Хим элемент латунь: состав сплава, характеристики и применение

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

Содержание

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.

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:

Латунь — Вики

Микроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением

Лату́нь — двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим компонентом является цинк, иногда с добавлением олова (меньшим, чем цинка, иначе получится традиционная оловянная бронза), никеля, свинца, марганца, железа и других элементов. По металлургической классификации к бронзам не относится.

Медно-цинковые сплавы отличаются большей твердостью, чем исходные металлы. Применяются они для изготовления приборов, деталей машин и предметов домашнего обихода.

Содержание

• 1 История и происхождение названия
• 2 Свойства и типы
• 3 Физические свойства
• 4 Диаграмма состояния Cu — Zn
• 5 Порядок маркировки
  • 5.1 СССР и Россия
• 6 Применение
  • 6.1 Деформируемые латуни
  • 6.2 Литейные латуни
  • 6.3 Ювелирные сплавы
• 7 Примечания
• 8 Литература
• 9 Ссылки

История и происхождение названия

Несмотря на то, что цинк как химический элемент был открыт только в XVI веке, латунь была известна ещё до нашей эры^[4][5]. Моссинойки получали её, сплавляя медь с галмеем^[6], то есть с цинковой рудой. В Англии латунь была впервые получена путём сплавления меди с металлическим цинком, этот метод 13 июля 1781 года запатентовал Джеймс Эмерсон (британский патент № 1297)^[7][8]. В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота.

Во времена Августа в Риме латунь называлась орихалк^{[источник не указан 769 дней]} (лат. aurichalcum — буквально «златомедь»), из неё чеканились сестерции и дупондии. Орихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота. Однако в самой Римской империи до завоевания Британии в I веке н. э. латунь не производилась, поскольку у римлян не было доступа к источникам цинка (которые появились и стали разрабатываться только после образования провинции Британия в составе империи), до этого цинк мог только ввозиться эллинскими и римскими торговцами, собственной его добычи в континентальной Европе и Средиземноморье не было^[9].

Свойства и типы

Общая мировая потребность в цинке для изготовления латуни составляет в настоящее время около 2,1 млн т. При этом в производстве используется 1 млн т первичного цинка, 600 тыс. т цинка, полученного из отходов собственного производства, и 0,5 млн т вторичного сырья^{[источник не указан 1690 дней]}. Таким образом, более 50 % цинка, используемого в производстве латуни, получают из отходов. Технические латуни содержат обычно до 48-50 % цинка. В зависимости от содержания цинка различают альфа-латуни и альфа+бета-латуни. Однофазные альфа-латуни (до 35 % цинка) хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях. В свою очередь двухфазные альфа+бета-латуни (до 47- 50 % цинка) малопластичны в холодном состоянии. Их обычно подвергают горячей обработке давлением при температурах, соответствующих области альфа- или альфа+бета-фаз. По сравнению с альфа-латунью двухфазные латуни обладают большей прочностью и износостойкостью при меньшей пластичности. Двойные латуни нередко легируют алюминием, железом, магнием, свинцом или другими элементами. Такие латуни называют специальными или многокомпонентными. Легирующие элементы (кроме свинца) увеличивают прочность (твёрдость), но уменьшают пластичность латуни. Содержание в латуни свинца (до 4 %) облегчает обработку резанием и улучшает антифрикционные свойства. Алюминий, цинк, кремний и никель увеличивают коррозионную стойкость латуни. Добавление в латунь железа, никеля и магния повышает её прочность.

Физические свойства

• Плотность — 8500—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.
• Не является ферромагнетиком.
• Температура плавления латуни в зависимости от состава достигает 880—950 °C. С увеличением содержания цинка температура плавления понижается. Латунь достаточно хорошо сваривается различными видами сварки, в том числе газовой и дуговой в среде защитных газов, и прокатывается. Технологии сварки латуни описаны в соответствующей литературе. 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 резку^[10].

Диаграмма состояния Cu-Zn

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.

Однофазные латуни характеризуются высокой пластичностью; β’-фаза очень хрупкая и твёрдая, поэтому двухфазные латуни имеют более высокую прочность и меньшую пластичность, чем однофазные.

Содержание цинка в меди оказывает влияние на механические свойства отожжённых латуней.

При содержании цинка до 30 % возрастают одновременно и прочность, и пластичность. Затем пластичность уменьшается, вначале за счёт усложнения α — твёрдого раствора, а затем происходит резкое её понижение в связи с появлением в структуре хрупкой β’-фазы. Прочность увеличивается до содержания цинка около 45 % , а затем уменьшается так же резко, как и пластичность.

Большинство латуней хорошо обрабатывается давлением. Особенно пластичны однофазные латуни. Они деформируются при низких и при высоких температурах. Однако в интервале температур 300—700 °C существует зона хрупкости, поэтому при таких температурах латуни не деформируют.

Двухфазные латуни пластичны при нагреве выше температуры β’-превращения, особенно выше 700 °C, когда их структура становится однофазной (β-фаза). Для повышения механических свойств и химической стойкости латуней в них часто вводят легирующие элементы: алюминий (Al), никель (Ni), марганец (Mn), кремний (Si) и т.  д.

Порядок маркировки

СССР и Россия

В СССР, России и некоторых постсоветских странах действуют ГОСТы на состав латунных сплавов и их маркировку:

• ГОСТ 15527 Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Марки
• ГОСТ 17711 Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные. Марки

Система обозначений отличается для обрабатываемых давлением (ГОСТ 15527) и литейных (ГОСТ 17711) латуней. У обрабатываемых давлением латуней сначала идет буква «Л», после чего следуют все буквы нормируемых элементов кроме цинка, а потом список цифр процентного содержания элементов в том же порядке, кроме цинка. Содержание цинка и нежелательных примесей — оставшаяся до 100 % масса. Например:

• Л70 — латунь, содержащая 70 % меди. Остальное — цинк и загрязняющие примеси.
• ЛАЖ60-1-1 — латунь с 60 % меди, легированную 1 % алюминия (А) и 1 % железа (Ж). Оставшееся до 100 % это цинк и загрязняющие примеси.

У литейных латуней (ГОСТ 17711) среднее содержание компонентов сплава в процентах ставится сразу после буквы, обозначающей его название. При этом первым нормируется содержание цинка, поэтому литейные марки начинаются с букв «ЛЦ». Доля меди и нежелательных примесей вычисляется как остаток до 100 %. Например:

• ЛЦ40Мц1,5 — латунь содержит 40 % цинка (Ц) и 1,5 % марганца (Мц). Оставшееся до 100 % это медь и загрязняющие примеси.

Применение

Деформируемые латуни

Томпак (фр. tombac, от малайск. tambaga — медь) — двойные латуни, содержащие до 20 % Zn, называются томпаком (латуни, содержащие 14—20 % Zn — полутомпаком) (http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/lat). Обладает высокой пластичностью, антикоррозионными и антифрикционными свойствами, хорошо сваривается со сталью. Его применяют для изготовления биметалла «сталь-латунь». Благодаря золотистому цвету томпак используют для изготовления художественных изделий, знаков отличия и фурнитуры.

Двойные деформируемые латуни
Марка	Область применения
Л96, Л90	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л85	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л80	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л70	Гильзы химической аппаратуры, отдельные штампованные изделия
Л68	Большинство штампованных изделий
Л63	Гайки, болты, детали автомобилей, конденсаторные трубы
Л60	Толстостенные патрубки, гайки, детали машин.
Многокомпонентные деформируемые латуни
Марка	Область применения
ЛА77-2	Конденсаторные трубы морских судов
ЛАЖ60-1-1	Детали морских судов.
ЛАН59-3-2	Детали химической аппаратуры, электромашин, морских судов
ЛЖМа59-1-1	Вкладыши подшипников, детали самолетов, морских судов
ЛН65-5	Манометрические и конденсаторные трубки
ЛМц58- 2	Гайки, болты, арматура, детали машин, советская разменная монета образца 1958 г. , номиналом 1-5 копеек.
ЛМцА57-3-1	Детали морских и речных судов
ЛO90-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO70-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO62-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO60-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛС63-3	Детали часов, втулки
ЛС74-3	Детали часов, втулки
ЛС64-2	Полиграфические матрицы
ЛС60-1	Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛС59-1	Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛЖС58-1-1	Детали, изготовляемые резанием
ЛК80-3	Коррозионностойкие детали машин
ЛМш68-0,05	Конденсаторные трубы
ЛАНКМц75- 2- 2,5- 0,5- 0,5	Пружины, манометрические трубы

Литейные латуни

• Коррозионно стойкие,
• обычно с хорошими антифрикционными свойствами
• хорошие механические, технологические свойства
• хорошая жидкотекучесть
• малая склонность к ликвации

Ювелирные сплавы

Примечания

1. ↑ https://www. simetric.co.uk/si_metals.htm
2. ↑ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diagramme_binaire_Cu_Zn_laiton.svg
3. ↑ (unspecified title) — ISBN 2-8293-0216-8
4. ↑ Джуа М. «История химии», перевод с итальянского Г. В. Быкова под редакцией С. А. Погодина. — Москва: Мир. Редакция литературы по химии, 1975.
5. ↑ Цинк: история открытия элемента (неопр.). Дата обращения: 10 января 2017. Архивировано 10 января 2017 года.
6. ↑ Галмей // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
7. ↑ Woodcroft B. Subject-matter index (made from titles only) of patents of invention, from March 2, 1617 (14 James I.), to October 1, 1852 (16 Victoriae) (англ.). — London, 1857. — P. 444.
8. ↑ IV. Specification of Mr. Emerson’s Patent for making Brass with Copper and Spelter // The Repertory of Arts, Manufactures, and Agriculture (англ. ). — London, 1796. — Vol. V. — P. 24—25.
9. ↑ Guest, Edwin. On certain Foreign Terms, adopted by our Ancestors prior to their Settlement in the British Islands (Part II) Архивная копия от 27 сентября 2018 на Wayback Machine. // Proceedings of the Philological Society. — London, June 11, 1852. — Vol. 5 — No. 124 — P. 188—189.
10. ↑ [bse.sci-lib.com/article089370.html Автоматная латунь] — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)

Литература

• Латунь // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Ссылки

• Цитаты в Викицитатнике
• Медиафайлы на Викискладе

• Техническая информация

Сплавы на медной основе

Различают две группы медных сплавов: 1) латуни — сплавы меди с цинком; 2) бронзы — сплавы меди с другими элементами, в числе которых, но только наряду с другими, может быть и цинк. Медные сплавы обладают высокими механическими и технологическими свойствами, хорошо сопротивляются износу и коррозии. Сплавы обозначают начальной буквой (Л — латунь, Бр — бронза), после чего следуют первые буквы основных элементов, образующих сплав. Например, О — олово, Ц — цинк, Мц — марганец, Ж — железо, Ф — фосфор, Б — бериллий, Х — хром и т.д. Цифры, следующие за буквами, указывают количество легирующего элемента.

Для деформируемых латуней и бронз порядок цифр в маркировке различен. Например, ЛЖМц 59-1-1 — латунь, содержащая 59 % Сu. 1 % Fе и 1 % Мn и остальное цинк, или БрОФ 6,5-0,15 — бронза, содержащая 6,5 % Sn, 0,15 % Р и остальное медь.

Для литейных латуней и бронз среднее содержание компонентов сплава в процентах ставится сразу после буквы, обозначающей его название. Например, ЛЦ40Мц 1,5 — латунь, содержащая 40 % Zn и 1,5 % Мn, остальное медь. БрА10ЖЗМц 2 — бронза, со­держащая 10 % А1, 3 % Fе и 2 % Мn, остальное медь.

Латуни

Латуни – это двойные или многокомпонентные сплавы меди, основным легирующим элементом которых является цинк. В целом в системе Cu-Zn образуется шесть твёрдых растворов: α -, β — , γ — , δ — ,ε – иη – фазы. Однако, практическое применение имеют одно (α) – и двухфазные (α + β) сплавы.

Рис.40. Диаграмма состояния системы Cu – Zn.

α–Фаза – это твёрдый раствор цинка в меди с ГЦК решёткой, т.е. с решёткой меди. Максимальное содержание цинка в однофазной α–латуни составляет 39%. α–Латуни характеризуется высокой пластичностью. При дальнейшем повышении содержания цинка в структуре латуни возникает β–фаза, которая охрупчает сплав. β ^/–фаза представляет собой твёрдый раствор с ОЦКрешёткой на основе электронного соединения CuZn.

Предельное содержание цинка в технических двухфазных (α + β) латунях при обычных условиях не превышает 50%. Существуют две модификации β–фазы: при температурах выше 454-468°С устойчива гомогенная и пластичная β–фаза с неупорядоченным расположением атомов. Ниже этих температур – более твёрдая и хрупкая β – фаза с упорядоченным расположением атомов меди и цинка. Диаграмма состояния системы Cu – Zn приведена на рис. 40.

Начальная область диаграммы, ограниченная со стороны меди линией AES, представляет собой фрагмент диаграммы состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов. Это область существования α–фазы. При большем содержании в латуни цинка, кроме α–фазы появляется новая фаза, имеющая две модификации β и β^/ в разных температурных интервалах. Таким образом, в области SEMN сплав приобретает двухфазное ( α + β или α + β ^/ )строение. В области NMFK сплав вновь становится однофазным (β – фаза). Как отмечалось, применяемые в технике латуни содержат до 48-50% Zn. Далее у сплава меняется металл – растворитель, т.е. им становится Zn. Такие сплавы не имеют практического интереса из-за низких механических свойств, рис.40.

На рис. 41 представлены две характеристики механических свойств: величина δ определяет пластичность металла, а σ_в – его прочность (способность противостоять внешней нагрузке без остаточной деформации).

Рис.41 Влияние содержания цинка на механические свойства латуни:

δ – относительное удлинение, %; σ_в – временное сопротивление

В области α–фазыпрочность и пластичность латуни растут с увеличением содержания цинка. Как следует из рис.41, максимальная пластичность латуни достигается при ~ 32% содержания Zn. Её максимальная прочность – при ~ 45% Zn. Затем происходит резкое уменьшение этих характеристик, из-за появления в каждом случае β ^/ – фазы.

Латуни обычно хорошо обрабатываются давлением. Однофазные α–латуни высокопластичны и хорошо деформируются в холодном состоянии.

