для чего нужна латунь
Латунь: история, основные компоненты, свойства и применение
Латунь — это медно-цинковый сплав, в котором составляющие его элементы находятся в определенных пропорциях. В некоторых случаях, для придания определенных свойств в состав включают и другие легирующие компоненты (олово, никель, свинец, железо и т.д.). Стоит отметить, что сфера ее применения практически безгранична.
Экскурс в историю
Латунь была известна человечеству еще до нашей эры, и это при том, что цинк как элемент стал известен только в 16 столетии. Например в Древнеримской империи расплавленную медь смешивали с цинковой рудой (галмеем). Из полученного металла делали красивые украшения и изящную посуду. Она так же была известна и в средней Азии, именно оттуда она и попал на Русь.
Основные компоненты
Изначально, в классическом варианте, латунь делали смешивая медь и цинк в соотношении 1:1. Теперь же, в основном, удельная масса цинка в сплаве не превышает тридцати процентный порог (исключением являются технически сплавы, в них объем цинка может доходить до пятидесяти процентного показателя).
По своему составу такой цветмет подразделяется на два вида:
По содержанию цинка определяется два типа:
Какими свойствами обладает латунь?
Температура плавления соединения варьируется от 880 до 950 градусов. Начальная точка плавления зависит от процентного соотношения меди цинка. Чем последнего больше тем соответственно температура плавления ниже. Кроме того он превосходно поддается как механической обработке так и кузнечной ковке. Так же он достаточно хорошо противодействует коррозийным процессам. Благодаря высокой степени пластичности при низких температурах, латунь является хорошим конструкционным материалом.
Наравне с положительными качествами у нее имеются и недостатки:
В зависимости от предназначения латунного сплава, он делится на три вида, которые кроме общих свойств имеют и свои собственные:
Для придания особых свойств в латунь добавляются легирующие компоненты, каждый из которых изменяет структуру состава и усиливает его определенные качества:
Где применяется латунь?
Латунь на сегодняшний день один из самых широко применяемых металлов цветной металлургии созданных искусственным путем. В зависимости от качественных характеристик латунный сплав применяется в тех или иных сферах промышленности. Так двухкомпонентная латунь с содержанием цинка не более 20 процентов, используется для создания деталей и узлов различных машин и тепло передающих устройств. 40 процентов цинка дают возможность использовать ее для штамповки и производства фурнитуры.
Многокомпонентная латунь используется более широко. Из нее делают трубы, детали кораблей и летательных аппаратов, часы также не обходятся без такого сплава. Декоративно-художественные композиции, знаки различия для силовых структур делаются из такой марки цветметалла. Изделия которые необходимо отливать в специальных формах (арматура, сепараторы, подшипники скольжения) изготавливаются из литейной латуни. Автоматная латунь хорошо себя зарекомендовала при производстве деталей для крепежа (гайки, винты, болты и т. д.).
С давних пор в России латунь использовалась, и применяется сейчас, для изготовления такого исконно русского предмета обихода как самовар. Порой даже самые дорогие изделия делают из относительно дешевой латуни. Так например корпус всемирно известной зажигалки Zipo изготавливается именно из латуни.
Не обошли стороной латунь и ювелиры. На практике они выделяют три ее вида — желтая (цинк колеблется в пределах пятьдесят на пятьдесят), золотистая(незначительное количество цинка), зеленая (цинка в сплаве более 50 процентов). При содержании в сплаве 15 процентов цинка и 5 процентов алюминия, металл становится похожим на золото. Хороший мастер из такой латуни может сделать ювелирное изделие практически полностью напоминающее золотое и простой обыватель вряд ли найдет разницу. Чем очень часто пользуются мошенники, выдавая поддельные украшения за золотые. Очень часто на латунных сплавах проходят обучение ученики в ювелирных мастерских, оттачивая свое мастерство.
Таким образом можно смело говорить, что латунь является действительно важным элементом для хозяйственной деятельности человека и по крайней мере в ближайшее столетие потребность в ней будет только расти.
