Латунь – свойства, особенности и сферы применения сплава

Латунь двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим компонентом является цинк, иногда с добавлением олова (меньшим, чем цинка, иначе получится традиционная оловянная бронза), никеля, свинца, марганца, железа и других элементов. По металлургической классификации к бронзам не относится.

Латунь является одним из самых востребованных и широко применяемых материалов.

Сплав бывает разных оттенков – от темно-желтого до желто-красного, золотистого, белого, и даже зеленоватого. Какой цвет приобретет сплав зависит от процента добавок. Латунь характеризуется прочностью, пластичностью, хорошей жидкотекучестью, коррозийной стойкостью, незначительной усадкой, а также она хорошо поддается любым видам обработки.

Латунь — двойной или многокомпонентный сплав на основе меди легированный цинком

Латунь – коррозиестойкий сплав цинка и меди, сочетающий в себе высокую прочность с хорошей обрабатываемостью. Медь представляет собой основу латуни, определяющую базовые свойства. Цинк – легирующий компонент, процентное содержание которого может достигать 49%. В составе могут присутствовать и другие легирующие элементы, но их массовая доля обычно составляет не более 1,5%. Латунные сплавы имеют ярко желтый цвет, меняющийся в зависимости от процентного соотношения основных компонентов.
Удачное сочетание характеристик делает латунь оптимальным выбором для изготовления труб, профилей, водопроводной арматуры, деталей некоторых механизмов и других элементов, для которых важна хорошая коррозиестойкость в сочетании с прочностью. Характерной особенностью производственного процесса является то, что порядка половины всего используемого цинка поступает с утилизационных предприятий. Поверхность латунных изделий легко поддается полировке, но темнеет со временем под воздействием воздуха, поэтому часто покрывается лаком или подвергается никелированию.

Типы латуней

Принято выделять латуни однофазные или так называемые латуни альфа-типа, содержащие до 30-35% цинка, и двухфазные разновидности альфа-бета типа с большим (до 47-50 %), чем в однофазных, содержанием основного легирующего компонента. Однофазные латуни более пластичны, с увеличением же добавок возрастает прочность латуни, но существенно снижается ее пластичность.

Двухфазные латунные сплавы существенно менее пластичны, чем однофазные. Такое изменение свойств в связи с изменением состава объясняется тем, что при увеличении числа легирующих добавок неизменно меняется и структура сплава. При этом прочность двухфазных латунных разновидностей существенно выше, чем у однофазных. Двухфазные латунные сплавы могут содержать до 6% свинца в качестве дополнительной легирующей добавки.

Латунные сплавы с относительно невысоким содержанием цинка до 10% принято называть томпаками, при содержании цинка 10-20% – полутомпаками.

Химический состав латуни

Латунь по своему химическому составу близка к бронзе, и латунь, и бронза имеют в своей основе медь. Существенное отличие заключается в том, что основным легирующим компонентом в латунных сплавах является цинк, содержание которого может достигать 45%.

Рассмотрим подробнее свойства основных компонентов латуни.

Zn (цинк) элемент таблицы Менделеева, атомный номер 30. Элемент относится к побочной подгруппе 2 группы IV периода. Металл является переходным, для него характерно такое свойство, как проявление в атомах электронов на d- и f-орбиталях. Металл имеет светло-голубой оттенок, который на воздухе темнеет, покрываясь оксидной пленкой.

Cu – основной компонент сплава. Элемент относится к 11 группе IV периода периодической системы Менделеева и имеет атомный номер 29. Металл как и цинк является переходным. У металла красивый желтовато-золотистый цвет. При образовании оксидной пленки медь приобретает красноватый оттенок.

Как говорилось выше, латунь может иметь структуру, которая состоит из альфа-фазы или из альфа-бета фазы.

В качестве легирующих компонентов латунь может включать в себя:

• Mn для повышения прочности сплавов, в том числе и антикоррозионной. Дополнительное введение помимо Mn еще Al, Sn, Fe усиливает прочностные и антикоррозионные характеристики металла.
• Sn для повышения устойчивости к соленой воде. Такие латунные сплавы приобрели «негласное» название – морская латунь и широко применяются в местах контакта с морской водой.
• Ni придает соединению высокие прочностные характеристики и также повышает антикоррозионные свойства.
• Pb применяется в том случае, если латунная деталь будет подвергаться резке. Этот элемент делает металл более податливым при механической обработке. Латуни, легированные свинцом называют автоматными.
• Si необходим для усиления антифрикционных характеристик сплава, что позволяет спокойно использовать его наряду с бронзой в некоторых технологических узлах, подшипниках и пр. Но, стоит отметить, что кремний существенно снижает твердость и прочность латунных изделий.

