По каким характеристикам отличить латунь от других сплавов

Главная » Металлические » Виды металлов » Цветные » Латунь » Разновидности сплава латуни, его характеристики и область применения

Латунь – сплав меди и цинка, известный с самых давних античных времен. Производить его научились еще в Древнем Риме. И хотя цинк как металл в те времена известен еще не был, цинкосодержащую породу в металлургии научились использовать вполне успешно.

Сегодня латунные сплавы разного вида используются в очень многих областях народного хозяйства. Поэтому данная статья будет посвящена изучению свойств, характеристик, марок и цены за 1 кг латуни, ее применение и производство.

Что такое латунь

Это одна из разновидностей сплавов на основе меди, известная наряду с бронзами – алюминиевыми, свинцовыми, кремниевыми и так далее.

  • Основным его компонентом выступает медь, вторым всегда является цинк.
  • Кроме того, в состав могут входить разнообразные дополнительные ингредиенты – тот же свинец, олово, кремний.

Данное видео расскажет о том, как заварить латунь:

Понятие и особенности

Сплав – макроскопический однородный материал, в состав которого входят, в основном, металлические компоненты. Его отличие от вещества состоит в наличие свойств, обеспечиваемых микроструктурой и кристаллической структурой фаз. Так, электропроводность и теплопроводность, присущая металлам, всегда является свойством и сплава. Но при этом физические характеристики могут изменяться в зависимости от внешних условий, если главенствующей становится та или иная фаза.

  • Так, например, если речь идет о латуни, увеличение доли цинка влияет на свойства сплава нелинейным образом. Цинк в меди растворяется до 39%. До достижения этой величины сплав обладает вполне определенной структурой и отличается высокой пластичностью при относительно малой прочности. При увеличении доли цинка раствориться он уже не может. В результате появляется другая кристаллическая фаза, которая обеспечивает уменьшение пластичности и увеличение прочности.
  • Эта особенность всех сплавов, а не только латунных, требует обращать пристальное внимание на состав. Золотистая латунь с долей меди в 75% пластина, легко деформируется без нагрева и идеально подходит для ювелирного дела. Латунь с содержанием меди в 58% к деформируемым уже не относится, но зато отлично показывает себя при производстве отливок.
  • В целом все медные сплавы разделяют на латуни, бронзы и припои. Бронзы – это составы, включающие медь и олово в основном, а также бериллий и алюминий, латуни – медь и цинк. Припои могут иметь сложный состав. Но если от припоя отличить материал не составляет труда, то с бронзой можно перепутать.

По внешнему виду они очень похожи. Особенно при одинаковой доле меди, однако свойства их отличаются.

  • Бронза обладает выраженной крупнозернистой структурой, отличается долговечностью и хорошей стойкостью к коррозии: изделия из бронзы могут эксплуатироваться на улице. Мало чувствительна бронза и к морской воде, что обеспечило ей большую популярность в судостроении. Ковкость бронзы ниже, чем у латуни, к тому же температура деформации выше, но зато и изделия сохраняют свой вид неизменным очень долго.
  • Латунь – материал, куда более пластичный, поддается холодной ковке, температура деформации ниже 300 С.. Однако именно пластичность является причиной высокой изнашиваемости материала, так что латунные изделия могут использоваться только в качестве внутреннего декора. Стойкость к коррозии в целом ниже, однако специальные сплавы – морская латунь, например, могут соперничать с бронзой в стойкости к действию солей и кислот.

Латунь чаще используют в ювелирном деле. А вот для декоративных деталей крупных – кованые украшение на лестнице, предметы интерьера, лучше использовать бронзу.

Хромированная латунь (фото)

Плюсы и минусы

Любой металл обладает определенными характеристиками, которые в разных ситуациях могут выступать достоинствами, а могут превратиться в недостатки. В строительных работах латунь применяется не так уж часто, что свидетельствует, скорее, о популярности других материалов, а не недостатках сплава.