ЛАТУНЬ — сплав из легендарной Атлантиды
Латунь — сплав металлов меди и цинка. В ее состав могут входить больше ингредиентов.
Классическое соотношение — 30% цинка и 60% меди.
Из глубины веков
История латуни удивительна. Один из ее составляющих (цинк) открыт в XVI веке, но «союз металлов» использовали до наступления нашей эры.
Платон писал о легендарной Атлантиде:
«самородный орихалк, извлекавшийся из недр земли в различных местах острова по ценности своей уступавший … только золоту».
Римская Империя чеканила деньги из орихалка. Правда, его получали при соединении меди с кальмией (окисью цинка), добываемой в Британии. Истощились месторождения, перестали плавить орихалк.
Свойства
Сплавы по содержанию Zn делят на альфа-латуни и альфа+бета-латуни (однофазные и двухфазная).
Часто структура латуни состоит из обеих фаз.
Химический состав определяет свойства:
Не добыть в природе латуни
В природе латунь практически не встречается. Месторождения цинкистой меди редки и не представляют промышленного интереса. Люди сами сплавляют медь и цинк в нужных пропорциях.
Добычу составляющих сплава металлов производят на соответствующих месторождениях.
Где плавить латунь
Производство «союза металлов» может проходить в любой плавильной печи, где плавят медь.
Лучший способ получения — плавка в электроиндукционных низкочастотных печах.
В качестве шихты применяют как чистые металлы, так и вторсырье.
Сплавы, марки
По составу латуни делят на двухкомпонентные (лигатура в них цинк) и многокомпонентные. В этих сплавах металлов могут присутствовать олово Sn, Pb (свинец), Al (алюминий), никель Ni, марганец Mn.
Маркировка двухкомпонентных сплавов состоит из буквы Л, к которой добавляют число — процент меди. Пример: Л59, Л75.
В маркировке многокомпонентных латуней указаны первые буквы металла и его процентное содержание. Пример: ЛЦ16К4 — содержание цинка 16%, кремния 4%, остальное медь.
Что дает лигатура
| Присадка | Свойство |
| Марганец | Улучшение коррозионной стойкости и прочности |
| Олово | Увеличивает прочность, замедляет коррозию в морской воде |
| Никель | Улучшит общую стойкость к коррозии в агрессивных средах |
| Свинец | Улучшит обработку резанием, но ухудшит механические свойства |
| Кремний | В союзе со свинцом повышает антифрикционные свойства |
Содержание в твердом расплаве более 20% цинка приводит к деформации и коррозионному растеканию. Этот недостаток исправляют, отжигая изделия при температуре 250-300 градусов.
Применение
Хорошие механические свойства, относительная дешевизна — эти достоинства обеспечили бывшему орихалку постоянный спрос.
Латунные сплавы используют в деталях, для которых важны:
У современного орихалка приятный золотистый цвет. Ее используют в производстве фурнитуры, художественных изделий (кубков, значков, знаков отличия, орденов и медалей).
Однако к драгоценным металлам латунь не относится.
Литейные латуни
| Марка | Область применения |
|---|---|
| ЛЦ16К4 | Детали арматуры |
| ЛЦ23А6ЖЗМц2 | Массивные червячные винты, гайки нажимных винтов |
| ЛЦЗОАЗ | Коррозионно-стойкие детали |
| ЛЦ40С | Литые детали арматуры, втулки, сепараторы, подшипники |
| ЛЦ40МцЗЖ | Детали ответственного назначения, работающие при температуре до 300 °C |
| ЛЦ25С2 | Штуцера гидросистемы автомобилей |
Ювелирные сплавы
Латунная игральная кость, рядом цинк и слиток меди.
| Ювелирные сплавы | ||
| Вид обработки | Цвет | Наименование сплава |
|---|---|---|
| литьё | жёлтый | Латунь в гранулах M67/33 |
| литьё | зелёный | Латунь в гранулах M60/40 |
| литьё | золотой | Латунь в гранулах M75/25 |
| литьё | жёлтый | Латунь в гранулах M90 |
Стоимость
Цена за килограмм латунного сплава зависит от марки, формы и составляет от 190 до 490 рублей.