В таблице ниже приведены химические составы некоторых марок латунных сплавов. По таблице видно, что все марки имеют разный состав, содержание меди в некоторых марках может достигать 91%.

Свойства латуни в зависимости от процентного соотношения компонентов, температуры нагрева

При изменении процентного соотношения компонентов твердого раствора, введении дополнительных легирующих элементов меняются и свойства получаемого металла.

Попробуем проследить, как меняются свойства металла при изменении содержания Zn:

• При содержании цинка менее или равном 30% увеличиваются твердость и эластичность металла.
• При дальнейшем увеличении содержания цинка эластичность начинает снижаться в связи с уплотнением альфа-раствора. Твердость при этом увеличивается.
• Но при достижении содержания цинка 45% твердость тоже падает.

За счет своей эластичности латуни хорошо обрабатываются давлением. Особенно это относится к однофазным сплавам. Температурный режим для изменения формы не должен попадать в диапазон 300-700°C, это «хрупкая зона» металла. Альфа-бета разновидности проявляют повышенную пластичность при увеличении температуры нагрева выше 700°C.

Таким образом, содержание химических элементов в металле напрямую влияет на его технологические параметры, свойства. Альфа-латунные сплавы отличаются повышенной пластичностью, альфа-бета разновидности – прочные и крепкие, но они не подходят для деформационной обработки. Латунный сплав обладает повышенной устойчивостью к коррозии и морской воде за счет добавления легирующих компонентов, что позволяет использовать его в участках постоянного воздействия агрессивных сред.

Зависимость характеристик от состава латуни

Свойства латуни напрямую определяются массовыми долями основных компонентов. При доле цинка до 35% латунь имеет однофазную структуру (альфа-фаза), для которой характерна высокая пластичность в широком температурном диапазоне. При большей доле цинка латунные сплавы приобретают двухфазную структуру и в естественных температурных условиях становятся достаточно хрупкими.

В продаже представлены двухкомпонентные марки, состоящие только из цинка и меди, и многокомпонентные – легированные дополнительными химическими элементами, модифицирующими их свойства. Дополнительные легирующие компоненты позволяют менять отдельные характеристики, такие как прочность, вязкость, пластичность и прочее.

• Сетка латунная
• Латунный квадрат
• Латунные листы Л63
• Латунные листы ЛС59-1
• Латунные ленты
• Латунные прутки Л63
• Латунная проволока Л63
• Латунные трубы Л63
• Латунные шестигранные прутки ЛС59-1
• Латунные шестигранные прутки Л63
• Латунные круглые прутки ЛС59-1
• Латунная проволока ЛС59-1
• Латунные трубы Л68

Разновидности латунного металлопроката

Основные разновидности латунного металлопроката сводятся к следующему:

• латунные прутки – длинные детали с круглым, квадратным, прямоугольным сечением;
• латунные плиты – плоские заготовки толщиной 2,5 см и больше;
• латунная проволока для электротехники и прочих отраслей промышленности;
• латунная труба для проведения линий коммуникаций;
• латунные круги для изготовления станков, приборостроения и пр.;
• латунные листы для разных отраслей промышленности и пр.

Для каждого типа латунного металлопроката необходим металл определенной марки со строго регламентированным химическим составом.

Марки латуни

• Л63 – плохо обрабатывается механическими методами, используется для изготовления гаек, болтов, деталей машин и элементов теплотехники;
• ЛС59-1 – хорошо обрабатывается, применяется для изготовления гаек, болтов, зубчатых колес и втулок.

Первая марка представляет собой двухкомпонентный сплав с массовой долей цинка до 37%. Во втором содержание цинка достигает 40%, но, несмотря на это, он пластичнее и технологичнее благодаря дополнительному легированию свинцом.

