Свойства латуни кратко: характеристики металла, свойства различных сплавов

Латунь. Описание, свойства, происхождение и применение металла

Латунь — сплав меди с цинком (от 5 до 45%). Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), с содержанием 20–36% Zn – желтой. На практике редко используют латуни, в которых концентрация цинка превышает 45%. Цинк более дешевый материал по сравнению с медью, поэтому его введение в сплав одновременно с повышением механических, технологических и антифрикационных свойств, приводит к снижению стоимости — латунь дешевле меди. Электропроводность и теплопроводность латуни ниже, чем меди.

СТРУКТУРА


Медь с цинком образуют кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа β, γ, ε. Наиболее часто структура латуней состоит из α- или α+β’- фаз: α-фаза — твёрдый раствор цинка в меди с кристаллической решёткой меди ГЦК, а β’-фаза — упорядоченный твёрдый раствор на базе химического соединения CuZn с электронной концентрацией 3/2 и примитивной элементарной ячейкой.

При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение ([ОЦК]) атомов и широкую область гомогенности. В этом состоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454—468 °C расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β’. Фаза β’ в отличие от β-фазы является более твёрдой и хрупкой; γ-фаза представляет собой электронное соединение Cu5Zn8.

СВОЙСТВА


Плотность — 8300—8700 кг/м³. Удельная теплоёмкость при 20 °C — 0,377 кДж·кг−1·K−1. Удельное электрическое сопротивление — (0,07-0,08)·10−6 Ом·м. Диамагнетик, так как медь и цинк диамагнетики.
Температура плавления латуни в зависимости от состава достигает 880—950 °C. С увеличением содержания цинка температура плавления понижается. Латунь достаточно хорошо сваривается (однако нельзя сваривать латунь сваркой плавлением — можно, например, контактной сваркой) и прокатывается. Хотя поверхность латуни, если не покрыта лаком, чернеет на воздухе, но в массе она лучше сопротивляется действию атмосферы, чем медь. Имеет жёлтый цвет и отлично полируется.
Висмут и свинец имеют вредное влияние на латунь, так как уменьшают способность к деформации в горячем состоянии. Тем не менее легирование свинцом применяют для получения сыпучей стружки, что облегчает её удаление при обработке резанием.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА


Пока есть медь, будет и латунь. В виде самородков, латуни не бывает, так как это сплав.
В технологии получения латуни задействованы процессы медной, цинковой промышленности, а также переработка вторсырья. Сырьём для производства сплавов являются заготовки меди, цинка и других металлов для получения многокомпонентных сплавов. Также используются собственные отходы производства и вторичное сырьё. Все заготовки изготовлены в соответствии с ГОСТ.
Для плавки латуни используют различные виды плавильных печей, применяющихся для плавки медных сплавов. Самыми эффективными являются электрические индукционные низкочастотные печи с магнитопроводом. Плавку проводят под вытяжной вентиляцией, поскольку некоторые элементы сплава интенсивно испаряются и могут навредить здоровью человека.

ПРИМЕНЕНИЕ


Из латуни производят охлаждающие системы для моторов, разнообразные втулки, переходники. Сплав используется в строительной сфере. Например, для изготовления сантехнического оборудования и элементов дизайна. Элементы для крепежа, такие как болты и гайки, также производят из латуни. Этот сплав применяется в судостроении и при изготовлении боеприпасов.

Поскольку, внешне металл напоминает золото, его широко применяют ювелиры. Сплав становится материалом для посуды, фурнитуры, украшений, орденов.

Двусоставную латунь с максимальным содержанием меди пускают на змеевики, машинные запчасти, техническую аппаратуру. Болты, гайки, шурупы изготавливают из сплава со средним содержанием красного металла.
Многокомпонентные латуни пригождаются при производстве самолетов, водных судов, труб ( в том числе, и для холодильного оборудования), часов, пружин, арматуры, сепараторов. Пригождается сплав и в полиграфии. Там из латуни делают матрицы для печати.


Латунь (англ. Brass) — CuZn

Молекулярный вес321.42 г/моль
Происхождение названияво времена Августа в Риме латунь называлась орихалк ( aurichalcum — буквально «златомедь» ), из неё чеканились сестерции и дупондии. Орихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота.
IMA статусне подтвержден

КЛАССИФИКАЦИЯ


Strunz (8-ое издание)1/A.04-15
Nickel-Strunz (10-ое издание)1.AB.10a
Dana (7-ое издание)01.01.06.00

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Цвет минералажелтый
Цвет чертыжелто-золотой
Прозрачностьнепрозрачный
Блескметаллический
Спайностьнет
Твердость (шкала Мооса)нет
Прочностьковкий
Изломнеравномерный
Плотность (измеренная)в зависимости от состава сплава
Радиоактивность (GRapi)0
Магнетизмдиамагнетик

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Типизотропный
Цвет в отраженном светенет
Плеохроизмне плеохроирует
Люминесценция в ультрафиолетовом излучениине флюоресцентный

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Точечная группаm3m (4/m 3 2/m) — гексаоктаэдральный
Пространственная группаUnk
Сингониякубическая

Интересные статьи:

mineralpro. ru

13.07.2016

Латунь — свойства, характеристики, обзорная статья, доклад, реферат

Латунь — это двухкомпонентный или более сложный сплав, основными элементами которого являются Cu (медь) и Zn (цинк). Содержание цинка в латуни может составлять от 5 до 45 % и более. К примеру, в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона соотношение содержания меди и цинка в сплаве описывается как 2 к 1.

Латунь прежде всего ценится за её прочность по сравнению с обычной медью, ковкость, вязкость, твёрдость и более высокую коррозионную стойкость. Помимо улучшенных механических качеств, сплав меди с цинком обладает хорошими эстетическими свойствами, легко поддаётся полировке и имеет красивый жёлтый или красноватый цвет. При этом он обладает меньшей стоимостью чем медь или оловянная бронза.

Стоит отметить, что на воздухе латунь темнеет, поэтому ремесленные изделия из неё следует покрывать лаком. Если в латуни содержится более 20 % Zn, она подвержена сезонным растрескиваниям во влажной среде, особенно деформируемые сплавы. Противостоять этому поможет отжиг изделий. А при содержании в сплаве более 39 % Zn сплав имеет двухфазную структуру, что негативно сказывается на прочности и пластичности изделий из него. Латунь обладает меньшей тепло и электропроводностью по сравнению с медью. Что бы купить латунь перейдите в раздел продажи латуни.

Классификация латуней

Так как в сплав меди и цинка добавляются и другие легирующие элементы, то различают:

  • двухкомпонентные сплавы

  • и многокомпонентные сплавы латуни.

Легирующие элементы сложных сплавов: Mg, Sn, Ni, Pb, Si, Fe, Al и другие. Все они определённым образом сказываются на свойствах изделий. Mg в сочетании с Fe и Al влияет на прочностные характеристики и коррозионную стойкость. Ni – положительно сказывается на устойчивости к окислительным процессам. Pb повышает пластичность и ковкость латуни. Такие сплавы часто используются ремесленниками, также такие сплавы называют автоматными, т.к. они хорошо поддаются обработке на станках. Si спорно, но влияет на прочностные характеристики сплава, а в сочетании с Pb может посоревноваться за первенство с оловянной бронзой по части антифрикционных качеств.

Не менее важной является классификация сплавов Cu и Zn по способу их обработке. Различают:

  • литейные сплавы,

  • сплавы обрабатываемые давлением,

  • также можно выделить в эту группу специальные латуни.

В горячем виде обработке давлением при температуре от 300 до 700°C лучше поддаются латуни с высоким содержанием цинка, однако с повышением концентрации Zn выше 30 % пластичность и прочность сплавов падает, поэтому на практике для этих целей не применяются сплавы с содержанием Zn выше 39 %. В холодном же виде любые сплавы латуней обрабатываются хорошо.

Было уже сказано о различии в фазовых состояниях латуни, но для полноты картины следует ещё раз определить:

  • латуни a-фазы

  • и латуни b-фазы.

Первые — с содержанием Zn до 39 %, вторые (двухфазные) — выше. Латунь в а-фазе имеет более высокую пластичность и прочность, чем в фазе b, так как двухфазные сплавы имеют свойство слоиться, из-за того что медь с цинком не будут образовывать прочной связи.

Так как латуни различаются по содержанию цинка, принято также выделять:

  • красную

  • и жёлтую латуни

Содержание цинка в красной латуни (томпаке) составляет от 5 до 20 %, а в жёлтой — более 20 %. Чем выше содержание Zn в составе, тем ниже стоимость сплава.

Свойства сплавов

Для понимания того, как различные легирующие составы и пропорции влияют на качества латуней, ниже мы привели несколько таблиц и диаграмм. Но прежде обратимся к принципам маркировки латуней. Двухкомпонентные сплавы маркируют в России литерой Л и цифрами, обозначающими процентное содержание меди по химическому составу. (Л80 содержит 79-81 % Cu, до 0,3 % примесей и Zn в остатке). Многокомпонентные сплавы также маркируются литерой Л, после чего указываются литеры легирующих элементов, далее за ними следуют числовые обозначения, указывающие процентное содержание меди и легирующих составов, в указанном литерами порядке (ЛА77-2 — 77% Cu, 2%Al).

Применение

Спектр выпускаемых в России латуней очень велик. Существует порядка 37 основных марок двух и многокомпонентных сплавов, не считая специальные и вторичные латуни. Так что спектр их применения чрезвычайно велик и более подробно будет рассматриваться нами в статьях, посвящённым конкретным сплавам. Однако, можно привести примеры использования латуней в рамках указанной выше классификации.

Двухкомпонентные деформируемые сплавы латуней Л96-Л80 применяются в основном для производства деталей в химической промышленности, радиаторных и капиллярных трубок, тепловой аппаратуры, и в машиностроении. Л68-Л60 — применяются в изготовлении штампованных изделий, фурнитуры и крепежа, деталей в автомобильной промышленности, труб конденсаторных, патрубков.

Сфера применения многокомпонентных деформируемых сплавов гораздо более широка и вписывается в рамки производства таких отраслей, как: судостроение, химическая промышленность, машиностроение, производство тепловой аппаратуры, точных приборов, авиационной промышленности и других. Примечательно то, что в основном многокомпонентные деформируемые сплавы применяются для производства небольших деталей с хорошими антифрикционными свойствами.

Литейные сплавы латуней применяются для изготовления ответственных деталей и элементов конструкций. Они обладают большой прочностью. Из них отливают арматуру, изготавливают гайки, червячные винты, а также подшипники, втулки и коррозиестойкие детали.

История

Изготовлением латуни занимались ещё в Древнем Риме, позже в Египте, Греции и Китае. Согласно информации представленной в СБИЕ, древние римляне изготавливали латунь сплавлением меди и минерала галлия в виде карбона ZnCO3. Чистота такого сплава была не велика, поэтому настоящая качественная латунь появилась значительно позже, когда в 1746 году Андреас Сигизмунд Магграф нашёл способ извлекать чистый цинк прокаливанием оксида цинка в реторте из огнеупорной глины без доступа воздуха, и конденсировать цинк в газовой фазе в рефрижераторе.

Слово цинк восходит к германскому zinke (зубец), вероятно это название связано с формой кристаллов сфалерита (цинковой обманки) из которой впоследствии стали добывать в промышленных масштабах цинк. Сфалерит имеет в составе сульфид цинка ZnS. Из него получают концентраты по пирометаллургической схеме. Сначала минерал измельчается, а затем помещается в аппарат для селективной флотации, где вместе с цинковым концентратом извлекаются другие концентраты. Далее концентраты цинка обогащаются и восстанавливаются обжигом в кипящем слое, и далее спеканием. Дистилляционный метод ныне не применяется, для получения чистого цинка. Наибольшее распространение получил в наше время гидрометаллургический способ получения Zn электролизом.

Производство латуни

Производство латуни — это сложный технологический процесс в котором задействована медная и цинковая промышленность, а также методы переработки вторсырья. В качестве сырья для получения сплавов применяются изготовленные по ГОСТ заготовки меди, цинка и других металлов для многокомпонентных сплавов, а также собственные отходы производства и вторичное сырьё.

Латунь получают сплавлением этого сырья в электродуговых печах или печах на твёрдом топливе в тиглях, или даже без тиглей в отражательных печах. Предварительно сырьё подготавливается, печи также очищаются. Медь разогревают до красного каления и помещают в печи в первую очередь, после чего добавляют цинковые кусковые заготовки. Для получения сложных сплавов медь также добавляют в первую очередь, после чего добавляют остальные элементы.

Металлопрокат и литые заготовки

После получения однородной массы, сплав разливают в формы, если это литейная латунь, и из него получают:

  • слитки плоской

  • и слитки круглой формы.

Деформируемые же сплавы после отливки в изложницы проходят процедуру деформации. Из них получают: латунную ленту, латунные плиты, латунную проволоку, трубы из латуни, латунные круги, латунные листы, прутки латунные.

Полученные изделия могут различаться по степени дополнительной обработки (закалки, старения), а также по состоянию материала (мягкое, полутвёрдое, твёрдое и особотвёрдое). Дополнительная термическая подготовка заготовок способна значительно повысить их коррозионную стойкость и прочность.

Самые популярные изделия из латуни которые можно купить у нас:

Цинк и его сплавы — производство, свойства, виды и применение

Цинк — хрупкий голубовато-белый металл. В природе без примесей не встречается. В 1738 году Уильям Чемпион добыл чистые пары цинка с помощью конденсации. В периодической системе Менделеева находится под номером 30 и обозначается символом Zn.

Свойства цинка

Химические свойства цинка

Цинк — активный металл. При комнатной температуре тускнеет и покрывается слоем оксида цинка.

