Латунь и ее виды

Сплавы, в которых основными компонентами являются медь и цинк, называют ла­тунями. Латуни обладают достаточно вы­сокими механическими и технологическими свойствами и высокой коррозионной стой­костью. Практическое применение в технике имеют латуни с содержанием цинка до 45%. При содержании цинка до 39% латунь име­ет структуру однофазного твердого раство­ра цинка в меди, называемую а-латунью. Структура латуней, содержащих цинк в пре­делах от 39 до 43%, состоит из смеси кри­сталлов двух твердых растворов. При содержании цинка более 50% образуется твердый раствор у, обладающий высокой хрупкостью. Максимальной пластичностью обладает латунь, содержащая примерно 312% Zn, а максимальной прочностью — ла­тунь, содержащая 45% Zn. Латуни, струк­тура которых состоит только из а-раствора, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии. Латуни, имеющие двухфазную структуру (а+р), об­ладают повышенной твердостью, хорошо обрабатываются в горячем состоянии, но в холодном состоянии пластичность их очень мала. Температуры начала и конца кристаллизации латуней лежат близко друг от друга. Этим объясняется особенность литейных свойств латуней — малая склонность к лик­вации, хорошая жидкотекучесть, склонность к образованию концентрированной усадоч­ной раковины. Обработка латуней давлени­ем имеет ряд особенностей. Твердый раствор латуней f5 при температуре выше 500°С обладает большей плас­тичностью и меньшей прочностью, чем а-латуни, в то время как при комнатной температуре прочность их выше, чем у а-латуней. В связи с этим для прокатки в горячем состоянии наиболее пригодны латуни, структура которых состоит из (5-раствора или а+Р-раствора). При обработке давлением в холодном состоянии латуни получают значительный наклеп и для снятия напряжений их подвергают отжигу. На свойства латуней самым решающим образом влияет величина зерна. Свойства латуней и величина зерна нахо­дятся в зависимости от температуры и продолжительности отжига, а также от степени предшествующей деформации. Для по­лучения мелкого зерна в а-латунях требу­ется температура отжига в пределах 350— 450°С. В интервале температур 200—600°С у латуней появляется хрупкость, связанная с образованием примесями свинца, сурьмы и висмута хрупких межкристаллитных про­слоек. С повышением температуры эти про­слойки растворяются и пластичность лату­ней резко возрастает. Атмосферные условия, сухой пар, пресная и морская вода, сухие тазы, уксусная кисло­та в спокойном состоянии, сухой четыреххлористый углерод, фторированные органи­ческие соединения, хлористый метил и бромозамещенные соединения при отсутст­вии влаги не вызывают заметной коррозии латуни. Сильную коррозию латуней вызы­вают рудничные воды, растворы йодистых солей, окисляющие растворы, азотная, соля­ная, фосфорная и жирные кислоты, серный ангидрид, сероводород, растворы едких ще­лочей, растворы аммиака. Скорость корро­зии резко возрастает при повышении тем­пературы в морской и пресной воде, в уксус­ной кислоте, растворах едких щелочей и других средах. Значительно возрастает ско­рость коррозии латуней в газах с повыше­нием их влажности. Большой ущерб промышленности нано­сится обесцинкованием и коррозионным растрескиванием латуней, которое происходит при одновременном воздействии коррозион­ной среды и растягивающих напряжений. Склонность латуней к коррозионному растрескиванию возрастает с повышением содержания цинка и с увеличением до известного предела растягивающих напряжений. Мало чувствительны к коррозионному растрески­ванию латуни, содержащие менее 7% Zn. В латунях с высоким содержанием цинка коррозионное растрескивание наблюдается относительно редко, если внутренние напря­жения менее 6 кГ/мм2. Коррозионное растрескивание нагартованной латуни может наблюдаться и при ле­жании во влажной атмосфере. Этот вид коррозии в сильной степени зависит от влажности атмосферы и проявляется во все времена года не одинаково интенсивно, поэтому ее иногда называют «сезонным растрескиванием». Медноцинковые сплавы, содержащие, кро­ме меди и цинка, добавки алюминия, железа, марганца, свинца, никеля и других элементов, называют специальными латунями. Они обладают повышенной коррозионной стойкостью, лучшими техно­логическими и механическими свойствами, а также особыми специальными свойствами. Специальные латуни в зависимости от основного легирующего компонента обычно носят и соответствующие названия: алюминиевая, кремнистая, марганцовистая, нике­левая, свинцовистая латунь и т. д. Алюминиевые латуни находят применение в качестве коррозионно и жаростойкого материала. Из разных марок алюминиевых латуней изготовляют конден­саторные трубки, трубы, шестерни, втулки, различные детали в авиационной и других отраслях промышленности. При добавке в латуни алюминия резко повышаются прочность я твердость сплава и понижается пластичность. Наибольший практический интерес представляют латуни, содержащие до 4% А1, которые хорошо обрабатываются давлением. Добавка алю­миния повышает коррозионную стойкость сплава в отношении атмосферной коррозии. Однако латуни с добавкой алюминия менее устойчивы в морской воде. Кроме того, они сравнительно сильно подвержены коррози­онному растрескиванию. Поэтому такие ла­туни не 'рекомендуются для длительного хранения. Кроме того, алюминий ухудшает способность содержания цинка и с увеличением до известного предела растягивающих напряжений. Мало чувствительны к коррозионному растрески­ванию латуни, содержащие менее 7% Zn. В латунях с высоким содержанием цинка коррозионное растрескивание наблюдается относительно редко, если внутренние напря­жения менее 6 кГ/мм2. Коррозионное растрескивание нагартованной латуни может наблюдаться и при ле­жании во влажной атмосфере. Этот вид коррозии в сильной степени зависит от влажности атмосферы и проявляется во все времена года не одинаково интенсивно, поэтому ее иногда называют «сезонным растрескиванием». Медноцинковые сплавы, содержащие, кро­ме меди и цинка, добавки алюминия, железа, марганца, свинца, никеля и других элементов, называют специальными латунями. Они обладают повышенной коррозионной стойкостью, лучшими техно­логическими и механическими свойствами, а также особыми специальными свойствами. Специальные латуни в зависимости от основного легирующего компонента обычно носят и соответствующие названия: алюминиевая, кремнистая, марганцовистая, нике­левая, свинцовистая латунь и т. д.