Технологичность латуни

Металлы на основе меди и цинка хорошо поддаются механической обработке, благодаря чему из заготовок и предварительных отливок можно вытачивать любые детали. Кроме того, они хорошо поддаются пайке.

Основным недостатком можно назвать склонность к растрескиванию латуни с повышенным содержанием цинка (более 20%), особенно при использовании во влажной среде и при наличии паров аммиака. Первым признаком снижения прочности латунного металлопроката является потеря естественного цвета, постепенно ухудшаются и другие свойства.

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

Литейные латуни

Способы улучшения характеристик латунных сплавов

Значительно снизить хрупкость сплава можно при помощи отжига, осуществляемого в температурном диапазоне 240-260 °C. В процессе термической обработки улучшаются прочностные показатели материала, и устраняется остаточное напряжение. Основным способом влияния на эксплуатационные характеристики (прочность, плотность, пластичность, цвет и прочие) является введение легирующих компонентов.

Чистый сплав цинка и меди называется двухкомпонентным, если в составе присутствуют легирующие элементы – многокомпонентным. Чаще всего в качестве легирующих добавок выступает свинец, кремний, никель, железо, олово и марганец. Их процентное содержание обычно невелико (до 1-1,5%), но характеристики меняются кардинально. Если превысить норму, то качество латунного металлопроката может значительно ухудшиться.

Введение кремния и свинца позволяет улучшить прочностные и антифрикционные характеристики латуни, благодаря чему значительно возрастает износостойкость изготовленных из него механических деталей. Если массовая доля кремния превысит технические нормативы, характеристики латуни могут резко ухудшиться. Также свинец и кремний при соблюдении пропорций позволяют улучшить эстетические свойства материала.

Олово, алюминий и марганец повышают приспособляемость к растяжению, а добавление железа с марганцем позволяет увеличить показатель относительного удлинения. Здесь важно отметить, что все остальные легирующие добавки действуют на показатель удлинения отрицательно.

Для повышения антикоррозионных свойств в латунные сплавы добавляют никель, олово, марганец и алюминий. Добавление никеля позволяет избавиться от растрескивания в условиях повышенной влажности. Дополнительный положительный эффект от легирования оловом заключается в повышении прочности, плотности и стойкости к морской воде, а также соляным туманам. Поэтому такие материалы используются в приборах, предназначенных для судоходства.

Легирование свинцом повышает пластичность и технологичность, благодаря чему латунь легче поддается механической резке. При обработке на токарном станке заготовки не растрескиваются. Стружка получается мелкой, а поверхность – практически идеально гладкой, благодаря чему готовая деталь не нуждается в финишной обработке.

Мышьяк в качестве легирующего компонента для сплавов цинка и меди применяется редко. Обычно легированные им детали применяются для работы в агрессивных химических средах. Если одновременно с мышьяком в сплав добавляется железо и никель, стойкость готового изделия значительно возрастает, и оно может работать в контакте со слабыми растворами щелочей и кислот.

Характеристики

Единых базовых параметров латунного сплава не существует. Однако материал без проблем обрабатывается прессованием и механическим воздействием, с хорошей сопротивляемостью коррозии.

Особенности

Единого значения плотности, температуры плавления, порога тепло-, электропроводности латуни не существует. Параметры определяются количеством и долей элементов.

Чем «богаче» состав, тем больше вариаций:

• По сравнению с бронзой, латуни быстрее истираются, менее прочны. Хуже пропускают ток и тепло.
• Не так устойчивы к коррозии и агрессивным средам (морская вода, растворенные органические кислоты). Хотя по этому признаку превосходят чистую медь.
• При взаимодействии с кислотой латунь бледнеет до обесцвечивания. В месте попадания капли агрессивного раствора пузырится.

По данному химическому свойству ее легко отличить от золота. С ним ничего не случается.

• В диапазоне 212-624°С структура латуни разрушается: материал рассыпается.

Скорость коррозии растет с увеличением температуры. Этот феномен нейтрализуется финальным этапом обработки: изделия обжигаются при низких температурах.

Влияние лигатур на свойства сплава

Недостатки материала сглаживаются добавлением лигатур. Попутно легирующие элементы усиливают достоинства:

• Олово, никель, марганец в разы повышают порог прочности и коррозионной сопротивляемости сплава.
• Кремний прочность и твердость снижает. Однако сварщику работать с таким материалом легче.
• Свинец также ухудшает утилитарные характеристики, но облегчает резку.
• Алюминий создает на расплаве защитную пленку-оксид, тормозя «улетание» цинка во время плавки.

