Порядок маркировки литейных и деформируемых латуней разный.

Латунь представляет собой сплав с медью. Основной легирующей добавкой, определяющей технологические характеристики: прочность, гибкость, пластичность, хорошую устойчивость к коррозионным процессам и пр., является цинк. Дополнительно могут быть введены и другие легирующие элементы, в том числе и олово, с тем условием, что олова будет меньше, чем цинка. Помимо олова, латунь может содержать никель, свинец, марганец, железо и некоторые другие элементы в процентном соотношении, регламентированном ГОСТом 15527-2004.

По содержанию химических элементов латуни подразделяются на простые (состоящие из Cu и Zn) и специальные (включающие Cu+Zn, а также несколько легирующих элементов: Pb, Fe, Al, Sn и пр.), по типу обработки – на деформируемые для создания разного типа проволок, латунных листов, труб и пр., а также литейные для изготовления деталей путем литья.

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.

Структура и возможные способы обработки

Механические характеристики латуни рассматриваемой марки, как и любого другого материала, определяются фазным состоянием ее внутренней структуры. В структуре латуни Л63 отсутствует вторая так называемая b-фаза, которая, если она есть в медном сплаве, делает его более твердым и хрупким, значительно ухудшает пластичность основного металла. Именно однофазная структура сплава данной марки и объясняет тот факт, что изделия из него отлично поддаются обработке давлением практически по любой из используемых сегодня технологий (прокатка, вытяжка, волочение, чеканка, гибка).

Структура латуни: однофазной (а) и двухфазной (б)

Применяют для изготовления изделий из латуни Л63 также методы литья и технологии резания, что значительно расширяет сферу ее применения. На промышленных предприятиях, занимающихся производством металлов, латунь марки Л63 выпускается в следующем виде:

• листовой прокат, ленты и плиты;
• прутки с различной формой поперечного сечения;
• трубная продукция;
• проволока.

Гарантированные механические свойства листов из латуни марки Л63 в сравнении с Л59-1 и медными листами

Весь сортамент продукции, производимой из латуни Л63, оговаривает ГОСТ 15527-70 (новая редакция – ГОСТ 15527-2004). Кроме того, как предписывает ГОСТ 15527-70, производители могут выпускать заготовки из модификации данного сплава (Л63А), которые отличаются антимагнитными свойствами. Такой сплав, имея схожие характеристики с латунью Л63 (удельный вес, плотность и др.), отличается лучшей текучестью в расплавленном состоянии, но изделия из него не очень хорошо обрабатываются резанием.

Маркировка латуней

По содержанию компонентов принято выделять простые и специальные многокомпонентные латуни. Простые разновидности латуни имеют свою маркировку, которая позволяет сразу отличить наименование марки сплава в тексте. Маркировка включает в себя букву «Л» – латунь и цифру, равную среднему содержанию Cu. В латуни марки Л80 содержится 80% меди и 20% цинка.

Для многокомпонентных (специальных) латуней принята следующая маркировка. Сначала также идет буква «Л», за ней буквы, которые показывают все легирующие компоненты сплава, кроме основного компонента – цинка. Цинк в наименовании маркировки не указывается. За буквами, указывающими на то, какие элементы содержатся в сплаве, пишутся цифры, которые показывают содержания компонентов сплава. Первая цифра обозначает содержание меди, далее последовательность цифр соответствует последовательности букв в аббревиатуре марки. Содержание цинка не указывается, оно определяется разницей между 100% и суммарным содержанием всех прочих элементов.

ЛАЖМц66-6-3-2 – латунь со следующими содержаниями:

C – 66%,

A l – 6%,

Fe – 3%,

Mn – 2%.

Цинка содержится соответственно 23%.

В таблице ниже можно ознакомиться с основными марками латуни. Они могут быть литейные или деформируемые для производства проката. Также стоит отметить, что некоторые типы латунных сплавов подходят для пайки. Эти типы регламентируются ГОСТом 16130-90, они выделены в таблице цветом.

Каждая марка латуни предназначена для решения конкретных задач в соответствии с химическими составами и технологическими параметрами.

Примеры применения некоторых марок латуни приведены ниже.

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.

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.

Расшифровка марки сплава и его характеристики

Расшифровка Л63 выглядит следующим образом: Л указывает на латунь, а цифры на присутствие в составе 62-65% меди. Однофазная структура способствует простоте обработки. Производство латуни Л63 регулируются ГОСТом 15527-2004, применяется она не только в практических, но и декоративных целях.

Среди ключевых характеристик латунных сплавов Л63 – повышенная коррозийная стойкость по сравнению с медью. Материал проявляет эти качества:

• в морской среде;
• в спиртовых растворах;
• в пресной воде;
• среди газов-галогенов.

Материал отличается хорошими литейными характеристиками. Поддается газовой и электросварке. Плавится при температуре 906 °С. В процессе плавления образовываются вредные для человеческого организма компоненты, поэтому процедуру проводят в вентилируемых помещениях. Присутствующий в составе цинк способен воспламеняться. Путем горячего обжига повышается стойкость к износу.

Это интересно: Бронза