  • К главным достоинствам латуней любого рода относят малый вес. Именно это и делает материал незаменимым в самолето- и ракетостроении. В быту это преимущество оказывается востребованным в тех случаях, когда требуется минимальный вес системы водоснабжения, например.
  • К наиболее востребованным качествам материала относятся его декоративные свойства. Латунь обладает очень красивой и разнообразной цветовой гаммой. Фурнитура и аксессуары, декор и предметы обихода, выполненные из латуни, неизменно привлекательны и подчеркивают элегантность и сдержанную роскошь интерьера. Причем сплав одинаково хорошо смотрится в любой модификации: и в виде блестящего изделия в стиле барокко, и с благородной патиной.
  • Показатели теплопроводности латуни ниже, чем у меди или бронзы. Эту особенность используют для получения предметов и систем, где важно сохранение тепла: при изготовлении роскошных латунных ванн или даже мебели, поскольку трубы и вставки из латуни не будут столь неприятно холодными на ощупь как, например, стальные.
  • С другой стороны, это качество уменьшает популярность отопительных труб, поскольку медные отдают тепло воздуху быстрее.
  • Латунь относится к диамагнетикам, то есть, выталкивается из магнитного поля. Сплав издавна применялся для изготовления оправы для компасов. Сегодня это свойство используют в приборостроении.
  • Коррозионная стойкость латуни даже выше чем у меди, однако падает с увеличением температуры. Поэтому системы водоснабжения из латунных труб выгоднее, чем из медных – стоимость ниже, а вот для отопления все же лучше медный трубопровод.
  • Стоимость – тоже весьма немаловажный фактор. И ювелирные, и автоматические латуни стоят меньше, чем медь, поскольку цинк является металлом, куда более доступным и снижает цену сплава.
  • Прочность латуни по сравнению с бронзой ниже, хотя ударная вязкость выше. Поэтому те же перила и ограждения лучше изготавливать из бронзы. С другой стороны, латунные сплавы, легированные железом, марганцем, кремнием обладают достаточной прочностью, чтобы быть сырьем для машинных деталей самого разного вида.

Структура и состав

Как и в других сплавах свойства материала определяются составом и фазовым состоянием. Причем различия настолько велики, что делают латуни разной марки невзаимозаменяемыми.

Различают 2 вида сплавов: двухкомпонентные и многокомпонентные.

  • Двухкомпонентные, то есть, состоящие из 2 металлов. При этом могут наличествовать примеси, но в таком объеме, который на качества не влияет. Главным является медь, поэтому в маркировке, например, указывают лишь долю меди, а долю цинка просто рассчитывают. Свойства такого сплава во многом определяются фазовым составом.

    • Так, латунь с содержанием цинка до 39% включает только одну фазу – α -фазу. Такой сплав отличается высокой пластичностью, однако прочность его относительно невелика.
    • При повышении доли цинка металл не может полностью раствориться в меди, и в итоге появляется β-фаза. Пластичность при этом уменьшается, а прочность резко возрастает до содержания цинка в 45%, а затем снова падает.
  • Многокомпонентные латуни наряду с медью и цинком включают и другие металлы и неметаллы. На свойства сплава они оказывают весьма заметное влияние. Определяются они характером компонента. Так, добавление олова значительно увеличивает стойкость к действию морской воды. А добавка никеля, например, увеличивает механическую прочность изделия из такой латуни.

Другая классификация связана с методами обработки сплава.

  • Деформируемые, то есть, латуни, которые можно подвергать деформации в холодном состоянии. Выпускают такие сплавы латуни в виде листов, прутков, проволоки, из которых затем изготавливают, например, всевозможные трубы.
  • Литейные – сплавы лиатуни, которые деформируют лишь под воздействием высокой температуры и давления при литье. Из такого материала детали отливают и получают подшипники, машинные детали, арматуру и прочее.

Используется классификация по доле цинка.

  • Красная или томпак – доля цинка составляет 5–20%. Сплав отличается превосходными антифрикционными и антикоррозийными свойствами и используется для получения биметалла сталь-латунь.
  • Желтая – с долей цинка от 20 до 36%. Состав сохраняет высокую пластичность.
  • Техническая – с 48–50% цинка, применяется для получения фитингов, машинных деталей, частей химической аппаратуры и так далее.

О свойствах латуни по ГОСТу погорим ниже.

Свойства и характеристики

Свойства латуни определяют составом как химическим, так и фазовым. Поэтому говорить об общих технических свойствах довольно затруднительно. Каждый сплав обладает своими особенностями.