Влияние лигатур отражают неофициальные названия сплавов металла. Так, оловянные латуни именуют морскими. Свинцовые – автоматными, поскольку обработка ведется на станках-автоматах.

Свинцовые сплавы – самые востребованные среди латуней.

Кремниево-свинцовый материал малоистираем. Ценится как дублер дорогостоящих бронз.

Литейные сплавы латуни

Выделяют два основных вида латунных сплавов массового потребления: литейные и деформируемые (в отдельную группу выделяют также ювелирные). Характеристики и технологии обработки литейных латуней описываются в ГОСТ 17711. Для материалов данного типа характерна повышенная плотность, сниженное содержание газов и хорошая коррозионная стойкость. Благодаря частичному испарению цинка в процессе литья металл хорошо раскисляется, но этот процесс важно контролировать, чтобы характеристики готового изделия соответствовали расчетным значениям.

Для литейных латуней характерна пониженная ликвация (неоднородность, возникающая в процессе литья и кристаллизации), повышенная текучесть расплава и незначительный коэффициент усадки. По механическим характеристикам готовые детали из такого металла похожи на изделия из алюминиевых и оловянных бронз, при этом их себестоимость существенно ниже за счет более простой технологии получения.

Разумеется, литейные латунные сплавы имеют и определенные недостатки. Так при кристаллизации на поверхности изделий могут образовываться достаточно крупные раковины, приводящие к значительному проценту брака. Также важно учитывать, что из-за испарения цинка плавку необходимо осуществлять с применением специальных флюсов.

Применение латуни

Латунь является универсальным материалом, поэтому нашла широкое применение во многих сферах. Материал, который обладает высокой стойкостью к коррозии, активно используют в машиностроении и судостроении. Также она служит материалом для изготовления сосудов, застежек, наугольников для украшения книг, нательных крестиков и воинских знаков отличия: орденов и медалей. Латунь востребована в производстве труб, кранов, муфт, арматур, и прочих деталей, которые востребованы в сантехнике. Даже при создании ювелирных изделий используют латунь.

Деформируемые сплавы латуни

Данная категория сплавов цинка и меди обрабатывается давлением. Характеристики и технология работы с ними регламентируется стандартом ГОСТ 15527. Поставляются они в виде металлопроката и заготовок для последующей обработки и изготовления деталей необходимой формы. Дополнительно выделяют две категории медно-цинковых сплавов: двойные (двухкомпонентные) и специальные (многокомпонентные). К деформируемым сплавам относятся две наиболее популярные марки: Л63 (двухкомпонентная) и ЛС59-1 (многокомпонентная, легированная свинцом).

По структуре выделяют также однофазные и двухфазные сплавы. Однофазная латунь имеет однородный неизменяемый цвет и обладает хорошей технологичностью. У двухфазных повышена плотность, они становятся более хрупкими и хуже поддаются холодной обработке. Температура плавления для всех медьсодержащих сплавов находится примерно в одном диапазоне.

Какие виды проката производятся из латуней

Благодаря высокой пластичности деформируемых латуней, номенклатуры видов проката очень широка. Купить латунный прокат в METAL БЮРО можно по минимальным ценам в виде поковок, листов, лент, полос, профилей, труб и проволоки. Сортамент каждого из этих типов проката регламентируется своим стандартом. В частности, листы и полосы – ГОСТ 931-90, ленты – ГОСТ 2208-91, прутки – ГОСТ 2060-90, трубы ГОСТ 494-90, проволока – ГОСТ 1066-90. При этом химический состав всех обрабатываемых давлением латуней подчиняется ГОСТ 15527-2004.

Физико-химические свойства латунных сплавов

По внешнему виду латунь напоминают бронзу, из-за чего их путают или даже отождествляют. Но в бронзе основным легирующим компонентом является олово, а не цинк, поэтому это два совершенно разных медьсодержащих металла с существенно отличающимися физико-химическими свойствами.