Двухфазные ( α + β ^{/) – латуни лучше деформируются при нагреве выше температуры β β /– превращения. Обычно их деформируют при температуре около 7000С.}

Двойные латуни часто легируют Al, Fe, Ni, Sn, Mn, Pb, и другими элементами. Легированные латуни называются многокомпонентными или специальными. Специальные латуни, кроме легированных никелем, чаще двухфазные, так как третий компонент снижает растворимость цинка в меди. Никель, напротив, увеличивает растворимость цинка в латуни. При добавлении его ( α + β ^/ ) латуни содержание в ней β ^/–фазыуменьшается, а при достаточно высоком содержании никеля двухфазная латунь становится однофазной — α–латунью. Легирующие элементы, кроме свинца увеличивают прочность (твёрдость) латуни, но уменьшают её пластичность. Алюминий, цинк, кремний, марганец, никель – повышают сопротивление латуней коррозии. Свинец облегчает обрабатываемость сплавов Cu – Zn резанием и улучшают их антифрикционные свойства. Свинец вводят в α+β^/ латуни или же в α–латуни, которые испытывают α — β превращения при нагреве (охлаждении). В результате α — β превращения свинец располагается не по границам зёрен, как в случае чистой меди, рис.1, или α–латуни (не имеющей превращений в твёрдом состоянии), а внутри зёрен, что не мешает обработке давлением и улучшает обработку резанием.

Таблица 1

Химический состав и механические свойства двойных и специальных латуней

* Механические свойства мягкой латуни (после отжига при 600°С).

По технологическим признакам все латуни подразделяются на две группы: деформируемые и литейные. Влияние химического состава латуней на их механические свойства демонстрирует таблица 1.

Деформируемые латуни предназначаются для изготовления листов, лент, труб, прутков, проволоки и других полуфабрикатов. Литейные латуни применяются для фасонного литья – арматуры, деталей приборов, гребневых винтов, гаек, подшипников, втулок, вкладышей и др.

α–Латуни с содержанием меди более 90% (Л90, Л96) имеют цвет золота и применяются для ювелирных и декоративных изделий. Их называют томпаком. Латуни с содержанием цинка от 10 до 20% — полутомпаком.

Бронзы

Бронзы – это сплавы меди с различными элементами, исключая цинк. Основные отличия латуней и бронз связаны с различной растворимостью элементов в меди, а также с различием структурных составляющих (и природы фаз) практически используемых сплавов. В качестве основных легирующих элементов в двойных и многокомпонентных бронзах используются олово, алюминий, свинец, бериллий, кремний, хром и др. Цинк также может входить в состав бронз, но только в качестве легирующей добавки. Кроме цинка для этой цели используются также фосфор, никель и другие элементы.

Оловянные бронзы

Диаграмма состояния системы Cu – Sn представлена на рис.42. Она характеризуется сравнительно большим расстоянием между линиями ликвидус и солидус (область L+α или L+β). Поэтому особенностью двухкомпонентных оловянных бронз является их повышенная склонность к ликвации (химической неоднородности зёрен по сечению), вызванной медленно происходящим процессом диффузии; низкая жидкотекучесть; рассеянная пористость.

В соответствии с диаграммой состояния предельная растворимость олова в меди составляет 15,8%. Это значение ограничивает справа область существования α–фазы, показанную линией AES. Учитывая склонность сплавов Cu-Snк неравновесной кристаллизации, при обычных условиях охлаждения область α – твёрдого раствора сужается (пунктирные линии – АК-KL). Уже при содержании олова 5-6% в структуре бронзы появляется (α + δ) – эвтектоид, в котором δ – фаза представляет собой твёрдое и хрупкое электронное соединение Cu₃₁Sn₈. С появлением δ – фазы снижается пластичность и вязкость сплавов, рис.43. Бронзы с содержанием Sn больше 12% из-за повышенной хрупкости практически не применяются.

Рис.42. Диаграмма состояния системы Cu – Sn.

Рис.43. Влияние содержания олова на механические свойства сплавов Cu-Sn,

полученных в неравновесных условиях

Полученная в равновесных условиях диаграмма состояний разбита на большое число областей, отвечающих разным фазам и структурным составляющим: α–фаза представляет собой твёрдый раствор олова в меди с ГЦК решёткой; β–фаза — это твёрдый раствор на основе электронного соединения Cu₅Sn с электронной концентрацией 3/2; δ–фаза – это твёрдый раствор на основе соединения Cu₃₁Sn₈ с электронной концентрацией 21/13; ε–фаза имеет электронную концентрацию 7/4 и отвечает твёрдому раствору на основе соединения Cu₃Sn.

Существует также γ–фаза. Это твёрдый раствор на основе химического соединения (его природа точно не установлена). Система Cu – Snимеет ряд перетектических превращений и два превращения эвтектоидного типа. При 588°С кристаллиты β– фазы претерпевают эвтектоидный распад с образованием α – и γ – фаз. При 520°С кристаллиты γ – твёрдого раствора распадаются на α – и — δ – фазы. При 350°С δ – фаза распадается на α – твёрдый раствор и ε – фазу. Однако это превращение протекает при очень медленном охлаждении. В реальных условиях охлаждения сплав после 520°С сохраняет однотипное двухфазное строение: α + δ.

С целью улучшения технологических свойств оловянные бронзы дополнительно легируются Zn, Fe, P, Pb, Ni, и другими элементами.

Цинк полностью растворяясь в α – фазе,не образует самостоятельных фаз, улучшает технологические свойства, повышает плотность, способность сплава к сварке и спайке, а также удешевляет оловянную бронзу.

Фосфор. При содержании выше 0,3% он образует фосфид Cu₃P. Фосфор, являясь раскислителем, улучшает литейные свойства, повышает твёрдость, прочность, износоустойчивость, упругие и антифрикционные свойства.

Свинец. Эта легирующая добавка повышает антифрикционные свойства сплава и улучшает его обрабатываемость резанием, но снижает механические свойства бронзы.

Никель. Способствуя измельчению структуры, никель повышает механические свойства, коррозионную стойкость и плотность отливок, уменьшает ликвацию.

Железо. Измельчает зерно, но ухудшает технологические свойства бронз и понижает их сопротивляемость коррозии.

Различают деформируемые и литейные бронзы. Их типичный состав и механические свойства демонстрирует таблица 2.

Деформируемые бронзы однофазны (α) и содержат 3-7% олова, до 5% цинка, 1,5-3,5% свинца и до 0,4% фосфора. Из них изготовляют пружины, мембраны, антифрикционные детали, барометрические коробки, прокладки во втулках и подшипниках и др. Литейные бронзы содержат несколько большее количество цинка, свинца и фосфора. Они имеют двухфазную структуру (α и δ), состоящую из твёрдого раствора и эвтектоида. Их применяют для изготовления втулок, подшипников, вкладышей червячных пар, водную и паровую арматуру, шестерни и др.

Таблица 2

Химический состав (%) и механические свойства оловянных бронз

*Сплав для художественного литья.

Дата добавления: 2016-09-06; просмотров: 5698; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Латунный крепеж – залог надежности и долговечности

Слово латунь происходит из итальянского языка (lattone – венец, lаtоn от latta — жесть). В древности из латуни делали похожие на золото украшения, так как она имела «золотой» вид, а также благодаря легкости ковки и обработки. 

Латунь называют еще: симилор, томпак.

Латунь — это семейство самых распространенных медных сплавов с основным легирующим элементом* цинком. Иногда добавляется олово, никель, свинец, марганец, железо и другие элементы.

*Легирующий элемент — это элемент, добавляемый в металл и изменяющий его структуру и химический состав.

Особые способности латунного крепежа:

• Коррозийная стойкость

Латунь свою стойкость проявляет на воздухе, в морской воде, в растворах большинства органических кислот и углекислых растворах.

«Латунный крепеж по устойчивости к окислению превосходит крепеж из нержавеющей стали»

• Пластичность и легкость при обработке

Латунь, за исключением свинцово-содержащих модификаций, легко поддается обработке давлением в холодном и горячем состоянии, а также пластической деформации.

• Устойчивость к низким температурам

Латунь незначительно изменяет свои свойства при охлаждении, что позволяет использовать ее при отрицательной температуре.

• Немагнитность

Отсутствие остаточной намагниченности после воздействия электромагнитных полей и электрического тока.

Где вы можете использовать латунный крепеж?

• В сборке и монтаже высокоточных электронных приборов, чувствительных к помехам.
• В механических сочленениях оборудования, находящегося под воздействием электромагнитных полей и электрического тока (например, токопроводящие шины, электроконтакты, элементы силовых трансформаторов и т. п.)
• В холодильном оборудовании.
• В судостроительном деле.
• В химическом производстве.

Отдельные виды латунного крепежа благодаря специфическому благородному цвету применяются:

• в производстве мебели мебели 
• в изготовлении элементов декора и интерьера
• в музыкальных инструментах 

Необходимо тщательно подбирать механические пары крепежа!

«Важно! Латунь — это медно-цинковый сплав, который сам по себе является гальванической парой, и у которого в присутствии электролита одна из фаз начинает коррозировать. Такой процесс называется децинкификация. Например, по электрохимическим свойствам латунь несовместима с материалами из оцинкованной стали, бронзы, алюминия, нержавеющей стали. Соответственно для винта из латуни лучшей ответной частью будет гайка, либо деталь с резьбой из латуни. Шайбы и стопорящие элементы необходимо применять также из латуни, либо из инертных конструкционных пластиков, например, полиамида»

Что входит в состав латуни?

Латунь бывает двух типов — простая и специальная.

• ПРОСТАЯ (двухкомпонентная) латунь

В состав входят только медь и цинк, примеси присутствуют в незначительных количествах.

ГОСТ — Л70

Л — латунь, содержащая 70% меди и 30% цинка

EN/DIN — CuZn30

Л — латунь, содержащая 70% меди и 30% цинка

• СПЕЦИАЛЬНАЯ (многокомпонентная) латунь

В ее составе, помимо меди и цинка, присутствуют дополнительные легирующие элементы

Преимущества основных легирующих элементов:

Мышьяк- предохраняет латунь от обесцинкования в агрессивных пресных водах при комнатной и повышенной температурах

Cвинец — значительно улучшает обрабатываемость латунных заготовок при резке

Железо — измельчает зерно, повышает температуру рекристаллизации и твердость латуни

Алюминий, никель, олово — повышают прочность, коррозийную стойкость на воздухе, в морской атмосфере и морской воде, улучшают антифрикционные свойства

Таблица 1 

Соответствие отечественных и зарубежных марок латуни

Таблица 2 

Механические свойства крепежа из цветных металлов (согласно ISO 8839/DIN 267-18)

Таблица 3

Механические свойства медных сплавов, устойчивых к морской воде (согласно DIN 17660,17664,17666)

Обозначения химических элементов в таблицах

Cu — Медь; Zn — Цинк; Mg — Магний; Sn — Олово; Pb — Свинец; V — Ванадий; Ni — Никель; Si — Кремний; Si — Кремний; Mn — Марганец; Fe — Железо; Al -Алюминий; Ti — Титан;

Выбирайте правильный крепеж!

Всегда Ваш ЦКИ

Понравился материал?

comments powered by HyperComments

7 способов Статьи про металлолом

Частенько возникает необходимость распределить металлы по их исходному составу. Наряду с очевидными моментами, существуют вариации сплавов, сильно похожие на оригинал.

Медь и латунь – относятся к оговоренной паре металлов, различия между которыми не столь явные, и распознать, где какой металл неопытному новичку с первого раза проблематично.

В сегодняшней статье мы расскажем, как отличить медь от латуни + в каких отраслях промышленности применяются оговорённые материалы вообще.

Историческая справка

Согласно историческим сведениям, первыми металлами, которые использовал человек, были медь и золото. Оба металла являются очень мягкими в чистом состоянии, поэтому их использование в жизнедеятельности человека является достаточно ограниченным. В частности, медь использовалась древними людьми с момента начала использования ими огня, а со времен Римской империи этот металл стал более интенсивно применяться в изготовлении труб, военного оружия, украшений для статуй и для других целей.

Для улучшения характеристик чистых металлов, например, большей твердости и прочности, со временем человеку пришла мысль смешивать их. Так, приблизительно в 3500 году до нашей эры в Месопотамии получили бронзу — сплав меди с оловом, который обладал высокой сопротивляемостью к коррозии и был более прочной, чем каждый чистый металл по отдельности. Благодаря этим свойствам бронзу стали использовать для производства оружия и орудий труда.

Около 1400 года до нашей эры была открыта латунь — сплав цинка и меди, который демонстрировал великолепную устойчивость против деформации, обладал высокой пластичностью при низких и высоких температурах и имел высокую устойчивость к коррозии и механическому износу. Однако ее использование приобрело массовый характер только в 250 году до нашей эры с началом производства монет в Римской империи.

С этого времени применение латуни стало осуществляться в самых различных областях человеческой деятельности начиная от вооружения и заканчивая ювелирными украшениями. В XV веке она стала использоваться для производства астрономических инструментов, а с появлением печати сплав стал активно применяться в типографии. С середины XVI века в Европе болты и гайки изготавливались главным образом из латуни, меди и бронзы. Этот сплав использовали для изготовления шестерен часовых механизмов, а в XVII веке в Голландии латунь использовали для изготовления оптического телескопа.

Различия по «звуку»

Не многие знают, как отличить медь от латуни по звучанию при ударе. Для такой проверки нужен опыт. Новичку необходимо найти один из металлов, чтобы сравнить с изделиями для выявления его типа. Звучание при ударе сплавов разное:

1. У латуни более звонкий и высокий тон звука. Причиной становится твердость сплава. Она усиливает вибрации при механическом воздействии.
2. Медь издает низкий и приглушенный звук — металл мягче и пластичнее, поэтому часть вибраций поглощается изделием.

Для удара необходимо использовать металлический предмет — лучше железный. Это поможет усилить звук, что четче выдаст результат.

Состав и классификация латуней

Классический состав предполагает наличие в сплаве меди и цинка в пропорции 2:1 соответственно. Такой латунь знали Древние римляне. Скептики вспомнят, что цинк в чистом виде открыли в XVI веке. Но в случае с Древним Римом речь идет о цинксодержащей породе, которую на тот момент уже перерабатывали.

В те времена было поверье, что именно наличие цинка определяет цвет, и только позже стало известно, что солнечный оттенок сплава латуни получается благодаря тому, что наличие цинка разбавляет медную красноту.

Латунь делят на двухкомпонентые (простые) и многокомпонентные (специальные).

Одна из маркировок изделий, материалом для которых служит латунь, означает процентное содержание компонентов. Так буква Л указывает на тип сплава — латунь. а рядом стоящий числовой индекс указывает на содержание меди в составе. Например, Л80» расшифровывается, как «латунь, состоящая из 80% меди и 20% цинка».

Две составляющие – не обязательное требование. Если их больше, то каждый вводимый в состав латуни компонент отображается в маркировке при помощи соответствующего буквенного символа, следующего за буквой Л. В качестве добавок может выступать олово, никель или свинец. При этом латунь меняет свои свойства.

Добавки вводятся в сплав для достижения определенных целей. Например, латунь в классической пропорции не может быть применена в судостроении. Все благодаря неустойчивости латуни к воздействию солевых растворов (морской воды). Добавки, введенные в состав сплава решает эту проблему, сохраняя основные характеристики.