Выгодно сдавать латунный лом. Это бижутерия, сломанные водопроводные краны, отходы (стружка, опилки).
Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!
Физические свойства латуни, ее плотность и применение
Из сплава меди и цинка производят сплав, который получил название латунь. При этом от процентного соотношения этих чистых металлов изменяются многие свойства сплава, например, плотность латуни, ее пластичность, электропроводность и другие. Помимо основных металлов, в состав сплава входят другие элементы, влияющие на получение специальных свойств латуни, необходимых для конкретного применения.
Историческая справка
Около 1400 года до нашей эры была открыта латунь — сплав цинка и меди, который демонстрировал великолепную устойчивость против деформации, обладал высокой пластичностью при низких и высоких температурах и имел высокую устойчивость к коррозии и механическому износу. Однако ее использование приобрело массовый характер только в 250 году до нашей эры с началом производства монет в Римской империи.
С этого времени применение латуни стало осуществляться в самых различных областях человеческой деятельности начиная от вооружения и заканчивая ювелирными украшениями. В XV веке она стала использоваться для производства астрономических инструментов, а с появлением печати сплав стал активно применяться в типографии. С середины XVI века в Европе болты и гайки изготавливались главным образом из латуни, меди и бронзы. Этот сплав использовали для изготовления шестерен часовых механизмов, а в XVII веке в Голландии латунь использовали для изготовления оптического телескопа.
Состав и свойства сплава
Пропорции металлов в сплаве могу широко варьироваться, что влияет на создание материала с нужными свойствами. В индустриальных сплавах процентное содержание цинка всегда ниже 50%. Состав определяет следующие свойства материала:
При низких температурах из латуни можно делать листы различной толщины либо вытягивать проволоку. Плотность латуни и температура плавления также зависят от состава. В общем случае удельный вес латуни меняется от 8,4 г/см3 до 8,7 г/см3, а точка плавления находится между температурами 900 °C и 940 °C.
Чистая медь имеет плотность 8,96 г/см3 и температуру плавления 1084 °C, а чистый цинк обладает плотностью 7,14 г/см3 и температурой плавления 420 °C, то есть эти два свойства латуни близки к свойствам меди, ввиду ее большего относительного количества в сплаве в сравнении с цинком.
Главным образом изделия из латуни используются в качестве декоративных украшений благодаря их внешнему виду и блеску, похожему на золото. Также используют этот сплав в устройствах, в которых требуется небольшое трение между рабочими деталями, например, в замках и различных вентилях. Находит сплав и свое применение в электрических приборах, а также благодаря своим акустическим свойствам он применяется в изготовлении некоторых музыкальных инструментов таких, как трубы и колокольчики.
Человечество знакомо с латунью с доисторических времен, еще до открытия самого цинка. Изначально этот сплав получали путем смешивания меди и минерала гемиморфита, который является естественным источником цинка. Шахта по добыче гемиморфита была открыта в одной из деревень современной Германии. Эта шахта функционировала во времена Римской империи. В процессе смешивания меди и гемиморфита при высокой температуре цинк выделяется из этого минерала и сплавляется с медью.
Физические свойства латуни включают в себя следующие характеристики:
Виды латуни
Виды латуни отличаются друг от друга различным содержанием цинка в составе. В зависимости от процентного содержания цинка в сплаве различают три основные группы:
Классификация сплавов
Согласно такому делению на группы в зависимости от содержания цинка, вводят следующую классификацию обычных латуней:
Некоторые сплавы получили название специальных, например, сплав «симилор». Симилор состоит из 80% меди и 20% цинка. Другими специальными материалами являются «металл принца Альберта» (меди 86%, цинка 14%), «крисокола» (82% меди, 6% цинка, 6% олова).