Усредненные данные выглядят так:

  • средняя плотность – 8300–8700 кг/куб. м;
  • удельная теплоемкость при нормальной температуре — 0,377 кДж·кг−1·K−1
    удельное сопротивление – (0,07-0,08)·10−6 Ом·м;
  • теплопроводность – 0,26–0,592 кал/см · сек, · °С, чем выше доля меди, тем выше теплопроводность;
  • температура плавления определяется химическим составом и варьируется от 880–950 С. Увеличение доли цинка температуру уменьшает;
  • материал можно сваривать, но только не сваркой плавлением, а, например, контактной сваркой.
  • Сплавы любого состава хорошо полируются.

Введение легирующих добавок существенно влияет на физические характеристики. Приведенные данные касаются именно двухкомпонентных латуней.

Про изготовление деталей из латуни и меди массово и на заказ, а также изготовление других изделий из нее погорим ниже.

Плавка латуни в индукционной печи без графитового тигля представлена в видео ниже:

Производство материала

Получение латуни отличается энергоемкостью и относится к довольно сложным технологическим процессам. Дело в том, что температуры плавления составляющих латуни заметно отличаются, поэтому плавка проходит поэтапно. То же самое касается и легирующих добавок: компоненты нужно добавлять в точной последовательности, причем многие из них требуют использования покровного флюса, поскольку взаимодействуют с кислородом.

Схема производства зависит от типа сплава. Литейные в виде слитков отправляются на отливку деталей. Деформируемые сплавы попадают в прокатный цех, где подвергаются механической обработке, отжигу и протравливанию в зависимости от формы выпуска.

В целом схема получения выглядит так:

  • подготовка сырья – используются несколько методов для извлечения меди и цинка из руды;
  • плавка – в зависимости от состава сплава загрузка компонентов производится в определенной последовательности. В первую очередь расплавляют медь;
  • разливка в формы – получение слитков;
  • деформирование слитков в прокатном цеху – не менее трех этапов;
  • отжиг и протравливание – если получают листы, например;
  • последний этап прокатки.

Изготовление латунных сплавов возможно лишь на достаточно крупных предприятиях цветной металлургии.

Про пайку изделий,художественное литье из латуни погорим ниже.

Цвет латуни (фото)

Области применения

Свойства материалов определяют и область применения. Состав каждого сплава указывается подробно с тем, чтобы не допустить ошибок при использовании.

  • Латунь издревле применялась в ювелирном деле: желтая латунь по внешнему виду ничем не отличается от золота 583 пробы. И, кстати, именно она использовалась в качестве тренировочного материала для золотых дел мастеров, так как и физические ее характеристики во многом близки к золоту. Сегодня сплав используют для изготовления украшений, которые хоть и относятся к бижутерии, однако весьма популярны благодаря красоте и изяществу.
  • Материал применяется в производстве мебели. Он легко поддается ковке, что позволяет значительно украсить мебель. Благодаря этому же свойству из него производят множество предметов декора – статуэтки, посуду, подставки, бра.
  • Кроме того, томпак, то есть, состав с высоким содержанием меди, применяется для получения деталей теплотехнической и химической аппаратуры: змеевиков, капиллярных трубок, сильфонов и прочего.
  • Из литьевой латуни получают множество фасонных деталей, включая разнообразные фитинги.
  • Автоматная – материал для изготовления часовых деталей, машинных, а также различного вида крепежа.
  • Морская применяется в судостроении для производства корпусов приборов, профилей, труб.
  • Деформируемые сплавы используют при изготовлении дверной фурнитуры, водопроводных труб, смесителей, кранов и прочего.

Латуни разного состава применяются во многих отраслях. В основном их использование связано с хорошей коррозийной стойкостью материала, малым весом и, конечно, редкой эстетической привлекательностью сплава.

О том, как начистить медь и латунь до блеска, поведает данный видеоролик:

ВПО ПромМеталл (бронза, латунь, медь)
Складскую справку можно скачать здесь
Бронза, медь, латунь, дюраль со склада в Москве.
Консультации по применению! Подбор материала!
Резка. Продажа от 1 кг.
Отправка по России ТК Деловые линии.
Работайте с профессионалами!

Наиболее часто используемые латуни: ЛС59-1 в виде прутков круглого, квадратного и шестигранного сечения, Л63 в виде лент, листов, плит и проволоки, трубок. Листы ЛС59-1 используют, если нужна будет обработка на фрезерном станке либо гравировка. Если лист нужно гнуть, то только марка Л63 мягкого состояния.