  • Вступает в реакцию со многими неметаллами: фосфором, серой, кислородом.
  • При повышении температуры взаимодействует с водой и сероводородом, выделяя водород.
  • При сплавлении с щелочами образует цинкаты — соли цинковой кислоты.
  • Реагирует с серной кислотой, образуя различные вещества в зависимости от концентрации кислоты.
  • При сильном нагревании вступает в реакции со многими газами: газообразным хлором, фтором, йодом.
  • Не реагирует с азотом, углеродом и водородом.

Физические свойства цинка

Цинк — твердый металл, но становится пластичным при 100–150 °C. При температуре выше 210 °С может деформироваться. Температура плавления — очень низкая для металлов. Несмотря на это, цинк имеет хорошую электропроводность.

  • Плотность — 7,133 г/см³.
  • Теплопроводность — 116 Вт/(м·К).
  • Температура плавления цинка — 419,6 °C.
  • Температура кипения — 906,2 °C.
  • Удельная теплота испарения — 114,8 кДж/моль.
  • Удельная теплота плавления — 7,28 кДж/моль.
  • Удельная магнитная восприимчивость — 0,175·10-6.
  • Предел прочности при растяжении — 200–250 Мн/м2.

Подробный химический состав цинка различных марок указан в таблице ниже.













Обозначение марок

Цинк, не менее

Примесь, не более

свинец

кадмий

железо

медь

олово

мышьяк

алюминий

всего

ЦВ00

99,997

0,00001

0,002

0,00001

0,00001

0,00001

0,0005

0,00001

0,003

ЦВ0

99,995

0,003

0,002

0,002

0,001

0,001

0,0005

0,005

0,005

ЦВ

99,99

0,005*

0,002

0,003

0,001

0,001

0,0005

0,005

0,01

Ц0А

99,98

0,01

0,003

0,003

0,001

0,001

0,0005

0,005

0,02

Ц0

99,975

0,013

0,004

0,005

0,001

0,001

0,0005

0,005

0,025

Ц1

99,95

0,02

0,01

0,01

0,002

0,001

0,0005

0,005

0,05

Ц2

98,7

1,0

0,2

0,05

0,005

0,002

0,01

0,010**

1,3

Ц3

97,5

2,0

0,2

0,1

0,05

0,005

0,01


2,5

* В цинке, применяемом для производства сплава марки ЦАМ4-1о, массовая доля свинца должна быть не более 0,004%.
** В цинке, применяемом для проката, массовая доля алюминия должна быть не более 0,005%.

Содержание примесей в цинке зависит от способа производства и качества сырья.

В России основной процент цинка получают гидрометаллургическим
способом — металл восстанавливают из солей в растворах. Такой способ позволяет получить наиболее чистый металл. Но часть цинка обрабатывают при высоких температурах. Такой метод называют пирометаллургическим.

Свинец — особая примесь в цинке, так как основная его часть оседает из-за нерастворимых анодов, содержащихся в металле. Катодный цинк, помимо всех указанных примесей, состоит из хлора и фтора.

Как примеси изменяют свойства цинка

Производители ограничивают содержание кадмия, олова и свинца в литейных сплавах цинка, чтобы подавить межкристаллитную коррозию.

Олово — вредная примесь. Металл не растворяется и выделяется из расплава — способствует ломкости цинковых отливок. Кадмий напротив — растворяется в цинке и снижает его пластичность в горячем состоянии. Свинец увеличивает растворимость металла в кислотной среде.

Железо повышает твердость цинка, но снижает его прочность. Вместе с тем оно усложняет процесс заполнения форм при литье.

Медь увеличивает твердость цинка, но уменьшает его пластичность и стойкость при коррозии. Содержание меди также мешает рекристаллизации цинка.

Наиболее вредная примесь — мышьяк. Даже при небольшом ее количестве металл становится хрупким и менее пластичным.

Чтобы избежать растрескивания кромок при горячей прокатке цинка, содержание сурьмы не должна быть выше 0,01%. В горячем состоянии она увеличивает твердость цинка, лишая его хорошей пластичности.

Сплавы цинка

Сплавы на цинковой основе с добавлением меди, магния и алюминия имеют низкую температуру плавления и обладают хорошей текучестью. Они легко поддаются обработке, свариванию и паянию.

Латунь

Различают латуни двухкомпонентные и многокомпонентные.

Двухкомпонентная латунь — сплав цинка с высоким содержанием меди. Существует желтая латунь с медью в количестве 67%, золотистая медь или томпак — 75%, и зеленая — 60%. Такие сплавы могут деформироваться при температуре 300 °C.

Многокомпонентные латуни, помимо 2-х основных металлов, состоят из других добавок: никеля, железа, свинца или марганца. Каждый из элементов влияет на свойства сплава.

ЦАМ

ЦАМ — семейство цинковых сплавов. В их состав входят магний, алюминий и медь. Такие сплавы цинка используются в литейном производстве. В них содержится алюминий в количестве 4%.

Основная область применения сплавов ЦАМ — литье цинка под давлением. Сплавы этого семейства обладают низкой температурой плавления и хорошими литейными свойствами. Их высокопрочность позволяет производить прочные и сложные детали.

Вирениум

Сплав состоит из цинка (24,5%), меди (70%), никеля (5,5%).

Производств цинка

Добыча металла

Цинк как самородный металл в природе не встречается. Добывается из полиметаллических руд, содержащих 1–4% металла в виде сульфида, а также меди, свинца, золота, серебра, висмута и кадмия. Руды обогащаются селективной флотацией и получаются цинковые концентраты (50–60% Zn).

Концентраты цинка обжигают в печах. Сульфид цинка переводится в оксид ZnO. При этом выделяется сернистый газ SO2, который используется в производстве серной кислоты.

Получение металла

Существуют два способа получения чистого цинка из оксида ZnO.

Самый древний метод — дистилляционный. Обожженный концентрированный состав подвергают термообработке, чтобы придать ему зернистость и газопроницаемость.

Затем концентрат восстанавливают коксом или углем при температуре 1200–1300 °C. В процессе образуются пары металла, которые конденсируют и разливают в изложницы. Жидкий металл отстаивают от железа и свинца при температуре 500 °C. Так достигается цинк чистотой 98,7%.

Иногда используется сложная и дорогая обработка цинка ректификацией — разделением смесей за счет обмена теплом между паром и жидкостью. Такая чистка позволяет получить металл чистотой 99,995% и извлечь кадмий.

Второй метод производства цинка — электролитический. Обожженный концентрат обрабатывается серной кислотой. Готовый сульфатный раствор очищается от примесей, после чего подвергается электролизу в свинцовых ваннах. Цинк дает осадок на алюминиевых катодах. Полученный металл удаляют с ванн и плавят в индукционных печах. После этого получается электролитный цинк чистотой 99,95%.

Литье металла

Горячий цинк — жидкий и текучий металл. Благодаря таким свойствам он легко заполняется в литейные формы.

Примеси влияют на величину натяжения поверхности цинка. Технологические свойства металла можно улучшить, добавив небольшое количество лития, магния, олова, кальция, свинца или висмута.

Чем выше температура перегрева цинка, тем лучше он заполняет формы. При литье металла в чугунные изложницы его объем уменьшается на 1,6%. Это затрудняет получение крупных и длинных цинковых отливок.

Применение цинка

Для защиты металлов от коррозии



Чистый цинк используется для защиты металлов от коррозии. Основу покрывают тонкой пленкой. Этот процесс называется металлизацией.

В автомобильной отрасли

Сплавы на цинковой основе используют для оформления декора автомобильного салона, в производстве ручек дверей, замков, зеркал и корпусов стеклоочистителей.

В автомобильные покрышки добавляют окись цинка, которая повышает качество резины.

В батарейках, аккумуляторах и других химических источниках тока цинк используется как материал для отрицательного электрода. В производстве электромобилей применяются цинк-воздушные аккумуляторы, которые обладают высокой удельной энергоемкостью.

В производстве ювелирных украшений

Ювелиры добавляют цинк в сплавы на основе золота. В итоге они легко поддаются ковке и становятся пластичными — прочно соединяют мелкие детали изделия между собой.

Металл также осветляет ювелирные изделия, поэтому его часто используют в изготовлении белого золота.

В медицине

Окись цинка применяется в медицине как антисептическое средство. Окись добавляют в мази и другие составы для заживления ран.

Благодаря своим свойствам, цинк широко применяется в различных областях промышленности. Металл пользуется спросом из-за относительно низкой цены и хороших физических свойств.

Сплавы бронзы и их применение – применение оловянной бронзы

Виды бронзы

Основным компонентом бронзы является медь, к которой добавляются другие металлы (обычно олово). При этом доля остальных веществ составляет не более 2,5%, что позволяет улучшать показатели получаемого сплава. Если медь соединяется с цинком, получается латунь, при замене цинка никелем – мельхиоровый состав. Имеются и другие варианты. К примеру, БрА5 – сорт бронзы, получаемый при добавлении алюминия. Мы работаем с маркой БрО5, изготавливаемой на основе олова, поскольку данный материал полностью соответствует государственным требованиям.

Немного об истории

Первые бронзовые изделия появились еще в 3 веке до н.э. Родиной этого удивительного металла считается Ближний Восток – самые старые находки из соединения меди и олова были найдены в Иране, а также Сирии, на территории Турции и Ирака. Чаще всего из бронзы изготавливались хозяйственные и рабочие предметы. Из сохранившихся изделий чаще всего встречаются бытовые, военные и ювелирные предметы.

Далее наступил период, когда этот металл стал основным источником денежной индустрии – из него изготавливали монеты разного достоинства. Приблизительно в V веке н.э. в Элладе было начато изготовление скульптур из бронзы. Отсюда берет начало традиция изготовления бронзовых миниатюр и фигурок, актуальная и в наши дни.

С наступлением средних веков бронза перешла в состав вооружения и стала главным ресурсом для отлива пушек, ядер, снарядов. Обратили внимание на этот металл и мастера по отливке колоколов – из бронзы получаются прекрасные изделия, дающие глубокий и приятный звук.

Бронзовый наконечник копья (7-4 век до н.э.).

Как различаются виды

Классификация сплавов проводится в зависимости от выбранных компонентов. Бронза, изготовленная с добавлением олова, часто также содержит свинец или фосфор – это обеспечивает эффект легирования. За счет олова сплав становится более твердым и прочным, лучше переносит плавление и отлично сохраняет форму. Получаемый материал легко поддается шлифовке, а наличие специальных компонентов позволяет добиться более высоких рабочих и визуальных показателей.

Встречается и бронза, в составе которой нет олова. Такие варианты имеют новую структуру, отличающуюся от традиционной, однако по своим свойствам они практически равны классическому сплаву.

Технические свойства металла могут влиять на его характеристики.

Литейный материал формируется методом изготовления декоративных и стильных товаров (к примеру, нашей продукции). Он также широко распространен в производстве подшипников, деталей сложных механизмов, а также узлов для приборов, предназначенных для работы в морской воде.

Деформируемые материалы предназначены для формирования механическим методом. При этом металл режут, куют, покрывают рифлением. Как правило, этот вариант отличается гибкостью и относительной мягкостью – из него производят кабели, ленты, прутки и листовую продукцию.

Бронзовый пруток.

Свойства бронзы

Рассматривая данный сплав в сравнении с другими металлическими смесями (например, цинковым составом), стоит отметить, что настоящая бронза невосприимчива к естественным процессам разрушения, сохраняется долгое время и устойчива к агрессивному воздействию (вибрации, трению). Она также остается прочной и красивой даже при длительном контакте с водой, воздухом, кислотной средой или соляными растворами. Большинство типов бронзы поддается спайке или сварке.

Расцветка сплава зависит от компонентов, входящих в его состав. Самый светлый типаж – белый. Темные классы имеют красноватый оттенок.

На тон и качество бронзы влияют следующие добавки:

  • цинк и свинец снижают восприимчивость к трению;
  • алюминий и кремний продлевают срок службы, защищают от коррозии и деформации;
  • никель и железо повышают способность сплава к рекристаллизации, делают вещество гладким и однородным;
  • кремний или марганец добавляют для повышения устойчивости к появлению ржавчины, налетов окисла и интенсивному нагреву;
  • материал, не предназначенный для проведения электроэнергии, изготавливается с добавлением хрома или бериллия.

Наиболее популярными классами бронзового сплава, используемого в промышленности, являются:

  1. Бериллиевый (за счет твердости). Поддается закаливанию, отличается эластичностью. При естественном или искусственном старении металла проявляется его повышенная стойкость к механическим процессам. Данный показатель часто усиливается при помощи предварительной деформации. Служит для изготовления крупных и мелких деталей машин, а также для выпуска инвентаря.
  2. Алюминиевый (благодаря высокой плотности). Характеризуется стойкостью к воздействию химикатов, не меняется под влиянием природных факторов, пригоден для использования в морской воде. Легко поддается обработке и резке, популярен в изготовлении плоского и ленточного проката.
  3. Кремниево-цинковый (преимущество – отличная текучесть). При механической обработке (обточке, фрезеровке) не высекает искры. Подходит для отливки сложных или декоративных форм.
  4. Свинцовый – устойчив к трению, ударам. За счет этих показателей чаще других используется для деталей, несущих большую нагрузку.
  5. Оловянный – объединяет все вышеозначенные преимущества, а потому пользуется наибольшим спросом.

Как получают бронзу

Изготовление бронзы является ответственным и довольно трудным процессом, при котором в расплавленную медь вводятся вспомогательные металлы. Выплавка проводится в горнах или индукционных печах. Для нагрева используют природное топливо (уголь) или флюс.

Первый этап – закладка меди в печь и разогрев до достижения жидкого состояния. После этого в вещество вводится фосфористая медь, к которой позже присоединяют легирующие составляющие. Полученный сплав перемешивается, задается новая температура обработки. На завершающей стадии вновь применяют фосфористую медь, что позволяет избавиться от любых окислений.

Расплавление бронзы отличается простотой, а потому данный металл часто используется для отливки художественных изделий и миниатюр. Используя специальные формы и правильно заполняя их, специалисты мастерской «Бронзамания» выпускают товары идеального внешнего вида. Заготовки, предназначенные для художественного литья, выполняются в круглом или уплощенном формате.