По степени обработки сплавы бывают: деформируемые (латунная лента, проволока, труба, латунный лист) и литейные (арматура, подшипник, детали приборов).

Деформируемые двухкомпонентные латуни

Деформируемые многокомпонентные латуни

Литейные латуни

Технология изготовления латуней

Чтобы получить латунный сплав, необходимо выполнить ряд шагов:

1. Положить медное сырье в глиняную чашу, предварительно его взвесив.
2. Отправить чашу в специальную печь.
3. В расплавленную медь кладут кусковой цинк и необходимые добавки.
4. Полученный сплав перетапливают до однородного состава.

Жидкая горячая латунь разливается по формам. Печи для изготовления сплава обычно работают на твердом топливе – угле.

Проблемой топленых латунных сплавов является испарение цинка. Поэтому плавильные установки оборудуются абсорбирующими системами его улавливания, после чего он вводится в латунный сплав снова. Следующая особенность технологии изготовления сплава – необходимость повторной переплавки. При первичной, латунь дает усадку, и образуются прогибы в изделиях.

Необходимая для плавки латуней температура не может быть ниже +8000 С. Точный показатель рассчитывается для каждой марки латуни отдельно. Количество цинка в составе сплавов находится в обратной зависимости с температурой плавления латуни. Вот и вся технология.

Физико-химические свойства латуни

Латунные сплавы маркируют буквой ЛI и цифрами, которые указывают на количество дополнительных химических элементов в составе смеси. Характеристики медно-цинкового состава зависят от ингредиентов, входящих в томпак. Поэтому свойства сплавов могут отличаться.

Основные свойства латуни:

• Цвет — от золотисто-желтого до красного оттенков в зависимости от количества добавленного цинка. Благодаря красивым переливам, томпак часто используется при создании художественных украшений.
• Большинство медно-латунных сплавов при понижении температуры остаются пластичными, что делает возможным их использование в качестве конструкционного материала.
• Томпак хорошо поддается обработке давлением.
• Возможность проводить ковку и сварку.
• Высокая антикоррозийность позволяет эксплуатировать латунные изделия длительное время в условиях повышенной влажности.
• Способность свариваться с железом и другими компонентами позволяет применять материал для получения комбинированных сплавов.
• Устойчивость к износу при продолжительном трении.
• С понижением температуры предел текучести и предел прочности металлической смеси возрастают.

Химический способ найти отличия

Среди сплавов существует марка Л-96. Она содержит 96% меди. Как определить латунь или медь в данном случае? Физическими манипуляциями добиться результатов не получится, поэтому необходимо провести химический анализ. Для этого понадобится соляная кислота. Результатом воздействия станет:

1. Отсутствие реакции для меди. Если поместить сплав в соляную кислоту, элемент просто очистится без реакций.
2. Латунь подвергается влиянию соляной кислоты. Состав сплава подвергается реакциям — в составе присутствует цинк, которые легко поддается разложению. Взаимодействие латунных изделий с кислотой приведет образованию белой окиси — в результате реакции образуется хлорид цинка.

Такой способ действенный, однако, не безопасный. Соляная кислота воздействует на большинство предметов и легко разъедает кожу. При этом найти ее в свободном доступе нелегко. Без острой необходимости не рекомендуется проводить проверку данным методом.

Добавки в сплавах

В латунях применяются легирующие элементы. Это вещества, вводимые в сплав с целью изменить структуру, и как следствие характеристики. К таковым элементам относятся:

1. Алюминий. Наличие алюминия в сплаве снижает показатель летучести. В результате взаимодействия с кислородом, на поверхности изделия образуется слой оксида алюминия, который исключает летучесть материала.
2. Магний. Эта добавка, чаще всего, вводится в комплексе с железом и алюминием. Таким образом, меняется структура, и сплав становится более крепким, износостойким, устойчивым к коррозии.
3. Никель. Данный тип добавок вводится для нейтрализации последствий окислительных процессов.
4. Свинец. Наличие в составе этого легирующего элемента обеспечиваем материалу пластичность. Он становится более ковким, легче поддается механическим воздействиям, резке, в том числе. Применяется для изделий, не предполагающих несущую функцию при эксплуатации.
5. Кремний. Добавка вводится для повышения прочности металла, и его жесткости. Если параллельно добавляется свинец, то произойдет улучшение антифрикционных качеств. Опять же конкурирующими становятся сплавы меди, цинка, кремния со свинцом и бронзы с оловом. Себестоимость последнего выше.
6. Олово. Этот металл добавляют, чтобы свести на нет опасность возникновения очагов коррозии. Это особенно важно в судостроении. С добавлением олова, соленая вода металлу не страшна.

Отличаем металлы с помощью сверления

Для реализации этого способа применяется бытовая дрель или фрезерное оборудование. Понадобится просто срезать часть металла. Если вы работаете с латунью, во время сверления появится цельная и длинная стружка, которая в итоге закрутится в спираль.

В свою очередь латунь крошится при взаимодействии с режущим оборудованием, поэтому её стружка напоминает маленькие игольчатые частицы.

Правда, у этого способа есть нюанс — сверление подойдёт только для сплавов, которые сдают на металлолом.

Производство латуни, виды и свойства

Латунь производят при высоких температурах в специальных глиняных ёмкостях. При изготовлении сплава необходимо учитывать, что часть цинка испаряется.

Сплав делится на несколько видов:

1. Томпак — это сплав, в составе которого присутствует не более 13% цинка. Томпак отличается повышенной эластичностью, высокой устойчивостью к ржавчине и стиранию. Используют этот вид латуни при сварке с нержавейкой для получения ценного сплава, из которого в дальнейшем изготовляют медали, фурнитуру, бижутерию, художественные изделия и инструменты.
2. Полутомпак — это сплав, в составе которого цинк варьируется в пределах 10−20%. Сфера применения полутомпака аналогична томпаку, но он является менее ценным сплавом.
3. Литейная латунь — это сплав, имеющий в составе 50−80% меди, а также примеси иных металлов. Благодаря текучим свойствам используется в изготовлении полуфабрикатов и фасонных изделий методом литья. Обладает низкими показателями распада материалов, устойчив к трению и ржавчине также обладает прекрасными механическими свойствами. Литейную латунь применяют в производстве втулок, фрагментов арматуры, гаек, подшипников и иных фитингов устойчивых к ржавчине.
4. Автоматная латунь — это сплав, имеющий в составе свинец, в процентном соотношении не превышающий отметки в 0,8%. Свинец позволяет увеличить скорость обработки изделий за счёт образования короткой стружки. Он выпускается в виде листов, лент и прутков, в дальнейшем из них вытачивают детали часовых механизмов, метизы и гайки.

Это интересно: Марки и виды инструментальной стали: описание углеродистых, легированных и быстрорежущих

Достаточно часто латунь путают с бронзой, а многие даже считают, что это один и тот же материал — это в корне неверно. Отличить эти два металла можно и в домашних условиях, для этого необходимо пройти следующий алгоритм действий:

1. Хорошо почистить оба материала и рассмотреть их на солнечном свете. Цвет бронзы будет уходить в красный цвет, а латунь в жёлтый, иногда даже в белый.
2. Поместив изделие в ёмкость с водой, можно провести анализ на плотность. Молярная масса латуни находится в диапазоне 8350−8750 кг/м.куб, если масса выше, то это бронза.

Двухкомпонентная

Латунный сплав, содержащий в основном только медь и цинк, обладает лишь небольшим, следовым количественным содержанием иных примесей. Чистая двухкомпонентная латунь – явление, встречающееся лишь в лабораториях. Цинк растворяется в меди при 20-25 градусах на 39%. При нагреве вплоть до 950°, когда сплав становится жидким, растворимость цинка в меди падает до 32%. Попытки растворить больше цинка при этих же 95 градусах приведёт к переходу латуни из альфа в бета-фазу: лишний цинк либо начнёт осаждаться, либо останется неравномерно взвешенным, из-за чего отлитая из бета-латуни заготовка сломается при первой же серьёзной механической (весовой) нагрузке.

Однако поведение латуни при постепенном увеличении концентрации в сплаве цинка не вполне обычно и закономерно. Пока цинка в сплаве не больше 32%, пластичность состава растёт. Но при переходе через 32% при 950 градусах – и при последующем застывании – возрастают хрупкость и твёрдость. После перехода 45%-й планки по цинку твёрдость и прочность отлитой заготовки резко упадут.

Латунь хорошо обрабатывается при помощи повышенного давления. Но при 300-700 градусах сплав становится излишне хрупким, и в данном промежутке латунь не обрабатывается таким способом.

Холодная обработка двухкомпонентного сплава производится при содержании цинка в нём до 32%. Так получают листовые, проволочные и профильные заготовки. При комнатной температуре такой сплав высокопластичен. Уменьшение пластичности при 300-700 градусах не позволяет получить горячекатаные изделия – для таких содержание цинка потребовалось бы увеличить до 39%.

Маркировка двухкомпонентной латуни выглядит следующим образом. Например, Л-80 – это примерно 80% меди и 20% цинка. Маркер-число указывает на весовой процент меди в составе сплава.

Многокомпонентная

Марки многокомпонентных латунных сплавов обладают большей численностью, чем сорта двухкомпонентных. Помимо меди и цинка, легирование осуществляется при помощи других составляющих. Простая номенклатура предполагает, что латунь, к примеру, дополненная примесями на основе железа и марганца, именуется железно-марганцевой. У алюминиевой, например, присутствует соответствующее наименование.

Маркировка многокомпонентных составов более сложна.

Например, ЛАЖМц66-6-3-2 содержит 66% меди, 6% алюминия, 3% железа и 2% марганца. Цинк здесь присутствует в количестве 23%. Цинк не указывается в наименовании: его подсчитывают по остатку в результате вычитания меди и легирующих присадок. В качестве добавок применяют, кроме железа, алюминия и марганца, кремний, свинец и никель. Будучи добавленными в разном процентном соотношении, они существенно изменяют свойства сплава.

1. Так, если добавлен марганец, прочность и устойчивость к окислению изделий из латуни заметно возрастает. Смешение с оловом, алюминием и железом приведёт к тому, что данное качество усилится дополнительно.
2. Благодаря олову возрастёт не только прочность, но и сопротивляемость к окислению в морской воде. Дело в том, что эта вода содержит соли, которые при обычных условиях разъели бы железо и медь ещё быстрее, чем в обстановке, отличной от морского климата. Оловосодержащая латунь называется «морской».
3. Никель отличается своей способностью образовывать окисную плёнку на любых сплавах, стойкую к разрушению. Это делает латунь менее подверженной к разъеданию в условиях высокой влажности.
4. Свинец облегчает обработку, но ухудшает прочность деталей из латунных сплавов. Ковкость латуни со свинцом значительно возрастает. Содержание его в латуни не превышает 2% – так получают автоматную латунь, получившую название из-за того, что производство деталей и комплектующих основано на производстве при помощи автоматизированных станков.
5. Кремний, хотя и снижает прочность и твёрдость, в сочетании со свинцом он способствует преждевременному истиранию подшипниковых наборов.
6. Олово – в отдельности – благодаря антиокислительным свойствам латуни в солёной воде позволяет применять этот сплав в судостроении.

Латунь проявляет неплохую стойкость в растворах органических кислот и солей на их основе. Количество и процентное соотношение легирующих добавок, за исключением олова, не оказывает дополнительное влияние на сплав на данном уровне.

В каких стилях интерьера используют латунь

Применение латуни в интерьере зависит и от характера обработки материала. В интерьере лучше использовать детали с одинаковой обработкой: патинированной или полированной. Применение латуни актуально в следующих стилях:

• Лофт. Стиль, появившийся, когда фабричные помещения стали переводить в разряд жилых и офисных. Латунь здесь может сочетаться с грубой поверхностью кирпичной кладки. Достаточно будет даже небольшой латунной детали в подвесных светильниках.
• Неоклассика. Современная версия античного и классического стилей, но с упором на функциональность, а не декоративность. В этом стиле будет уместна красивая люстра из латуни.
• Ар-деко. Очень выразительный стиль, появившийся еще в начале 20 века. Здесь латунь часто встречается в причудливых опорах настольных светильников и обрамлении зеркал, которых в ар-деко всегда большое количество.

Сплавы, марки

По составу латуни делят на двухкомпонентные (лигатура в них цинк) и многокомпонентные. В этих сплавах металлов могут присутствовать олово Sn, Pb (свинец), Al (алюминий), никель Ni, марганец Mn.

По формуле маркировки легко определить, какие металлы содержит сплав, в каких количествах.

Маркировка двухкомпонентных сплавов состоит из буквы Л, к которой добавляют число — процент меди. Пример: Л59, Л75.

В маркировке многокомпонентных латуней указаны первые буквы металла и его процентное содержание. Пример: ЛЦ16К4 — содержание цинка 16%, кремния 4%, остальное медь.

Микроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением

Что дает лигатура

Содержание в твердом расплаве более 20% цинка приводит к деформации и коррозионному растеканию. Этот недостаток исправляют, отжигая изделия при температуре 250-300 градусов.

Важно: чем больше цинка в сплаве, тем он дешевле.

Сфера применения латуни

• Ювелирное производство. Латунь применяют в изготовлении колец, браслетов, подвесок, памятных монет, декоративных предметов интерьера, фурнитуры, посуды. При этом могут быть использованы различные виды латуни (более золотистая, с зеленоватым оттенком, классическая желтая). Компания Zippo использует для изготовления корпусов зажигалок латунь. Ручки Parker также имеют корпуса из этого сплава.
• Машиностроение, судостроение. Производство деталей и узлов для водного транспорта, самолетов, легковых и грузовых автомобилей, а также специализированной техники.
• Производство арматуры. Из сплава изготавливают сантехническое оборудование (краны, трубы, крепежные элементы и другое комплектующее).
• Производство запасных частей. Латунь применяют в изготовлении деталей для холодильного оборудования, морозильных камер, которые используются в торговле, в заведениях общественного питания. Сплав пользуется популярностью в производстве пружин, часовых механизмов. Из латуни изготавливают проволоку, трубы различного назначения. В полиграфии из такого сплава делают матрицы для шрифтов.

В ювелирном деле

Обычно считается, что украшения должны быть выполнены из драгоценных металлов: золота, серебра, платины. Но у моды свои правила, и вот уже некоторое время в дневное время многие женщины предпочитают неброскую бижутерию. Латунь, цвет которой близок к золоту, в данном случае незаменима. Кроме того, она прекрасно поддается полировке, так что при должном составе и таланте ювелира украшение, выполненное из сплава, может выглядеть очень красиво и дорого. Так, что неспециалисты даже не заподозрят, что это не золото, а латунь. Фото обычно просто не передает красоту искусно выполненных изделий, так что лучше выбирать такие украшения лично.

