Як визначити наявність цинку у сплаві

0 Comments

Латунь – сплав міді і цинку. Основні властивості, склад та області застосування

Латунь – один з найбільш затребуваних і широко застосовуваних матеріалів. З нього роблять сантехнічні та будівельні деталі, ювелірні прикраси та вишукані предмети декору. За своїм складом це сплав міді і цинку, з різними домішками інших елементів. Компоненти латуні впливають на її характеристики і визначають сфери, в яких вона використовується. Давайте дізнаємося, якою вона буває.

Сплав міді

Мідь – м ‘який червоно-рожевий метал, що володіє хорошою теплопровідністю, пластичністю, ковкістю і стійкістю до окислення на повітрі. Але через низку недоліків її рідко застосовують у чистому вигляді і, як правило, легують іншими металами.

Сплав міді і цинку дозволяє отримати матеріал латунь, який добре обробляється різкою, володіє високою механічною міцністю і здатністю до лиття. Він дешевший і універсальніший у використанні, а також є другим за поширеністю після бронзи.

Латунь на 55-95% складається з міді і 5% -45% – з цинку. Якщо в неї входять тільки два цих компоненти, то вона називається простою, або подвійною. Латунь, до якої входять і інші легальні елементи, є багатокомпонентною, або ж спеціальною.

Залежно від хімічного складу, сплав буває різних відтінків – від темно-жовтого до жовто-червоного і білого. У будь-якому випадку він володіє хорошою жидкотекучестью, незначною садибою і ліквацією, добре піддається прокатці, ковці та іншим видам обробки. Його стійкість до корозії вища, ніж у чистої міді, але електропровідність дещо нижча. Температури плавлення теж сильно залежать від складу і коливаються в межах 880-950 градусів Цельсія.

Латунь готують у низькочастотних індукційних печах. Для початку розігрівають мідь до червоного каління, а потім опускають у неї твердий цинк. Щоб приготувати спеціальний сплав цинку і міді, шматки інших металів також додають у другу чергу, після основного компонента.

Співвідношення міді і цинку

Існує більше 30 різновидів латуні. Їхні характеристики можуть дуже сильно відрізнятися, залежно від складу і пропорцій елементів конкретного сплаву. Основним компонентом завжди є мідь. Чим її більше, тим пластичніше латунь і вища її здатність проводити тепло і електрику. Зі збільшенням кількості цинку сплав стає тверіше і міцніше, але його пластичність втрачається. Коли його вміст перевищує 45%, латунь стає крихкою і легко руйнується при обробці.

Найбільш пластичні сплави складаються з міді і цинку у співвідношенні 70 %/30%, 69 %/31% або 68 %/32%. Коли кількість міді доходить до 88-97%, а цинку – до 10%, така суміш називається томпак. Для неї характерні високі антифрикційні, властивості, хороша пластичність і стійкість до окислення на повітрі. Сплави, де цинк становить 10-30%, називаються півтомпаками.

Легування латуні

Нерідко простий сплав міді і цинку містить незначні домішки інших елементів. Однак їх кількість дуже мала, тому на його характеристиках це не відображається. Але буває, що інші компоненти додають до сплав спеціально, щоб змінити його властивості зробити більш підходящим для певних видів обробки.

Легуючими елементами латуні, як правило, є алюміній, залізо, олово, марганець, нікель, свинець, а їх вміст коливається від 0,5% до 3%. У складі з нікелем, сплав міді і цинку стає дуже світлим і набуває значної стійкості до підвищеної вологості. Олово робить його стійким до дії солоної води і дозволяє використовувати в морі або океані. Завдяки свинцю він добре піддається різанню, утворюючи рівну, дуже крихку стружку, але стає менш пластичним. Кремній робить сплав менш твердим і міцним, але зате підвищує його антифрикційні властивості.

Маркування

Усі вироби зі сплаву міді та цинку мають маркування, яке допомагає визначити його склад. Її принцип досить простий: літери позначають присутні елементи, а цифри – їх процентний зміст.

Абсолютно завжди першою стоїть головна буква “Л”, яка повідомляє про те, що цей сплав – латунь. Якщо склад двокомпонентний, то далі йде тільки одне число, що позначає кількість міді. Зміст же цинку в такому випадку визначається за залишком від 100%.

У багатокомпонентному сплаві після букви “Л” йдуть букви легуючих елементів. Далі йдуть числа: перше вказує на кількість міді, а решта, через дефіс, показують вміст інших компонентів, в тому ж порядку, в якому розташовані букви.