Листы и плиты изготовленные из марки Л63 дешевле, чем из марки ЛС59-1. Для прутков всё ровно наоборот: хуже обрабатываемая латунь Л63 стоит дороже примерно на 20%. Это связано с тем, что Л63 изготавливается из чистых медных ломов, а ЛС59-1 из ломов, содержащих свинец. В случае листов повышенная стоимость латуни ЛС59-1 связана со сложностями изготовления. Латунь Л63 более вязкая и при изготовлении листов меньше брака. Раскрой у латунных листов, выпускаемых нашими заводами по обработке цветных металлов 600 х 2019 мм, т.е в одном стандартном листе латуни 0,9 квадратных метра.

Латунные листы должны храниться в теплом складе, так как при перепаде температур и попадании на листы конденсата начинается процесс коррозии. Латунь темнеет, появляются белые пятна. Хранят латунные листы стоя в ячейках.

Иногда возникает вопрос, как отличить латунь от бронзы БрАЖ9-4, ведь по цвету они похожи. Бронза магнитится, латунь обычно нет (исключение латуни, содержащие железо, но они магнитятся слабее). У латуни больше плотность 8,5 г/см3  (у бронзы БрАЖ9-4 она 7,6 г/см3), поэтому при одинаковом диаметре и длине, латунный пруток весит больше. Если  латунь нагреть до температуры 600-650.С (темно-красное каление) поверхность латуни покрывается тонким пепельным налетом оксида цинка. На бронзе такого налета не образуется. Бронза отдаёт в розовый оттенок, а латунь жёлтая или даже зеленовато-жёлтая.

Отличить латуни Л63 и ЛС59-1 между собой можно поцарапав пруток. Латунь ЛС59-1 при царапании скрипит!

Можно проверить латунь на содержание свинца:  обычно это делается так, наносят каплю 9% уксуса на образец, выжидают некоторое время, в потом наносят каплю йодистого калия (бывает в аптеке, в химмагазинах, в старых военных аптечках как противорадиоционное средство), появление желтой окраски говорит о наличии свинца. Значит это свинцовая латунь.

Латунь отличается от бронзы более высокой пластичностью и, соответственно, меньшей прочностью и износостойкостью, что ограничивает использование этого сплава во многих сферах. Кроме того, латунь менее устойчива к воздействию агрессивных сред, в частности соленой морской воды, что не позволяет использовать латунные изделия в судостроительном производстве, где бронза применяется очень активно и успешно. Исключение — оловянистые латуни марок ЛО.

Существует также заметная разница в цвете данных сплавов и в их внутренней структуре. Любой опытный специалист может рассказать, как отличить латунь от бронзы: для этого достаточно взглянуть на излом изделий из этих сплавов. Латунь на изломе имеет более светлый цвет и явно выраженную мелкозернистую структуру, в то время как бронзу легко определить по темно-коричневому цвету излома и крупнозернистой внутренней структуре.

Лист Л63, если пилить ножовкой, даёт заусенец, а у ЛС-59 заусенца практически нет. Марка Л63 латунь а не годится для гравировки и фрезеровки. Сколько режимы не подбирай, всё равно фрезы ломаются, очень вязкий материал… При полировке лист из Л63 сильно «плывет». Правда гнуть его лучше, чем сыпучку, которая может и треснуть. Латунь марки ЛС59-1 отлично подходит для обработки на токарных автоматах так, как свинец, содержащийся в сплаве делает стружку ломкой и она не наматывается на резец.

Кстати, объем выпускаемой латуни ЛС59-1 в разы превышает объем выпуска всех остальных марок латуни вместе взятых.

Об изменении цвета латуни (оксидировании) можно прочитать здесь

Весь сортамент продукции, производимой из латуни Л63 и ЛС59, оговаривает ГОСТ 15527-70 (новая редакция – ГОСТ 155272004) «Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Марки»

Латунные прутки ранее изготавливались по  ГОСТ 2060-90, в 2019 году этот ГОСТ был обновлен на ГОСТ 2060-2006 Прутки латунные. Технические условия.  Однако в том же 2019 году был разработан и введен новый ГОСТ 52597-2006 ПРУТКИ ЛАТУННЫЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ НА АВТОМАТАХ. Он регламентирует изготовление прутков из свинцовых латуней (автоматная латунь) марок ЛС63-3, ЛС59-1, ЛС59-1В, ЛС58-2, ЛС58-3, ЛС59-2 и ЛЖС58-1-1 диаметром от 3 мм до 50 мм.