Случается, что модницы страдают из-за аллергии и раздражения. На первый взгляд может показаться, что во всем повинна именно латунь. Но, как правило, это не так. В большинстве случаев патологическую реакцию вызывает никель, который делает цвет и общий внешний вид сплава гораздо красивее. Если есть склонность к аллергии на металлы, лучше выбирать украшения, в составе которых нет этого компонента. Обычно производители указывают это отдельно.

Использование в строительстве и отделке

В строительных работах, если подразумевают под этим все отделочные инженерные работы, латунь тоже применяется и довольно часто. Наиболее известная область – декоративные аксессуары, поскольку материал очень красив внешне, достаточно прочен для бытового использования и ковке поддается легко. Однако у него есть и другое применение.

Трубы

Стоит сразу отметить, что в быту, в частности для водоснабжения, латунные трубы используются редко. Связано и с высокой стоимостью материала, и с меньшей стойкостью к коррозии по сравнению с изделиями из чистой меди.

Основной причиной такого выбора является необходимость добиться минимального веса водопроводной системы. Такие водоводы производят из латуни марки Л-68. Изготавливаются они методом прессования и холодной прокатки, поскольку сплав относится к двухкомпонентным, и хорошо деформируются как раз при низкой температуре.

Гораздо большее значение для народного хозяйства имеют трубы специального назначения. Качества их, а, значит, и применение определяются не только составом сплава – легирование никелем, марганцем, железом, но и методом изготовления.

Латуни по свойствам разделяют на литейные и деформируемые. ГОСТ для изготовления труб требует применять при производстве водоводов деформируемые марки. Изготавливают водоводы прессованием, вытягиванием и холодной прокаткой. Трубы не содержат швов, что обеспечивают высокую механическую прочность.

Рассматривают 2 вида изделий:

• толстостенные – применяются в промышленности, в частности химической, так как позволяют транспортировать газ и жидкости под давлением;
• тонкостенные – применяются для водопроводных систем разного рода, бойлерных установок и тому подобного. ГОСТ допускает использование латунных труб при устройстве отопления, однако на деле такой вариант встречается редко.

Кроме того, выпускаются трубы не только круглого сечения, но и квадратной, прямоугольной и сложной формы. Такие изделия используют при изготовлении мебели, в конструкциях, носящих декоративный характер и так далее.

Про смесители для кухни и для ванны из латуни, муфты и подобные изделия погорим ниже.

Муфты и смесители

Если латунные трубы используются в быту редко, то латунные фитинги составляют собой основную часть всех деталей такого рода из цветного металла. Муфты, тройники, ниппели, переходники любого рода применяются во всех инженерных системах, включая отопительные.

Латунные фитинги имеют отличные пользовательские характеристики:

• латунные детали значительно проще и быстрее изготовить, поскольку сплав прекрасно обрабатывается механическими методами и поддается деформации даже в холодном состоянии;
• сам по себе сплав стоит меньше, поскольку цинк – металл вполне доступный;
• латунь уступает меди по стойкости к коррозии, однако этот недостаток легко компенсируется покрытием. Применяют для этого хром или никель. Хромированные детали универсальны: покрытие очень твердое и не имеет пор. Никелевое нежелательно сочетать с черным металлом, поскольку пористость, пусть и низкая, но имеется;
• прочность латуни, конечно, меньше, чем у стали. Но в отличие от последней сплав намного пластичнее, поэтому монтаж и демонтаж систем, соединенных латунными переходниками, производится значительно проще и быстрее.

О плавке латуни и алюминия в домашних условиях расскажет это видео:

Какие изделия из латуни выбрать для интерьера

Самый простой способ ввести в интерьер латунь – повесить красивую люстру. Модели SL008 и SL009 с необычной формой станут ярким акцентом в любом стиле. В гостиной их можно дополнить торшером с латунным основанием.

Не обязательно использовать в интерьере несколько разнотипных предметов из латуни. Это может быть один вид изделий, но их должно быть минимум два, чтобы они стилистически поддерживали друг друга. К примеру, в спальне достаточно разместить над прикроватными тумбами пару бра модели SB007.

В обеденной зоне будет уместен стол S018, а около барной стойки – полубарные стулья B003 из натуральной латуни.

Латунь в интерьере гостиной может быть представлена консолью модели G011 или G014. В последней отражено наиболее популярное сочетание латуни с черной шелковистой матовой окраской, которая делает латунную фурнитуру еще выразительнее.

Часто консоль дополняют подходящим по стилю настенным зеркалом AX018 с обрамлением из латуни. Их «дуэт» будет лаконично смотреться не только в гостиной, но и в прихожей или коридоре. Консоль можно поставить как к стене, так и вплотную к спинке дивана.

Аналоги

Поскольку латунь — это сплав меди с цинком, причем первой там больше, может показаться, что чистые металлы (каждый отдельно) обладают лучшими свойствами, а такие сложности используются для удешевления материала. На самом деле все не так. Медь в чистом виде обладает такими недостатками, как нестойкость к коррозии, меньшая пластичность по сравнению со сплавами, а цинк крайне хрупок. Латунь же органично соединяет в себе самые лучшие свойства, взавимокомпенсируя недостатки обоих компонентов.

Другие сплавы меди — бронза, мельхиор и т. д. — также нельзя в полной мере назвать аналогами. Первая менее пластична и более крупнозернистая, в то время как второе вещество довольно тугоплавкое и из-за содержания никеля может вызывать раздражение кожи. Кроме того, внешние характеристики тоже ставят на первое место латунь. Цвет, похожий на золото, выгодно отличается от не слишком привлекательной коричневой бронзы и серебристого мельхиора.

Мировой рынок

Промышленное производство латуни началось практически сразу после ее повторного открытия. Оценив ее уникальные свойства, металлурги принялись развивать новое направление в отрасли. Сегодня производство и потребление латуни в основном зависит от состояния мирового рынка меди. Его стабильный рост дает основания полагать, что спрос на сплавы пока не падает. Более того, прогнозы относительно будущего этих отраслей более чем благоприятны, несмотря на такие проблемы, как снижение качества руд, недостаточное развитие инфраструктуры, социальная и политическая напряженность в крупнейших поставщиках меди — Чили и некоторых государствах Африки.

Основными потребителями меди, а значит и латуни, являются экономически развитые страны Европы, а также США, Китай, Япония и некоторые другие. В последние годы спрос на эти вещества только растет, прежде всего, за счет азиатов. Совершив гигантский скачок в середине 2000-х годов, цены на Cu остаются на прежнем рекордно высоком уровне. Однако в 2021 году ожидается пик предложения, который, вероятно, спровоцирует снижение котировок.

Чем отличается бронза от латуни по составу?

Характерных отличий между этими двумя металлами стоит ожидать лишь в том случае, если они являются довольно чистыми. Но дело в том, что сейчас существует огромное количество разновидностей как латуни, так и бронзы. Очень часто в бронзу вообще не добавляют олово и вводят в качестве легирующего элемента смесь алюминия, бериллия и магния. Благодаря этому цвет металла также очень сильно меняется. Если содержание олова в металле достаточно высокое, и достигает 40%, то в таком случае ее цвет может колебаться вплоть до белого. То есть напоминает собой сталь.

При этом дает лишь легкий золотистый оттенок. В целом металл получается практически серебристым. Касательно латуни, то если в ней большое количество цинка, то цвет металла такой, как у золота. Довольно часто именно этот материал используют для изготовления разнообразной бижутерии и дешевых украшений. Смотрятся такие украшения довольно органично, симпатично, при этом отличаются невысокой ценой.

Фитинги

Определение при помощи химии

Этот способ относится к самым простым и доступным, и одновременно является достаточно точным. Для определения состава металла понадобится раствор соляной кислоты. Такие жидкости часто используются для очистки контактов при пайке в радиоэлектронике. Соответственно, кислоту можно купить в любом радиомагазине. И стоит она недорого.

Если не вдаваться в подробности и не прибегать к химическим формулам, то суть проверки заключается в следующем. На поверхность исследуемого металла необходимо нанести несколько капель кислоты. Если это медь, то она просто очистится и приобретет свой натуральный красноватый или розоватый оттенок. Если же перед нами латунь, то на ее поверхности будет проходить химическая реакция с выделением белого вещества – оксида цинка.

Как отличить латунь от бронзы магнитом

Пределу человеческих заблуждений нет лимита. Большинство обывателей уверено, что магнит в состоянии дать однозначный ответ. Чтобы удостовериться так ли это, вернемся к химическому составу сплавов. Из основных компонентов соединений: медь, олово, цинк, алюминий, железо и никель, только последняя пара обладает магнитными свойствами. Результат, притягиваться к магниту способны исключительно марки сплавов, содержащие Fe и Ni. Это бронзы БрАЖ, например.

Наибольшей магнитной восприимчивостью обладает сплав БрАЖН -10-4-4, где общая доля железа и никеля составляет 7 – 11%. Однако, чтобы получить ощутимый эффект потребуется мощный магнит, к примеру неодимовый. Среди латуней, марки содержащие железо или никель – ЛАЖ и ЛАН, соответственно. Доля магнитных металлов в них 1 – 3%, что усложняет идентификацию даже неодимом.

Впрочем, слабые магнитные свойства некоторых марок медных сплавов и приводят к слухам, что это действенный способ отличить латунь от бронзы.

Итак, следует знать, что МАГНИТОМ отличить латунь от бронзы НЕЛЬЗЯ!

Видео – Латунь и ее магнитные свойства:

Визуальный подход

Сплавы, обладающие высоким содержанием основного легирующего компонента, вполне доступно распознать по окраске. Методика, как визуально отличить латунь от бронзы состоит в следующем:

1. Латунь (brass) – сплав с высоким содержанием цинка. Это обуславливает смещение цвета соединения от розово-красного оттенка чистой меди к золотисто-желтым тонам. Можно уверенно сказать, что окрас латуни ближе к золоту. Хотя лом латуни бывает в разном виде и разном состоянии и тут “глазами” уж точно непросто определить, тоже касается и лома бронзы.
2. Бронза (bronze). Количественное содержание в составе сплава олова обуславливает цвет соединения. Бронза с максимальным вхождением Sn на уровне 33%, характеризуется серебристо-белым цветом. Сплав, содержащий от 90% меди, заимствует и ее окрас – ближе к коричнево-красным тонам.

Поскольку на практике, соединения с высоким вхождением олова встречаются редко, то можно доверять следующему правилу. Латунь – золотисто-желтый оттенок, бронза – красноватый.

Чистая физика

Плотности медных сплавов – следующий критерий как отличить латунь от бронзы. Однако бытующее мнение, что весы дадут однозначный ответ, неверно. Подтверждение тому предоставляют плотности соединений:

• латунный прокат – 8.4 – 8.7;
• желтая латунь – 8.43;
• бронза – 7.4 – 8.9.

Все величины приведены в г/куб.см. Как видно, вес бронзы, аналогично цвету, сильно зависит от содержания олова. При его вхождении на уровне 8% – плотность соединения минимальна и ниже аналога у латуни. Повышение содержания олова, приводит к утяжелению сплава. Результат, такая бронза весит больше латуни. Поэтому, использовать массу, как отличительный критерий медных сплавов, на практике не рекомендуется.

В данном видео изложен принцип расчета и определения металла исходя из веса и плотности:

Термическая обработка

Температура 600- 650 °C – критическая для цинка. Металл окисляется при таком нагреве. Это реальный способ как визуально отличить бронзу от латуни в пламени горелки:

1. Бронза. Сплав просто нагреется. Его цвет и механические свойства останутся неизменны. Попытка согнуть бронзовый образец может привести к его разрушению.
2. Латунь. Окисление цинка вызывает налет пепельного цвета на поверхности соединения. Дополнительно, после термообработки в 600 °C, латунь обретает пластичность, и образец из сплава не ломается при сгибании.

Остается найти только мощную горелку. Тут уже газовой плиты или пламени зажигалки будет недостаточно.

Видео – Плавка бронзы и латуни:

Сварочный аппарат

Чем не средство, как отличить бронзу от латуни? Необходимо поймать дугу электродом на краю болванки. У бронзы процесс бездымный. Напротив, воздействие сварочной дугой электрода на латунную болванку приведет к выгоранию цинка. Процесс сопровождается появлением дыма белого цвета.

Химическая методика

Использование реактивов – эффективный, но разрушительный способ различить медные сплавы. Проходит химический анализ в несколько этапов:

1. С латуни и бронзы снимается стружка.
2. Приготавливается раствор водный азотной кислоты с пропорцией 1:1.
3. Стружка помещается в различные емкости, заполняемые кислотным реактивом.
4. Каждый резервуар подогревается до кипения после полного растворения стружки.
5. Составы удерживаются в кипящем состоянии на медленном огне 30 мин.

Результат – емкость с латунью остается прозрачной, в бронзовом резервуаре выпадает оловянный осадок белого цвета. Естественно, для безоловянных сплавов технология не подходит.

Как отличить золото от латуни

Несмотря на то, что внешне золото и латунь похожи, существуют способы отличить одно от другого. Это проверяется следующим образом:

1. У золота цвет более насыщенный. К тому же, со временем латунь темнеет, потому что окисляется на воздухе, а золото нет.
2. Если поднести магнит, латунь притянется, а золото нет.
3. Латунь имеет большую плотность, а значит и тяжелее. Это ощутимо при подбрасывании кусочков металла в ладонях.
4. Наличие пробы.
5. Если провести тестирование кислотой, золото в реакцию не вступит, а латунь обесцветится.

Металлы и их свойства: Латунь

Опубликовано 15 ноября 2018 г. 21 декабря 2021 г. Автор: morecambemetals

Металлы и их свойства: ЛАТУНЬ

В этом разделе «Металлы и их свойства» мы пытаемся найти латунь. Медный сплав имеет то же название, что и группа духовых инструментов, но мы будем рассматривать не только его инструментальную ценность. В этом посте мы расскажем об истории использования латуни, в том числе о ее месте в переработке цветных металлов.

ЧТО ТАКОЕ ЛАТУНЬ?

Латунь — это не химический элемент, а сплав меди и цинка желтого цвета. Если латунь довольно желтого цвета, это будет потому, что в ней много цинка. Латунь с меньшим содержанием цинка сохранит больше свойств меди и в результате будет более красной.

Латунь иногда путают с бронзой – еще одним медным сплавом – но вместо меди, сплавленной с цинком, бронза представляет собой смесь меди и олова.

ИСТОРИЯ ЛАТУНИ

Бронзовый век последовал за медным веком, но хотя и бронза, и латунь состоят из медных сплавов, Латунный век так и не наступил, потому что латунь, как правило, довольно сложно изготовить без правильных инструментов. Это связано с температурой плавления цинка 420 ºC, что затрудняло получение сплава цинка до 18 ^го века. Первоначально латунь производилась путем смешивания измельченной цинковой руды (каламина) в тигле с медью. В тигле пары цинка проникали в медь, в результате чего образовывалась латунь.