 

Алюминиевые латуни находят применение в качестве коррозионно и жаростойкого материала. Из разных марок алюминиевых латуней изготовляют конден­саторные трубки, трубы, шестерни, втулки, различные детали в авиационной и других отраслях промышленности.При добавке в латуни алюминия резко повышаются прочность я твердость сплава и понижается пластичность. Наибольший практический интерес представляют латуни, содержащие до 4% А1, которые хорошо обрабатываются давлением. Добавка алю­миния повышает коррозионную стойкость сплава в отношении атмосферной коррозии. Однако латуни с добавкой алюминия менее устойчивы в морской воде. Кроме того, они сравнительно сильно подвержены коррози­онному растрескиванию. Поэтому такие ла­туни не 'рекомендуются для длительного хранения. Кроме того, алюминий ухудшает способность латуней к пайке и лужению.

 

Кремнистые латуни обладают бо­лее высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и морской воде, чем простые латуни. Из кремнистых латуней из­готовляют поковки и штамповки, литую ар­матуру, шестерни и детали морских судов, литые подшипники и втулки. Под влиянием кремния значительно повы­шаются механические и литейные свойства сплава, а также улучшается технологиче­ский процесс сварки и пайки. В латунях с повышенным содержанием цинка кремний значительно повышает твердость и уменьшает пластичность. Примеси алюминия, железа, сурьмы, мышьяка и фосфора в крем­нистых латунях являются вредными, так как ухудшают антифрикционные, коррози­онные, литейные и другие свойства латуней.