Бронза в расплавленной состоянии.

Применение бронзы

Безупречные рабочие качества сделали бронзу одним из самых распространенных материалов в сфере машиностроения, авиации, судостроения и крупной промышленности. Этот металл не поддается действию влаги, не истирается, его практически невозможно деформировать. Поэтому бронза применяется в производстве прокатных изделий, предназначенных для работы в агрессивной химической среде, а также для выпуска деталей и труб разных профилей.

Надежность и долгий срок службы – дополнительные характеристики, за счет которых бронза получила широкую известность в области скульптуры и искусства. Из нее выполняют детали внутреннего интерьера – подсвечники, корпусы люстр, декор. Поэтому специалисты мастерской «Бронзамания» могут гарантировать длительную службу всех изделий, доступных в продаже – наши товары сохраняют прекрасный вид и функциональность десятилетиями, не реагируя на погодные условия и другие неблагоприятные факторы.

Готовое изделие.

состав, цвет, плотность и другие характеристики сплава

При соединении меди и цинка получается латунь. Впервые подобный сплав появился в 1781 году. На тот момент уровень технологического оснащения был относительно невысокий, но Джеймс Эмерсон смог провести соединение меди и цинка, в результате чего получился сплав с уникальными качествами. Латунь – сплав, который сегодня получил широкое применение при производстве самого различного оборудования и строительных материалов. Он обладает достаточно большим количество особенностей, о которых далее поговорим подробнее.

Латунь

Применение

Рассматривая применение латуни нужно уделить внимание ее составу. В него могут включаться различные легирующие элементы, которые способны существенно изменить эксплуатационные качества. Область применения латуни весьма обширна. Поэтому рассмотрим каждый тип сплава подробнее.

Посуда из латуни

Рассматриваемый сплав делиться на простую и специальные латуни. Оба варианта могут применяться для:

  1. Производства деталей часов.
  2. Получения деталей различных приборов и машин, высокоточной аппаратуры.
  3. При наладке производства методом штамповки.
  4. Получения деталей для автомобилей: болты, гайки, втулки.
  5. При производстве труб для морских судов, самолетов и иного транспорта.

Эксплуатационные качества сплава определяют то, что при его использовании может оказываться самое различное воздействие: высокие температуры, влажность и химически агрессивные сферы, трение и другое. Именно поэтому изделия из латуни применяются при тяжелых эксплуатационных условиях, когда использование других металлов невозможно. При применении прутков из латуни могут изготавливаться детали электромашин.

Однако широкое распространение латунь не получила по причине достаточно высокой стоимости, так как его основой являются цинк и медь. Для улучшения эксплуатационных качеств также могут применяться другие легирующие вещества, имеющие высокую стоимость.

Классификация

Не сложно догадаться, что классификация сплава латуни проводится исходя из его химического состава. Наиболее распространена разновидность деформируемой латуни, которая представлена сочетанием 88-97% меди и не более 10% цинка. Подобный состав называют томпаком. Он пользуется большой популярностью, так как обладает весьма привлекательными эксплуатационными качествами. Ювелирная латунь идеально подходит для производства украшений. Красная латунь получила свое название по причине необычного оттенка, который достигается путем снижения концентрации цинка в составе. Из-за оттенка ее чаще всего применяют для изготовления статуэток или других художественных изделий.

Большое распространение получила и латунь литейная. Ее состав представлен 50-81% меди, а также достаточно большим количеством других примесей.

Различные виды литейной латуни могут применяться для изготовления:

  1. Коррозионностойких деталей, которые сегодня получили широкое распространение в области машиностроений и судостроения.
  2. Деталей, применяемых при изготовлении различных аппаратов.
  3. Сложной по своей конфигурации запорной арматуры или различных приборов, которые применяются при температуре не выше 250 градусов Цельсия. Высокая пластичность латуни позволяет ее использовать при создании запорной арматуры, установка которой будет проводиться при гидровоздушных ударных нагрузках.
  4. Подшипников и втулок самого различного применения.

Светильник из красной латунь

Высокое качество сплава позволяет его применять для получения высокоточных изделий. Классификация автоматной латуни предусматривает следующие особенности состава:

  1. Содержание 57-75% меди.
  2. Концентрация 24-42% цинка.
  3. Легирование сплава 0,3-0,8% свинцом.

Присутствие свинца определяет то, что во время обработки подобного прудка образуется стружка. Именно поэтому автоматная латунь может обрабатываться высокопроизводительным оборудованием. Очень часто ее используют для получения декоративных элементов или метизов. Очень часто подобный сплав представлен в виде прудка или листового металла. Пруток может применятся на токарном станке, листовой металл при штамповке или фрезеровании.

Декоративный элемент из латуни

Альфа латунь представлена сплавом с необычной кристаллической решеткой (содержания цинка не более 35%), за счет которой обеспечивается высокая пластичность. Именно поэтому он применяется зачастую для обработки методом штамповки.

Физические свойства

Во много физические свойства зависят от химического состава конкретной разновидности сплава. Поэтому свойства латуни могут существенно отличаться.

Как ранее было отмечено, большое распространение получил томпак, который может применяться для производства различных деталей и даже ювелирных украшений.

Цвет латуни подобного типа может быть желтым или красным в зависимости от концентрации цинка. К основным свойствам подобной латуни можно отнести нижеприведенные моменты:

  1. Высокая степень пластичности. Пластичность деформируемой латуни позволяет ее применять в качестве заготовки в различных производственных процессах: она подходит для обработки как методом штамповки, так и точения.
  2. Высокая коррозионная устойчивость определяет то, что даже при длительной эксплуатации при повышенной влажности на поверхности не появляется ржавчина.
  3. Хорошие антифрикционные свойства.
  4. Свариваемость со сталью и другими материалами позволяет применять сплав для получения комбинированных материалов.
  5. Есть возможность проводить покрытие поверхности томпака различными составами для придания особых эксплуатационных качеств. Примером можно назвать то, что довольно часто томпак покрывают эмалью или лаком для его декорирования.
  6. Изначально сплав имеет красивый золотистый цвет. По этой причине его довольно часто применяют при производстве художественных изделий.

Механические свойства деформируемой латуни могут существенно изменяться по причине добавления различных легирующих элементов.

В машиностроении и другой области производства большое распространение получила литейная разновидность латуни. Ее плотность относительно невелика (около 8300 кг/м3), однако другие физические свойства определили большое распространение литейной латуни:

  1. Устойчивость к коррозионному воздействию.
  2. Высокие механические характеристики.
  3. Неплохая ковкость.
  4. Высокий показатель текучести при нагреве сплава, что позволяет получать изделия сложной конфигурации.
  5. Повышенная устойчивость к распаду состава из-за оказания воздействия со стороны окружающей среды.
  6. Плавление состава проходит при температуре около 950 градусов Цельсия.

Желтая латунь

Прочность латуни ниже, чем у стали, что связано особенностями строения кристаллической решетки и составом. Влияние на свойства латуней концентрации цинка очень велико. Поэтому для придания особых свойств концентрация основных элементов может существенно изменяться.

Химический состав и особенности внутренней структуры

Основными составными элементами считаются цинк и медь, концентрация которых будет самой большой. Состав латуни также может включать и другие примеси, которые придают сплаву особые физические свойства. Основной компонент латуни характеризуется высокой пластичностью и хорошей обрабатываемостью. Поэтому эти свойства передаются и рассматриваемому металлу.

Химический состав латуни регулируется на момент производства, как и тип структуры. Различают две разновидности структуры:

  1. Альфа фаза – раствор, который обладает повышенной стабильностью. Рассматривая кристаллическую решетку следует отметить, что она имеет гранецентрированную кубическую форму. Встречается подобная структура крайне часто.
  2. Альфа + бета фаза – еще один стабильный раствор, который можно охарактеризовать соотношением меди к цинку 3 к 2. За счет этого получается элементарная ячейка.

Стоит учитывать, что твердость второго сплава намного выше, чем первого. Однако за счет существенного повышения показателя твердости существенно падает пластичность. Максимальное содержание цинка в латуни составляет 50%. При соблюдении технологии производства подобная концентрация цинка позволяет достигнуть высоких показателей прочности и пластичности.

При производстве этого материала учитывается то, как температура нагрева влияет на проходящие структурные преобразования:

  1. Если сплав нагревается до высоких температур, то атомы β-фазы начинают располагаться без определенного порядка. В подобном состоянии состав обладает повышенной пластичностью.
  2. Если нагрев проводится до температуры 460 градусов Цельсия, то в составе формируется фаза, которая получила название β’. Особенностью этой фазы можно назвать повышенную твердость и хрупкость. Эти качества связаны с тем, что атомы расположены в строгом порядке.

Сложные латуни могут иметь в своем составе железо, марганец, свинец и другие компоненты, которые предназначены для изменения физических качеств. К примеру, свинец упрощает механическую обработку сплава.

Включение в состав свинца и висмута становится причиной снижения способности деформации сплава в горячем состоянии. Однако свинец в небольшой концентрации позволяет получить сыпучую стружку, за счет чего упрощается ее удаление с зоны резания при токарной или фрезерной обработке.

Порядок маркировки

Для маркировки рассматриваемого сплава были приняты определенные правила обозначения концентрации основных веществ. Все марки латуни начинаются с обозначения «Л», после которой могут идти буквы химических веществ, входящих в состав.

Деформируемый сплав латуни или иная его разновидность после первой буквы имеет число, характеризующее процент меди. Кроме этого маркировка может указывать на концентрацию легирующих элементов, для чего знак «Л» идет с другими буквенными обозначениями.

Для указания концентрации легирующих элементов после основной цифры ставится прочерк, затем указывается процентное содержание следующих элементов. Для разделения цифровых обозначений также применяется прочерк. Концентрация второго основного элемента (цинка) высчитывается, для чего от 100% значения отнимаются другие показатели концентрации меди и легирующих элементов. Примером того, как латунь обозначается согласно установленным стандартам назовем маркировку ЛАЖ70-1-2. Ее нужно читать следующим образом:

  1. В состав сплава входит 70% меди.
  2. Легирующими элементами выступает алюминий и железо, концентрация которых составляет 1% и 2% соответственно.
  3. Концентрация цинка: 100 – 70 – 1 – 2 = 27%.

В некоторых случаях концентрация цинка указывается соответствующей буквой, а количество меди высчитывается. Подобный метол маркировки чаще применяется для обозначения литейных латуней.

Применение металлов и их сплавов — урок. Химия, 8–9 класс.

О том, что свойства металлов меняются при их сплавлении, стало известно ещё в древности. \(5\) тысяч лет тому назад наши предки научились делать бронзу — сплав олова с медью. Бронза по твёрдости превосходит оба металла, входящие в её состав.

Свойства чистых металлов, как правило, не соответствуют необходимым требованиям, поэтому практически во всех сферах человеческой деятельности используют не чистые металлы, а их сплавы.

Сплав — это материал, который образуется в результате затвердения расплава двух или нескольких отдельных веществ.

В состав сплавов кроме металлов могут входить также неметаллы, например, такие как углерод или кремний.

Добавляя в определённом количестве примеси других металлов и неметаллов, можно получить многие тысячи материалов с самыми разнообразными свойствами, в том числе и такими, каких нет ни у одного из составляющих сплав элементов.

Сплав по сравнению с исходным металлом может быть:

  • механически прочнее и твёрже,
  • со значительно более высокой или низкой температурой плавления,
  • устойчивее к коррозии,
  • устойчивее к высоким температурам,
  • практически не менять своих размеров при нагревании или охлаждении и т. д.

Например, чистое железо — сравнительно мягкий металл. При добавлении в железо углерода твёрдость его существенно возрастает. По количеству углерода, а следовательно, и по твёрдости, различают сталь (содержание углерода менее \(2\) % по массе), чугун (\(С\) — более \(2\) %). Но не только углерод изменяет свойства стали. Добавленный в сталь хром делает её нержавеющей, вольфрам делает сталь намного более твёрдой, добавка марганца делает сплав износостойким, а ванадия — прочным.

Применение сплавов в качестве конструкционных материалов

Сплавы, используемые для изготовления различных конструкций, должны быть прочными и легко обрабатываемыми.

В строительстве и в машиностроении наиболее широко используются сплавы железа и алюминия.

Такие сплавы железа, как стали, отличаются высокой прочностью и твёрдостью. Их можно ковать, прессовать, сваривать.

Чугуны используют для изготовления массивных и очень прочных деталей. Например, раньше из чугуна отливали радиаторы центрального отопления, канализационные трубы, до сих пор изготавливают котлы, перила и опоры мостов. Изделия из чугуна изготавливаются с применением литья.

Сплавы алюминия, используемые в конструкциях, наряду с прочностью должны отличаться лёгкостью. Дюралюминий, силумин — сплавы алюминия, они незаменимы в самолёто-, вагоно- и кораблестроении.

В некоторых узлах самолётов используются сплавы магния, очень лёгкие и жароустойчивые.

В ракетостроении применяют лёгкие и термостойкие сплавы на основе титана.

Для улучшения ударопрочности, коррозионной стойкости, износоустойчивости сплавы легируют — вводят специальные добавки. Добавка марганца делает сталь ударопрочной. Чтобы получить нержавеющую сталь, в состав сплава вводят хром.

Конструкция из стальных балок

Радиаторы центрального отопления

Ажурные перила, отлитые из чугуна

Инструментальные сплавы

Инструментальные сплавы предназначены для изготовления режущих инструментов, штампов и деталей точных механизмов. Такие сплавы должны быть износостойкими и прочными, причём при разогревании их прочность не должна существенно уменьшаться. Таким требованиям отвечают, например, нержавеющие стали, которые прошли специальную обработку (закалку).

Добавление к сплавам веществ, улучшающих их свойства, называют легированием.

Для придания необходимых свойств инструментальные стали, как правило, легируют вольфрамом, ванадием или хромом.

