Химические свойства латунь: Латунь, свойства, характеристики — обзорная статья

применение, твердость, ГОСТ, химический состав, свойства, зарубежные аналоги.

Характеристики материала

Химические свойства

Механические свойства

Механические свойства при T=20 °C

Сортамент	Размер	Напр.	σв, МПа	σT, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, кДж/м2	Термообработка
Лист мягк., ГОСТ 2208-2007			270-360		40
Лист тверд., ГОСТ 2208-2007			430		10
Трубы полутверд. , ГОСТ 21646-2003			340	130	35

Твердость

Физические свойства

Технологические свойства

Зарубежные аналоги

Иностранные аналоги материала

Страна	Стандарт	Марка
США	—	C26000
Германия	DIN, WNr	2. 0265, CuZn30
Япония	JIS	C2600
Франция	AFNOR	CuZn30, U-Z30
Англия	BS	CZ106
Евросоюз	EN	CuZn30, CW505L
Италия	UNI	P-CuZn30,P-OT70
Швеция	SS	CuZn30
Польша	PN	CuZn30
Австрия	ONORM	CuZn30
Inter	ISO	CuZn30

Источники информации и нормативная документация

1. ГОСТ 15527-2004

Удельный вес латуни, ее свойства, преимущества и расчеты

Из цветных металлов в чистом виде в строительных работах и промышленности используются, в основном, только алюминий и медь. Они обладают отличными характеристиками, подходящими характерному виду работ. Однако все большую популярность обретают сплавы на основе данных материалов. Одним из сплавов меди является латунь. Латунь представляет собой многокомпонентный или состоящий только из двух компонентов сплав на основе меди, в котором главным элементом является легирующий компонент — цинк и редко используются такие компоненты добавок, как никель, олово, марганец, свинец, железо и другие.

Вес латуни таблица

Удельный вес кокса и его вес в зависимости от единиц измерения

Свойства Л63 и её применение

Латунь Л63 – это двухкомпонентный по химическому составу сплав, состоящий из меди на 62-65%, цинка на 34,22-37,5% и примесей до 0,5%. в качестве которых присутствуют железо, фосфор, олово, свинец.

Химический состав Л63

Zn- основа процентное содержание Zn дано приблизительно При применении в пищевой промышлкнности Pb до 0.05 %. Хим. состав указан в ГОСТ 15527 — 2004, ГОСТ 2208-2007, ГОСТ 2060-2006

Применение Л63

Латунь Л63 является преимущественно однофазной, содержа небольшое количество b-фазы, поэтому хорошо поддаётся обработке давлением — прокату, глубокой вытяжке, волочению, изгибу.

Легко поддаваясь холодной деформации эта латунь служит для изготовления из листов красивых объёмных деталей, например стойки подсвечников в церкви. Фактически тонкий лист латуни натягивают на вращающуюся болванку и он в точности повторяет её форму.

Широко используется при изготовлении декоративных элементов и деталей электромашин лента из латуни Л63, поставляемая в рулонах шириной 300мм.Механические св-ва — предел текучести, твёрдость, предел прочности, пластичность у латуни Л63 выше, чем у меди.

Л63 обладает хорошими литейными свойствами, его используют для изготовления отливок с последующей обработкой, однако Л63 не обладает антифрикционными свойствами, поэтому втулки из неё не изготавливают.

Преимущества латуни

Латунь отлично зарекомендовала себя как сплав эластичного типа с высокой стойкостью к коррозии. Детали, сделанные из этого материала, долговечны и надежны в применении.

Особенно ценится латунь среди производства холодильной продукции и пищевой промышленности, благодаря обеспечению бесперебойной и эффективной эксплуатации оборудования, сделанные с помощью этого материала, а также значительному снижению затрат в сравнении с применением меди. Также латунь часто используется в автомобильной, судостроительной и авиационной промышленности.

Если говорить про строительные работы, то, латунь широко применяется в производстве сантехнической продукции, в гравировочных работах, а также для отделки фасадов и обустройства внутренних помещений зданий.

Из основных преимуществ, стоит выделить также и такие:

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.

Способы получения

В технологии получения латуни задействованы процессы медной, цинковой промышленности, а также переработка вторсырья. Сырьём для производства сплавов являются заготовки меди, цинка и других металлов для получения многокомпонентных сплавов. Также используются собственные отходы производства и вторичное сырьё. Все заготовки изготовлены в соответствии с ГОСТ.

