява латуні в звичному для сучасної людини вигляді. сталося це 13 липня 1781 року, коли Джеймс Емерсон зареєстрував відповідний патент, тому говорять, що латунь була відкрита 2 рази.

склад латуні

Класичною формулою латуні є співвідношення міді і цинку як 1: 2. Саме таке співвідношення згадується ще на рубежі XIX і XX століть в енциклопедичному словнику Брокгауза і Ефрона. В сучасних умовах кількість доданого в мідь цинку може бути значно менше, але, як правило, не перевищує 30%, за винятком технічних сплавів, в яких допускається наявність і 50% цинку. Чим більше цинку додається, тим нижче вартість підсумкового матеріалу, так як цинк сам по собі дешевше міді.

По складу сплаву розрізняють:

  • Двокомпонентні, формула яких є досить простий і являє собою поєднання міді та цинку в різних пропорціях. Такий сплав, відповідно до ГОСТ, маркується літерою «Л», за якою слідує цифра, що позначає процентний вміст міді. Наприклад, «Л80», тобто сплав складається з 80% міді і 20% цинку.
  • Багатокомпонентні, що містять додаткові елементи, які називають легуючими, наприклад, олово, свинець, алюміній і ін. Маркування таких сплавів залежить від знаходяться в їх складі елементів, причому підрахунок кількості цинку проводиться шляхом вирахування з 100% частки інших елементів. Наприклад, латунний сплав, що складається з 63% міді, 3% свинцю і 34% цинку, буде виглядати як «ЛС63-3».

Залежно від вмісту цинку в латунном сплаві, виділяють:

  • Червону, вміст цинку в якій знаходиться в межах 5-20%
  • Жовту, що містить більше 20% цинку

властивості латуні

Температура плавлення латуні становить 880-950 ° C, причому, чим вищий вміст цинку, тим нижче буде температура плавлення. Вона відмінно піддається обробці тиском, має високі механічні властивості, непогану стійкість до корозії. Однак, наприклад, бронза виграє у латуні в міцності і корозійної стійкості. А також вона нестійка в морській воді, вуглекислих розчинах і в органічних кислотах. Неприємну властивість сплаву є його потемніння на відкритому повітрі, для запобігання цьому латунні вироби покривають лаком. Латунні деталі не втрачають пластичність при зниженні температури, що робить їх гарним конструкційним матеріалом.

Латунь і мідь дуже схожі зовні, і непрофесіоналові буде складно розмежувати їх. Перша має підвищену твердість і зносостійкість, але є менш тугоплавкой. При цьому латунний сплав значно зручніше в обробці за рахунок високої ковкості і в’язкості. Він перевершує мідь і по корозійної стійкості, причому більш висока температура підвищує швидкість утворення корозії, джерелом якої можуть стати висока вологість, підвищений вміст аміаку і сірчистого газу в повітрі. Для її попередження латунні вироби підлягають випалу при низьких температурах після обробки.

Властивості окремих видів латуні

Деформуємі латуні — такі сплави, в яких вміст цинку менше 10%, їх ще називають томпак. Томпак пластичний, не іржавіє і має низьку силою тертя. Томпак добре зварюється зі сталлю і має золотистий відтінок.

Ливарна латунь призначена для створення виробів шляхом лиття. Зміст міді в ній варіюється від 50 до 80%. Такий сплав не схильний до іржі, не схильний до деформації у вигляді тертя з іншими матеріалами, добре чинить опір силовому зовнішнього впливу (високі механічні властивості), не має схильності до розпаду. А також, завдяки рідкому стану, метал зручний в обробці, що дозволяє залити його в будь-яку форму.

автоматна латунь — сплав, обов’язковим елементом якого є свинець, що дозволяє отримувати коротку стружку при обробці вироби в автоматизованому режимі, що знижує знос розділяє механізму, підвищуючи швидкість роботи.

Вплив легуючих елементів на властивості сплаву

легуючий елемент — такий елемент, який додається в метал, для зміни його структури і хімічного складу.

  • За рахунок алюмінію досягається зниження летючості сплаву, так як на поверхні розплавленої латуні з’являється захисний шар з оксиду алюмінію.
  • Магній використовують, як правило, в поєднанні з залізом і алюмінієм для досягнення підвищеної міцності і корозійної стійкості вироби.
  • Нікель захищає метал від негативного впливу процесів окислення
  • Свинець є найпоширенішим легирующим елементом, який підвищує пластичність і гнучкість, а також якість різання металу.
  • Кремній впливає на міцність і твердість сплаву, а в поєднанні зі свинцем підвищує антифрикційні властивості, що робить такий сплав конкурентним навіть з олов’яної бронзою.
  • Додавання олова обумовлено використанням латуні в морській воді, так як воно підвищує міцність і антикорозійні металу.

застосування латуні

Сплав є одним з найбільш найбільш використовуваних в світі, його навіть називають вічним металом, так як він практично не піддається зносу. Двокомпонентні сплави, що містять до 20% цинку, застосовуються для створення змійовиків, запчастин для машин, теплової апаратури. Сполуки, що містять до 40% цинку, йдуть, наприклад, на створення фурнітури, штампованих виробів. Використання багатокомпонентних латуней значно ширше. Вони використовуються при створенні труб, кораблів, літальних апаратів, годин, пружин і т. Д.

З томпаку виготовляють всілякі знаки відмінності і художні вироби. різного роду арматура, сепаратори, підшипники, вироби, стійкі до іржі виготовляють з ливарної латуні. Застосування автоматної латуні проявляється в створенні кріпильних виробів (гайок, болтів, гвинтів, саморізів і т. Д.), На які нарізаються латунні листи, смуги, прутки.

Латунь, властивістю якої є непідвладність магнітному тяжінню, використовується для створення компасів. За рахунок високої теплоємності ще в царській Росії з латуні робили самовари, які й донині виготовляються з цього матеріалу. Виготовляються з неї і предмети церковного вжитку. Незважаючи на низьку собівартість, сплав використовується для створення престижних речей, наприклад, популярних запальничок Zippo, корпуси яких виробляються з латуні з подальшим напиленням на них інших металів різного кольору.

Латунь в ювелірній справі

Застосування латунний сплав знайшов і в ювелірній справі. Ювеліри виділяють жовту (середній вміст цинку), золотисту (низький вміст цинку), і зелену латунь (високий вміст цинку). Якщо сплав складається на 15% з цинку і на 5% з алюмінію, то він максимально нагадує золото, а завдяки відмінній податливості полірування хороший майстер зможе зробити прикраса, яке неспеціаліст ніколи не зможе відрізнити від золотого виробу. Цей факт відомий і шахраям, які підробляють золото. Для очищення подібних прикрас використовується щавлева кислота.

сплави, марковані «Л62» і «Л68», є матеріалом, на якому навчаються початківці ювеліри, так як за своїми механічними характеристиками він максимально наближений до золота.

Ссылка на основную публикацию