Застосування

Кілька століть тому торговці успішно видавали латунь за справжнє золото, продаючи прикраси з неї. Сьогодні спектр її застосування набагато ширший. Завдяки красивому брудно-жовтому відтінку вона виглядає дуже вигідно і навіть благородно, тому з неї виготовляють біжутерію, предмети декору, різні сувеніри, світильники, умивальники і тази у ванну, консолі, дверні ручки.

Сплави міді і цинку марки Л62 і Л68 за своїми механічними властивостями дуже близькі до золота, тому їх використовують у ювелірній справі для тренування. З томпаків роблять медалі та різні нагороди, зверху покриваючи їх шаром золота. Вони також підходять для музичних духових інструментів, виготовлення деталей для годинникових механізмів і фурнітури. У складі зі сталлю або рідкісними металами з них отримують біметалічні вироби.

У промисловості латунь застосовується для штуцерів, радіаторних трубок, втулок генераторів, краників та інших деталей, які використовуються в автомобілебудуванні. У вигляді аркушів, дроту, кіл і прутків вона також застосовується в поліграфії, приладобудуванні, виробництві верстатів і електротехніки.

Сплав міді з цинком — як називається, характеристики, маркування

Напевно багато хто знає, що являє собою латунь. І багатьом відомо, що це сплав міді з цинком, в якому додатково міститься і ряд інших елементів — залізо, свинець, марганець, нікель і ін. Однак ключова роль в даному сплаві належить цинку.

Характеристики сплаву міді з вмістом цинку

Для сплаву міді з цинком характерні такі властивості, як стійкість до корозії і висока міцність. Рівень корозійної стійкості латуні знаходиться посередині значень даного параметра у міді і другого металу — цинку.

Застосування сплаву міді з цинком у виробництві виробів складних форм, але з невеликими геометричними розмірами виправдано його технологічними властивостями. Такий матеріал (як мідь і її сплави іншого типу) добре формується, а готові вироби з нього легко піддаються обробці різними методами.

Види латуні в залежності від вмісту цинку

Латунь відрізняється високою плинністю і незначною схильністю до ліквації, що робить її ідеальним матеріалом для виробництва різних деталей методом лиття. Крім того, латунь добре піддається обробці методом пластичної деформації, що дає можливість виробляти з неї різні вироби методом прокатування (дріт, стрічки, листи, прокат різного профілю).

Цинк може міститися в латуні в кількості 5-45%, сплав по такому параметру може ставитися до різних категорій. Перша категорія — це жовті латуні (цинку в них міститься 20-36%), друга — червоні (в них вміст цинку становить від 5 до 20%). Вид сплаву, який називається томпак, містить до 10% цинку. Є латуні, цинку в яких більше 45%, але їх використання дуже обмежене.

Для сплавів міді (в тому числі і з цинком) характерна менша тепло- і електропровідність, якщо порівнювати їх з основним металом, а й вартість їх значно менше. З огляду на цей факт, а також те, що за основними характеристиками — механічним, технологічним, а також антифрикційним — такі матеріали мало чим відрізняються від основного металу, використовувати їх економічно доцільніше.

Циліндр з латуні

Латунь, що складається з двох і більше компонентів

Серед сплавів міді з цинком виділяють не тільки червоні і жовті, а й двох-, а також багатокомпонентні латуні. До складу двокомпонентних сплавів входять переважно мідь і цинк, інших включень в них зовсім небагато. Сюди, зокрема, відноситься томпак, цинку в якому, як зазначалося вище, міститься не більше 10%. Кількість міді в такому сплаві може доходити до 97%, а її мінімальний вміст становить 88%.

Двокомпонентні латуні можуть бути одно- і двофазним. В однофазних, що відрізняються високою пластичністю, цинк присутній в стані твердого розчину. Якщо порівнювати однофазні ідвофазні латуні, другі менш пластичні, але мають більшу міцність, цинку в таких сплавах міститься більше 39%.

Як однофазні, так і двофазні латуні можна піддавати деформації при високих температурах (300-700 градусів Цельсія). При таких умовах в них формується зона крихкості.

У структурі сплаву міді з цинком, що відноситься до категорії багатокомпонентних, є додаткові легуючі елементи. Перерахуємо їх.

  • Нікель збільшує корозійну стійкість сплаву, а також його міцність.
  • Олово збільшує не тільки міцність, але і стійкість сплаву до впливу солоної води.
  • Кремнієм сплав збагачується для того, щоб поліпшити антифрикційні характеристики виробів з нього. Однак цей елемент погіршує міцність, а також твердість сплавів.
  • Свинець при додаванні в сплав значно покращує оброблюваність виробів з нього за допомогою ріжучих інструментів. Тим часом свинець погіршує механічні властивості металу.
  • Марганець, як і олово, покращує міцність і корозійну стійкість сплавів. Як правило, поряд з марганцем в латунь додають олово, залізо і алюміній, що значно підвищує ефект від використання цього легуючого елемента.
  • Комбінуючи легуючі елементи, що додаються в латунь, можна одержувати сплави міді з необхідними якісними і технологічними характеристиками, а також надавати їм особливі властивості, якщо в цьому є необхідність.