Цинк (Zn, Zincum) находится на 30-й позиции в периодической таблице Менделеева. Он входит в побочную подгруппу второй группы четвертого периода. В нормальных условиях чистый цинк представляет собой хрупкий металл с характерным голубоватым оттенком. На воздухе он быстро окисляется, а если палочку из цинка согнуть, слышен характерный треск (этим цинк напоминает олово). В природе чистый цинк не встречается.

Медь (Cu, Cuprum) в периодической таблице расположилась прямо перед цинком – на 29-й позиции. Она относится к элементам одиннадцатой группы четвертого периода. В чистом виде представляет собой мягкий пластичный металл розово-золотого цвета. В естественных условиях поверхность очищенной меди быстро окисляется, вступая в соединение с кислородом воздуха. Несмотря на это, встречается в самородном виде, благодаря чему стала одним из первых металлов, известных человеку. Наиболее древние медные изделия, найденные при раскопках селения Чатал-Гююк (Турция), датируются 7500-м годом до нашей эры.

Технология получения

В природе латунь не встречается.

Исходником-шихтой для ее производства служит сырье трех видов:

1. Первичное. Добыча медных, цинковых, других руд ведется на природных месторождениях.
2. Медный, цинковый, другой металлический лом, пригодный к переработке (вторсырье). Аккумулируется на пунктах приема.
3. Отходы собственного производственного цикла меткомбинатов.

Традиционные способы получения предусматривают использование печей для выплавки меди и ее сплавов. Обычно это электро-индукционные агрегаты, снабженные магнитопроводом и работающие на низких частотах.

Микроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением

Процесс получения сплава:

• Раскаленную медь помещают в печь.
• Следом загружают кусковой цинк.
• Плавка проходит при 875-945°С.
• В специальные латуни добавляют легирующие добавки.
• Массу перемешивают до однородности, разливают по формам.

На выходе получаются плоские либо круглые латунные слитки. У выплавленных изделий разная твердость, степень закалки и старения.

Продвинутые технологии предусматривают установку вентиляции для вытяжки во время плавки паров, опасных для человека.

Влияние доли цинка на свойства латунного сплава

Основные свойства сочетания цинка и меди зависят от процентного содержания главных компонентов. Поскольку чистая медь пластична, сплавы с долей цинка менее 30 процентов также обладают данным свойством. Повышение доли цинка постепенно делает металл более хрупким, а при появлении β’-фазы хрупкость резко возрастает. При этом твердость растет вплоть до 45-процентного содержания цинка, после чего данный параметр резко снижается.

Поскольку одним из основных видов формовки латунных деталей является деформация под давлением, важно учитывать пластичность используемых сплавов. Однофазные составы сохраняют пластичность и могут проходить штамповку при обычной температуре, но в диапазоне 300-700 °C могут приобретать нежелательную хрупкость. Двухфазные сплавы приобретают необходимую для штамповки пластичность только при температурах, превышающих 700 °C.

Технология расплава латуни

Для получения расплава используется две основных технологии:

• плавление в тиглях из огнеупорной глины нагревом в пламенной или шахтной печи;
• плавление в отражательной печи без применения тиглей.

Расплавленный металл заливают в песчаные формы для получения заготовок и слитков. Важно учитывать, что часть цинка во время процесса испаряется, поэтому необходимо выбирать сплав, в котором его доля будет несколько выше. Поправка на испарение рассчитывается индивидуально для конкретной технологии так, чтобы доли металлов в готовом изделии максимально соответствовали проектным значениям.

Маркировка латуни

Во избежание путаницы первая буква в маркировке медно-цинковых сплавов всегда «Л». Если сплав двухкомпонентный, то маркировка состоит только из данной буквы и двух цифр, показывающих процентное содержание меди. Так маркировка одного из наиболее распространенных сплавов Л63 подразумевает 63% меди и до 37% цинка (допустимые значения составляют 62-65% для меди и 34-37,5 для цинка, количество других примесей – не более 0,5%).

Добавление дополнительных легирующих компонентов в значимых количествах также отражается в обозначении марки сплава. Также в название добавляется название основного легирующего компонента. К примеру, популярная марка ЛС59-1 расшифровывается следующим образом:

• Л – латунь;
• С – свинцовая;
• 59 – процентное содержание меди;
• 1 – содержание свинца.

