Властивості латуні: щільність, колір, застосування, фото
Латунь, як відомо, являє собою сплав міді з цинком, в який в незначних кількостях можуть додаватися й інші хімічні елементи. Хімічний склад визначає властивості латуні, які слід обов’язково враховувати, підбираючи матеріал для вирішення конкретних технологічних завдань.
Пруток латунний — один з напівфабрикатів, що поставляється для різних галузей промисловості
загальні властивості
Додавання цинку до міді (а саме так роблять латунь) дозволяє отримати сплав, що відрізняється від основного металу не тільки своїми властивостями і кольором, але також і більш низькою вартістю. При цьому щільність підсумкового сплаву, в якому цинк може міститися в кількості 5-45%, незначно відрізняється від аналогічного параметра основного металу — міді. Для збільшення твердості латуні, а також поліпшення її антифрикційних і інших механічних властивостей в процесі виробництва її піддають різним видам додаткової обробки.
Основні види латуні. Жовтим кольором виділені сплави, використовувані для паяння та зварювання
Якщо говорити про найбільш значущих властивості латуні, то до них слід віднести:
- високу стійкість до корозії в звичайних умовах експлуатації;
- досить хорошу стійкість до впливу агресивних середовищ, таких як водно-сольові розчини, вуглекислий газ, органічні кислоти;
- красивий світло-золотистий колір, що дозволяє використовувати цей матеріал для виготовлення предметів декоративного призначення (які навіть на фото виглядають дуже привабливо);
- схильність обробці методами пластичної деформації як в гарячому, так і в холодному стані (при цьому, що важливо, колір готового виробу практично не змінюється);
- невисоку електро- і теплопровідність;
- простоту і невисоку вартість виробництва;
- можливість застосовувати пайку з використанням як м’яких, так і твердих припоїв.
Завдяки своїй високій декоративності і практичності латунь часто застосовується для обробки кухонних меблів
Окремі марки латуні, зокрема ті, в хімічному складі яких міститься більше 20% цинку, погано переносять підвищену вологість: в таких умовах поверхню виробів з них може розтріскуватися. Ситуація ще більш ускладнюється, якщо у вологому атмосфері, в якій експлуатуються такі вироби, міститься значна кількість аміаку. Тоді латунь не тільки тріскається і втрачає первісний колір, але і втрачає свої хороші експлуатаційні характеристики.
Тим часом можна поліпшити властивості латунних сплавів даної категорії, якщо вироби з них після виробництва одним з методів пластичної деформації піддати відпалу при температурі 240-260 °. Така процедура, яку часто називають нагартовка, призводить до підвищення міцності і твердості латуні, а також зняття залишкових напруг в її внутрішній структурі.
Поліпшення експлуатаційних характеристик
Щоб поліпшити такі властивості латунних сплавів, як щільність, колір, твердість, антикорозійна стійкість і інші, в них, крім міді і цинку, додають легуючі елементи, до числа яких відносяться олово, залізо, миш’як, алюміній, нікель, марганець і ін. Кількість таких елементів, що додаються до складу латуні, дуже незначно. Як правило, воно не перевищує декількох відсотків. Самими значущими властивостями, які вдається поліпшити в процесі легування латуні, є кавітаційна щільність, зносостійкість і стійкість до корозії.
За діаграм видно, наскільки латуні міцніше і твердіше міді завдяки легирующим елементам
Легуючі елементи, що додаються в хімічний склад латуні, по-різному впливають на її властивості. Так, кремній при перевищенні його змісту в сплаві, зменшує його щільність і, відповідно, погіршує його характеристики. Якщо ж на додаток до кремнію в латунь додати свинець, то вона забарвиться в красивий колір, а її антифрикційні властивості посиляться.
Щоб поліпшити таку властивість латуні, як тимчасовий опір на розрив, в її склад додають олово, алюміній або марганець. Якщо латунь легувати марганцем і залізом, кількість яких не повинна перевищувати 2-3%, можна значно поліпшити її коефіцієнт відносного подовження. Що характерно, інші хімічні елементи, які використовуються для легування латуні, погіршують даний показник.