Применение сплавов в электротехнической промышленности, электронике и приборостроении

Сплавы служат незаменимым материалом при изготовлении особо чувствительных и высокоточных приборов, различного рода датчиков и преобразователей энергии.

Например, на изготовление сердечников трансформаторов и деталей реле идёт сплав никеля. Отдельные детали электромоторов изготавливаются из сплавов кобальта.

Сплав никеля с хромом — нихром, отличающийся высоким сопротивлением — используется для изготовления нагревательных элементов печей и бытовых электроприборов.

Из сплавов меди в электротехнической промышленности и в приборостроении наиболее широкое применение находят латуни и бронзы.

Латуни незаменимы при изготовлении приборов, деталью которых являются запорные краны. Такие приборы используются в сетях подачи газа и воды.

Бронзы идут на изготовление пружин и пружинящих контактов.

Нагревательные элементы бытовых электроприборовЗапорные краны для водопроводов и газопроводов

Пружинящие контакты электрических розеток

Применение легкоплавких сплавов

Главным востребованным свойством легкоплавких сплавов является заданная низкая температура плавления. Это свойство, в частности, используется для пайки микросхем. Кроме того, эти сплавы должны иметь определённую плотность, прочность на разрыв, химическую инертность, теплопроводность.

Легкоплавкие сплавы производят из висмута, свинца, кадмия, олова и других металлов.  Такие сплавы используют в термодатчиках, термометрах, пожарной сигнализации, например, сплав Вуда. А также в литейном деле для производства выплавляемых моделей, для фиксации костей и протезирования в медицине.

Сплав натрия с калием (температура плавления \(–\)\(12,5\) °С) используется как теплоноситель для охлаждения ядерных реакторов.

Припой (сплав для паяния) имеет невысокую температуру плавленияЛегкоплавкие сплавы используются в литейном делеЛегкоплавкие сплавы незаменимы в датчиках пожарной сигнализации

Применение сплавов в ювелирном деле

Применение в чистом виде драгоценных металлов в ювелирном деле не всегда оправдано и целесообразно из-за их дороговизны, физических и химических особенностей.

Для придания ювелирным изделиям из золота большей твёрдости и износостойкости используются сплавы с другими металлами.

Самая лучшая добавка — это серебро (понижает температуру плавления) и медь (повышает твёрдость). Чистое золото используют очень редко, так как оно слишком мягкое, легко деформируется и царапается.

Из сплавов золота с \(10–30\) % других благородных металлов (платины или палладия) изготавливают форсунки лабораторных приборов, а из сплава с \(25–30\) % серебра — ювелирные изделия и электрические контакты.

Ювелирные изделия из сплавов золотаПозолоченные электрические контакты

Сплавы в искусстве

Оловянная бронза (сплав меди с оловом) — один из первых освоенных человеком сплавов металлов. Она обладает большей, по сравнению с чистой медью, твёрдостью, прочностью и более легкоплавка. Бронзы успешно применяют для получения сложных по конфигурации отливок, включая художественное литьё. Классической маркой бронзы является колокольная бронза.

Одно из новых направлений в искусстве — производство художественных литых изделий из чугуна. Литые изделия из чугуна существенно превосходят по качеству кованые изделия.

Чугун — металл гораздо более хрупкий и не такой ковкий, как сталь. Но даже из такого, казалось бы, грубого материала можно получать настоящие произведения литейного искусства способом литья, например, такие как литые лестницы или решётки на окна. Такие изделия подвержены лишь поверхностной коррозии и не требуют тщательного ухода.

Бронзовая скульптура

Колокола отливают из специального сорта бронзыЧугунная лестница.  Практично и очень красиво

Урок 13. сплавы металлов — Химия — 11 класс

Химия, 11 класс

Урок № 13. Сплавы металлов

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению сплавов чёрных и цветных металлов, роли легирующих добавок, зависимости свойств сплавов от состава.

Глоссарий

Бронза – сплав на основе меди; оловянная бронза содержит до 8,5% олова. Может содержать также алюминий, кремний, свинец. Используется для изготовления деталей машин, инструментов, при ударе не образующих искр.

Баббиты – сплавы на основе олова и свинца. Применяются для изготовления подшипников, так как отличаются высокой устойчивостью к истиранию.

Дюралюминий – высокопрочные сплавы на основе алюминия с добавками меди, магния и марганца. Основной конструкционный материал в авиа- и ракетостроении.

Константан – сплав на основе меди, никеля и марганца, используется для изготовления электроизмерительных приборов.

Латунь – сплав меди и цинка, с небольшими добавками никеля, олова, свинца, марганца. Используется для изготовления деталей машин и запорной аппаратуры.

Легированная сталь – сталь, в состав которой включены легирующие добавки, повышающие прочность, коррозионную устойчивость, жаропрочность и другие свойства сплава.

Легирующие добавки – вещества, вводимые в сплав в определённых количествах, для придания сплаву необходимых свойств.

Мельхиор – медно-никелевый сплав с добавлением железа, используется для изготовления монет, инструментов, столовых приборов.

Нейзильбер – трёхкомпонентный сплав на основе меди, цинка и никеля.

Силумин – сплав алюминия с кремнием. Применяется для литья деталей в авто- моторостроении.

Сплав — материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, один из которых обязательно металл.

Сплав Вуда – легкоплавкий сплав на основе висмута, свинца, олова и кадмия. Используется для изготовления металлических моделей, заливки образцов, пайки некоторых сплавов.

Сталь – сплав железа с углеродом, причем доля углерода не превышает 2,14%.

Цветные металлы – алюминий, медь, никель, цинк, олово, свинец и другие металлы, не относящиеся к чёрным.

Цементит – карбид железа Fe3C, образуется в виде отдельной фазы в чугуне с высоким содержанием углерода.

Чёрные металлы – железо, марганец, иногда к чёрным металлам относят хром.

Чугун – сплав железа с углеродом, содержание углерода в пределах от 2,14 до 4,3%.

Электрон – сплав на основе магния и алюминия с добавлением цинка, и марганца. Используется в авиа- и ракетостроении.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01. 06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Сплавы металлов и их классификация

Одним из первых металлов, который человек стал применять для своих нужд, была медь. Но ещё в III тысячелетии люди обнаружили, что медь, сплавленная с оловом, позволяет делать более прочное оружие, долговечную посуду. Материал, полученный при сплавлении меди с оловом, получил название «бронза». Это был первый сплав, изготовленный человеком.

Сплавом называют искусственный материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, из которых, по крайней мере, один является металлом.

В зависимости от количества компонентов различают двойные (бинарные), тройные и многокомпонентные сплавы. Сплавы могут иметь однородную структуру (гомогенные сплавы), а также состоять из нескольких фаз (гетерогенные сплавы). В зависимости от своих свойств сплавы подразделяются на легкоплавкие, тугоплавкие, жаропрочные, высокопрочные, твердые, коррозионно-устойчивые. По предполагаемой технологии обработки различают литейные (изделия производят путём литья) и деформируемые (обрабатывают путём ковки, проката, штамповки, прессования) сплавы.

Чёрные металлы и сплавы на их основе

В зависимости от природы металла, составляющего основу сплава, различают чёрные и цветные сплавы. В чёрных сплавах основным металлом является железо. Самыми распространенными из чёрных сплавов являются сталь и чугун. К чёрным металлам относятся железо, а также марганец и хром, которые входят в состав чёрных сплавов.

Чугун

Чугун – сплав на основе железа, содержание углерода в котором превышает точку предельной растворимости углерода в расплаве железа (2,14%). При остывании сплава, углерод кристаллизуется в виде отдельных включений цементита и графита. Углерод придает чугуну твердость, но снижает пластичность сплава, поэтому чугун хрупкий. Чугун применяют для изготовления литых деталей (коленчатых валов, колёс, труб, радиаторов отопления, ванн, решеток ограждения), кухонной посуды (сковородок, чугунков, казанов).

Сталь

В стали содержание углерода значительно меньше. В низкоуглеродистых сталях количество углерода не превышает 0,25%, в высокоуглеродистой стали содержание углерода может достигать 2%. Самые первые стальные изделия появились 4000 лет назад. В настоящее время выплавляют стальные сплавы с различными свойствами. Это конструкционные, нержавеющие, инструментальные, жаропрочные стали.

Легирующие добавки

Для придания стали особых свойств в процессе её изготовления, вводят легирующие добавки. Легирующими добавками называют вещества, которые добавляют в сплав в определенном количестве для изменения механических и физических свойств материала.

Легированные стали

В зависимости от количества легирующих добавок различают низколегированную, среднелегированную и высоколегированную сталь. Марка стали обозначается с помощью букв и цифр. Буква указывает на химическую природу легирующей добавки, а цифра, стоящая после буквы – на примерное содержание этой добавки в сплаве. Если содержание добавки меньше 1%, то цифру не ставят. Цифры впереди букв показывают содержание углерода в сотых долях процента. Например, в стали марки 18ХГТ содержится 0,18 % С, 1 % Сr, 1 % Мn, около 0,1 % Тi.

Стали применяют для изготовления армирующих железнодорожных рельсов, дробильных установок, конструкций, турбин электростанций и двигателей самолётов, инструментов (пилы, сверла, резцы, зубила, фрезы), химической аппаратуры, деталей автомобилей, тракторов, дорожных машин, труб и много другого.

Цветные металлы и сплавы на их основе

К цветным металлам относят алюминий, цинк, медь, никель, олово, свинец и др. Сплавы на основе цветных металлов называют цветными. Это бронза, латунь, силумин, дюралюминий, баббиты и многие другие. В авиации широкое применение нашли легкие и прочные сплавы на основе алюминия и титана. Изделия из медных сплавов: бронзы и латуни, применяются в химической промышленности, для изготовления запорной аппаратуры: кранов, вентилей. Сплавы на основе олова и свинца используют для изготовления подшипников. Из мельхиора и нейзильбера – сплавов меди и никеля, изготовляют столовые наборы, монеты.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Расчет массовой доли металла в сплаве

Условие задачи: Кусочек нейзильбера массой 2,00 г поместили в раствор гидроксида натрия. В ходе реакции выделилось 0,14 л водорода (н.у.). Вычислите массовую долю цинка в сплаве. Ответ запишите в процентах с точностью до десятых долей.

Шаг первый: запишем уравнение реакции цинка с раствором гидроксида натрия:

Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2↑.

Один моль цинка вытесняет из щёлочи один моль водорода.

Шаг второй: найдём количество цинка, которое вытеснило 0,14 л водорода.

Для этого найдём в периодической таблице элементов Д.И. Менделеева молярную массу цинка: М(Zn) = 65 г/моль. При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объём, равный 22,4 л. Составим пропорцию:

65 г цинка вытесняет 22,4 л водорода;

х г цинка вытесняет 0,14 л водорода.

65 : х = 22,4 : 0,14, откуда х = (65·0,14) : 22,4 = 0,41 (г) – масса цинка в сплаве.

Шаг третий: найдём массовую долю цинка в сплаве:

ω = (0,41 : 2,00)*100 = 20,5 (%).

Ответ: 20,5

2. Расчёт массы легирующей добавки

Условие задачи: Для придания стали противокоррозионных свойств в сплав добавляют хром. Сталь марки С1 должна содержать 12% хрома, 1% кремния, 1,5% марганца и 0,2% углерода. Сколько хрома необходимо добавить к железному лому (посторонними примесями пренебрегаем) массой 500 кг, чтобы получить нержавеющую сталь требуемой марки? Ответ записать в килограммах с точностью до десятых долей.

Шаг первый: найдём массовую долю железа в стали марки С1:

Для этого от 100% отнимем массовые доли остальных элементов:

100 – 12 – 1 – 1,5 – 0,2 = 85,3 (%).

Шаг второй: найдём массу одного процента сплава.

Для этого массу железного лома разделим на массовую долю железа:

500 : 85,3 = 5,9 (кг).

Шаг третий: найдём необходимую массу хрома. Для этого массу одного процента сплава умножим на массовую долю хрома в сплаве:

5,9*12 = 70,8 (кг).

Ответ: 70,8

Узнайте о свойствах и использовании металлической латуни

Латунь — это бинарный сплав, состоящий из меди и цинка, который производился тысячелетиями и ценится за его обрабатываемость, твердость, коррозионную стойкость и привлекательный внешний вид.

Недвижимость

  • Тип сплава: бинарный
  • Содержание: медь и цинк
  • Плотность: 8,3-8,7 г / см 3
  • Точка плавления: 1652-1724 ° F (900-940 ° C)
  • Твердость по Моосу: 3-4

Характеристики

Точные свойства различных латуней зависят от состава латунного сплава, особенно от соотношения медь-цинк.В целом, однако, все латуни ценятся за их обрабатываемость или легкость, с которой металлу можно придать желаемые формы и формы при сохранении высокой прочности.

Хотя есть различия между латунями с высоким и низким содержанием цинка, все латуни считаются ковкими и пластичными (в большей степени — латуни с низким содержанием цинка). Из-за низкой температуры плавления латунь также относительно легко лить. Однако для литья обычно предпочтительно высокое содержание цинка.

Латунь с более низким содержанием цинка легко поддается холодной обработке, сварке и пайке.Высокое содержание меди также позволяет металлу образовывать на своей поверхности защитный оксидный слой (патину), который защищает от дальнейшей коррозии, что является ценным свойством в областях, где металл подвергается воздействию влаги и атмосферных воздействий.

Металл обладает хорошей теплопроводностью и электропроводностью (его электропроводность может составлять от 23% до 44% от чистой меди), а также износостойкость и искроустойчивость. Как и медь, его бактериостатические свойства привели к его использованию в сантехнике и медицинских учреждениях.

Латунь считается немагнитным сплавом с низким коэффициентом трения, а ее акустические свойства привели к ее использованию во многих музыкальных инструментах «духовых оркестров». Художники и архитекторы ценят эстетические свойства металла, поскольку он может быть изготовлен в различных цветах от темно-красного до золотисто-желтого.