 

Марганцовистые латуни характеризуются более высокой прочностью, твердостью и коррозионной стойкостью по сравнению с простыми латунями. Применяются они в виде полос, листов, прутков, а также поковок в судостроении и в других отрас­лях промышленности.При содержании марганца в латунях до 4% значительно повышаются временное со­противление, пределы пропорциональности и упругости без понижения пластичности. Понижение удлинения, ударной вязкости наблюдается при содержании в латунях марганца выше 4%. Марганцевые латуни хорошо обрабатываются давлением в горя­чем и холодном состоянии. Стойкость их к воздействию хлоридов, морской воды и пе­регретого пара значительно выше, чем у обычных латуней. Склонность марганцевых латуней к коррозионному растрескиванию весьма значительна.

 

Никелевые латуни обладают хоро­шей коррозионной стойкостью, повышенны­ми механическими свойствами и стойкостью против истирания, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состояни­ях. Применяются никелевые латуни для из­готовления конденсаторных трубок для морских судов, манометрических трубок, се­ток бумагоделательных машин и других изделий. Под влиянием никеля у латуней повышается коррозионная стойкость в ат­мосферных условиях, морской воде и в ус­ловиях бактериологической коррозии, а так­же резко уменьшается склонность к корро­зионному растрескиванию.

 

Свинцовистые латуни относятся к числу так называемых автоматных лату­ней. Они хорошо обрабатываются резанием, обладают повышенными антифрикционными свойствами и хорошо деформируются в хо­лодном состоянии. Значительная часть су­ществующих марок свинцовистых латуней относится к группе специальных латуней, носящих название мунц-металл. Корро­зионная стойкость латуней резко повышает­ся в условиях воздействия морской воды при добавке в них 0,5—1,5% Sn «морские латуни». Эти латуни имеют удовлетвори­тельные механические, технологические и литейные свойства. По химическому составу они относятся к оловянным латуням. Наибольшее применение имеют латуни марок ЛО70-1 и Л062-1. Из латуни марки ЛО70 изготовляют трубки конденсаторов морских судов и различной теплотехнической аппаратуры. Латунь марки ЛОЭ2-1 применяют для изготовления деталей, от которых тре­буется повышенная коррозионная стойкость. Выпускается она в виде полос, листов и прутков.Добавка в латуни железа повышает ме­ханические и технологические свойства сплава главным образом вследствие того, что задерживает рекристаллизацию латуни и способствует получению мелкого зерна. При содержании железа более 0,03% лату­ни становятся магнитными. Поэтому для антимагнитных латуней содержание железа допускается не выше 0,03%. Особо благоприятное влияние на повышение механических свойств и улучшение коррозионной стойкости оказывает железо в сочетании с марганцем, никелем и алюминием.

 

Сурьма  и  с е р а сильно ухудшают ка­чество латуней. Примеси сурьмы вызывают разрушение латуней при обработке давлением, как в горячем, так и в холодном сос­тоянии. Под влиянием сурьмы увеличивает­ся склонность латуней к коррозионному растрескиванию.При содержании в латунях свыше 0,5 % As они в значительной мере теряют свою пластичность за счет образования на грани­цах зерен хрупких прослоек химического соединения. Вместе с тем содержание мышь­яка до 0,02% предохраняет латуни от обесцинкования, что повышает коррозионную стойкость их в морской воде. Небольшие количества фосфора повыша­ют механические свойства латуней и спо­собствуют измельчению зерна в литье. При повышенном содержании фосфора он выде­ляется в виде отдельной составляющей с температурой плавления около 700°С, уве­личивая твердость и снижая пластичность латуней.В зависимости от способа изготовления изделий и полуфабрикатов из латуней их разделяют на литейные и деформируемые.

 

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.