Фізичні властивості простих латуней (натисніть для збільшення)
Для підвищень корозійної стійкості латуні в її склад додають такі елементи, як нікель, алюміній, олово і марганець. Особливо варто відзначити нікельовану латунь, яку через колір називають білою. Поверхня виробів з таких сплавів за рахунок вмісту в їх складі нікелю не схильна до розтріскування навіть при експлуатації в умовах підвищеної вологості.
Додавання олова до складу латуні дозволяє збільшити її щільність і, відповідно, таке її властивість, як міцність. Вироби з таких сплавів можна успішно експлуатувати в солоній воді. Серед великої різноманітності марок латуні є спеціально створені для застосування в умовах постійного впливу морської води.
Хімічний склад і приклади застосування латуней, що містять олово (натисніть для збільшення)
Свинець в латунь додають переважно для того, щоб забезпечити їй гарну оброблюваність різанням. Цей елемент забезпечує формування короткої і добре ламаються стружки в процесі обробки на токарному, фрезерному або свердлильному обладнанні. Крім того, вміст свинцю при обробці латуні металорізальними інструментами гарантує отримання поверхні з невеликими показниками шорсткості.
Досить рідкісним елементом, за допомогою якого виконують легування латуні, є миш’як. Вироби, виготовлені з такої латуні, успішно експлуатуються в прісних високоагресивних рідких середовищах, що знаходяться в стані нормальної або підвищеної температури. Якщо в хімічний склад латуні, легованої миш’яком, додати залізо і нікель, то вироби з неї можна успішно експлуатувати в кислотних і лужних середовищах.
Добре піддаються різанні, в тому числі лазерної, латуні з вмістом цинку менше 42%
Переваги та недоліки ливарних латуней
Латуні, що відносяться до категорії багатокомпонентних, діляться на дві великі групи:
- ливарні;
- оброблювані методами пластичної деформації.
Мідно-цинкові сплави, що відносяться до ливарної категорії, активно використовуються в сучасній промисловості. Високої популярності таких матеріалів сприяє те, що вони демонструють низьку схильність до газонасичених, що, в свою чергу, дозволяє отримувати з них виливки з високою щільністю і гідної стійкістю до корозії. Хорошому раскислению таких латуней, що відбувається в процесі лиття, сприяє те, що деяка частина цинку при виконанні плавки випаровується.
Хімічний склад ливарних латуней (натисніть для збільшення)
До найбільш значущих властивостей латуней, що відносяться до ливарної категорії, слід зарахувати:
- високу плинність в розплавленому стані;
- незначну усадку в процесі виконання лиття;
- механічні характеристики, багато в чому схожі з аналогічними параметрами олов’яних і алюмінієвих бронз;
- простоту і невисоку вартість виробництва, якщо проводити порівняння з технологією отримання бронзових сплавів.
Області застосування ливарних латуней
Метали даної категорії мають і деякі недоліки.
- В процесі виконання лиття у виробах можуть формуватися кристалізаційні раковини досить великого розміру.
- В латунь необхідно додавати спеціальні флюси, щоб мінімізувати втрати цинку, які відбуваються в результаті випаровування даного металу.
Виправлення таких недоліків, пов’язаних з плавленням латуні, пов’язане зі значними фінансовими витратами. Якщо не вживати таких заходів, що підвищують собівартість готового сплаву, то більшу його частину доведеться відправити на вторинну переробку.
Деформуємі латунні сплави
Латуні, готові вироби з яких і заготовки для подальшої обробки, виробляють методами пластичної деформації, можуть ставитися до одно- або двофазним. Сплави першої категорії містять в своєму хімічному складі не більше 30% цинку, другі — 40-45%.
Області застосування деформуються подвійних латуней
Двофазні латуні добре піддаються пластичній обробці тільки в гарячому стані, при цьому колір їх поверхні залишається незмінним. У холодному стані вони демонструють дуже невисоку пластичність. Латуні однофазної групи, також відрізняються сталістю кольору, можна піддавати обробці методами пластичної деформації як в холодному, так і в гарячому стані.
Сфери застосування деформуються багатокомпонентних латуней
Предмети з латуні відрізняються не тільки своїм привабливим зовнішнім виглядом, про що можна судити навіть по фото, але і відмінними механічними властивостями, що дозволяє успішно використовувати їх не тільки в декоративних, а й в практичних цілях.
На закінчення невелике відео про особливості латуні і нюансах її виробництва.