Приложения

Ценные свойства латуни и относительная простота производства сделали ее одним из наиболее широко используемых сплавов. Составление полного списка всех применений латуни было бы колоссальной задачей, но чтобы получить представление об отраслях и типах продуктов, в которых встречается латунь, мы можем классифицировать и обобщить некоторые конечные применения на основе используемого сорта латуни:

Саморезная латунь (напр.грамм. C38500 или 60/40 латунь):

  • Гайки, болты, резьбовые детали
  • Клеммы
  • Самолеты
  • Метчики
  • Форсунки

История

Медно-цинковые сплавы производились еще в V веке до нашей эры в Китае и широко использовались в Центральной Азии во II и III веках до нашей эры. Однако эти декоративные металлические детали лучше всего назвать «натуральными сплавами», поскольку нет никаких доказательств того, что их производители сознательно легировали медь и цинк.Вместо этого вполне вероятно, что сплавы были выплавлены из богатых цинком медных руд, в результате чего были получены неочищенные металлы, похожие на латунь.

Греческие и римские документы предполагают, что преднамеренное производство сплавов, подобных современной латуни, с использованием меди и богатой оксидом цинка руды, известной как каламин, произошло примерно в I веке до нашей эры. Каламинная латунь производилась с использованием процесса цементации, при котором медь плавилась в тигле с измельченной смитсонитовой (или каламиновой) рудой.

При высоких температурах цинк, присутствующий в такой руде, превращается в пар и проникает через медь, в результате чего получается относительно чистая латунь с содержанием цинка 17-30%.Этот метод производства латуни использовался почти 2000 лет до начала 19 века. Вскоре после того, как римляне открыли, как производить латунь, этот сплав использовался для чеканки монет в районах современной Турции. Вскоре это распространилось по всей Римской империи.

Типы

«Латунь» — это общий термин, обозначающий широкий спектр медно-цинковых сплавов. Фактически, существует более 60 различных типов латуни, определенных стандартами EN (европейские нормы). Эти сплавы могут иметь широкий диапазон различных составов в зависимости от свойств, требуемых для конкретного применения.

Производство

Латунь чаще всего производят из медного лома и слитков цинка. Медный лом выбирается на основе его примесей, так как необходимы определенные дополнительные элементы для производства латуни требуемого качества.

Поскольку цинк начинает кипеть и испаряться при температуре 1665 ° F (907 ° C), то есть ниже точки плавления меди 1981 ° F (1083 ° C), медь сначала необходимо расплавить. После плавления цинк добавляют в соотношении, соответствующем производимой латуни.Хотя все же делается некоторая поправка на потери цинка при испарении.

На этом этапе к смеси добавляют любые другие дополнительные металлы, такие как свинец, алюминий, кремний или мышьяк, чтобы создать желаемый сплав. Когда расплавленный сплав готов, его разливают в формы, где он затвердевает в большие слябы или заготовки. Заготовки — чаще всего из альфа-бета-латуни — можно напрямую перерабатывать в проволоку, трубы и трубки с помощью горячей экструзии, которая включает проталкивание нагретого металла через матрицу или горячую ковку.

Если заготовки не подвергаются экструзии или ковке, они затем повторно нагреваются и пропускаются через стальные валки (процесс, известный как горячая прокатка). В результате получаются плиты толщиной менее половины дюйма (<13 мм). После охлаждения латунь пропускается через фрезерный станок или скальпер, который вырезает тонкий слой металла с целью удаления дефектов поверхности и оксидов.

В газовой атмосфере для предотвращения окисления сплав нагревают и снова прокатывают, процесс, известный как отжиг, перед повторной прокаткой при более низких температурах (холодная прокатка) до листов примерно 0.Толщина 1 дюйм (2,5 мм). Процесс холодной прокатки деформирует внутреннюю зернистую структуру латуни, в результате чего получается гораздо более прочный и твердый металл. Этот шаг можно повторять до тех пор, пока не будет достигнута желаемая толщина или твердость.

Наконец, листы распиливают и режут, чтобы получить необходимую ширину и длину. Все листы, литые, кованые и экструдированные латунные материалы подвергаются обработке в химической ванне, обычно из соляной и серной кислоты, для удаления окалины черного оксида меди и потускнения.

общий термин для ряда медно-цинковых сплавов

Латунь — это общий термин для ряда медно-цинковых сплавов с различными комбинациями свойств, включая прочность, обрабатываемость, пластичность, износостойкость, твердость, цвет, электрическую и теплопроводность, гигиеничность и коррозионную стойкость.

Латунные латуни устанавливают стандарт, по которому оценивается обрабатываемость других материалов, а также доступны в очень широком разнообразии форм и размеров изделий, чтобы обеспечить минимальную обработку до конечных размеров.Латунь не становится хрупкой при низких температурах, как низкоуглеродистая сталь.

Латунь также обладает отличной теплопроводностью, что делает ее лучшим выбором для теплообменников (радиаторов). Его электропроводность составляет от 23 до 44% от чистой меди.

Серебристый никель

Эти медно-никелево-цинковые сплавы серебристого цвета, содержащие 10-20% никеля, можно рассматривать как специальные латуни. Во многих отношениях они показывают коррозионные характеристики, аналогичные характеристикам латуни, но версии с более высоким содержанием никеля обладают превосходной стойкостью к потускнению и стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением.Они доступны во всех формах и используются для изготовления посуды (посеребренной для придания EPNS), компонентов электросвязи, оборудования для производства пищевых продуктов, ювелирных изделий, изготовления моделей, анкерного провода и булавок для щетки для инструментов, музыкальных инструментов, например «Серебряные ленты», канавки, щупы и контактные пружины. Читать далее.

Цвета латуни

Латунные изделия представлены в привлекательных цветах: красный, желтый, золотой, коричневый, бронзовый, серебряный. Латунь с 1% марганца приобретет шоколадно-коричневый цвет. Никелевый серебристый полируется до блестящего серебристого цвета.Латуни легко придать форму, и, учитывая все доступные цвета, неудивительно, что архитекторы и дизайнеры использовали латунь для улучшения внешнего вида новых и отремонтированных зданий как внутри, так и снаружи.

Поручни из латуни (любезно предоставлено Brass Age)

Латунь и гигиена

Латунь долговечна, привлекательна и гигиенична, что делает ее подходящей для поверхностей, к которым часто прикасаются, в среде с повышенным уровнем гигиены.

Переработка латуни

Промышленность по производству латуни во всем мире хорошо организована и оснащена для переработки продуктов по окончании их длительного срока службы и переработки лома (стружки и обрезков).Изготовление латуни из новой (первичной) меди и цинка было бы неэкономичным и расточительным по сырью, поэтому новые изделия из латуни производятся из переработанного лома, что свидетельствует об экологической природе этого материала. В Великобритании производители латуни используют почти 100% латунный лом.

Технологический лом латуни (стружка) перерабатывается и превращается в новую латунь.

Общие области применения латуни

Этот металлический сплав состоит из меди и цинка. Благодаря уникальным свойствам латуни, о которых я подробнее расскажу ниже, это один из наиболее широко используемых сплавов.Из-за его универсальности существует, по-видимому, бесконечное количество отраслей и продуктов, использующих этот сплав.

Уникальные свойства латуни

Пропорции цинка и меди в латуни можно варьировать, создавая ряд латуни с различными свойствами. Из-за различий в сплавах свойства латуни не универсальны. Но эти сплавы известны тем, что их легко формовать (т.е. обрабатывать) и они сохраняют высокую прочность после формования. Все латуни известны своей пластичностью: варианты с более низким содержанием цинка более пластичны, а варианты с более высоким содержанием цинка — менее пластичны.

Подобно меди, латунь — плохая питательная среда для бактерий. Это качество делает его идеальным материалом для сантехники и дверных ручек, а также для медицинского применения.

Обычное применение латуни

Латунь наиболее широко используется в декоративных и механических областях. Благодаря своим уникальным свойствам, в том числе коррозионной стойкости, латунь часто используется в областях, где требуется низкое трение. Эти приложения могут включать в себя арматуру (крепежные детали и соединители), инструменты, детали устройств и компоненты боеприпасов.

Декоративные аппликации

Помимо антимикробных свойств, эстетическая ценность латуни делает ее популярным выбором для декоративных применений. Его цвет может варьироваться от светло-золотого и серебряного до почти красного.

Фитинги для бытовых посудомоечных машин и светильники обычно изготавливаются из латуни, так как они имеют привлекательный внешний вид и устойчивы к бактериям.

Механические приложения

От гильз для штурмовой винтовки М-16 до подшипников и шестерен повседневного использования, латунь широко используется в механических устройствах.Инструменты из латуни, как известно, имеют увеличенный срок службы и меньшую потребность в заточке.

Латунь, перевозимая Mead Metals

Mead Metals, Inc. предлагает широкий выбор изделий из латуни в размерах и количествах для удовлетворения потребностей любого проекта. У нас есть латунь ASTM B36, которая обеспечивает наивысшую пластичность среди всех изделий из желтой латуни. Он обладает высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям и идеально подходит для использования в агрессивных средах.

Мы инвентаризуем сплав 260 Латунные листы и другие изделия из латуни толщиной от 0.005-0,187, и в отожженном, четверть твердом, полутвердом и полностью твердом состояниях. Доступны также другие типы прочности и сплавы.

Знакомство с латунными изделиями (Часть I)

Применение меди в металлургии меди и медных сплавов

Автор: Вин Callcut

Введение в латунь | Зачем делать это из латуни? | Экономическая эффективность | Виды латуни | Влияние содержания цинка | Альфа-латуни | Латунь из высокопрочной меди

Обзор большого и важного в промышленном отношении семейства сплавов на основе меди и цинка.Статья особенно рекомендуется дизайнерам, инженерам и другим лицам, определяющим материалы для изготовления изделий. Краткая история латуни включена для тех, кто хочет узнать об этих интересных сплавах. Ссылки на источники на The Copper Page и других веб-сайтах, где можно получить более подробную информацию.

Введение

Латунь обычно является материалом первого выбора для многих компонентов оборудования, производимого в общей, электротехнической и всех отраслях точного машиностроения.Латунь указана из-за уникального сочетания свойств, которые делают ее незаменимой там, где требуется длительный и экономичный срок службы. Этой комбинации не сравнится ни один другой материал.

Слово «латунь» охватывает широкий спектр медно-цинковых сплавов с различными комбинациями свойств, включая

  • Прочность
  • Пластичность
  • Твердость
  • Электропроводность
  • Обрабатываемость
  • Износостойкость
  • Цвет
  • Коррозионная стойкость
  • Возможность вторичного использования

Сочетание этих свойств приводит к уникальным конструкционным материалам.Например:

  • Обрабатываемость латуни устанавливает стандарт, по которому оцениваются другие материалы.
  • Из латуни можно легко придать форму или изготовить путем экструзии, прокатки, волочения, горячей штамповки и холодной штамповки.
  • Латунь идеальна для очень широкого спектра применений
  • Изделия из латуни часто можно использовать без дополнительной защиты поверхности.
  • Латунь часто является материалом, который выбирают для изготовления наименее дорогостоящих изделий.

Для любых нужд существует множество стандартных составов латуни с содержанием меди от 58% до 95%. Помимо основного легирующего элемента, цинка, в некоторые латуни вносятся небольшие добавки (менее 5%) других легирующих элементов для изменения их свойств, чтобы полученный материал подходил для данной цели. Выбор латуни рассматривается в разделе «Типы латуни».

Форма Латунь холодной обработки Латунь для свободной резки Высокопрочная латунь Латунь с высокой коррозионной стойкостью
Стержни Заклепки, шестерни, датчики движения Соединения, клеммы, шпиндели, винты, жиклеры, форсунки, кабельные вводы, автомобильные датчики и другие компоненты под капотом Шпиндели клапанов, валы Морская арматура, сантехника, газовая арматура, пневматическая арматура
Разделы Сантехника Клеммы, прихваты, корпуса клапанов, противовесы Клапаны, искробезопасные компоненты для горнодобывающей промышленности Детали душа
Полые Автомобильные компоненты Гайки, кабельные соединители Подшипники Гайки
Горячие поковки
(штамп-
ings)
н / д Трубные фитинги, электрические компоненты, сантехника Зубчатые кольца синхронизаторов, обвязки стенок полости, горное оборудование Сантехника
Пластина н / д н / д н / д Решетки конденсатора
Лист Изделия полые, цоколи, отражатели Пластины для часов, рамки инструментов н / д Гильзы для инструментов, гильзы
Полоса Пружины, клеммы, крышки предохранителей, сильфоны, прецизионные травления н / д Износостойкие пластины и ленты Теплообменники
Провод Пружины, булавки, заклепки, молнии, украшения Винты, клеммы н / д Мочалки, сита для изготовления бумаги, несущая проволока тормозных колодок
Трубка Трубки теплообменника См. Пустоты н / д Трубки теплообменника для агрессивных сред-
ments
Отливки н / д Краны, водопроводная арматура Подшипники Корпуса клапанов

Зачем делать это из латуни?

Экструдированный латунный стержень доступен в большом количестве стандартных круглых и других геометрических сечений, а также нестандартных форм или профилей, использование которых часто может сократить количество последующих операций обработки и сборки.Матрицы, используемые для изготовления нестандартных профилей, можно изготавливать быстро и при относительно умеренных затратах. Помимо автоматной латуни, экструзии и профили доступны из ряда стандартных медных сплавов.

Латунь — лучший материал для изготовления многих компонентов благодаря уникальному сочетанию свойств. Например, хорошая прочность и пластичность сочетаются с превосходной коррозионной стойкостью и превосходной обрабатываемостью. Латуни устанавливают стандарт, по которому оценивается обрабатываемость других материалов, и также доступны в очень широком разнообразии форм и размеров изделий, чтобы обеспечить минимальную обработку до конечных размеров.Наличие латуни почти чистой формы может привести к значительной экономии производственных затрат.