В Древнем мире латунь использовалась разными цивилизациями по-разному. Римляне, в частности, любили латунь за ее красивый бело-золотой цвет и часто использовали ее в производстве шлемов. Римский сплав латуни, как правило, состоял из 20% цинка и 80% меди, что является той же комбинацией, которая до сих пор пользуется большим спросом.

СВОЙСТВА ЛАТУНИ

Латунь имеет сравнительно низкую температуру плавления от 900 до 940 °C. Его довольно легко отливать, поэтому его часто используют для изготовления замысловатых украшений, а путем изменения соотношения меди и цинка или температуры можно изменить свойства латуни, чтобы получить твердую или мягкую латунь. Существует три основных типа латуни:

Alpha Brass

Этот тип латуни содержит менее 37% цинка, расплавленного в медь. Латуни Alpha мягкие и пластичные, что делает их пригодными для сварки, прокатки, волочения, гибки и пайки.

Латунь Alpha используется в обычных изделиях, таких как:

• Штифты
• Болты
• Винты
• Гильзы для боеприпасов

Бета-латунь

Бета-латунь используется не так часто, как другие виды латуни. Бета-латунь содержит более 45% цинка и тверже и прочнее, чем другие категории. В результате бета-латунь может подвергаться только горячей обработке или литью.

Бета-латунь используется в таких обычных изделиях, как:

• Метчики
• Разбрызгиватели
• Оконная фурнитура
• Дверная фурнитура

Латунь Alpha-Beta

Эти латуни также иногда называют «дуплексными латунями» или «латунями для горячей обработки». Латунь Альфа-бета содержит от 37% до 45% цинка, она тверже и прочнее латуни Альфа, но в меньшей степени, чем латунь Бета. Он также подходит для работы при высоких температурах, поскольку устойчив к растрескиванию и обычно подвергается горячей обработке путем экструзии, штамповки или литья под давлением.

Латунь Alpha-beta используется в обычных изделиях, таких как:

• Таблички с выгравированными именами
• Отделка прибора
• Компоненты часов
• Измерители шестерен
• Строительные принадлежности

Латунь подвержена коррозии; контакт с амином (полученным из аммиака) может вызвать децинкификацию, в результате чего цинк выщелачивается из сплава, вызывая слабость и пористость металла. Для борьбы с этим в латунь можно добавлять легирующие добавки.

ЛАТУННЫЕ СПЛАВЫ

Хотя латунь уже является сплавом, другие металлы иногда используются в качестве «легирующих добавок» для улучшения обрабатываемости латуни, коррозионной стойкости или цвета. Эти легирующие добавки могут включать алюминий, свинец, мышьяк, марганец и никель.

• Свинец : Делает латунь более мягкой и ковкой
• Алюминий : Увеличивает прочность и твердость, защищает от коррозии
• Марганец : 1% окрашивает латунь в коричневый цвет
• Никель : Добавление никеля превратит латунь в серебро
• Мышьяк : Снижает вероятность коррозии

ДЛЯ ЧЕГО ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ЛАТУНЬ

Латунь используется для изготовления многочисленных предметов повседневного обихода, включая декоративные и практические изделия, такие как дверные ручки, светильники, вентиляторы и украшения. Благодаря своей пластичности латунь также широко используется для изготовления вышеупомянутых духовых инструментов.

Особенно важно использовать латунь для дверной фурнитуры, так как доказано, что она снижает распространение устойчивости бактерий к антибиотикам. Обычно, когда бактерия умирает, ее ДНК все еще может выживать и передаваться другим бактериям. Это очень опасно, когда речь идет о бактериях, повышающих устойчивость к антибиотикам. Однако латунь и другие медные сплавы обладают способностью убивать бактерии и разрушать эту важную ДНК. Более широкое использование латунных фитингов по всей стране может снизить вероятность появления супербактерий.

ПЕРЕРАБОТКА ЛАТУНИ

Латунь является частью нашей обработки цветных металлов. Цветные металлы имеют довольно широкое применение, поскольку их свойства, как правило, весьма желательны: малый вес, высокая проводимость, немагнитность и коррозионная стойкость. Из цветных металлов наиболее широко перерабатывается медь, за которой следует переработка цинка.

Учитывая высокий спрос на переработку цинка и меди, неудивительно, что латунь также пользуется большим спросом на заводах по переработке. Латунь также особенно хороша в процессе переработки, так как не теряет своих химических или физических свойств. Процесс переработки не такой энергоемкий, как для других металлов, поэтому переработка латуни является одновременно экономичным и экологически чистым процессом.

Если вас интересуют свойства других металлов, пригодных для повторного использования, то вам будет приятно узнать, что мы также рассмотрели медь, железо, алюминий и сталь. Латунь является важным металлом в современной экономике, поэтому не менее важно обеспечить переработку латуни. Перерабатывая латунь, мы можем продолжать использовать латунные дверные ручки и часы в течение десятилетий.

РубрикиБлог, Металлы и их свойства

Является ли латунь соединением, элементом или смесью? – Мастер температуры

Из-за множества металлов, относящихся ко всем трем категориям, может быть трудно отследить, является ли металл соединением, элементом или смесью. В частности, латунь часто путают с медью или бронзой, что делает этот конкретный металл еще более запутанным для расшифровки.

Латунь представляет собой смесь меди и цинка. Смеси возникают, когда два металла объединяются, чтобы получить третий металл. В этом случае медь и цинк объединяются в латунь. Поскольку латунь не соответствует требованиям соединения или элемента, этот металл представляет собой смесь.

В оставшейся части этой статьи мы углубимся в то, что делает латунь смесью, а не элементом или соединением, исследуя различия и сходства между тремя категориями. Я также углублюсь в то, чем латунь отличается от других подобных смесей металлов.

Что делает латунь смесью?

Классификация латуни как смеси имеет значение, потому что это основная причина, по которой латунь является недорогой альтернативой аналогичным, но гораздо более дорогим металлам, таким как медь или золото. Но что делает этот экономичный выбор смесью, а не чем-то еще?

Проще говоря, химики классифицируют смесь как то, что происходит, когда два элемента объединяются, чтобы создать что-то еще. Чтобы понять, какое место занимает латунь в этой конкретной группе, важно знать разницу между элементом, соединением и смесью.

Даже кажущиеся одинаковыми металлы, такие как латунь и медь, могут сильно различаться, когда речь заходит о том, к какой классификации они принадлежат. Например, золото — это элемент, а пирит, также известный как «золото дураков», — это соединение.

Категория, к которой относится металл, например латунь, зависит от многих факторов, например, от того, из каких веществ сделан металл, и от того, можно ли варьировать процентное содержание веществ в нем.

Элементы являются собственными субстанциями 

Согласно отчету об элементах, опубликованному Иллинойским университетом, «элементы являются чистыми субстанциями», то есть они не состоят из какого-либо другого типа вещества. Элементы состоят из своих отдельных атомов, поэтому все элементы совершенно уникальны.

Существует всего 100 элементов, но их можно комбинировать, чтобы получить практически неограниченное количество уникальных соединений и смесей, составляющих наш повседневный мир. Латунь — это всего лишь один пример того, что может произойти, когда два или более элементов смешаны вместе.

Некоторыми примерами металлических элементов, кроме меди и цинка, являются:

• Свинец
• Золото
• Железо
• Никель

Поскольку смеси состоят из нескольких объединенных элементов, их можно разбить на более мелкие части, в отличие от элементов.

Латунь при разрушении распадается на цинк и медь. Следовательно, поскольку латунь не является самостоятельным веществом, ее нельзя считать элементом.

Чтобы посмотреть, как цинк и медь соединяются в латунь, посмотрите это увлекательное видео:

Посмотрите ускоренный курс Хэнка Грина по периодической таблице, если вам интересно узнать больше об элементах и ​​периодической таблице:

Химически смешанные соединения 

Как и смеси, соединения состоят из более чем одного элемента, смешанного вместе. Однако соединения состоят из элементов, которые соединяются химически, тогда как смеси соединяются физически.

Кроме того, соединения должны иметь равный процент обоих элементов, чтобы существовать.

Исследовательская лаборатория Боднера в Университете Пердью объясняет, что вода, например, является соединением, потому что она всегда состоит точно из 88,8% кислорода и 11,2% водорода. Перекись водорода, как еще один пример соединения, состоит точно из 94,07% кислорода и 5,93% водорода.

И вода, и перекись водорода состоят из водорода и кислорода, но определенное процентное содержание каждого из них делает их совершенно разными веществами. Латунь, с другой стороны, может существовать даже при больших вариациях процентного содержания цинка и меди.

Таким образом, латунь не может быть квалифицирована как соединение. Процентное содержание цинка может быть чрезвычайно низким или высоким по сравнению с процентным содержанием меди, но пока они объединены, они все равно будут объединяться для создания латуни.

Кроме того, есть еще одно ключевое различие между смесями и соединениями. В то время как смеси можно легко разделить, соединение должно быть полностью разрушено, чтобы его можно было разбить на более мелкие части. Разложить латунь на цинк и медь было бы гораздо проще, чем разделить воду на водород и кислород.

Кроме того, смеси могут состоять из соединений, в то время как соединения не могут быть получены из смесей.

По существу, латунь не может быть соединением, потому что:

• Латунь может состоять из почти любого процентного содержания цинка и меди
• Латунь легко ломается

Физически смешанные смеси

Смеси, в отличие от соединений, создаются путем физического объединения двух или более веществ.

Публикация Элмхерстского колледжа объясняет еще одно важное различие. Смеси могут состоять из двух или более веществ, будь то соединения или элементы. Латунь, конечно, состоит из двух чистых элементов — цинка и меди, но существуют и другие смеси, состоящие из соединений.

Другими примерами смесей металлов являются:

• Бронза
• Сталь
• Серебро

пробы

• Розовое золото

Чем латунь отличается от других смесей металлов?

Может показаться очевидным, что не может быть двух одинаковых смесей, но латунь достаточно похожа на другие смеси, поэтому ее часто можно спутать с разными металлами.

Когда две смеси кажутся похожими, обычно это происходит потому, что они имеют общее вещество, но то, что у них нет общего, делает их уникальными.

Латунь и бронза сделаны из цинка 

Латунь часто путают с аналогичной смесью: бронзой. Оба металла имеют схожий с золотом цвет, но бронза имеет гораздо более тусклый оттенок, а латунь имеет тенденцию быть яркой и блестящей.

Причина, по которой латунь и бронза так похожи, заключается в том, что обе они представляют собой смеси, состоящие из цинка. Единственная разница в том, что латунь состоит из цинка и меди, а бронза — это результат соединения цинка с оловом.

Не бывает двух одинаковых смесей

Хотя бронза и латунь поразительно похожи, они являются доказательством того, что смеси должны быть сделаны из определенного набора элементов, чтобы существовать. Хотя оба металла сделаны из цинка, кажущаяся незначительной разница между оловом и медью — это разница между двумя совершенно разными металлами.

Тем не менее, несмотря на то, что нет двух абсолютно одинаковых смесей, все они состоят из двух или более элементов или соединений, и все они могут быть разбиты на более мелкие части. Это, в самом простом случае, то, что отличает смеси от соединений и элементов.

Посмотрите полезное видео профессора Дэйва Объяснения «Типы материи: элементы, соединения и смеси» на YouTube для более подробного изучения трех основных категорий:

Заключение смесь, потому что:

• состоит из двух элементов
• Может быть изготовлен из любого процента этих элементов
• Он может быть разбит на два элемента и не является самостоятельным веществом

Однако латунь отличается от других смесей, таких как бронза или розовое золото, тем, что она состоит именно из цинка и меди. Нет другой возможной комбинации элементов, из которых можно получить латунь.

Хотя отслеживание различных типов металлов может быть запутанным, небольшое количество исследований может помочь отличить их в кратчайшие сроки. Несмотря на то, что металл может выглядеть как элемент (медь) и иметь те же качества, что и соединения, поскольку он состоит из двух элементов с любым процентным содержанием, которые физически объединены, можно с уверенностью заключить, что латунь представляет собой смесь.

Является ли латунь смесью? – Гомогенный или гетерогенный?

Латунь представляет собой сплав, в основном состоящий из меди и цинка со следами других компонентов, таких как мышьяк, алюминий, фосфор, марганец и кремний.

Процентное содержание двух основных металлов, а именно. медь и цинк, могут быть изменены для изменения свойств, что приводит к образованию различных разновидностей латуни.

Исторически латунь использовалась со времен неолита. Латунь — это разновидность сплава замещения, в котором атомы двух металлов могут поменяться местами внутри кристаллической структуры.

Итак, Латунь — это смесь? Да, латунь представляет собой смесь меди и цинка. Это смесь, потому что два элемента соединяются только физически, образуя латунь, и не происходит химической связи. Обычно латунь состоит из 65% меди и 35% цинка. Однако процентное содержание может различаться в разных образцах латуни, что также является свойством смесей.

Как мы уже знаем, есть три типа веществ, а именно. элементы, соединения и смеси.

Элементы состоят из атомов только одного типа, например медь, цинк и т. д.

Соединения состоят из атомов одного или нескольких типов, объединенных вместе в определенном соотношении, например вода, глюкоза и т. д.

В соединении соединяющиеся атомы химически связываются друг с другом и требуют обширных процессов разделения.

Наконец, существуют смеси, в которых два или более типов атомов или молекул объединяются в пространстве и физически сливаются друг с другом.

Свойства образованной таким образом смеси могут отличаться от свойств любого из соединяющихся атомов или молекул, даже если они не связаны химически друг с другом.

Кроме того, процентное содержание составляющих атомов или молекул может варьироваться от одного образца к другому.

Как обсуждалось ранее, медь и цинк физически соединяются в различных пропорциях для образования латуни.

Таким образом, латунь представляет собой смесь.

Является ли латунь однородной смесью?

Гомогенные смеси – это смеси, в которых состав соединяющихся атомов или молекул остается однородным по всей смеси.

Латунь, представляющая собой сплав цинка и меди, также классифицируется как гомогенная смесь, поскольку процентное содержание соединяющихся атомов остается одинаковым, а также физические свойства одинаковы по всему образцу, т. е. составные атомы невозможно различить. друг от друга.

Металлы сжижаются при высоких температурах, а затем растворяются друг с другом с образованием сплавов, благодаря чему их состав остается одинаковым по всему образцу.

Таким образом, все сплавы относятся к категории гомогенных смесей.

Однако некоторые металлы не смешиваются друг с другом даже в жидком состоянии и, следовательно, не могут использоваться для образования сплавов, например, золото и свинец.

Что такое гомогенная и гетерогенная смесь?