Расшифровка марок латуни с большим количеством компонентов производится аналогичным образом. Буквы после «Л» обозначают дополнительные легирующие примеси, а через дефис (или несколько дефисов) указываются их весовые доли в процентах. Например, маркировка ЛАЖМц70-5-3-1 подразумевает наличие в составе 5% алюминия, 3% железа и 1% марганца. Доля цинка составляет соответственно 20-21% (с учетом 0,5-0,75% примесей).

Разберем химические свойства латуни и влияние всех ее составляющих.

Обозначением всех разновидностей латуни по ГОСТ служит заглавная Л. Для 2-х компонентного сплава после нее следует содержание меди в процентах, а остаток приходится на цинк. Примером служит Л63. У многокомпонентной латуни к Л добавляются первые буквы легирующих элементов, а к цифре через тире – их процент в составе (ЛС59-1). Количество цинка рассчитывают, отнимая сумму этих чисел от 100.

Цинк улучшает механические характеристики латуни, повышая ее пластичность с прочностью. Максимум ее пластичности достигается при 30-ти процентном содержании цинка. Если Zn более 39%, пластичность ухудшается, а прочность сплава, наоборот, резко возрастает.

Мышьяк исключает децинкификацию латуни при нахождении в агрессивной пресной воде при комнатных либо повышенных температурах.

Свинец усиливает антифрикционные качества латуни и способствует лучшей обрабатываемости заготовок резанием. Этот элемент играет роль смазки и снижает износ режущих инструментов. Стружка становиться хрупкой, ломкой и не налипает на фрезы или резцы. Поверхность деталей получается гладкой, с требуемыми параметрами шероховатости.

Железо уменьшает зернистость латуни, повышает твердость сплава и увеличивает температуру его рекристаллизации.

Олово, алюминий и никель делают латунь устойчивее к коррозии в морской воде и на воздухе с одновременным повышением прочности.

Латунь – это медно-цинковый сплав. Его компоненты в присутствии раствора электролита (воды и др.) образовывают гальваническую пару. Причем разрушается более активный металл – цинк. Запускается процесс децинкификации латуни. Это коррозионное разрушение, сопровождающееся потемнением поверхности материала и выделением на ней белых окислов цинка.

Из-за этого не допускается применение крепежа из латуни с ответными элементами из стали, бронзы или алюминиевых сплавов. Т.е. латунные детали можно соединять лишь между собой либо при помощи химически инертных пластмасс (полиамид и т.д.). Кроме этого, латунь нужно хранить в складских помещениях при положительной температуре без значительных перепадов. Повышенная влажность воздуха и наличие конденсата не допускается.

Плотность латуни, как одно из ее физических свойств, мало отличается от меди. Если превышено допустимое количество кремния в сплаве, латунь будет меньшей плотности и прочности.

Росту временного сопротивления латунных деталей на разрыв способствуют добавки в сплав марганца, олова и алюминия. Для увеличения коэффициента удлинения нужно легирование железом.

Благодаря значительному содержанию меди и наличию цинка, электрические свойства латуни превосходные. Из нее делают электроды для эрозионных станков.

Температуры плавления латуни находятся в пределах 855 – 965 для свинцовистых и 885 – 1070 оС для двухкомпонентных сплавов. Эта величина уменьшается с ростом содержания цинка.

Латуни, подвергающиеся обработке пластическим деформированием (прокатка, гибка, прессование, ковка, чеканка), бывают одно- (Л63, до 30% цинка) или двухфазными (40 – 45% Zn). Последняя категория (например, ЛС59-1) превосходно обрабатывается только в горячем виде, а 1-офазная – в холодном или нагретом состоянии. Чтобы снять остаточные напряжения внутри детали, повысить ее твердость и прочность, изделия после штамповки и подобной обработки подвергают термообработке (нагартовка) при температуре 240 – 260 оС.

Латунь по цвету напоминает бронзу. Но последняя притягивается к магниту, а латунь – практически нет. Кроме этого, у латуни большая плотность и, соответственно, заготовка из нее при одинаковой конфигурации тяжелее бронзовой. При нагреве латунных деталей до 600 – 650 оС (темно-красный оттенок) на их поверхности появляется пепельный окисел цинка, чего нет у бронзы. Латунь более пластична в ущерб износостойкости и прочности, которые у бронзы выше. А бронза лучше противостоит коррозии при контакте с соленой морской водой. В этих условиях с ней сравнима только оловянная латунь марки ЛО. Латунь на месте излома – светлая с мелкозернистым строением, бронза окрашена в темно-коричневые цвета и имеет крупные зерна.