Помимо основных элементов, в состав латуней входят другие элементы в минимальных количествах, поэтому эти сплавы являются податливыми и пластичными при низких температурах, а некоторые материалы не являются пластичными ни при каких температурах. Все типы этого материала становятся хрупкими вблизи температуры плавления.
Благодаря входящему в состав цинку, латунь является более твердой, чем чистая медь. В то же время сплав легче обрабатывать на различных механических станках, легче чеканить и выплавлять изделия. Также сплав устойчив к процессу окисления в условиях солевой среды, а его пластичность позволяет изготавливать тонкие металлические листы. Пластичность зависит от трех факторов: температуры, структуры и состава, причем даже минимальные количества других элементов могут значительно изменить это физическое свойство сплава.
Способность к механической обработке латуни значительно повышается, если в нее добавить небольшое количество свинца. Этот элемент практически не растворяется в ней и образует глобулярные частицы, которые значительно облегчают процесс механической обработки. Кроме того, свинец является хорошей смазкой из-за низкой температуры плавления, этот факт значительно снижает износ режущего инструмента при обработке материала. Латунь практически не подвергается термической обработке, для нее используют лишь процессы рекристаллизации и гомогенизационного отжига.
Специальные материалы
Специальными латунями считаются материалы, в которые, помимо меди и цинка, добавляют другие элементы в небольшом количестве с целью придания им соответствующих свойств. Самыми распространенными специальными латунями являются следующие:
Области применения
Использование латуни охватывает самые разнообразные сферы человеческой деятельности. Так, золотистый цвет сплава обусловил его использование в бижутерии и в различных декоративных элементах. Также его используют в котельном деле, при производстве военного снаряжения и амуниции, при изготовлении проволок и труб конденсаторов, электрических терминалов и денежных монет.
Благодаря устойчивости к разрушению в соленой воде металл используется при изготовлении снаряжения различных морских судов, а его акустические свойства позволяют делать духовые инструменты: трубы и аккордеоны. Благодаря бактерицидным свойствам, сплав используется для изготовления дверных ручек в больницах и госпиталях.
Если говорить о применении в качестве декора, то следует выделить производство ламп, светильников, карнизов и некоторых ювелирных изделий. Такого рода вещи производятся в основном в странах восточной Европы, на территории стран СНГ, а также во многих арабских и некоторых государствах Азии.
Одно из интересных свойств латуни, которое является необычным для металлов, заключается в отсутствии искр при механическом воздействии на изделие. Эта уникальная характеристика дает возможность использовать материал в качестве сосудов для хранения и транспортировки легковоспламеняющихся жидкостей.
Благодаря легкости механической обработки, высокой износостойкости и невысокой цене, материал используется для изготовления разнообразных вентилей. Из-за высокой сопротивляемости коррозии и кавитации используется латунь для изготовления винтов судов. Также материал использует при производстве некоторых деталей современных компьютеров.
Латунь: свойства сплава и его применение
Латунь – это сплав на основе меди и цинка. В состав такого сплава также может входить никель, олово, железо и другие металлы.
Латунь была известна еще в Древнем Риме. Из нее изготавливали монеты, украшения, декоративные элементы для доспехов и предметов быта. В России сплав начали активно использовать в 19 веке (поддельные «золотые» украшения и т.д.).
Металл устойчив к появлению ржавчины, к химическим (соли, кислоты) и механическим воздействиям, обладает хорошими фрикционными свойствами. Сложные сплавы поддаются обработке (резка, сверление).
Сфера применения латуни
Латунь применяют в изготовлении колец, браслетов, подвесок, памятных монет, декоративных предметов интерьера, фурнитуры, посуды. При этом могут быть использованы различные виды латуни (более золотистая, с зеленоватым оттенком, классическая желтая).
Компания Zippo использует для изготовления корпусов зажигалок латунь. Ручки Parker также имеют корпуса из этого сплава.
Производство деталей и узлов для водного транспорта, самолетов, легковых и грузовых автомобилей, а также специализированной техники.