Смеси делятся на две категории в зависимости от их свойств. Это гомогенные и гетерогенные смеси.

Гомогенные смеси, поскольку сам термин указывает на то, что «гомо» означает одинаковые, образуются, когда составляющие атомы или молекулы равномерно распределены по всей смеси.

Кроме того, компоненты настолько тесно связаны, что их невозможно различить невооруженным глазом. Их легко спутать с чистыми веществами, но они различаются по соотношению компонентов.

Пропорции или процентное содержание различных компонентов в гомогенной смеси могут варьироваться от одного образца к другому.

Сплавы являются прекрасным примером гомогенных смесей, в которых два или более атома объединяются, образуя третье вещество, свойства которого отличаются от составляющих его элементов.

Однако отдельные компоненты сохраняют свои первоначальные свойства.

Например, свойства латуни отличаются от свойств цинка и меди.

«Гетеро» означает «другой». Следовательно, гетерогенные смеси — это те, в которых нет однородности соединяющихся атомов или молекул.

Процентное содержание компонентов может варьироваться в пределах одного образца, и их можно легко отличить друг от друга простым визуальным наблюдением и, следовательно, их можно легко отделить друг от друга.

Например, в почве смешиваются различные компоненты, которые легко отделить друг от друга. Примером гетерогенных смесей также являются коллоиды и суспензия.

Почему латунь не является чистым веществом?

Материя — это все, что имеет массу и занимает пространство. Далее его можно разделить на два типа: чистые вещества и смеси.

Чистые вещества состоят только из атомов или молекул одного типа, соединенных в определенной пропорции, т. е. имеют постоянную структуру.

Кроме того, они обладают определенными свойствами, а именно. фиксированная температура плавления и кипения и т. д.

Латунь не является чистым веществом, так как она образована комбинацией двух различных типов атомов, а именно. цинк и медь.

Также соотношение различных компонентов отличается от одного образца к другому, поэтому латунь не имеет определенной структуры.

Свойства также варьируются от образца к образцу из-за изменения процентного содержания металлов.

Является ли латунь сплавом?

Да, это сплав цинка и меди.

Сочетание двух металлов образует латунь вместе с несколькими другими веществами, предназначенными для улучшения определенных свойств.

Обычный процент комбинации составляет 65% меди и 35% цинка. Однако пропорции различаются, что также приводит к различным свойствам.

На самом деле, процентное содержание также специально варьируется, чтобы сформировать разные сорта латуни, предназначенные для разных целей.

Что такое сплав?

Сплав определяется как смесь двух или более металлов или различных элементов в сочетании с одним металлом.

Свойства сплава полностью отличаются от свойств любого отдельного металла, входящего в его состав, или можно справедливо сказать, что сплавы предназначены для формирования улучшенной версии металлов с улучшенными свойствами, такими как повышенная прочность, коррозионная стойкость и т. д.

Например, латунь более пластична, чем любой из входящих в ее состав металлов.

Сплавы ведут себя иначе, чем металлы, но сохраняют важные свойства металлов, такие как пластичность, электропроводность, блеск и т. д.

Сплавы можно далее классифицировать как сплавы замещения или внедрения, а также гомогенные или гетерогенные сплавы.

Латунь представляет собой сплав замещения, в котором атомы способны заменять друг друга в кристаллической структуре.

Сплавы также встречаются в природе, например, Электрум — это сплав золота и серебра, метеориты также состоят из некоторых природных сплавов.

Первым сплавом, изобретенным людьми, была латунь, полученная путем соединения меди и олова.

Их получают путем нагревания основного металла (большее процентное содержание) для его сжижения и последующего растворения в нем других компонентов.

Из чего сделана латунь?

Основными компонентами латуни являются цинк и медь со следами других компонентов, таких как мышьяк, алюминий, фосфор, марганец и кремний.

Однако соотношение этих двух металлов различается для разных сортов латуни.

Процентный состав и важные свойства перечислены ниже:

• Альфа-латунь: Состоят из 65% меди и 35% цинка. Из-за высокого содержания меди они напоминают золото. Например, красная латунь.

• Альфа-бета Латунь: Состоят из 55-65% меди и 35-45% цинка. Они также известны как дуплексные латуни и имеют более яркий внешний вид.

• Бета-латунь: Состоят из 50-55% меди и 45-50% цинка. Они прочнее и жестче и предназначены для использования в жарких условиях.

• Гамма Латунь: Состоят из 33-39% меди и 61-67% цинка. Также состоит из золота (30-50%) или Au (40%).

• Белая латунь : Состоят из <50% и >50%. Из-за высокого процентного содержания цинка их называют литейными цинковыми сплавами с добавками меди.

Свойства

• Внешний вид латуни варьируется от золотистого до серебристо-белого в зависимости от процентного содержания меди и цинка.

• Температура плавления латуни 900 – 940°C.

• Плотность 8,4 – 8,73 г/см3.

• Устойчив к потускнению и имеет низкое трение.

• Более пластичен, чем цинк, медь или бронза.

• Является хорошим проводником тепла.

• Обладает акустическими свойствами.

• Устойчив к коррозии.

• Он не является ферромагнитным, поэтому его можно легко утилизировать.

• Обладает антимикробными свойствами.

• Он склонен к коррозионному растрескиванию под напряжением при воздействии аммиака.

 

Применение

• Благодаря своим акустическим свойствам используется при изготовлении музыкальных инструментов.

• Предотвращает биообрастание благодаря своим бактерицидным свойствам.

• Используется для изготовления замков, шестерен, клапанов, кронштейнов, опорных плит и т. д.

• Используется для изготовления брекетов для зубов.

• Благодаря внешнему виду, напоминающему золото, он также используется для изготовления декоративных предметов.

• Используется для изготовления сантехники, такой как трубы, трубы и т. д.

• Используется для изготовления инструментов и приспособлений, используемых во взрывчатых веществах.

• Гильзы также из латуни.

• Используется для изготовления уплотнителей.

• Используется для изготовления радиаторов и винтов.

• В древние времена латунь использовалась для изготовления украшений, доспехов, сосудов и т. д.

 

Заключение

Латунь представляет собой смесь меди и цинка. Это смесь, потому что два элемента соединяются только физически, образуя латунь, и не происходит химической связи.

Латунь представляет собой однородную смесь, поскольку процентное содержание соединяющихся атомов остается одинаковым, а физические свойства одинаковы по всему образцу.

Гомогенные смеси образуются, когда составляющие их атомы или молекулы равномерно распределены по всей смеси, тогда как гетерогенные смеси — это смеси, в которых нет однородности соединяющихся атомов или молекул.

Латунь не является чистым веществом, поскольку она образована комбинацией двух различных типов атомов, и соотношение различных компонентов отличается от одного образца к другому.

Латунь представляет собой сплав цинка и меди, обычный процент комбинации составляет 65% меди и 35% цинка. Сплав определяется как смесь двух или более металлов или различных элементов в сочетании с одним металлом.

Приятного обучения!!

Объяснение урока: Сплавы | Nagwa

В этом толкователе мы научимся описывать образование и применение сплавов, а также влияние легирования на
свойства металлов.

В течение нескольких тысяч лет люди сознательно комбинировали различные элементы для получения более качественных сплавов. Древние шумеры производили бронзовые сплавы еще пять с половиной тысяч лет назад, и некоторые археологи
нашли бронзовые артефакты в местах неолитической культуры Маджиаяо. Люди постоянно сплавляли различные чистые металлы.
элементы для того, что кажется всей записанной историей, потому что сплавление — это относительно простой процесс, который может преобразовать
относительно бесполезный металл в гораздо более полезное металлическое композитное вещество.

Сплавы всегда содержат по крайней мере один металлический элемент и еще один элемент, который может быть металлом или неметаллическим веществом. сплавы
иногда описываются как металлические твердые растворы. Отчасти это связано с тем, что они представляют собой твердый композитный материал,
содержит не менее двух различных химических элементов. Это также связано с тем, что различные типы атомов сплава расположены несколько
аналогично атомам в жидком растворе. Атомы хотя бы одного химического элемента рассеяны по всей решетке
другой металлический элемент.

Определение: Сплавы

Сплавы представляют собой металлические твердые растворы, которые содержат как минимум два различных типа элементов.

Пример 1: Описание сплавов

Что из следующего является лучшим описанием сплава?

1. Твердый раствор одного или нескольких элементов в чистом металле
2. Смесь двух или более неметаллов
3. Чистый металл
4. Продукт плавки
5. Материал, полученный чередованием слоев различных материалов

Ответ

Сплавы всегда содержат по крайней мере один металлический элемент и еще один элемент, который может быть металлом или неметаллическим веществом. сплавы
иногда описываются как металлические твердые растворы. Отчасти это связано с тем, что они представляют собой твердый композитный материал,
содержит не менее двух различных химических элементов. Это также связано с тем, что различные типы атомов сплава расположены
чем-то похоже на атомы в жидком растворе. Атомы хотя бы одного химического элемента рассеяны по всей
решетки другого металлического элемента. Эти утверждения могут быть использованы для определения того, что A является правильным ответом на этот вопрос.

Принято считать, что бронза — это первый сплав, произведенный человеком. Доисторические общества производили бронзовые сплавы из
необработанная медная руда. Сначала они нагревали медную руду, чтобы избавиться от нежелательных примесей, а затем объединяли
рафинированный медный продукт с другими металлическими элементами, такими как олово и мышьяк. Этот процесс использовался для изготовления бронзовых блоков. Масоны
брали эти бронзовые блоки и изменяли их форму, чтобы производить скульптуры и оружие.

Бронза имеет характерный красновато-коричневый цвет и, как правило, намного тверже, чем чистая медь. Это также имеет тенденцию быть намного
менее пластичен и гораздо менее пластичен. Бронза обладает высокой устойчивостью к большинству форм коррозии и в настоящее время используется для
изготавливают компоненты кораблей и других типов морских транспортных средств. Сплав обладает уникальным набором механических свойств,
он подходит для многих морских и морских приложений.

Определение: пластичные материалы

Пластичные материалы — это материалы, которые можно вытягивать в длинные и тонкие проволоки, не ломая их.

Бронза имеет необычно низкий коэффициент трения. Он идеально подходит для проектирования определенных компонентов автомобильных транспортных средств. Вещество используется для изготовления металлических втулок, которые можно размещать рядом с осями. Втулки имеют низкий параметр трения,
и они помогают соседним осям вращаться плавно. Некоторым формам бронзы были присвоены такие названия, как несущая бронза, потому что они
используются так часто, чтобы сделать компоненты механических подшипников.

Пример 2: Идентификация легирующего элемента в бронзе

Заполните пропуск: Бронза представляет собой сплав меди и .

1. свинец
2. цинк
3. олово
4. железо
5. никель

В списке нет
включают элемент мышьяк, но он включает элемент олова. Правильный ответ должен быть олово, потому что другие металлы не могут
быть объединены с медью, чтобы сделать бронзу. C должен быть правильным ответом на этот вопрос.

Элементы из чистого металла обычно описываются как податливые и пластичные, поскольку они состоят из атомов, которые по существу
того же размера. Атомы одинакового размера организованы в относительно простую трехмерную решетку, и для одного
слой атомов чистого металла скользит по другому слою атомов чистого металла. Сплавы обычно описываются как менее податливые.
и пластичными, потому что они состоят как минимум из двух разных типов атомов, а атомы сплава не объединены в одну простую структуру.
решетка. Каждый слой атомов сплава может иметь свою уникальную структуру, отличающуюся от любого другого слоя, и это гораздо больше.
сложно натолкнуть один слой атомов сплава на другой слой атомов сплава. Неравномерное расположение атомов в сплавах также объясняет, почему они обычно прочнее и тверже, чем чистые металлы. На следующем рисунке показано, как простая решетчатая структура одного металлического элемента (А) может быть нарушена, если его смешать со вторым совершенно другим металлическим элементом (В).

Определение: Податливые материалы

Податливые материалы — это материалы, которые можно штамповать или прессовать в различные формы и тонкие листы без разрушения или растрескивания.

Пример 3: Влияние легирования на ковкость

На диаграмме показано легирование металла А небольшими количествами элемента В. Ковкость сплава
отличается от чистого металла A.

1. Что из следующего является лучшим определением пластичности?
   1. Способность к штамповке или прокатке в листы
   2. Способность к вытягиванию в тонкую проволоку
   3. Сопротивление растяжению и сжатию
   4. Сопротивление разрушению под действием приложенной силы
   5. Сопротивление растрескиванию при внезапном ударе
2. На основе диаграмме, как и почему ковкость сплава отличается от ковкости чистого металла А?
   1. Пластичность выше, потому что атомы В занимают больший объем.
   2. Пластичность ниже, поскольку расположение атомов менее однородно.
   3. Ковкость ниже из-за более сильного взаимодействия разнородных атомов.
   4. Пластичность выше, потому что атомы B взаимодействуют с большим количеством соседних атомов.
   5. Пластичность ниже, потому что слоям труднее перемещаться друг по другу.

Ответ

Часть 1

Ковкие материалы — это материалы, которые можно выковывать или прессовать в различные формы и тонкие листы, не ломая их.
или растрескивание. Это определение очень похоже на ответ А; Таким образом, мы можем сделать вывод, что первая часть этого вопроса
следует ответить A.

Часть 2

Одному слою металлических частиц легче скользить по другому слою металлических атомов, если все атомы металла имеют
одинакового размера и расположены в виде простой трехмерной решетки. Элементы из чистого металла обычно более пластичны.
чем сплавы, потому что чистые металлические элементы состоят из практически идентичных атомов. Это описание очень
похож на ответ E, поэтому мы можем определить, что E является правильным ответом на вторую часть этого вопроса.

Считается, что латунь впервые была изготовлена ​​где-то около 500 г. до н.э., хотя археологи знают несколько примеров.
обнаружение артефактов из каламиновой латуни, которые старше на тысячи лет. Латунь имеет характерный желтый цвет, несколько
похож на цвет чистого золота, но латунь обычно гораздо менее блестящая и менее ценная. Латунь обычно изготавливают
сочетание чистой металлической меди с цинком примерно в весовом соотношении 2∶1.

Латунь значительно более податлива, чем бронза, и ее регулярно выбивают в длинные и сложные формы, чтобы сделать ее блестящей.
инструменты с исключительными акустическими свойствами. Сплав также более податлив, чем чистая медь или цинк. Латунь также часто использовалась в течение последних двух с половиной тысяч лет.
лет, чтобы делать декоративные украшения, потому что это намного дешевле, чем чистое золото, а также довольно легко лепить и изменять форму. Латунь
до сих пор используется для изготовления шестерен и шарниров, потому что он имеет очень низкие параметры трения, а также может быть разработан для
обладает высокой устойчивостью к большинству форм коррозии.