В виде стержня или стержня латуни можно легко приобрести у производителей или у дистрибьюторов металла. Для более длинных серий часто стоит подумать о покупке специальных размеров или экструдированных форм, предназначенных для минимизации затрат на обработку. Производители латунных стержней могут производить изделия самых разных форм и размеров, обычно называемые «формами» или «профилями», с минимальными объемами заказа, которые очень малы по сравнению со многими другими материалами.Профильные штампы нестандартной формы не очень дороги, и многие стили могут быть изготовлены и готовы к использованию в течение нескольких дней.

Расходы на штампы для специальных штамповок особенно невысоки, если они распределяются по длительному производственному циклу, особенно если они не связаны с операциями механической обработки или сборки. Например, полые экструзии позволяют избежать чрезмерного растачивания. Как и в случае экструзии, стоимость штампов для горячей штамповки намного ниже, чем для методов литья под давлением или литья под давлением, используемых с алюминием, цинковыми сплавами или пластмассами.Для изготовления изделий особой формы горячая штамповка может стать очень экономичным сырьем. Производители приветствуют обсуждение оптимальных сплавов, размеров и допусков на ранней стадии проектирования компонентов. Латунь, имеющая различные комбинации прочности и пластичности, коррозионной стойкости, обрабатываемости, проводимости и многих других атрибутов, очень широко используется в производстве компонентов и готовой продукции. Можно рассмотреть альтернативные материалы, но следует помнить, что основными критериями оценки являются те, которые влияют на общую рентабельность в течение всего срока службы, а не на первоначальные затраты или стоимость сырья.

Цена на латунь на складе иногда может быть выше, чем на некоторые альтернативы, особенно на этилированные стали, но стоимость сырья является лишь частью общей картины затрат. Более высокая производительность, которую позволяет латунь, наличие латуни точной формы, близкой к конечной, такой как экструзия, горячая штамповка и литье под давлением, плюс значительная стоимость переработанного лома и токарной обработки часто приводят к тому, что изделия из латуни стоят дешевле, чем изделия из других материалов. более дешевые материалы.Латунные изделия также часто обеспечивают лучшую и более длительную работу, что позволяет избежать последующего обслуживания и гарантийных претензий.

Экономическая эффективность

Есть много факторов, которые иногда упускаются из виду, которые способствуют низкой стоимости латунных компонентов.

  • Простота обработки означает, что производственные затраты могут быть минимизированы.
  • Можно использовать методы производства с жесткими допусками, так что затраты на чистовую обработку минимальны.
  • Стоимость инструмента может быть намного ниже, чем для других материалов или процессов.
  • Хорошая коррозионная стойкость латуни означает, что стоимость защитной отделки ниже или вообще отсутствует, чем для многих других материалов.
  • Высокая стоимость технологического лома и стружки может быть использована для значительного снижения производственных затрат.
  • Длительный срок службы, обычно ожидаемый от хорошо спроектированных латунных компонентов, означает, что затраты на отказы при обслуживании минимальны.

Для любого продукта первоочередная стоимость важна, но не обязательно имеет первостепенное значение, когда необходимо гарантировать соответствие назначению.Расчет стоимости жизненного цикла можно использовать в рамках параметров, установленных в организации для мониторинга экономической эффективности. Стоимость производства компонентов зависит от многих факторов, среди которых:

Первая стоимость продукта
Проще говоря, первая стоимость продукта — это начальные затраты на покупку материала плюс производственные затраты на его изготовление. Самые низкие материальные затраты могут не дать самого дешевого продукта, потому что производственные затраты могут быть выше. Обработка латуни без механической обработки обходится настолько дешево, что зачастую получается самый дешевый и лучший продукт.Также часто можно снизить общие затраты, купив бесплатный обрабатывающий материал или компоненты, специально поставляемые в почти чистой форме, перед окончательной обработкой и сборкой.

Показанный здесь корпус автомобильного датчика представляет собой типичную часть автоматической винтовой машины, изготовленную из латуни UNS C36000 с автоматической резкой. Несмотря на то, что латунное сырье (экструдированный стержень) значительно дороже, чем сопоставимая этилированная сталь, низкие производственные затраты обусловлены чрезвычайно высокой обрабатываемостью латуни (высокие скорости резания) в сочетании с тем фактом, что латунные детали обычно не требуют дорогостоящей коррозии. Благодаря защите корпус датчика стал значительно дешевле, чем если бы он был изготовлен из листовой стали.

Простой пример сравнения стоимости материалов и первоначальных затрат на клапанные блоки или коллекторы для тяжелых условий эксплуатации показан в рамке, любезно предоставленной Meco International. Здесь необходимо создать надежный, прочный и безопасный блок клапанов для работы гидравлических домкратов для опор кровли шахты. При изготовлении из стали объем предварительной обработки пруткового материала большой, время чистовой обработки увеличивается, а также необходимо отправлять компоненты на защитное покрытие. Высокопрочная латунь имеет необходимую форму, относительно проста в обработке и не требует гальваники, чтобы быть безопасной для этого применения.

Сравнение первых затрат на клапанные блоки для тяжелых условий эксплуатации
(любезно предоставлено Meco International)
Сравнения Высокопрочная латунь Сталь
Требования к конструкции
Рабочее давление (фунт / кв. Дюйм) 5 076 5 076
Неискрящий для горнодобывающей промышленности Есть
Стоимость компонента (долл. США)
Сырье $ 9.95 $ 3,76
Предварительная обработка 5,60
Фрезерный 4,00
Чистовая обработка 12,64 18,72
Покрытие 2,26
Общая стоимость компонента $ 22,59 $ 34,34

Дополнительные сравнения производственных затрат можно найти в нашем разделе, посвященном автоматной латуни (сплав C360).

Стоимость жизненного цикла
Жизненный цикл или общая стоимость срока службы продукта определяется как первые затраты плюс затраты на обслуживание и затраты на отказ в течение срока службы компонента. Хорошо спроектированные и специфицированные компоненты могут быть дешевле, если они прослужат полный ожидаемый срок службы, чем если бы они были разработаны только с минимальными первоначальными затратами.

Затраты на материалы
Составляющая затрат на материалы продукта — это стоимость смеси металлов плюс затраты на литье и изготовление за вычетом стоимости вторичного технологического лома. Однако это только часть стоимости производства компонентов.Тщательный учет материальных затрат может снизить общие затраты. Обычным вариантом является покупка латуни для свободной обработки в стандартных размерах, но если количество оправдано, часто стоит платить больше за специальные профили, которые дают более значительную экономию на производственных и сборочных затратах.

Экономичный размер заказа
В отношении запаса кованых материалов большие заказы могут быть размещены непосредственно у производителей материалов — латунных заводов — которые с удовольствием поставляют напрямую и часто производят материал, специально разработанный в соответствии с требованиями, согласованными с заказчиком.Сюда могут входить вариации атрибутов, включенных в стандарты, свойства, обычно не определяемые количественно в соответствии с требованиями стандартов, или производство в соответствии с другими индивидуальными спецификациями. Минимальные объемы заказа зависят от производственных соображений, включая оптимальные размеры партий и требования к программированию, необходимые для выполнения любых специальных заказов. Таким образом, минимальный заказ, принимаемый латунными фабриками, может варьироваться от мельницы к мельнице, но может составлять порядка 5000 фунтов.

Небольшие количества материалов закупаются у металлических распределительных пунктов, а не на латунных заводах.Это связано с тем, что производителям выгодно производить материалы большими партиями и распространять их среди множества дистрибьюторов в разных регионах. Сами дистрибьюторы имеют разные специализации, многие из них могут предложить резку по размеру или другие услуги по мере необходимости.

Доступность в широком диапазоне форм
Пластичность латуни в горячем и холодном состоянии делает их пригодными для всех обычных процессов обработки металлов давлением. Также они легко отливаются. Из диапазона составов можно выбрать стандартизованные сплавы для:

  • Экструдированные стержни и профили (полые и полые)
  • Горячие штамповки и поковки
  • Листовой прокат, лист, полосы и круги нарезки
  • Тубы тянутые круглые и фасонные
  • Проволока тянутая круглая и фасонная
  • Отливки — песок, оболочка, паковочная масса, постоянная форма (гравитационная и прессованная)

Прочность
В размягченном или отожженном состоянии латуни являются пластичными и прочными, но при закалке в результате процессов холодной обработки, таких как прокатка или волочение, их прочность заметно возрастает.Из штампованных профилей можно собирать прочные, жесткие конструкции. Из прутков, листового проката и листа можно изготавливать контейнеры и другое оборудование, работающее под давлением. Прочность латуни в значительной степени сохраняется при температурах примерно до 200ºC (3900F) и снижается только примерно на 30% при 300ºC (5700F), что выгодно отличается от многих альтернативных материалов и легко превосходит свойства пластмасс. Латунь очень подходит для использования при криогенных температурах, поскольку свойства, особенно прочность и ударная вязкость, в этих условиях сохраняются или немного улучшаются.

Для применений, требующих более высокой прочности, доступны «высокопрочные латуни». Они содержат дополнительные легирующие элементы, такие как марганец, которые дополнительно улучшают свойства. Некоторые высокопрочные латуни достигают прочности, сравнимой со сталями.

Пластичность и формуемость
Латунные латуни с содержанием меди более 63% могут сильно деформироваться при комнатной температуре и широко используются для изготовления сложных компонентов путем прессования, глубокой вытяжки, прядения и других процессов холодной штамповки.Если содержание меди ниже 63% и другие легирующие элементы не присутствуют, пластичность при комнатной температуре снижается, но такие сплавы могут подвергаться обширной горячей обработке прокаткой, экструзией, ковкой и штамповкой. Прочность, пластичность и формуемость сохраняются при низких температурах, что делает сплавы идеальными для криогенных применений.

Латуни Alpha, то есть те, которые содержат более 63% меди, обладают отличной пластичностью в холодном состоянии и могут легко втягиваться в глубоко утопленные компоненты, такие как показанный здесь бачок автомобильного радиатора.Способность свободно режущей латуни обеспечивать быстрое удаление стружки при механической обработке позволяет создавать глубокие глухие отверстия и углубления со сложными профилями. Показанный здесь шланговый фитинг ранее был изготовлен из нескольких сварных деталей из стали, подвергнутой глубокой вытяжке. Изготовление детали из сплава C36000 позволило сделать фитинг цельным, что снизило производственные затраты. Латунь также устранила гальваническое покрытие, которое в противном случае необходимо для стали, и привело к продукту с естественно высокой коррозионной стойкостью.

Обрабатываемость — стандарт, по которому оцениваются другие
Хотя все латуни изначально легко обрабатываются, добавление небольшого количества свинца к латуни еще больше улучшает это свойство, и хорошо известная латунь со свободной резкой (UNS Alloy C36000) является универсальной. принято в качестве стандарта, по которому оцениваются другие материалы при оценке обрабатываемости. Более высокие скорости обработки и более низкий износ инструмента означают, что общие производственные затраты сведены к минимуму, допуски сохраняются при длительных производственных циклах, а качество поверхности превосходное.Вы можете получить доступ к ряду интересных статей о свойствах и применении латуни для свободной резки, щелкнув здесь.

Коррозионная стойкость
Латунные латуни обладают отличной устойчивостью к коррозии, что делает их естественным и экономичным выбором для многих областей применения. Воздействие атмосферы на латуни приводит к появлению на поверхности пленки потускнения. Воздействие на открытом воздухе в конечном итоге приведет к образованию тонкой защитной зеленой «патины», которая часто рассматривается как визуально привлекательный элемент в зданиях, но латунь останется практически неизменной в течение неограниченного периода времени, т.е.е. он не ржавеет, как железо и сталь. С морской водой можно успешно обращаться, если выбран правильный сплав, и существует долгая история использования латунных трубок и трубных фитингов, клапанов и т. Д. В бытовых водопроводах, центральном отоплении, линиях забортной воды, паровых конденсаторах и опреснительном оборудовании. Высокопрочные латуни, содержащие марганец, обладают особенно высокой стойкостью к атмосферной коррозии, постоянное воздействие приводит к постепенному потемнению бронзового цвета.

Электропроводность
Латунь имеет хорошую электрическую и теплопроводность и значительно превосходит в этом отношении сплавы на основе железа, сплавы на основе никеля и титан.Их относительно высокая проводимость в сочетании с коррозионной стойкостью делает их идеальным выбором для производства электрического оборудования, как бытового, так и промышленного. Трубки конденсатора и теплообменника также требуют хорошей теплопроводности меди и ее сплавов.

Латунь имеет более высокую электропроводность, чем сталь и многие другие металлы. Это свойство в сочетании с хорошей формуемостью латуни уже давно сделало ее предпочтительным материалом для огромного разнообразия электрических и электронных изделий.

Износостойкость
Присутствие свинца в латуни оказывает смазывающий эффект, который обеспечивает хорошее низкое трение и низкие износостойкие свойства пластин, шестерен и шестерен, используемых в инструментах и ​​часах. Доступны специальные латуни с добавками силикона, которые делают этот материал идеальным для использования в подшипниках, работающих в тяжелых условиях.

Искробезопасность
Латунь не искрит при ударе и одобрена для использования во взрывоопасных средах.

Магнитная проницаемость
Латунь по существу немагнитна, благодаря чему она широко используется в электрическом и электронном оборудовании, а также в таких приборах, как геологическое и геодезическое оборудование.

Привлекательный цвет
Медь и золото — единственные два металла с любым отличительным цветом. В латуни медный красный оттенок приобретает ряд привлекательных желтых оттенков за счет добавления различного количества цинка, начиная от золотистых цветов 95% меди / 5% цинка (95/5), 90/10. , Сплавы 85/15 и 80/20 (соответственно называемые «позолоченные металлы») через более тонкие вариации в сериях латуни 70 /, 67/33 и 64/36 до более насыщенного желтого цвета сплава 60/40, который ранее был известен как «желтый металл».»(Стандартные обозначения для этих сплавов приведены далее в этой статье и более подробно описаны в разделе» Стандарты и спецификации «.) В результате, латунь широко используется для долговечных декоративных применений и для производства функциональных предметов, где, кроме того, Для длительного срока службы требуется эстетическая привлекательность.Алюминиевые латуни имеют характерный серебристый блеск, а добавление марганца к некоторым латуни придает им привлекательный бронзовый цвет при экструдировании.Высокопрочные латуни, некоторые из которых также известны как «марганцевые латуни» или ранее «марганцевые бронзы», особенно подходят для архитектурных применений, поскольку их также можно патинировать до ряда прочных коричневых и бронзовых покрытий.