Фактически с 2019 года отечественная цветная металлургия выпускает всю свинцовую латунь по этому ГОСТу. По старому ГОСТу 2019 выпускают латунь без свинца и прессованную свинцовую латунь свыше диаметра 50 мм. Однако у конструкторов в старых справочниках указан еще советский ГОСТ, отсюда периодически возникают трудности с поставляемой латунью марки ЛС59-1. Снабженцы требуют, чтобы предоставляли сертификаты выпуска до 2019 года.

Листы из латуни изготавливаются по еще советскому  ГОСТ 931-90 (СТ СЭВ 957-89)  ЛИСТЫ И ПОЛОСЫ ЛАТУННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. И хотя в данном ГОСТе говорится о том, что возможно изготовление листов шириной до 2019 мм, а длиной до 2019 мм, увы, но наша промышленность делает только раскрой 600х1500 мм. Латунные листы раскроем 1000х2000 мм остаются легендой.

В пищевой промышленности лучше применять двухкомпонентную латунь марки Л63 (Л68), так как она не содержит свинец, вредно влияющий на живые организмы.

обработка латуни ЛС59-1. Стружка сыпется мелкой крошкой, отсюда простонародное название латуни «сыпучка»

Латунный чайник из латуни Л68

Сравнение свойств Л63 и ЛС59-1    (отсюда)

Практика показывает, что многие потребители не знают в чем заключаются различия между двумя наиболее распространенными марками латуней – ЛС59-1 и Л63. Поэтому приведем ответы на самые часто задаваемые вопросы.

  1.  Электропроводность и теплопроводность этих латуней одинакова.
  2.  Эти латуни отличаются друг от друга не потому, что в них разное содержание меди, а потому, что в ЛС59-1 присутствует свинец. Благодаря свинцу ЛС59-1 отлично точится с образованием мелкой сыпучей стружки.
  3. Л63 обрабатывается резанием хуже, чем ЛС59-1,….у неё другая стружка.
  4. В сопоставимых состояниях прутки из ЛС59-1 ненамного тверже и прочнее чем Л63. Однако, при наличии надрезов прутки из ЛС59-1 легко подвергаются хрупкому разрушению при поперечной нагрузке. Ударная вязкость ЛС59-1 (5-6 ) намного меньше, чем для Л63 (14 ) . По этим причинам при некоторых условиях эксплуатации детали из Л63 могут оказаться надежнее, чем из ЛС59-1.
  5. Л63 легко поддается обработке давлением в холодном состоянии. Различие в пластичности наглядно иллюстрируется простым опытом: проволока из Л63 легко расплющивается, а проволока из ЛС59-1 растрескивается после 2-3 ударов молотком. Это выгодно отличает Л63 от ЛС59-1 и определяет применение Л63 для изготовления деталей, требующих кроме токарно-фрезерной обработки дополнительного формообразования давлением.
  6. Высокая пластичность позволяет использовать проволоку из Л63 для изготовления заклепок.
  7. Прутки и проволока из Л63 используется в качестве припоя.
  8. ЛС59-1 имеет неплохие антифрикционные свойства и может применяться в подшипниках скольжения, работающих при невысоких удельных давлениях и высоких скоростях.
  9. Холоднодеформированные листы из ЛС59-1 имеют высокую твердость. в сочетании с высокой износостойкостью это позволяет использовать их в качестве направляющих в станках.
Где купить латунь в Москве? Конечно же в ВПО ПромМеталл. Отправим латунь Деловыми линиями в регионы (в любой другой город России). [email protected] +7-903-798-09-70

Некоторые записи в этом блоге:

Латунь Л63
Латунь Л63 и ЛС59. Отличие марок, применение, характеристики. Прутки, листы. ГОСТы.
Латунь Л63 и ЛС59-1 Марки. Характеристики. Применение.
Латуни и их применение
Механические свойства латунного проката
Влияние примесей на свойства меди
Медь фосфористая
Марки бронз и их использование
Бронза | Марки | Характеристики | Применение | Расшифровка
Влияние легирующих элементов на свойства бронз
Бронза ОЦС5-5-5. Свойства, характеристики, применение
Наиболее распространенные марки бронзы
Свойства и применение бронз
Свойства и характеристики бронз
Области применения бронз
Классификация бронзовых сплавов
О разных марках бронз (видео)
Материалы для подшипников скольжения