Для плавки латуни используют различные виды плавильных печей, применяющихся для плавки медных сплавов. Самыми эффективными являются электрические индукционные низкочастотные печи с магнитопроводом. Плавку проводят под вытяжной вентиляцией, поскольку некоторые элементы сплава интенсивно испаряются и могут навредить здоровью человека. Сплав нежелательно перегревать, из-за вероятности возгорания на воздухе некоторых компонентов. В качестве шихт для плавки латуни используют чистые и оборотные металлы.

Читать также: Токарные изделия на стд 120

Предварительно сырьё подготавливают, а печи очищают. Разогретую до красного каления медь помещают в печь, а затем добавляют кусковые заготовки цинка. Во время плавки медно-цинковых сплавов берут во внимание значительную окисляемость цинка. Для уменьшения окисляемости проводят ряд мероприятий. Для изготовления многокомпонентных сплавов в первую очередь добавляют медь, а затем с осторожностью остальные компоненты.

Однородную массу разливают в формы для получения литейной латуни. В результате получаются слитки плоской и круглой формы. Деформируемые сплавы после отливки подвергаются процедуре деформации. Полученные изделия различаются по степени закалки и старения, а также твёрдости материала. Предварительная термическая обработка заготовок значительно увеличивает прочность и коррозионную устойчивость латуни.

Влияние доли цинка на свойства латунного сплава

Основные свойства сочетания цинка и меди зависят от процентного содержания главных компонентов. Поскольку чистая медь пластична, сплавы с долей цинка менее 30 процентов также обладают данным свойством. Повышение доли цинка постепенно делает металл более хрупким, а при появлении β’-фазы хрупкость резко возрастает. При этом твердость растет вплоть до 45-процентного содержания цинка, после чего данный параметр резко снижается.

Поскольку одним из основных видов формовки латунных деталей является деформация под давлением, важно учитывать пластичность используемых сплавов. Однофазные составы сохраняют пластичность и могут проходить штамповку при обычной температуре, но в диапазоне 300-700 °C могут приобретать нежелательную хрупкость. Двухфазные сплавы приобретают необходимую для штамповки пластичность только при температурах, превышающих 700 °C.

Плотность сплавов цветных металлов

Пруток

Латунный пруток Мы предлагаем Вам купить латунный пруток в широком ассортименте. Свойства латунного прутка зависят от способа производства, материала и химического состава. Изготовлять его можно из любой марки латуни, но наиболее широкое массовое применение нашли прессованные твердые и полутвердые круги из недорогих латуней Л63 и ЛС59-1, изготавливаются по ГОСТ 2060-2006 диаметром от 5 до 160 мм. Применение Латунные прутки обрели широкое применение в автомобильной промышленности, авиакосмической промышленности, в производстве, часов, приборов, судостроении и в создании систем жизнеобеспечения. Из латуни производится всевозможный крепёж, фурнитура, арматура, детали электротехнических приборов. Благодаря хорошим антикоррозионным качествам, ковкости, лёгкости и эстетичности изделий из различных сплавов латуни, прутки из латуни поступают в продажу в широком ассортименте, чтобы удовлетворять самые узкоспециализированные нужды той или иной отрасли производства. Технические указания • Производство латунных прутков из сплавов латуни марок ЛС59-1, ЛО62-1, Л63, ЛЖС58-1-1, ЛЖМц59-1-1, ЛМц58-2, ЛО62-1, ЛС63-3ЛАЖ, 60-1-1 регламентируется согласно ГОСТам. Основным документом, регулирующим производство прутков из латуни квадратного сечения, круглого и в виде шестигранников, является ГОСТ 2060-2006. • Для других марок сплавов применяются различного рода Технические Указания. Для сплава ЛС58-2, например, принимается во внимание ТУ 48-21-5010-77, а для МцСКА58-2-2-1-1 стандартизация проходит по ТУ 48-21-356-74. Словом, ассортимент различных прутков из латуни чрезвычайно широк, и в этой области постоянно имеются пополнения.

У нас Вы можете узнать цены на латунный пруток из интересующего сплава, или купить латунные прутки, нужного Вам класса. Классификация латунных прутков Латунные прутки изготавливаются по разным технологиям. Они бывают: • Тянутыми • Прессованными Латунные изделия отличаются широким выбором различных сечений: • Круглые • Квадратные • Шестигранные • Прямоугольные Латунные прутки изготавливаются из сплавов различной твёрдости: • Мягкие (отожженные) • Полутвёрдые • Твёрдые. Различают: Латунные прутки для обработки на автомате. Можно купить латунные прутки с антимагнитными свойствами. Маркировка Исходя из представленной классификации, маркировка соответствует следующей форме: • Наименование товара: Пруток • Технология изготовления: Д – тянутые и холоднодеформированные, Г – прессованные и горячедеформированные. • Форма сечения: КВ, КР, ШГ, ПР • Требования к точности: нормальной точности – или Н, П – повышенной, В – высокой. • Твёрдость: М, ПТ, Т. • Диаметр: указывается в мм. • Длина с указанием мерности: немерная – НД, кратная величине – КД, в бухте – БТ. • Сплав: один из перечисленных выше. • Область применения: АВ – автоматные, АМ – антимагнитные. Стандарт: ГОСТ 52597-2006, ГОСТ 2060-2006 или ТУ. Заявку, можно отправить по электронной почте или обратившись по телефону;

