Латунь - це сплав на основі цинку і міді. Процентний вміст цинку в сплаві може бути 5 - 45%. Цинк, на відміну від міді, дешевше, саме тому введення його в склад не тільки підвищує технологічні, антифрикційні і механічні властивості сплаву, але ще і знижує її вартість.
властивості латуні
Сплави латуні відмінно піддаються обробці тиском. Механічні показники досить високі, але ось стійкість до корозії задовільна. Якщо порівнювати відмінні риси латуні з бронзою, то її антифрикційні властивості, стійкість до корозії і міцність нижче. Сплави не надто стійкі в солоній воді, на повітрі, розчинах більшості органічних кислот і вуглекислих розчинах.
Латунь на відміну від міді має кращу стійкість до корозії. Але з підвищенням температури збільшується і швидкість корозії. Тим паче, помітний такий процес у виробах з тонкими стінками. Викликати корозію можуть: висока вологість, сліди сірчистого газу і аміаку в повітрі. Для запобігання такого явища вироби з цього складу після обробки піддають низькотемпературного випалу.
Майже всі сплави при зниженні температури не стають крихкими і залишаються еластичними, що дозволяє застосовувати їх в якості відмінного конструкційний матеріал. Завдяки більш високому показнику температури рекристалізації, на відміну від міді, при підвищеній температурі повзучість латуні нижче. При температурі 300-600 С з'являється властивість крихкості через те, що нерозчинні при низьких температурах додавання (наприклад: вісмут, свинець) створюють тендітні прошарку між кристалами. При збільшенні температури знижується ударна в'язкість. На відміну від міді властивості теплопровідності і електропровідності латуні гірше.
Склад латуні в процентному співвідношенні
Основні компоненти - цинк і мідь, - використовуються в співвідношеннях 30% і 70% відповідно.
Більше 50% цинку, який застосовується при виготовленні латуні, робиться з вторинної переробки сміття. Технічні сплави латуні виконані на 47-50% з цинку. За складом розрізняють альфа і бета-латуні:
- Двофазні склади складаються на 48-50% з цинку і містять менше 5% свинцю.
- Однофазні альфа-склади мають близько 30% з цинку.
Хімічний склад
Латунь виготовляють з міді і цинку. Найчастіше її порівнюють з бронзою, так як сплав латуні і бронзи об'єднує однаковий компонент - мідь. Латунь, за складом відрізняється від бронзи, має в якості другого компоненту не олово, а цинк.
Цинк - це хімічний складовий елемент другорядною підгрупи другої групи четвертого періоду періодичної системи Менделєєва. При нормальних умовах досить крихкий перехідний матеріал яскраво-блакитного кольору (на відкритому повітрі покривається невеликим шаром оксиду цинку і темніє). У природі, як окремий метал, цинк не існує.
Мідь - це хімічний складовий елемент одинадцятої групи четвертого періоду періодичної системи Менделєєва. Це пластичний перехідний матеріал яскраво-золотистого кольору (при появі оксидного шару мідь стає червоно-жовтого кольору).
За рахунок цинку і міді (крім головного α-розчину) з'являється цілий перелік електронних стадій типу β, γ, ε. Як правило, склад латуні має α- або α + β 'фази:
- α-фаза - стабільний матеріал з міді і цинку з гранецентрированной кристалічної мідної кубічної гратами.
- β'-фаза - структурний матеріал на основі хімічного поєднання CuZn з співвідношенням 3/2 і елементарної і найпростішої осередком.
Залежність від термообробки:
- Якщо температура висока, то β-фаза має хаотичне розташування атомів і збільшений обсяг однорідного складу. У цьому стані фаза стає досить пластичної, якщо температура менш 453-469 C, то атомна структура міді і цинку знаходить упорядкованість і вказується, як β '.
- β 'є більш крихкою і жорсткою, γ-фаза має в складі електронне поєднання Cu5Zn8.
Склади з однією фазою відрізняються підвищеною пластичністю; β'-фаза менш пластична і міцніша.
Поділ з урахуванням змісту в сплаві цинку:
Коли сплав латуні має в складі до 35% цинку, одночасно збільшуються і пластичність, і твердість. Потім пластичність знижується, на початку через ущільнення α - жорсткого складу. Після відбувається моментальне її зниження, це пояснюється знаходженням в складі тендітної β'-фази. Потім твердість підвищується до рівня кількості цинку не більше 40%. Потім різко знижується.- Багато склади відмінно піддаються обробці під тиском. Однофазний складу особливо характеризується своєю пластичністю. Латуні змінюють структуру при знижених і підвищених температурах. Хоча в умовах температури 400-700 C з'являється «тендітна зона». Деформація при цих температурних умовах не відбувається.
- Двофазні сплави досить еластичні при нагріванні більше температури фази β'-перетворення (вище 700 C). Для збільшення хімічної стійкості і технічних характеристик в них часто додають додаткові компоненти, наприклад: марганець, алюміній, кремній, нікель і так далі.