Определение: Блестящие материалы

Блестящие материалы — это материалы, способные равномерно и эффективно отражать свет без мерцания или блеска.

Латунь имеет относительно низкое значение электропроводности. Он имеет гораздо более низкое значение электропроводности, чем чистая медь,
и он, как правило, непригоден для изготовления электрических проводов. Чистая металлическая медь имеет электропроводность
6,0×10 См/м, а латунные сплавы имеют
значения электропроводности, которые, как правило, не ниже
1,0×10 См/м и не более
2,2×10 См/м. Медный металл стал
очень ценный в течение последних нескольких десятилетий, потому что он имеет такое высокое значение электропроводности. Чистая медь обычно заканчивается
намного дороже, чем латунь и другие типы сплавов на основе меди.

Пример 4: Определение легирующего металла в латуни

Заполните пропуск: Латунь представляет собой сплав меди и .

1. никель
2. олово
3. железо
4. свинец
5. цинк

весовое соотношение. В списке представлены пять различных типов элементов, и только один из них — цинк. Цинк указан как ответ E. Мы можем использовать эти утверждения, чтобы определить, что E является правильным ответом на этот вопрос.

Бронза и латунь — это всего лишь два типа сплавов, которые можно получить путем смешивания меди с другим элементом из чистого металла. Медная банка
аналогичным образом можно объединить с никелем, чтобы получить металлический сплав меди и никеля, который в просторечии известен как мельхиор. Мельхиор
довольно интересный медный сплав, потому что он имеет температуру плавления
1171∘С. Бронза и латунь имеют температуру плавления
900–950∘C, а медь имеет температуру плавления
1085∘С. Мельхиор имеет более высокую температуру плавления, чем медь,
тогда как бронза и латунь имеют более низкую температуру плавления.

Мельхиор имеет довольно неинтересный серебристый цвет и практически не используется для изготовления декоративных изделий. Но у него есть
хотя бы несколько интересных приложений. Он обладает высокой устойчивостью к соленой воде и регулярно используется для изготовления трубопроводов и систем отопления.
теплообменники для систем забортной воды. Мельхиор можно использовать даже для изготовления гребных винтов и корпусов дорогих лодок и кораблей.
поддерживающие конструктивные элементы опреснительных установок и морских нефтяных платформ. Некоторые страны также использовали высоко
коррозионно-стойкий мельхиоровый сплав для изготовления монет, таких как швейцарский франк и южнокорейские монеты номиналом 500 и 100 вон.

Золото — очень драгоценный металл, который на протяжении тысячелетий почитался и желался почти во всех культурах.
годы. Это очень блестящий металл с приятным эстетическим видом, и многие общества использовали его в качестве валюты.
или как средство регулирования стоимости банкнот. Чистое золото, как правило, не подходит для изготовления большинства мелких безделушек и мелких предметов.
украшения, потому что он слишком податлив и недостаточно тверд сам по себе. Золото обычно сочетается с небольшим количеством
элементы из чистого металла, такие как медь или никель, чтобы сделать его более твердым и устойчивым к коррозии. Содержание легирующего металла составляет
обычно поддерживается низким, потому что золотые сплавы выглядят все менее и менее похожими на золото по мере увеличения содержания другого легирующего металла. Чистое золото (24-каратное золото) имеет привлекательный и очень желанный золотистый оттенок, но сплавы золота имеют гораздо менее желательный цвет.
это какая-то комбинация желтого и коричневого или серебряного.

Пример 5: Использование золотых сплавов в ювелирных изделиях

Ювелирные изделия часто производятся из сплавов золота с медью и никелем. Какое из следующих свойств является , а не
улучшены путем сплавления золота с этими металлами для изготовления ювелирных изделий?

1. Цвет
2. Стоимость
3. Коррозионная стойкость
4. Твердость
5. Прочность

Ответ

Золото можно комбинировать с другими металлами, такими как медь, чтобы получить сплав, обладающий высокой механической прочностью и прочностью.
формы коррозии. Цена золотых сплавов относительно низка, потому что они содержат относительно недорогие металлы. Есть
явно веские причины сочетать золото с другими металлами, но важно понимать, что количество легирующего
металла обычно сохраняется довольно низким. Золото теряет свой эстетически приятный золотистый цвет, если его смешивают со слишком большим количеством другого золота.
легирующий элемент, такой как медь. Мы можем использовать эту информацию, чтобы определить, что A должен быть правильным ответом на этот вопрос.

Такие сплавы, как латунь и бронза, называются сплавами замещения, потому что они содержат два разных типа атомов, которые имеют схожие свойства.
характеристики склеивания, а не совсем разные диаметры. Атомы одного легирующего металла замещения могут эффективно
место атомов других металлических элементов, и этот обмен положениями в решетке может создать новую составную решетку, которая имеет
неправильная трехмерная форма и структура.

Сплавы внедрения имеют совершенно другую форму и структуру, потому что они обычно содержат атомы, которые имеют очень разные
характеристики склеивания и различные диаметры. Два разных атома элемента не могут свободно обмениваться положениями в решетке, и один
Типы атомов в конечном итоге занимают положения полости между аккуратно выровненной решеткой другого элемента. Сталь одна
пример сплава внедрения, который сделан из относительно высокого процента атомов железа и относительно низкого процента
атомы углерода. Атомы углерода не могут занимать позиции атомов железа в решетке, вместо этого они должны занимать позиции в
между металлически связанными атомами железа.

Сталь уже более ста лет используется для изготовления транспортных средств и больших зданий, потому что она намного прочнее.
чем чистое железо, и не дорогое и не сложное в производстве на крупных сталеплавильных заводах. Железо также можно комбинировать с небольшим
количество углерода и других металлов, таких как хром, для изготовления нержавеющей стали. Нержавеющая сталь очень жесткая и прочная, но она также
обладает высокой устойчивостью к большинству форм коррозии. Ученые показали, что стальной сплав может быть тверже и прочнее, если в нем больше углерода. Сплавы мягкой стали, такие как мягкая сталь, содержат приблизительно 0,05–0,30% углерода, а более твердые сплавы нержавеющей стали имеют
содержание углерода ближе к 1%. Более высокое содержание углерода делает сталь прочнее, но также делает ее более хрупкой, поскольку делает ее менее ковкой. Нержавеющая сталь используется для изготовления передового медицинского и авиационного оборудования, которое
должен быть твердым и устойчивым к коррозии.

Пример 6: Определение способа классификации стали

Заполните пропуск: Сталь, твердый раствор, состоящий из атомов углерода, размещенных в отверстиях структуры атомов железа,
является примером.

1. щелочной металл
2. чистый металл
3. сплав замещения
4. сплав внедрения

Ответ

Сталь представляет собой сплав внедрения, состоящий из углерода и железа. Железо — это металлический элемент, а углерод — неметаллический элемент. Атомы углерода не могут занимать те же позиции в решетке, что и атомы железа в решетке железа с металлическими связями. Атомы углерода стремятся
занимать положения между металлически связанными атомами железа. Мы можем использовать эту информацию, чтобы определить, что D должно быть
правильный ответ на этот вопрос.

Первые сплавы дюралюминия были обнаружены чуть позже
сто лет назад. Сплавы дюралюминия – это вещества, которые обычно
содержат большое количество металлического алюминия и относительно небольшое количество меди. Они также могут содержать небольшой процент
другие чистые металлические элементы, такие как 0,3–0,9% марганца или 1,2–1,8%
металлы магния. Сплавы дюралюминия имеют тенденцию быть легкими, потому что они содержат так много металлического алюминия. Они также имеют тенденцию быть жесткими
потому что они содержат легирующие металлы, такие как медь. Производители регулярно варьируют содержание алюминия и меди в дюралюминиевых сплавах, чтобы изменить плотность и прочность этих сплавов. Прочность дюралюминиевых сплавов можно повысить за счет дисперсионного твердения.
процессы или процессы упрочнения частиц. Процессы термической обработки позволяют сделать дюралюминиевые сплавы такими же прочными, как
мягкая сталь. Сплавы дюралюминия использовались для изготовления самолетов и компонентов летательных аппаратов, поскольку они легкие и обладают высокой
показатели прочности на единицу веса. Металлы из дюралюминия прочны, и они редко растрескиваются или ломаются, если они
воздействие сил средней и высокой силы.

Ученые постепенно поняли, как можно по-разному комбинировать свойства двух элементов, чтобы создавать новые
композиционные материалы, обладающие желаемыми физическими свойствами. В настоящее время ученые производят так называемые умные сплавы, которые
интересные свойства, такие как сверхэластичность. Нитинол — металлический сплав титана и никеля, который был впервые открыт всего несколько лет назад.
несколько десятков лет назад, и теперь он используется для изготовления зубных брекетов и стентов для кровеносных сосудов. Нитинол часто называют
обладает свойствами памяти формы, поскольку имеет высокий восстанавливаемый модуль деформации и возвращается к прежней форме при деформации. Нитинол идеально подходит для изготовления брекетов, потому что он может постоянно воздействовать на смещенные зубы с небольшим усилием. Он может медленно заставить зубы стать прямыми и аккуратно выровненными.

Сплавы нитинола обладают высокой устойчивостью к большинству форм коррозии, и они не ухудшатся, если их подвергнуть различным
части человеческого тела. Сплав обладает многими желательными физическими свойствами, но он также довольно дорог в производстве, и это
может ограничить его применение в больницах и ортодонтических учреждениях. Он также имеет тенденцию быть очень восприимчивым к усталости металла. Сплав может стать слабым и со временем обрастать множеством трещин, потому что он содержит очень гибкие структуры, которые могут
претерпевают большие структурные изменения в процессе деформационных процессов.

Ученые могут использовать графики, чтобы определить, как физические свойства любого типа сплава зависят от его состава. Они
Затем можно использовать это понимание для создания новых сплавов, обладающих набором весьма желаемых физических свойств.
На следующем рисунке показано, как прочность одного типа сплава зависит от содержания неопределенного металлического элемента.
(ИКС). Тип сплава имеет относительно низкое значение прочности, когда он содержит небольшое количество
X, и он имеет гораздо более высокое значение прочности, когда он содержит относительно большое количество
X. График можно использовать для изготовления сплавов веществ, имеющих значения прочности между
100 МПа–400 МПа. Сопоставимые графики могут быть получены практически для любого типа физических свойств. Графики могут быть использованы для определения зависимости
между составом сплава и физическими свойствами, такими как электропроводность, ковкость и коррозионная стойкость.

Давайте вспомним, что мы узнали из этого объяснения.

Ключевые моменты

• Сплавы представляют собой металлические твердые растворы, содержащие не менее двух различных типов химических элементов.
• Латунь — древний сплав, содержащий медь и олово.
• Бронза — древний сплав, содержащий медь и цинк.
• Сплавы обладают уникальным набором физических свойств, которые отличают их от элементов из чистого металла.
• Мельхиор – декоративный сплав, содержащий медь и никель.
• Золото можно смешать с небольшим количеством меди или никеля, чтобы сделать его более твердым и устойчивым к коррозии.
• Сплавы обычно можно описать как металлические твердые растворы замещения или внедрения.
• Сталь представляет собой очень твердый сплав внедрения, состоящий из атомов железа и углерода.
• Дюралюминий — прочный и легкий сплав, содержащий алюминий и медь.
• Нитинол — титано-никелевый сплав с высоким восстанавливаемым модулем деформации.

Изготовленные на заказ медные штампованные детали — Медные металлические прогрессивные штамповки — Латунные металлические штампованные детали — Пользовательские латунные штампованные детали

Пользовательские медные штампованные детали — Медные металлические прогрессивные штамповки — Латунные металлические штампованные услуги — Пользовательские латунные штампованные детали | Совершенство пружины и штамповки

Перейти к содержимому

Ваш браузер устарел.

В настоящее время вы используете Internet Explorer 7/8/9, который не поддерживается нашим сайтом. Для получения наилучших результатов используйте один из последних браузеров.

• Хром
• Фаерфокс
• Internet Explorer Edge
• Сафари

Когда дело доходит до штампованных деталей из меди и латуни, мы являемся экспертами в своей области с опытом и ноу-хау, работая с различными типами и сплавами. Мы можем спроектировать и изготовить ваши детали, обеспечивая при этом наилучшее соответствие вашему применению из самых разных областей применения.

Медь — химический элемент. Это мягкий, ковкий и пластичный металл с очень высокой тепло- и электропроводностью. Медь используется как проводник тепла и электричества, как строительный материал и как составная часть различных металлических сплавов. Интегральные схемы и печатные платы все чаще используют медь вместо алюминия из-за его превосходной электропроводности; в радиаторах и теплообменниках используется медь из-за ее превосходных свойств рассеивания тепла. Благодаря превосходной проводимости он часто используется в электродвигателях

Латунь представляет собой сплав меди и цинка, пропорции которых можно варьировать для получения различных механических и электрических свойств. Латунь уже давно является популярным материалом для украшения из-за ее яркого золотого вида. Он также широко используется благодаря своей работоспособности, долговечности, электро- и теплопроводности. Он по-прежнему широко используется в приложениях, где требуется коррозионная стойкость и низкое трение, таких как замки, петли, боеприпасы, сантехника, шланговые соединения, клапаны, электрические вилки и розетки. Состав латуни, обычно состоящий из 66 % меди и 34 % цинка, делает ее пригодной для использования в средах с высокой степенью коррозии. Сегодня почти 90% всех латунных сплавов перерабатывается.

Тип материала и сплав	Преимущества и применение
Мягкая закалка	С контролируемой зернистостью, отлично подходящей для большинства сортов холодной штамповки.
1/4 твердого сплава	Подходит для умеренных требований к вытяжке и формованию, с небольшой степенью жесткости.
1/2 твердого сплава	Подходит для легкой вытяжки, вырубки или штамповки, когда требуется определенная жесткость. Отлично подходит для петель, фурнитуры и кронштейнов.
Закалка	Превосходные качества штамповки для крепежа, электрических деталей и деталей, требующих повышенной прочности.
Весенняя закалка	Обладает высокой прочностью на растяжение, когда требуется удлинение. Хорошо подходит для контактов реле, механических пружин и плоских пружин в электрических приложениях.

Латунь CDA 260. Доступны восемь сплавов для любых условий применения.

Мы закупаем сертифицированные материалы, включая все химические детали. Это позволяет нам отслеживать каждую готовую деталь до фактической плавки и партии сырья, а также размера, сорта, твердости по Роквеллу и отпуска.