Латунь и медь: сравнение и свойства

Содержание

Введение

Латунь — это сплав металла, но медь — это металл, а не сплав. Сплав представляет собой смесь металлов с другими металлами или неметаллами с образованием различных соединений. Таким образом, латунь и медь различаются по своим свойствам, поэтому латунь и медь обсуждаются ниже (1) .

Металлургия — термин, используемый для обозначения производства изделий из определенного металла. Металл является химическим компонентом. Искусство резьбы по металлу существует с древних времен. Медь и ее сплавы широко применялись еще в древности.

Несмотря на некоторое сходство химических свойств между сплавами и их металлическими компонентами, существуют различия в физических свойствах. Латунь образуется путем смешивания некоторых других металлов с медью. Таким образом, физические свойства меди и латуни различны (3) и (4) .

Что такое латунь?

Латунь можно определить как металлический сплав, состоящий из меди и цинка , среди прочих материалов. Этот металлический сплав содержит около 66% меди и 33% цинка. Это металлическое вещество. В некоторых видах латуни также присутствует около 2% свинца. Увеличение количества цинка придает латуни лучшую прочность и гибкость.

Латунь бывает разных цветов. Хотя латунь обычно имеет ярко-золотистый цвет, цвет может варьироваться в зависимости от количества цинка. Он имеет хорошую прочность, но это мягкий металлический сплав. При увеличении количества цинка в латуни появляется серебристый цвет (5) .

Свойства латуни

1. Это металлический сплав, образованный смесью металлов.

Латунь не притягивается магнитами. Значит, это немагнитное вещество.

Его плотность составляет около 8,7 г/см³.

Температура плавления латуни от 900 до 945°

Это хороший проводник тепла.

Этот металлический сплав часто используется при изготовлении кастрюль, поскольку он также устойчив к бактериям.

Латунь прочнее чистой меди.

Его трение не может вызвать молнию.

Латунь бывает разных цветов: красный, желтый, золотой, коричневый, серебряный и т. д.

Легко отливается.

Что такое медь?

Медь представляет собой красновато-коричневый металл с блестящим внешним видом. Это чистый первичный металл без смешивания каких-либо других ингредиентов. Чистая медь очень мягкая и имеет свои яркие цвета. Валентность меди 2, 1. Атомный вес этого металла 63,5 г.

Обладает очень низкими магнитными свойствами. Но он может реагировать на магнит при контакте с огромным магнитным полем. Медь используется в производстве сплавов. Это очень драгоценный металл. Этот металл использовался с древних времен (1) .

Свойства меди

Физические

1. Медь является хорошим проводником тепла и электричества. Поэтому многие электрические провода содержат медь.

2. Это переходный металл.

3. Температура плавления и кипения меди 1084°С и 2567°С.

5. Расширяемый и надежный. В результате металл можно легко превратить в тонкий лист или проволоку.

6. Атомная масса этого металла 63,54. Он твердый при комнатной температуре.

7. Его атомный номер 29. Электронная конфигурация этого металла 2, 8, 18 и 1.

8. Плотность меди 8,96 г/см³.

9. Это мягкий и гибкий металл (1) и (2) .

Химические свойства меди

1. Реакция с воздухом

Медь не реагирует с сухим воздухом при нормальных температурах.

В присутствии кислорода при интенсивном нагревании меди образуется оксид меди черного цвета и оксид меди красного цвета.

2Cu + O₂ = 2CuO

4Cu + O₂ = 2Cu2O

2. Реакция замещения

В электрохимической системе при добавлении меди к водному раствору солей металлов металлы замещаются медью и выпадает в осадок, а медь растворяется с образованием аналогичной соли.

Например, ртуть или серебро осаждаются при добавлении меди к водному раствору соли ртути или серебра.

HgCl₂ + Cu = CuCl₂ + Hg↓

2AgNO3 + Cu = Cu (NO3)₂ + 2Ag↓

3. Реакция восстановления ионы.

2Cu + 2NO = 2CuO + N₂

2FexCl + Cu = CuCl₂+ 2FeCl₂

4. Реакция с кислотой

1. Реакция меди с H₂SO₄ дает сульфат меди и сернистый газ.