Из сплава изготавливают сантехническое оборудование (краны, трубы, крепежные элементы и другое комплектующее).
Латунь применяют в изготовлении деталей для холодильного оборудования, морозильных камер, которые используются в торговле, в заведениях общественного питания. Сплав пользуется популярностью в производстве пружин, часовых механизмов.
Из латуни изготавливают проволоку, трубы различного назначения. В полиграфии из такого сплава делают матрицы для шрифтов.
Из каких металлов производится сплав латуни
Латунь — это сплав меди с цинком. Золотистый оттенок придает ему схожесть с золотом, но такое соединение значительно дешевле. Чистая медь дороже латуни. Связано это с меньшей стоимостью цинка, входящим в состав латуни. В результате полученный сплав, обладает характеристиками, каких нет у меди при меньшей цене.
Сплав устойчив к воздействию внешней среды. Однако нуждается в нанесении на поверхность лака, поскольку с течением времени чернеет. Благодаря своей пластичности и твердости используется как на промышленном производстве, так и для изготовления бижутерии в качестве украшений.
Фитинги из латуни
Что такое латунь
Основными компонентами сплава латуни является медь и цинк. Пропорциональные составляющие этих металлов могут быть разные. Количество цинка колеблется. Минимальное его значение составляет 20 %. Максимальное достигает 50%. При этом сплав меняет свой цвет: бывает золотистым, желтым или зеленым.
Процентный показатель цинка настолько важен, что способен изменять характеристику материала. Это относится к его пластичности и твердости.
Структура и состав
Состав сплава формируется из фаз:
В некоторых случаях присутствует одна альфа-фаза. В зависимости от изменения процентного состава основных компонентов, структура латуни может состоять одновременно из 2 фаз — альфа и бета.
В химический состав латуни, кроме меди и основного легирующего элемента цинка, входят добавки. Сюда относятся легирующие элементы: алюминий, железо, марганец, свинец, кремний, никель. Они составляют небольшой процент соединения. Каждый из них влияет на показатели характеристик материала.
Свойства и характеристики
Основным качеством в характеристиках латуни является ее коррозионная стойкость. Но она обладает и другими свойствами:
Основным фактором твердости и пластичности соединения является цинк. Увеличение его количественного содержания напрямую связано с повышением прочностных характеристик. Пластичность же возрастает только до количественного содержания цинка 36%. При последующем его увеличении до 45 % идет снижение этого показателя.
В целях увеличения твердости сплава проводится термическая обработка под названием нагартовка. Она способствует не только увеличению показателя прочности, но и снимает внутренние, структурные напряжения.
На эксплуатационные характеристики оказывают действия легирующие добавки. Их влияние указано в таблице:
Название легирующего элемента
Большое его присутствие ведет к снижению твердости латуни.
Усиливает сопротивление к разрыву. Идет повышение коррозионной стойкости.
У материала появляется возможность работать в жидких, пресных средах.
Маркировка
Существует 2 разновидности сплавов:
Плюсы и минусы
Латунный сплав обладает характеристиками, которые в одном случае служат положительным моментом, а в другом отрицательным. Состоят они в следующем:
Производство материала
Все компоненты, входящие в состав сплава, имеют разную температуру плавления. Это создает сложности при плавке латуни. В процессе работы добавление составляющих ведется в определенной последовательности.
Схема производства выглядит следующим образом:
Сферы применения
Применение латуни ведется в следующих сферах:
Как отличить золото от латуни
Несмотря на то, что внешне золото и латунь похожи, существуют способы отличить одно от другого. Это проверяется следующим образом:
Как можно отличить сплав латуни от бронзы
Иногда необходимо отличить бронзу от латуни. Именно бронзовые втулки используются в качестве подшипников.
Для этого существуют методы:
Латунь — это сплав, без которого уже невозможно обойтись в повседневной жизни. Металл входит в технологический процесс множества деталей промышленного производства, и заменить его не так просто.