виробництво латуні
Латунь добре піддається куванні, пластично деформується, досить в'язка, приймає різні форми під ударом молотка, штампується в різні деталі або розтягується в дріт. Сплав щодо піддатливо відливається і плавиться в умовах температури менше плавлення міді.
Процес виготовлення виконується:
- У тиглях, зроблених з вогнестійкого глини. Тиглі розігріваються в полум'яних або шахтних печах.
- У відбивних печах.
Під час змішування цинку і міді склад відливають у заздалегідь приготовлені пісочний форми. Деяка частина цинку випаровується, що необхідно пам'ятати під час формування сплаву металу.
похідні латуні
Томпак - вид деформованого сплаву. Має в складі цинк і мідь на 2% -13% і 87-98% відповідно.
Томпак відрізняється:
- зниженою силою тертя;
- стійкістю до іржі;
- високою еластичністю.
Склади міді, що складаються на 11-22% з цинку, називаються полутомпакі.
Томпак відмінно піддається зварюванню з нержавейкой і іншими благородними металами. Томпак застосовують для виготовлення комбінованого складу латуні і сталі. Завдяки золотистого кольору з томпаку роблять фурнітури, різні медалі та художні вироби. Томпак відмінно піддається емалюванню, золочення та обробці тиском в знижених і підвищених режимах температури.
Ливарна латунь - використовується для виготовлення фасонних виробів і напівфабрикатів з допомогою лиття. Має 51-80% міді. У ролі додаткових елементів застосовують: алюміній, кремній, марганець, залізо, свинець і олово. Основні відмінності:
- має стійкість до тертя з іншими елементами;
- знижена схильність до розпаду елементів;
- не іржавіє;
- проста в обігу за рахунок рідкої консистенції;
- чудові механічні показники.
Найчастіше ливарну латунь застосовують для масового виготовлення:
- черв'ячних гвинтів;
штуцерів;- елементів арматури;
- деталей, стійких до корозії;
- гайок затискних болтів;
- сепараторів;
- втулок;
- деталей, які експлуатуються при температурі вище 250C;
- підшипників.
Автоматна латунь - це свинцева різновид сплаву. Має такий склад:
- 24, 3-42, 8% - цинк;
- 56-76% - мідь;
- 0, 4-0, 9% - свинець.
Додавання свинцю при механічній обробці сприяє появі сипучої і короткою стружки, що знижує знос розділяє механізму і дає можливість застосовувати швидкісну обробку деталей.
Механічні характеристики автоматної латуні безпосередньо залежать від її агрегатного стану і компонентів:
- нагартована;
- м'яке.
Цей вид сплаву виготовляється у формі:
- смуг;
- стрічок;
- листів;
- прутків.
При цьому з листівроблять:
- деталі для годин;
- болти;
- гайки і інші предмети масового виробництва.
Як можна відрізнити сплав латуні від бронзи
Відрізнити латунь від бронзи і, крім цього, дізнатися точний склад можна лише в хімічній лабораторії (наприклад, за допомогою спектроскопічного аналізу). На жаль, в домашніх умовах (тим більше, якщо не можна робити подряпини або якось ще деформувати виріб) спектр можливостей досить обмежений. Однак існує алгоритм, який показує нехай і не дуже точні, але все ж результати.
Вам будуть потрібні:
- калькулятор;
- точні ваги;
- прозора ємність з водою;
- зразки латуні і бронзи зі сколами;
- мікроскоп або сильна лупа.
Почніть з зорового аналізу. Потрібно ретельно почистити виріб і помістити під сонячне освітлення. Зазвичай бронза темніше латуні, при цьому, якщо розглядати колір, то бронза переходить в «червоний» спектр (від рудого до бурого), а латунь в «жовтий», іноді навіть до білого. Але цей спосіб не дуже неточний, тому переходите до другого кроку.
Зробіть аналіз складу на щільність. Буде необхідна прозора ємність з водою і точні ваги. Опустивши виріб в воду, дізнаємося обсяг, потім визначаємо масу. Щільність - це співвідношення маси предмета до його об'єму, переводимо в кг / куб. м. Найчастіше бронза щільніше латуні, при цьому лінія поділу знаходиться на показниках 8700 кг / куб. м. Отже, 8400-8700 кг / куб.м - скоріше за все, латунь. 8750-8900 - скоріше за все, бронза.
І в кінці, структура складу. Потрібно сказати, що тут потрібні зразки - предмети, де в складі можна точно визначити і латунь, і бронзу, причому зразки зобов'язані мати відколи.
Для аналізу будуть потрібні сильна лупа або мікроскоп. Аналіз відбувається розміщенням в полі видимості одночасно зразка і предмета аналізу. На що треба звернути увагу? На структуру складу - а саме, його зерно. Зазвичай бронза має більш грубе і велике зерно, на відміну від латуні.