Маркування сплавів, що складаються з міді і цинку

Маркування сплавів міді, в яких міститься цинк, заснована на досить нескладному принципі. В позначенні будь-якого сплаву міді з цинком (як дво-, так і багатокомпонентного) є буква «Л», яка стоїть першою. У двокомпонентних сплавах за цією буквою слідують цифри, що позначають вміст міді в цілих відсотках. Таким чином, по цій цифрі можна відразу дізнатися, скільки відсотків міді міститься в даній марці латуні.

Складнішою маркуванням відрізняються багатокомпонентні латуні, в позначенні яких присутня відразу кілька букв і цифр. Першою буквою є «Л», за якою стає зрозуміло, що перед нами латунь, за цією буквою слідують буквені позначення різних легуючих елементів. Друга частина маркування багатокомпонентних сплавів — це процентний вміст легуючих елементів, вказаних в буквеної частини маркування. Для більшої зручності цифри, які відповідають вмісту кожного легуючого елемента, розділені між собою дефісами. Порядок розташування цифр в маркуванні багатокомпонентних латуней такий:

  1. перша двозначна цифра — це вміст міді;
  2. інші цифри, розділені дефісами, відповідають змісту легуючих елементів, вказаних в буквеної частини маркування.

Пам’ятка щодо маркування латуні

Щоб було зрозуміліше, розберемо, які елементи містяться в сплаві міді з цинком марки ЛАЖМц66-6-3-2. Згідно першої цифри, в даному сплаві міститься 66% міді, потім слід Алюміній (6%), Залізо (3%) і Марганець (2%). Якщо підсумувати ці цифри, то можна визначити, що міді з іншими елементами в даній латуні міститься 77%. Решта 23% становить цинк.

Дещо по-іншому маркуються латуні, що відносяться до категорії ливарних. В їх маркування відразу після букв, що позначають легуючі елементи, ставляться цифри, відповідні їх процентним вмістом. Наприклад, в сплаві марки ЛЦ40Мц1,5 міститься:

  • 40% цинку;
  • 1,5% марганцю;
  • залишилися 58,5% становить мідь.

Латуні, що відносяться до категорії деформуються і ливарних сплавів

Латуні, що відносяться до категорії сплавів, що деформуються, відрізняються підвищеною стійкістю до корозії, вони дуже пластичні і мають виняткові антифрикційними характеристиками. Сплави міді з цинком цієї категорії добре зварюються з виробами із сталі. Це властивість дає можливість використовувати їх для виробництва різних біметалевих конструкцій. Жовта латунь має привабливий зовнішній вигляд, завдяки чому її часто використовують для виробництва різної фурнітури і декоративних виробів.

Латуні, що відносяться до категорії сплавів, що деформуються, використовуються для виробництва:

  • конденсаторних труб (для цих цілей потрібні латуні марок ЛМш68-0,05, ЛО60-1, ЛО62-1, ЛО70-1, ЛО90-1, ЛА77-2);
  • які мають підвищену корозійну стійкість деталей машин, річкових, морських суден (тут застосовується латунь марок Л68, Л80, Л90);
  • деталей, які виробляються методом різання (для виробництва таких деталей використовується латунь марки ЛЖС58-1-1);
  • різних втулок, кріпильних виробів — болтів, гайок і т.п. (Для виробництва таких виробів застосовуються латуні марок ЛС59-1, ЛМц58-2, ЛС60-1);
  • матриць, які використовуються в поліграфічній промисловості (для таких виробів потрібно латунь марки ЛС64-2).

Склад і властивості різних видів латуні

Латуні, що відносяться до категорії ливарних сплавів, застосовуються для виробництва таких виробів, як:

  • штуцери, які використовуються для оснащення гідравлічних систем автомобілів (ЛЦ25С2);
  • підшипники і сепаратори різного типу (ЛЦ40С);
  • гвинти черв’ячного типу, мають великі габарити і масу (ЛЦ23А6Ж3Мц2);
  • деталі з особливими властивостями, які експлуатуються при температурах, що перевищують 300 градусів Цельсія (ЛЦ40Мц3Ж);
  • деталі, до яких пред’являються підвищені вимоги по корозійної стійкості (ЛЦ30А3).