Легко наносится декоративная или защитная отделка
Латунные латуни можно отполировать до высокой степени чистоты поверхности, которая затем может быть либо легко отполирована при необходимости, либо покрыта лаком — предпочтительно лаком, содержащим ингибитор потускнения, например, бензотриазол — для сохранения естественного цвета, эмалированная или покрытые хромом, никелем, оловом, серебром, золотом и т. д.как требуется. В качестве альтернативы, поверхность можно тонировать в различные цвета, от «бронзового» до различных оттенков коричневого, до сине-черного и черного, с использованием имеющихся в продаже тонирующих химикатов. Эти цветные покрытия часто используются для декоративных и архитектурных металлоконструкций.

Могут использоваться все стандартные процессы нанесения покрытия. Для многих других металлов обычно используется подслой из медных пластин. Этот дополнительный шаг не требуется для латуни, потому что металл легко полируется и не требует затрат на первоначальный удар по меди.Чтобы придать стали дополнительную защиту от коррозии против латуни, когда-то традиционно применялось кадмиевое покрытие латуни, но теперь для этой цели обычно используется цинк.

Простота соединения
Латунь можно легко соединить с другими медными сплавами или другими металлами с помощью большинства промышленных процессов соединения, таких как клепка, мягкая пайка, пайка серебром и сварка трением. Также можно использовать клеевые соединения.

Гигиена
Медь хорошо известна как биоцид, а содержание меди в латуни оказывает положительное влияние на ограничение роста микроорганизмов.Испытания дверной фурнитуры, такой как ручки и отбойники, показали, что те, которые сделаны из латуни, с гораздо меньшей вероятностью будут способствовать росту организмов, вызывающих нозокомальные инфекции, чем другие материалы. Поэтому латунные фитинги без дополнительной защитной отделки следует использовать в чувствительных средах, таких как больницы.

Не учитываемые свойства
При выборе латуни для конечного использования необходимо учитывать множество возможных комбинаций свойств. Однако некоторые свойства, связанные с альтернативными материалами, включая пластмассы, не следует учитывать для латуни.

Сюда входят:

  • Потеря свойств при немного повышенных рабочих температурах (менее 300ºC или 5700ºF)
  • Ржавчина
  • Коррозия под покрытием
  • Плохая проводимость
  • Быстрое образование непроводящего оксидного слоя
  • Разложение под действием солнечного света
  • Охрупчивание после миграции пластификатора
  • Плохая ударопрочность
  • Первоначальные затраты на дорогие формовочные инструменты

Типы латуни

Литые «красные» латуни, такие как C83600, чаще всего используются для компонентов сантехники.Латунь очень устойчива к коррозии в воде и атмосфере, а их отличная обрабатываемость позволяет производить такие продукты, как этот обычный нагрудник для шланга, по очень скромным ценам.

Латунь — это медный сплав, в котором основным легирующим компонентом является цинк. Их свойства зависят в первую очередь от доли присутствующего цинка, но могут быть с пользой модифицированы путем введения дополнительных элементов для дальнейшего улучшения конкретных характеристик, таких как прочность, обрабатываемость или устойчивость к определенным формам коррозии.

Основные составы литой и деформируемой латуни, используемые в коммерческих целях, перечислены в Стандартных обозначениях меди и медных сплавов — деформируемых и литых. Аналогичную информацию на английском языке можно найти на веб-сайтах Ассоциации развития меди (Великобритания), Канадской ассоциации развития меди и латуни, Международной ассоциации меди Юго-Восточной Азии и Азиатского информационного центра по меди. Информацию о меди и медных сплавах на других языках можно получить через Copper Alliance.

Существуют также сплавы, которые обычно не называют латунными, но которые во многом схожи с ними. К ним относятся никелевые серебряные (которые обычно содержат больше цинка, чем никель) и так называемые присадочные сплавы для сварки бронзы. В Северной Америке литейный сплав, содержащий по 5% цинка, олова и свинца, является наиболее часто используемым сплавом из тех типов, которые известны как «красные» латуни. В Европе и других странах этот сплав классифицируется как свинцовая бронза. Эти литейные сплавы не рассматриваются в этой вводной статье.

Влияние содержания цинка

Выбор подходящей латуни для любой конкретной услуги из представленного ассортимента упрощается за счет разделения на так называемые альфа- и альфа-бета-латуни. Когда к меди добавляют примерно 35% цинка, она растворяется с образованием твердого раствора однородного состава, обозначаемого альфа. Дальнейшее увеличение содержания цинка дает смесь исходного твердого раствора и нового твердого раствора с более высоким содержанием цинка, известного как бета-фаза.

Латунные латуни, содержащие приблизительно от 35% до 45% цинка, состоят из смесей этих двух фаз и известны как альфа-бета или дуплексные латуни, причем соотношение альфа- и бета-фаз в основном зависит от содержания цинка.Включение некоторых третьих элементов, в частности алюминия, кремния или олова, приводит к увеличению содержания бета-фазы для любого конкретного содержания цинка.

Присутствие бета-фазы в альфа-бета-латуни снижает пластичность в холодном состоянии, но значительно увеличивает возможность горячей обработки путем экструзии или штамповки и литья под давлением без горячего растрескивания, даже когда присутствует свинец. Альфа-бета-сплавы также прочнее и, поскольку они содержат более высокую долю цинка, дешевле, чем альфа-латуни.Однако они проявляют более высокую подверженность коррозии от обесцинкования и поэтому менее подходят для работы в условиях, в которых вероятно возникновение такого типа воздействия.

Альфа Латунные

Альфа-латунь, содержащая 70% меди и 30% цинка (UNS C26000), широко известная как «патронная латунь», демонстрирует чрезвычайно высокую формуемость в холодном состоянии. Помимо компонентов боеприпасов, сплав широко используется для холодногнутых изделий из листов и полос.

Сплавы, известные как альфа-латуни или латуни для холодной обработки, содержат не менее 63% меди.Они отличаются пластичностью при комнатной температуре и могут сильно деформироваться прокаткой, волочением, гибкой, прядением, глубокой вытяжкой, холодной высадкой и накаткой резьбы. Самый известный материал в этой группе содержит 30% цинка и обычно называется 70/30 или патронной латунью (UNS Alloy C26000) из-за легкости, с которой этот сплав может быть подвергнут глубокой вытяжке для изготовления гильз. Корпуса (до 4 дюймов (100 мм) в диаметре или более) начинаются как плоские диски, вырубленные из полосы или пластины, и последовательно формируются до окончательной формы с помощью серии операций, выполняемых при комнатной температуре, которые постепенно удлиняют боковые стенки и уменьшают их толщина.Сплав C26000 обладает оптимальным сочетанием свойств прочности, пластичности и минимальной направленности, что делает его пригодным для жесткой холодной вытяжки. Его пластичность позволяет работать в холодном состоянии, а сплав имеет лучшую коррозионную стойкость, чем латунь с более высоким содержанием цинка.

При длительном производстве компонентов глубокой вытяжки очень важно тщательно контролировать процесс. Инструменты и смазка должны быть в хорошем состоянии, а меры должны быть приняты для обеспечения постоянной подачи сырья.Свойства глубокой вытяжки контролируются составом сплава и следовыми примесями, а также механической и термической историей во время производства. Необходимо достичь хороших договоренностей с поставщиками с хорошей репутацией в отношении обеспечения качества.

Из-за их высокой теплопроводности, достаточной прочности, хорошей коррозионной стойкости и естественных противообрастающих свойств латуни и другие медные сплавы уже давно используются в теплообменниках и конденсаторах. Сплавы труб и трубных решеток обычно имеют разный состав, но обычно совместимы друг с другом с точки зрения гальванических эффектов.

Трубки для теплообменников часто изготавливаются из альфа-латуни, обычно состава 70/30, но часто содержат легирующие добавки, повышающие коррозионную стойкость. Трубные листы изготавливаются из различных медных сплавов (в зависимости от условий эксплуатации), в том числе из латуни, содержащей 60% меди и 40% цинка, а также при необходимости другие элементы. Значительные количества альфа-сплавов также используются для изготовления таких крепежных изделий, как шурупы, заклепки и молнии.

Для менее требовательных изделий, таких как пружинные контакты в домашней электрической розетке, можно использовать сплав с более высоким содержанием цинка (и, следовательно, более низкой ценой), например, желтые латуни, серия сплавов, содержащих от 63 до 66% меди и 34-37% цинка и обозначения UNS между C26800 и C26400. Эти сплавы не так пластичны, как латунь 70/30, хотя другие механические свойства аналогичны. Они идеально подходят для всех операций, кроме самых тяжелых холодных работ.

Латунь с высоким содержанием меди

Сплавы с более высоким содержанием меди (от 80 до 90%) по цвету почти соответствуют золоту. В Великобритании они традиционно известны как «позолоченные металлы», тогда как в более старой номенклатуре США они называются «позолота» (95/5, UNS C21000), «коммерческая бронза» (90/10, C22000), «ювелирная бронза». (87½ / 12 «, C23000),» красная латунь «(85/15) и» низкая латунь «(80/20, C24000). Они также используются для изготовления декоративных металлических изделий и гнутых профилей для архитектурного применения. как бижутерия, значки, пуговицы и т. д.Для этого последнего применения их часто химически тонируют до «бронзового» цвета. Иногда их называют «архитектурной бронзой». Этот термин может вызвать путаницу с профилями из высокопрочной латуни, которые обычно изготавливаются для архитектурных целей («марганцевые латуни»), поэтому следует указывать стандартное обозначение.

Позолоченный металл, или «медный колпачок», 95/5, C21000, обладает хорошей пластичностью и коррозионной стойкостью, но его редко используют, кроме колпачков для боеприпасов.

Также в этом выпуске:

2007 г.
|
2006 г.
|
2005 г.
|
2004 г.
|
2003 г.
|
2002 г.
|
2001 г.
|
2000 г.
|
1999 г.
|
1998 г.
|
1997 г.

Узнайте все о латуни | Ювелирные изделия Creations

Латунь — это металлический сплав, состоящий из цинка и меди, известный своим теплым золотистым оттенком и многочисленными уникальными свойствами.Он имеет богатую историю и множество современных применений, включая ювелирные изделия, скульптуру, чеканку монет, инструменты и оборудование. Читайте дальше, чтобы узнать о характеристиках латунного металла и металла MKM Jewelry.

Краткая история латуни

Самые ранние образцы в Азии

Самые ранние образцы латуни датируются 5 годом до нашей эры в Китае. Обнаруженные латунные артефакты содержат от 5% до 15% цинка, что указывает на то, что они могли быть сделаны из «природных сплавов» и могли быть созданы непреднамеренно.Скорее всего, эти металлы были выплавлены из богатой цинком медной руды, в результате чего непреднамеренно получился металл, похожий на латунь. Однако известно, что некоторые реликвии изготовлены специально и имеют золотой цвет, характерный для латуни.

Примеры других медно-цинковых сплавов начали появляться на Ближнем Востоке и в Азии в 3 году до нашей эры. Латунь этого периода была найдена в Объединенных Арабских Эмиратах, Западной Индии, Узбекистане, Иране, Сирии и Ираке. Благодаря торговле с Ближним Востоком латунь начала распространяться по всему миру, от Великобритании и Испании до Индии.

Производство латуни в Римской империи

Археологи обнаружили доказательства того, что греки и римляне намеренно производили латунный сплав еще в I веке до нашей эры. Римляне создали каламинную латунь с помощью процесса, известного как цементация, при котором медь и каламин, богатая цинком руда, нагреваются вместе до тех пор, пока цинк не превратится в пар, который вступает в реакцию с медью с образованием латунного сплава. Латунь использовалась римлянами для изготовления монет и других артефактов.

Вскоре после этих успехов в производстве латуни римлянами, Турция начала изготавливать валюту также из латуни.Латунь начала распространяться по Римской империи, вплоть до Северной Европы. До того, как серебро и золото стали доступны из Северной и Южной Америки, латунь считалась драгоценным металлом и использовалась в декоративных целях в церквях и гробницах.

Спелтеры в Индии

Латунь также начала появляться в Индии в I веке до нашей эры. В отличие от римской каламиновой латуни, индейцы использовали не цементацию для производства латуни, а процесс, называемый спелтингом. Спелтинг дает производителям латуни больший контроль над содержанием цинка в латуни и, таким образом, регулирует свойства металла латуни.

Латунь в Африке

В Африке латунь использовалась в большинстве произведений искусства в этом регионе. Хотя их часто называют бронзой, многие из отливок из воска в Нигерии, в том числе знаменитая голова королевы Идиа, на самом деле отлиты из латуни. Латунь часто использовалась в африканской скульптуре, так как там она считалась более ценной, чем в Европе.

Растущее присутствие латуни

После промышленной революции количество применений латуни начало расти.В Америке латунь становилась все более популярной для пуговиц на военной форме, и рынок расширился, включив латунные лампы и часовой механизм.

Свойства металла латуни как коррозионно-стойкого, немагнитного материала с низким коэффициентом трения сделали ее идеальным выбором для металлических патронов во Франции в 1846 году. Две из наиболее распространенных винтовочных пуль, использовавшихся во время Гражданской войны в США, также были сделаны из латуни. .

Но что такое латунь?

В качестве сплава цинка с медью существует много различных типов латуни, в зависимости от концентрации различных металлов в сплаве.Существует 60 различных типов латуни, от абиссинского золота, которое на 90% состоит из меди, до Delta Metal, в котором концентрация меди составляет всего 55%.

