латунь сплав меди с чем
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.
Недрагоценные цветные металлы и их сплавы
Несмотря на открытие цинка, являющегося главным компонентом латуни, лишь в XVI веке, она была известна человеку и до нашей эры. Например, римляне сплавляли медь с галмеем (цинковой рудой) и делали из сплава различные украшения и тонкостенную посуду.
Производство сплава распространилось и на среднюю Азию, откуда изделия попадали на Русь, где так же оценили прочность и блеск материала. И только после открытия цинка в 1746 году стало возможным появление латуни в привычном для современного человека виде. Произошло это 13 июля 1781 года, когда Джеймс Эмерсон зарегистрировал соответствующий патент, поэтому говорят, что латунь была открыта 2 раза.
Состав латуни
Классической формулой латуни является соотношение меди и цинка как 1:2. Именно такое соотношение упоминается ещё на рубеже XIX и XX веков в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона. В современных условиях количество добавляемого в медь цинка может быть значительно меньше, но, как правило, не превышает 30%, за исключением технических сплавов, в которых допускается наличие и 50% цинка. Чем больше цинка добавляется, тем ниже стоимость итогового материала, так как цинк сам по себе дешевле меди.
По составу сплава различают:
В зависимости от содержания цинка в латунном сплаве, выделяют:
Медно-никелевые сплавы
На смену серебряным монетам в 1931 году приходят 10, 15 и 20 копеек из нового материала — медно-никелевого сплава. Как следует из названия, его основу составляет медь и никель с добавлением небольшой доли других металлов. Сплавы бывают различные, но все они достаточно устойчивы к воздействию окружающей среды, имеют серебристый цвет. Содержание меди доходит до 90%, но может быть и значительно меньше, содержание никеля обычно не превышает 20%. С 1997 по 2009 год монеты номиналом 1 и 2 рубля изготавливались из нейзильбера, а 25 рублей с 2011 года из мельхиора. Мельхиоровой была также вставка для биметаллических 10 рублей до 2020 года. Наиболее распространённые виды медно-никелевого сплава:
мельхиор — 68-93% меди, 5-30% никеля, до 0,8% железа, до 1 % марганца; нейзильбер — 5-35% никеля, 13-45% цинка, остальное — медь; монель — до 67% никеля, до 38% меди.
Характеристики мельхиора:
| Параметр | Значение |
| Цвет | Серебристый |
| Состав сплава | 68-93% меди, 5-30% никеля, до 0,8% железа, до 1 % марганца |
| Химическое обозначение | NiFeMn |
| Температура плавления | 1170° C |
| Плотность | 8,8-9 г/см3 |
| Твёрдость по шкале Мооса | 3-3,5 |
Свойства латуни
Температура плавления латуни составляет 880–950 °C, причём, чем выше содержание цинка, тем ниже будет температура плавления. Она отлично поддаётся обработке давлением, имеет высокие механические свойства, неплохую устойчивость к коррозии. Однако, например, бронза выигрывает у латуни в прочности и коррозийной устойчивости. А также она неустойчива в морской воде, углекислых растворах и в органических кислотах. Неприятным свойством сплава является его потемнение на открытом воздухе, для предотвращения этого латунные изделия покрывают лаком. Латунные детали не теряют пластичность при понижении температуры, что делает их хорошим конструкционным материалом.
Латунь и медь очень схожи внешне, и непрофессионалу будет сложно разграничить их. Первая имеет повышенную твёрдость и износоустойчивость, но является менее тугоплавкой. При этом латунный сплав значительно удобнее в обработке за счёт высокой ковкости и вязкости. Он превосходит медь и по коррозийной стойкости, причём более высокая температура повышает скорость образования коррозии, источником которой могут стать высокая влажность, повышенное содержание аммиака и сернистого газа в воздухе. Для её предупреждения латунные изделия подлежат обжигу при низких температурах после обработки.
Свойства отдельных видов латуней
Деформируемые латуни — такие сплавы, в которых содержание цинка менее 10%, их ещё называют томпак. Томпак пластичен, не ржавеет и обладает низкой силой трения. Томпак хорошо сваривается со сталью и имеет золотистый оттенок.
Литейная латунь предназначена для создания изделий путём литья. Содержание меди в ней варьируется от 50 до 80%. Такой сплав не подвержен ржавчине, не подвержен деформации посредством трения с другими материалами, хорошо сопротивляется силовому внешнему воздействию (высокие механические свойства), не имеет склонности к распаду. А также, благодаря жидкому состоянию, металл удобен в обработке, что позволяет залить его в любую форму.
Автоматная латунь — сплав, обязательным элементом которого является свинец, позволяющий получать короткую стружку при обработке изделия в автоматизированном режиме, что снижает износ разделяющего механизма, повышая скорость работы.
Влияние легирующих элементов на свойства сплава
Легирующий элемент — такой элемент, который добавляется в металл, для изменения его структуры и химического состава.
Что такое латунь
Это одна из разновидностей сплавов на основе меди, известная наряду с бронзами – алюминиевыми, свинцовыми, кремниевыми и так далее.