Достоинствами деталей из латуни являются:

• Устойчивость к коррозионному разрушению, что проявляется при нахождении изделий в воздушной атмосфере, морской воде, большинстве органических и углекислот. Латунь более стойка к окислительным процессам, чем нержавеющая сталь.
• Податливость при обработке давлением свойственна для сплавов, не содержащих свинец. Это способствует их ковке и штамповке (с нагревом или без).
• Невысокая теплопроводность, поэтому при понижении температуры свойства изделий не изменяются.
• Отсутствует остаточная намагниченность по окончанию воздействия тока или электромагнитного поля. Поэтому такие детали (к примеру, из материала Л63А) не создают наводок и его применяют в устройствах с повышенной чувствительностью к помехам.

Латуни устойчивы в следующих средах (при нормальных температурах):

• воздух, т.ч. морской
• сухой пар при малых скоростях (кислород, углекислота и аммиак ускоряют коррозию)
• пресная вода (аммиак, сероводород, хлориды, кислоты ускоряют коррозию)
• в морской воде при небольших скоростях движения воды
• сухие газы-галогены
• антифризы, спирты, фреоны

Относительно устойчивы:

• щелочи без перемешивания

Латуни неустойчивы в следующих средах:

• влажный насыщенный пар при высоких скоростях
• рудничные воды
• окислительные растворы, хлориды
• минеральные кислоты
• сероводород
• жирные кислоты

Основными областями применения изделий из латуни являются химическая, авиационная и судостроительная промышленность, холодильное машиностроение, электротехника и энергетика (контакты, шины, силовые трансформаторы), производство высокоточных электронных приборов и датчиков. Используют латунь в быту для декорирования интерьера помещений, установки сантехнических приборов и производства мебели, при сборке акустических музыкальных инструментов, деревянных конструкций в строительстве, для изготовления информационных и рекламных табличек, сувениров.

Основными марками латуни, нашедшим широкое применение, считают:

• Двухкомпонентные (Л63, Л68, Л70 и т.д.).
• Многокомпонентные – алюминиевые (ЛА77-2, ЛА 85-0.5 и др.), кремнистые (ЛК80-3), марганцевые (ЛМц58-2), оловянные (ЛОК59-1-0.3, ЛО60-1), никелевые (ЛН65-5) и свинцовые (ЛС59-1, ЛС63-3).

К латуни, применяемой для производства крепежа, относят марку ЛС59-1. В составе этого многокомпонентного сплава до 60% меди; 42,2% цинка; 1,9% свинца и 0,75% примесей. Температура плавления равна 885…895 оС. Такая латунь отлично обрабатывается давлением, но используют ее в основном для изготовления деталей резанием. Свинец облегчит сверление, фрезеровку и точение заготовок.

В сортамент изделий из ЛС59-1 включен:

• Пруток различного сечения, проволока и профильный прокат.
• Полоса, плита, лист и круглая труба.

Состояние поставки заготовок – мягкое, полутвердое и твердое.

Эта латунь имеет превосходную износостойкость. Поэтому из нее делают направляющие к станкам и втулки подшипников скольжения. Но из-за повышенной хрупкости такой материал не стоек к ударам и не может использоваться для несущих элементов.

Для изготовления декоративной мебельной фурнитуры, заклепок и других крепежных изделий используют двухкомпонентную латунь Л63 (Cu – 65%, Zn – 38%) с температурой плавления до 910 оС.

Из нее производят листовой прокат, проволоку, трубы круглого сечения и разнообразный пруток. Благодаря однофазному строению кристаллической решетки этот сплав пластичнее других латуней и превосходно поддается деформированию по всем известным технологиям (волочение, вытяжка, штамповка и т.д.). Для сохранения приличной коррозионной стойкости детали из Л63, получаемые резанием, предварительно отжигают. Такие латунные изделия не окисляются в среде жидких и газообразных хладонов, других галогеносодержащих веществ, водных растворов антифриза и спирта, сухого водяного пара.