Различные концентрации цинка и меди придают различным типам латуни широкие цветовые вариации и ряд свойств металлической латуни. Латунь с более высоким содержанием меди имеет красновато-коричневый цвет, а латунь с более высоким содержанием цинка приобретает более светлый серебристо-желтый оттенок. Некоторые типы латуни также содержат небольшое количество других элементов, включая кремний, алюминий, марганец и никель.

Химический состав латуни со временем приводит к потускнению на воздухе. Это особое свойство латунного металла можно использовать для создания красивой патины, которая представляет собой тонкие цветные слои, которые защищают металл и придают ему богатый старинный вид. Первоначальную золотистую поверхность латуни можно сохранить регулярной полировкой.

Три класса

Существует три основных кристаллических структуры латуни, которые делят на три основных класса:

Альфа Латунь

В латуни

Alpha содержание меди превышает 65%.Они имеют гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру и могут обрабатываться в холодном состоянии. Это делает альфа-латуни идеальными для штамповки и ковки. Латунь Alpha также является самой золотой из всех латуни из-за высокого содержания меди.

Альфа-Бета Латунь

Альфа-бета-латуни — это сплавы, содержащие от 55 до 65% меди и 35-45% цинка. Более высокая концентрация цинка придает этим латунным металлам яркие и блестящие свойства. Они содержат как гранецентрированные кубические кристаллы, так и объемноцентрированные кубические кристаллы.Это делает латуни Alpha-beta более прочными, чем латуни Alpha, и их обычно обрабатывают горячим способом.

Бета Латунь

Бета-латуни — это сплавы, содержащие от 50-55% меди до 45-55% цинка. Это самая твердая и прочная латунь, и ее нужно обрабатывать горячим способом. Бета-латунь идеально подходит для литья. Из-за высокого содержания цинка и низкого содержания меди бета-латунь является наименее золотистой из трех классов латуни.

Свойства металлической латуни

Латунь — более податливый материал, чем бронза или цинк, поэтому с ним легко манипулировать.Одним из наиболее заметных свойств металлической латуни является ее относительно низкая температура плавления, составляющая 900-940 ° по Цельсию. Его низкая температура плавления и высокая текучесть делают этот металл легким для литья. Латунь известна своей обрабатываемостью, потому что ее легко обрабатывать и придавать ей форму, сохраняя при этом свою прочность.

С точки зрения физических свойств латунь является хорошим проводником как тепла, так и электричества. Одно из самых особых свойств латуни — ее антимикробные свойства, что делает ее хорошим выбором для сантехники и сантехники в медицинских учреждениях.

Производство

Почти 90% современных латунных сплавов перерабатываются. Латунь не является ферромагнитной, поэтому медный лом можно отделить от лома черных металлов с помощью мощного магнита. Этот медный лом можно расплавить и отлить в заготовки для вторичной переработки.

Новая латунь производится из медного лома и слитков цинка. Температура кипения меди ниже, чем у цинка, поэтому сначала плавят медь, а затем к уже расплавленному металлу добавляют цинк. Часть цинка теряется при испарении, но оставшийся цинк вступает в реакцию с медью с образованием латунного сплава.В это время к смеси добавляют любые другие добавки, такие как свинец, алюминий, олово или кремний.

Расплавленный сплав разливают в слябы или заготовки, из которых можно экструдировать трубы и проволоку или свернуть в листы. Тонкий слой сырья обрезается фрезерным станком, чтобы удалить дефекты отливки и оксиды. Затем латунь нагревается, обрабатывается газом и снова прокатывается в процессе, известном как отжиг. Затем латунь подвергается многократной холодной прокатке, что увеличивает прочность и твердость металла латуни за счет деформации внутренней зернистой структуры металла.

Наконец, новую латунь замачивают в химической ванне с соляной и серной кислотами, чтобы удалить налет и окисление.

Текущее потребление

Сегодня латунь считается универсальным металлом, имеющим множество различных применений, включая ювелирные изделия, скульптуру, музыкальные инструменты, а также множество промышленных применений.

Ювелирные изделия и искусство

Многим ювелирам нравится работать с латунью из-за ее эстетических качеств и относительной доступности.Медь, из металла, легко поддающегося литью, часто выбирают для сложных отливок по выплавляемым моделям . Привлекательный золотистый оттенок латуни позволяет создавать эффектные украшения по гораздо более низкой цене, чем золото.

В искусстве как исторические, так и современные художники использовали латунь для литья скульптур. Помимо литья, латунь можно обрабатывать как в горячем, так и в холодном состоянии, что делает ее фаворитом среди мастеров для лепки.

Музыка

Пожалуй, самое известное применение медных духовых инструментов — это их роль в создании музыкальных инструментов.Семейство духовых инструментов включает трубы, тубы, тромбоны, валторны и многое другое. Поскольку латунь очень пластична, изготавливать длинные узкие трубки, которые используются в рожковых инструментах, несложно. Кроме того, стойкость к коррозии и высокие акустические свойства латунного металла, а также его экономичная цена делают ее привлекательным выбором для изготовления инструментов.

Помимо традиционных медных инструментов, деревянные духовые инструменты, такие как саксофоны, также часто изготавливаются из латуни по тем же причинам.Медь также используется для производства ударных инструментов, таких как тарелки, гонги и колокольчики.

Промышленное

В промышленном масштабе латунь со свободной резкой обычно используется для изготовления винтовых станков. Свойства металлической латуни как коррозионно-стойкого сплава с гладкой поверхностью делают ее идеальной для обработки. Латунь со свободной резкой используется в гайках, болтах, резьбовых деталях, сантехнической арматуре, переходниках, жиклерах, кранах и многом другом.

Морская латунь имеет состав, состоящий из 59% меди, 40% цинка, 1% олова, а также содержит следы свинца.Полученный сплав обладает отличной обрабатываемостью и очень устойчив к коррозии, что делает его идеальным для морского оборудования.

Латунь находит широкое применение в различных стилях искусства и ювелирных изделий. Матовая латунь обладает мягким матовым эффектом, создавая приглушенный, сдержанный вид. Матовая латунь имеет такую ​​же мягкую отделку, яркого теплого тона и интересную матовую текстурную поверхность. Латунь с отделкой под камень имеет грубую землистую поверхность, создающую эффектную текстуру. Тем, кто стремится к максимальному сиянию, обратите внимание на полированную латунь с блестящей золотистой отделкой.

MKM Jewelry предлагает различные варианты отделки латуни, включая:

  • Необработанная эко латунь

  • Матовая латунь

  • Матовая латунь

  • Латунь с отделкой под камень

  • Полированная латунь

MKM Ювелирные изделия Creations

В MKM Jewelry мы можем помочь вам создать серию украшений или специальное изделие, которое продемонстрирует как красоту вашего дизайна, так и богатство латуни.Наша команда профессионалов отрасли готова помочь вам воплотить в жизнь ваше творческое видение. От высокотехнологичных CAD и услуг CAM и изготовления пресс-форм до опытного литья и гравировки , MKM Jewelry использовала латунь для изготовления ювелирных изделий, предметов искусства и многого другого! MKM Jewelry может также добавить золото, серебро или родиевое покрытие на вашу латунную основу для создания потрясающего эффекта.

Латунь — красивый, универсальный металл, обладающий множеством свойств, которые делают его отличным выбором для ювелирного производства.Станьте партнером MKM Jewelry, чтобы создать свой следующий дизайн и узнать, какую пользу вам могут принести свойства латунного металла!

Медь свойства и использование. Вступление.

Рисунок 7. Антибактериальные и коррозионные свойства меди делают ее идеальной для пивоваренных сосудов.
Коррозионностойкий
Реакционная способность меди низкая в серииЭто означает, что он не подвержен коррозии. Опять же, это важно для труб, электрических кабелей, кастрюль и радиаторов отопления.

Однако это также означает, что он хорошо подходит для декоративного использования. Украшения, статуи и части зданий могут быть сделаны из меди, латуни или бронзы и оставаться привлекательными в течение тысяч лет.

Антибактериальный
бургерный клоп »), MRSA (больничный« супербактерий ») и легионелла.

Это важно для таких приложений, как приготовление пищи, больницы, монеты (см. Биоцидная медь), дверные ручки и водопроводные системы.

Сделайте прочное соединение медных труб.
Рисунок 9.Латунь можно отполировать до получения привлекательного золотого цвета.
Легко соединяется
Медь легко соединяется пайкой или пайкой Это полезно для трубопроводов и для изготовления герметичных медных сосудов.
Пластичный
Медь представляет собой пластичный металл .Это означает, что его легко можно сформировать в трубы и протянуть в проволоку.

Медные трубы легкие, потому что у них могут быть тонкие стенки. Они не подвержены коррозии, и их можно согнуть, чтобы подогнать углы. Трубы можно соединить пайкой, и они безопасны при пожаре, поскольку не горят и не поддерживают горение.

Жесткий
Медь и медные сплавы жесткие.Это означает, что они хорошо подходили для изготовления инструментов и оружия. Представьте себе радость древнего человека, когда он обнаружил, что его тщательно сформированные наконечники стрел больше не разбиваются при ударе.

Свойство вязкости жизненно важно для меди и медных сплавов в современном мире. Они не разбиваются при падении и не становятся хрупкими при охлаждении ниже 0 ° C.

Немагнитный
Медь немагнитная и неискрящая.Из-за этого он используется в специальных инструментах и ​​военном оборудовании.
Привлекательный цвет
Медь и ее сплавы, такие как латунь, используются Они имеют привлекательный золотистый цвет, который зависит от содержания меди. Они обладают хорошей устойчивостью к потускнению, что делает их долговечными.
Свойства сплавов выше

Легко сплавы
Медь можно комбинировать с другими сплавамиНаиболее известны латунь и бронза. Хотя медь обладает прекрасными электрическими и термическими свойствами, для многих промышленных применений ее необходимо укреплять и укреплять. Поэтому он смешивается с другими металлами и расплавляется. Жидкие металлы образуют раствор, который, когда они затвердевают, называют сплавами. Некоторые медные сплавы:

  • латунь : медь + цинк
  • бронза : медь + олово
  • купро-никель : медь + никель

Сплавы тверже, прочнее и жестче, чем чистая медь.Их можно сделать еще более твердыми, ударив по ним молотком — процесс, называемый наклеп .

В древности первые сплавы можно было производить при температуре костра. Это привело к эпохе бронзы.

(см. Сплавы и монеты и добыча меди)

43

43Медные водонагреватели (на заднем плане) измельчаются и сжимаются в тюки (передний правый) для вторичной переработки.
вторичного качества Медь может быть вторичной без потери качества. 40% мирового спроса удовлетворяется за счет вторичной меди (см. Добыча меди).
Вторичная переработка
Каталитические соединения
Медь может действовать как катализатор.Например, он ускоряет реакцию между цинком и разбавленной серной кислотой. Он содержится в некоторых ферментах, один из которых участвует в дыхании. Так что это действительно жизненно важный элемент.

Желтый, красный или золотой латунь: в чем разница?

При покупке нового медного инструмента вы, вероятно, увидите изделия, описанные как имеющие «золотой медный колокол» или «красную латунную трубку», но какая разница на самом деле латунный сплав? Нет сомнений в том, что различия тонкие и не имеют значения для всех, кроме самых продвинутых игроков.Вы должны быть компетентным игроком, который воспроизводит хороший основной тон на вашем инструменте, чтобы любые различия были заметны. Если отложить это в сторону, если вы хотите узнать немного больше (и я понимаю, что это не особенно интересная тема!), То вот несколько основных рекомендаций.

Латунные сплавы

Латунь используется для изготовления музыкальных инструментов, так как это ковкий металл с прекрасными акустическими свойствами. Он в основном состоит из меди и цинка, и пропорции, в которых они используются, влияют на тип производимого латунного сплава.Как правило, чем мягче материал, тем теплее и темнее воспроизводится звук; более твердый металл дает более яркий и отзывчивый звук. Сегодня в производстве музыкальных инструментов обычно используются 3 основных типа латунных сплавов.

Желтая латунь

Промышленный стандарт. Если в спецификации прибора не указано иное, можно с уверенностью предположить, что он желтый. Очень резонансный сплав (70% меди), который дает яркий и прямой звук, который «прорезает», что делает его идеальным для фанфар на трубе.

Золотая латунь

Как следует из названия, золотая латунь имеет немного более темный цвет из-за более высокого содержания меди (85%) в сплаве. Это дает инструменту более широкий и полный звук, сохраняя при этом хороший уровень проецирования.

Красная латунь

Также известная как розовая латунь, в ней самое высокое содержание меди — около 90%. Он дает более теплый и мягкий тон, но не выделяется так же хорошо, как сплавы с более высоким содержанием цинка, поскольку это более мягкий металл.Его часто используют для трубки (основная трубка, ближайшая к мундштуку) студенческих инструментов, поскольку она помогает предотвратить «красную гниль», коррозию, вызванную накоплением кислой грязи / слюны внутри трубки.

Где используется другой латунный сплав?

Производители различаются по своему выбору: одни используют один и тот же латунный сплав для всего инструмента, а другие меняют его для определенных компонентов. Основное место для использования другого типа латуни, как правило, — это секция «колокола», поскольку она, безусловно, оказывает наибольшее влияние на общий производимый звук.Головная труба инструмента также иногда имеет медь, отличную от основной части инструмента. Иногда вы увидите другие компоненты, изготовленные из других материалов, иногда мельхиор используется на ножках тромбона или настроечных слайдах, и есть даже инструменты с серебряными колокольчиками. Но это для обсуждения в другой день!

Прочие факторы

Есть много других факторов, которые влияют на звучание инструмента, от размера отверстия и колокольчика до толщины используемой латуни.Я надеюсь, что этот краткий обзор латунных сплавов поможет вам понять этот конкретный компонент производства инструментов.

.