Данное видео расскажет о том, как заварить латунь:
Понятие и особенности
Сплав – макроскопический однородный материал, в состав которого входят, в основном, металлические компоненты. Его отличие от вещества состоит в наличие свойств, обеспечиваемых микроструктурой и кристаллической структурой фаз. Так, электропроводность и теплопроводность, присущая металлам, всегда является свойством и сплава. Но при этом физические характеристики могут изменяться в зависимости от внешних условий, если главенствующей становится та или иная фаза.
По внешнему виду они очень похожи. Особенно при одинаковой доле меди, однако свойства их отличаются.
Латунь чаще используют в ювелирном деле. А вот для декоративных деталей крупных – кованые украшение на лестнице, предметы интерьера, лучше использовать бронзу.
Хромированная латунь (фото)
Плюсы и минусы
Любой металл обладает определенными характеристиками, которые в разных ситуациях могут выступать достоинствами, а могут превратиться в недостатки. В строительных работах латунь применяется не так уж часто, что свидетельствует, скорее, о популярности других материалов, а не недостатках сплава.
Применение латуни
Сплав является одним из самых наиболее используемых в мире, его даже называют вечным металлом, так как он практически не подвергается износу. Двухкомпонентные сплавы, содержащие до 20% цинка, применяются для создания змеевиков, запчастей для машин, тепловой аппаратуры. Соединения, содержащие до 40% цинка, идут, например, на создание фурнитуры, штампованных изделий. Использование многокомпонентных латуней значительно шире. Они используются при создании труб, кораблей, летательных аппаратов, часов, пружин и т. д.
Из томпака изготавливают всевозможные знаки различия и художественные изделия. Различного рода арматура, сепараторы, подшипники, изделия, устойчивые к ржавчине изготавливают из литейной латуни. Применение автоматной латуни проявляется в создании крепёжных изделий (гаек, болтов, винтов, саморезов и т. д.), на которые нарезаются латунные листы, полосы, прутки.
Латунь, свойством которой является неподвластность магнитному притяжению, используется для создания компасов. За счёт высокой теплоёмкости ещё в царской России из латуни делали самовары, которые и по сей день изготавливаются из этого материала. Изготавливаются из неё и предметы церковного обихода. Несмотря на низкую себестоимость, сплав используется для создания престижных вещей, например, популярных зажигалок Zippo, корпуса которых производятся из латуни с дальнейшим напылением на них иных металлов различного цвета.
Латунь в ювелирном деле
Применение латунный сплав нашёл и в ювелирном деле. Ювелиры выделяют жёлтую (среднее содержание цинка), золотистую (низкое содержание цинка), и зелёную латунь (высокое содержание цинка). Если сплав состоит на 15% из цинка и на 5% из алюминия, то он максимально напоминает золото, а благодаря отличной податливости полировке хороший мастер сможет сделать украшение, которое неспециалист никогда не сможет отличить от золотого изделия. Этот факт известен и мошенникам, которые подделывают золото. Для очистки подобных украшений используется щавелевая кислота.
Сплавы, маркированные «Л62» и «Л68», являются материалом, на котором обучаются начинающие ювелиры, так как по своим механическим характеристикам он максимально приближен к золоту.
Свойства и характеристики
Свойства латуни определяют составом как химическим, так и фазовым. Поэтому говорить об общих технических свойствах довольно затруднительно. Каждый сплав обладает своими особенностями.
Усредненные данные выглядят так:
Введение легирующих добавок существенно влияет на физические характеристики. Приведенные данные касаются именно двухкомпонентных латуней.
Про изготовление деталей из латуни и меди массово и на заказ, а также изготовление других изделий из нее погорим ниже.
Плавка латуни в индукционной печи без графитового тигля представлена в видео ниже:
Свойства сплава меди и цинка
Существует несколько видов латуни, для которых характерны как общие свойства, так и индивидуальные. Основные характеристики:
Оба основных элемента имеют относительно высокую плотность. Соответственно, их соединение характеризуется высокой массой. Латунь легко обрабатывается дуговой сваркой, но не поддастся газовой. Быстро окисляется, потому при необходимости метал покрывается лаками или подвергается полировке. Цинк обеспечивает прочность и пластичность. Последние могут регулироваться содержанием цинка.
Определённые свойства придаются легирующими присадками, которые изменяют состав латуни и позволяют регулировать её характеристики в широких пределах. Особенностью присадок является отсутствие изменения удельного веса сплава. Добавка магния увеличивает прочность и антикоррозионные качества. Никель уменьшает окисление, а свинец улучшает пластичность. Если добавить кремний без других присадок, то повысится пластичность и прочность. Существует множество комбинаций соотношения цинка, меди и присадок, которые обеспечивают необходимые характеристики.
История появления и применения
Латунь известна с начала новой эры и впервые была получена в Римской империи, но также применялась в Индии и Китае. Позже в Европе был утерян способ выплавки цинка, потому долгое время металл завозился с Азии. Добыча цинка в Европе возобновилась с 16 века, а выплавка латуни — с 19 века. Благодаря археологическим раскопкам известно, что латунь широко использовалась для изготовления ювелирных изделий, поскольку она имеет характерный жёлтый цвет золота и носит название «поддельное золото». С развитием металлургии сплав расширил свою сферу применения, что было обеспечено регулированием характеристик металла разнообразным соотношением его компонентов.