Медь Бериллий (BeCu)  (ASTM B194, B196, B197)

Этот материал предлагает множество преимуществ, в том числе наибольшую прочность среди всех основанных на меди, проводимость, которая поддерживает поток электрической и тепловой энергии, повышенную миниатюризацию, позволяющую делать детали меньшего размера. и соединители, которые имеют высокий срок службы при повторяющихся циклах. Медь известна как мягкий металл, тогда как BeCu используется из-за его прочности. Возможно, BeCu чаще всего используется в электронных разъемах, телекоммуникационных продуктах, компьютерных компонентах и ​​небольших пружинах. BeCu чрезвычайно универсален и известен благодаря: высокой электро- и теплопроводности и высокой пластичности. BeCu дорог и слабее, чем альтернативы, такие как сталь, но его неискрящие свойства повышают его ценность. … В зависимости от количества бериллия, сплавленного с медью, его делят на две категории — высокопрочные и высокопроводящие.

Фосфорная бронза (ASTM B103, B139, B159)

Этот материал обладает очень хорошей устойчивостью к коррозии и усталости, а также хорошей электропроводностью. Он лучше всего подходит для тех случаев, когда при применении требуется прочность, и он имеет низкий коэффициент трения с мелким зерном и превосходной эластичностью. Это обычно используется для пружинных форм и крепежных деталей, когда в конструкции требуется сгибание и вытягивание. Он часто встречается в электронной, электрической, коммуникационной, стоматологической и автомобильной промышленности.

Прогрессивные штамповки

Штамповки Fourslide

Пружины сжатия

Пружины растяжения

Торсионные пружины

Проволочные формы

Механические узлы

Промывка деталей

Цинк — информация об элементе, свойства и использование

Перейти к основному содержанию

У вас не включен JavaScript.
Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы получить доступ ко всем функциям сайта.

Перейти к Галлию >

Группа	12	Температура плавления	419,527 ° С, 787,149 ° F, 692,677 К
Период	4	Температура кипения	907°С, 1665°F, 1180 К
Блок	г	Плотность (г см −3 )	7. 134
Атомный номер	30	Относительная атомная масса	65,38
Состояние при 20°С	Твердый	Ключевые изотопы	64 Цинк
Электронная конфигурация	[Ar] 3d 1 0 4s 2	Номер КАС	7440-66-6
ChemSpider ID	22430	ChemSpider — бесплатная база данных химической структуры.

Алхимический символ цинка расположен на абстрактном фоне, вдохновленном цинковыми кровельными материалами.

Серебристо-белый металл с голубым оттенком. Он тускнеет на воздухе.

Большая часть цинка используется для гальванизации других металлов, таких как железо, для предотвращения ржавчины. Оцинкованная сталь используется для кузовов автомобилей, уличных фонарных столбов, барьеров безопасности и подвесных мостов.

Большое количество цинка используется для производства литья под давлением, которое играет важную роль в автомобильной, электротехнической и скобяной промышленности. Цинк также используется в таких сплавах, как латунь, нейзильбер и алюминиевый припой.

Оксид цинка широко используется в производстве очень многих продуктов, таких как краски, резина, косметика, фармацевтические препараты, пластмассы, чернила, мыло, батареи, текстиль и электрооборудование. Сульфид цинка используется в производстве люминесцентных красок, флуоресцентных ламп и рентгеновских экранов.

Цинк необходим всем живым существам, образуя активный центр более чем в 20 металлоферментах. В среднем человеческое тело содержит около 2,5 граммов и принимает около 15 миллиграммов в день. Некоторые продукты имеют уровень цинка выше среднего, включая сельдь, говядину, баранину, семена подсолнечника и сыр.

Цинк может быть канцерогенным в избытке. При вдыхании свежеобразованного оксида цинка (II) может возникнуть расстройство, называемое «окисью дрожи» или «цинковым ознобом».

Цинк содержится в нескольких рудах, главными из которых являются цинковая обманка (сульфид цинка) и каламин (силикат цинка). Основные районы добычи находятся в Китае, Австралии и Перу. В промышленных масштабах цинк получают из руд путем концентрирования и обжига руды, а затем восстановления ее до цинка путем нагревания с углеродом или электролизом. Мировое производство составляет более 11 миллионов тонн в год.

Элементы и история периодической таблицы

Цинк был известен римлянам, но редко использовался. Впервые он был признан самостоятельным металлом в Индии, и отходы цинкового завода в Заваре, штат Раджастхан, свидетельствуют о больших масштабах его переработки в период с 1100 по 1500 годы.

Очистка цинка в Китае был осуществлен в больших масштабах к 1500-м годам. Корабль Ост-Индской компании, затонувший у берегов Швеции в 1745 году, перевозил китайский цинк, и анализ восстановленных слитков показал, что это почти чистый металл.

В 1668 г. фламандский металлург П. Морас де Респур сообщил об извлечении металлического цинка из оксида цинка, но что касается Европы, то цинк был открыт немецким химиком Андреасом Маргграфом в 1746 г., и действительно, он был первым признать его новым металлом.

Атомный радиус, несвязанный (Å)	2. 01	Ковалентный радиус (Å)	1,20
Сродство к электрону (кДж моль -1 )	Нестабильный	Электроотрицательность (шкала Полинга)	1,65
Энергии ионизации (кДж моль -1 )	1 ст 906. 402 2 и 1733,3 3 рд 3832.687 4 -й 5731.2 5 -й 7969,7 6 -й 10420 7 -й 12929 8 -й 16788

Общие степени окисления	2
Изотопы	Изотоп	Атомная масса	Естественное изобилие (%)	Период полураспада	Режим распада
	64 Цинк	63,929	49. 17	> 7 x 10 20 г	ЕС-β+
	66 Цинк	65,926	27,73	—	—
	67 Цинк	66,927	4. 04	—	—
	68 Цинк	67,925	18.45	—	—
	70 Цинк	69,925	0,61	> 2,3 x 10 16 лет	β-β-

Относительный риск поставок 4,8 Содержание земной коры (ppm) 72 Скорость переработки (%) >30 Взаимозаменяемость Низкий Концентрация продукции (%) 30 Распределение резерва (%) 22

Топ-3 производителя 1) Китай 2) Австралия 3) Перу Верхние 3 держателя резерва 1) Австралия 2) Китай 3) Перу Политическая стабильность крупнейшего производителя 24. 1 Политическая стабильность главного держателя резерва 74,5

Удельная теплоемкость (Дж кг -1 К -1 )	388	Модуль Юнга (ГПа)	108,4
Модуль сдвига (ГПа)	43,4	Объемный модуль (ГПа)	72,0
Давление пара
Температура (К)	400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 г. 2200 2400
Давление (Па)	1,47 x 10 -6 0,653 — — — — — — — — —

Слушайте подкаст о цинке

Стенограмма: (Промо) Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества. (Конец промо) Крис Смит На этой неделе химическое вещество для лосьона с каламином для зудящей кожи, шампуня против перхоти для шелушащейся кожи головы и дезодоранта для подмышек — ну, я думаю, что мы, наверное, все стоял рядом с кем-то, кто, как нам хотелось бы, знал немного больше о химии цинка. Вот Брайан Клегг. Брайан Клегг Не так много элементов с именами, которые являются звукоподражательными. Скажите «кислород» или «йод», и в звучании слова не будет ключа к природе элемента. Но цинк отличается. Цинк — цинк — цинк — почти слышно, как набор монет падает в старомодную ванну. Просто это должен быть твердый металл. При использовании Цинк часто скрыт, почти скрыт. Он останавливает ржавчину железа, успокаивает солнечные ожоги, защищает от перхоти, соединяется с медью, образуя очень знакомый сплав золотого цвета, и поддерживает в нас жизнь, но мы почти не замечаем этого. Этот сине-серый металл, коммерчески известный как спелтер, совсем не кричащий и не привлекающий внимания. Даже происхождение этого вызывающего воспоминания имени неизвестно. В словаре сказано, что слово «цинк» происходит от немецкого (с буквой «К» на конце вместо «С»), но как появилось это название, неизвестно. Самое раннее упоминание о цинке относится к 1651 году. Это вещество было известно и раньше — предметы с цинком в них датируются более чем 2500 лет назад, и римляне использовали этот сплав золотого цвета — но цинк не был идентифицирован как отдельный материал на западе до тех пор, пока семнадцатый век. Цинк, представленный в периодической таблице как Zn, является переходным металлом, сгруппированным с кадмием и ртутью. Со средним атомным номером 30 он имеет пять стабильных изотопов с атомным весом от преобладающего цинка 64 до цинка 70, а также 25 дополнительных радиоизотопов. Из-за туманного происхождения этого элемента трудно назвать одного человека первооткрывателем этого элемента. Хотя он, по-видимому, был очищен в Индии еще в двенадцатом веке, самое раннее конкретное заявление о производстве этого металла было сделано еще в 1668 году, а процесс извлечения цинка из его оксида был запатентован в Великобритании в 1738 году торговцем металлом Уильямом. Чемпион. Но обычно немецкий химик Андреас Маргграф получает лавры как «первооткрыватель» за свой эксперимент 1746 года по выделению цинка. Хотя история цинка более чем туманна, его полезность не вызывает сомнений. Достаточно взглянуть на оцинкованную металлическую крышу или ковш, чтобы увидеть, как цинк работает. Гальванизация названа в честь Луиджи Гальвани, человека, который заставил лягушачьи лапки дергаться с помощью электрического тока, но гальванизация не имеет ничего общего с электрическим зрелищем. На самом деле роль электричества на удивление тонкая. Наиболее распространенной формой цинкования является горячее цинкование погружением, при котором железо или сталь скользят через ванну с жидким цинком при температуре около 460 градусов Цельсия, что на сорок градусов выше его температуры плавления. Покрытие предотвращает ржавление обрабатываемого предмета. Первоначально цинк просто останавливает доступ воздуха к железу, но позже цинк подвергается коррозии вместо железа в электрохимическом процессе, действуя как так называемый расходуемый анод. Вот тут-то и появляется «гальваническая» часть названия. Некоторая гальванизация более буквально электрическая — кузова автомобилей, например, гальванически покрываются цинком, чтобы нанести тонкий ровный слой. Электрические свойства цинка также распространяются на самые популярные батареи. Традиционный сухой элемент имеет внешний цинковый корпус, действующий как анод (как ни странно, анод, обычно считающийся положительным, является отрицательным концом батареи), в то время как углеродный стержень обеспечивает катод, положительный электрод. В более долговечных щелочных батареях анод состоит из порошкообразного цинка (что дает большую площадь поверхности для реакции), а катод состоит из соединения диоксида марганца. Но самый заметный образец цинка в действии не дает никаких указаний на этот сероватый металл — вместо этого он находится в сплаве, который смешивает блеск золота с обычным оттенком. Когда расплавленный цинк и медь смешиваются вместе, результат становится жирным, как латунь. На самом деле это латунь. Из этого гибкого сплава изготовлено все, от дверных креплений до декоративных пластин для хомутов. Любой оркестр был бы намного беднее без духовых инструментов. Скорее всего, он даже окажется в молнии на вашей одежде. Хорошо отполированная латунь имеет приятное свечение, но самый тесный контакт с цинком, а точнее с оксидом цинка, часто происходит, когда мы имеем дело с нежелательным свечением солнечных ожогов. Когда я был молод, и было мало солнцезащитных средств, обожженную солнцем кожу щедро покрывали успокаивающим розовым лосьоном с каламином. Основным ингредиентом этого средства является оксид цинка, который имеет белый цвет, а небольшое количество оксида железа придает ему такой цвет. Однако даже сейчас, когда мы можем избежать необходимости в каламине, оксид цинка играет свою роль. Называемый китайским белым, когда он используется в красках, оксид цинка является хорошим поглотителем ультрафиолетового света, поэтому солнцезащитный крем часто содержит взвесь крошечных частиц оксида цинка, как и большинство косметики на минеральной основе. И это только начало для этого универсального оксида. Вы обнаружите, что он используется в антипиренах и пищевых продуктах, где он обогащает хлопья для завтрака, в стекле и керамике, в клеях и резине. Это неожиданное появление на столе для завтрака отражает еще одну важную сторону цинка. Нам это нужно, чтобы оставаться здоровыми. Это один из микроэлементов, питательных веществ, которые необходимы нашему организму в небольших количествах для поддержания функционирования. Он часто присутствует в витаминных добавках, хотя большинство из нас получают его в большом количестве из мяса и яиц. Цинк попадает в различные белки, особенно в ферменты, участвующие в развитии организма, пищеварении и фертильности. Недостаток цинка в рационе может привести к задержке заживления, раздражению кожи и потере вкусовых ощущений, а также способствует возникновению многих хронических заболеваний. Цинк также присутствует в шампунях против перхоти в форме пиритиона цинка и в дезодорантах для подмышек в виде хлорида цинка, что делает нас даже более привлекательными для противоположного пола. Цинк — скрытая звезда. Мы редко осознаем это, в отличие от его более ярких соседей по периодической таблице, но цинк — это элемент рабочей лошадки, который помогает всем нам. Крис Смит Научный писатель из Бристоля Брайан Клегг со звукоподражательным элементом цинком. На следующей неделе, что скрывается в твоем подвале. Кэтрин Холт Первые сообщения о проблемах, связанных с газом радоном в жилых домах, поступили в США в 1984 году, когда сотрудник атомной электростанции начал срабатывать датчики радиации по пути на работу . . В конечном итоге проблема была обнаружена в его доме, где уровень радона в подвале оказался аномально высоким. Крис Смит Но откуда это взялось и какой риск для его здоровья. Кэтрин Холт будет здесь со всеми ответами и оставшейся частью истории Радона в выпуске «Химия в ее элементах» на следующей неделе, я надеюсь, что вы сможете присоединиться к нам. Я Крис Смит, спасибо, что выслушали, и до свидания. (Промо) Химия в ее стихии представлена ​​вам Королевским химическим обществом и произведена thenakedscientists.com. Дополнительную информацию и другие эпизоды химии в ее стихии можно найти на нашем веб-сайте chemistryworld.org/elements. (Конец акции)

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео о цинке

Learn Chemistry: ваш единственный путь к сотням бесплатных учебных ресурсов по химии.

Изображения и видео Visual Elements
© Murray Robertson 1998-2017.

 

Data
W. M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95-е издание, Интернет-версия 2015 г., по состоянию на декабрь 2014 г.
Таблицы физических и химических констант, Kaye & Laby Online, 16-е издание, 1995 г. Версия 1.0 (2005 г.), по состоянию на декабрь 2014 г.
Дж. С. Курси, Д. Дж. Шваб, Дж. Дж. Цай и Р. А. Драгосет, Атомные веса и изотопные композиции (версия 4.1) , 2015 г., Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург, Мэриленд, по состоянию на ноябрь 2016 г.
Т. Л. Коттрелл, Прочность химических связей , Butterworth, London, 1954.

 

Использование и свойства
John Emsley, Nature’s Building Blocks: An AZ Guide to the Elements , Oxford University Press, New York, 2nd Edition, 2011.
Национальный ускорительный центр Томаса Джефферсона — Управление научного образования, It’s Elemental — Периодическая таблица элементов, по состоянию на декабрь 2014 г.