Cu + 2H₂SO4 = CuSO4 + SO₂ ↑+ 2H₂O

2. Нитрат меди и диоксид азота получают реакцией меди с теплой HNO₃.

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO3)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

5. Реакция с водой

Медь ни при каких обстоятельствах не вступает в реакцию с водой или паром.

6. Реакция со щелочью

Также не реагирует со щелочью ни при каких условиях (1) .

Источники меди

В природе встречается небольшое количество меди. Остальную медь извлекают из различных соединений. В Индии медь встречается в районе сингхбхум в Бихаре, Хазарибаге, Сантал-Парганасе, Тамилнаде, Сиккиме, Бутане, Раджастхане и т. д. Этот металл в основном встречается у Верхнего озера в Канаде и в горах Сибири.

Руда медная

Использование латуни

1. Музыкальные инструменты, электрические и водопроводные линии и т. д. изготовлены из латуни.

2. Латунь выглядит такой же яркой, как золото, поэтому латунь используется для изготовления украшений.

3. Различные статуэтки из латуни.

4. Также устойчив к бактериям. Поэтому его часто используют для изготовления посуды, тарелок и т. д.

5. Из латуни делались щиты, мечи, луки и стрелы.

6. Изделия из латуни также используются в отделке помещений. К ним относятся различные экспонаты, настенные коврики, цветочные горшки, различные виды стаканов, мисок и т. д.

7. Замок, шестерни, подшипники, клапан, опорные плиты и т. д. изготовлены из латуни (3) и (5) .

Использование меди

1. Это был один из первых металлов, используемых для изготовления монет.

2. Этот металл также используется в гальванике.

3. Является хорошим проводником тепла, поэтому используется в кухонной посуде, калориметрах и котлах.

4. Медь используется в строительстве зданий, производстве и передаче электроэнергии, производстве электронных изделий и транспортных средств.

5. Благодаря своей сверхпроводимости медь используется в производстве электрических проводов, динамо-машин, двигателей, трансформаторов и другого электрооборудования.

6. Из меди производятся различные сплавы, такие как латунь, бронза, нейзильбер и т. д.

7. Медь используется в электрических проводах, электроэлементах, электродвигателях, динамо-машинах и т. д. (2) и (4) .

Латунь против меди

Латунь — это сплав меди, а Медь — это металл. Таким образом, между латунью и медью наблюдаются некоторые различия. Сравнение латуни и меди обсуждается в таблице ниже.

Содержимое	Латунь	Медь
1. Определение	Латунь не является чистым металлом. Это сплав меди.	Медь — это чистый металл.
2. Цвет	Имеет разные цвета: красный, желтый, золотой, коричневый, серебряный и т. д.	Цвет этого металла красновато-коричневый.
3. Теплопроводность	Этот металл также является проводником тепла, но в меньшей степени, чем медь.	Отличный проводник тепла.
4. Температура плавления	Латунь имеет более низкую среднюю температуру плавления, чем медь. Температура плавления латуни составляет от 900 до 945°С.	Температура плавления меди 1084°C, что выше, чем у латуни.
5. Твердость	Тверже меди.	Медь мягче латуни.
6. Долговечность	Латунь — прочный и долговечный материал.	Менее прочный, чем латунь.
7. Гибкость	Он гибкий, но менее гибкий, чем медь.	Медь — гибкий металл.
8. Температура кипения	Этот металл имеет более низкую среднюю температуру кипения, чем медь. Температура кипения латуни 1100°С.	Температура кипения меди выше, чем у латуни (2562°С).
9. Прочность на растяжение	Прочность на растяжение латуни выше, чем у меди. Прочность на растяжение составляет 360 МПа.	Прочность на растяжение меди ниже, чем у латуни. Прочность меди на растяжение 210 МПа
10. Электропроводность	Электропроводность латуни ниже, чем у меди.	Медь обладает высокой электропроводностью.
11. Цена	Латунь менее ценна и дорога.	Это очень дорогой металл. Цена на медь выше, чем на латунь.
12. Масса	Легче меди.	Этот металл тяжелее латуни.
13. Яркость	Латунь ярче меди.	Медь менее яркая, чем латунь.
14. Обрабатываемость	Он показал меньшую обрабатываемость, чем медь.	Медь продемонстрировала большую обрабатываемость, поскольку она поддается ремонту, расширяется и эластична.
15. Предел текучести	Латунь имеет более высокий предел текучести, чем медь. Его предел текучести составляет 20300 фунтов на квадратный дюйм.	Предел текучести меди (4832 psi) меньше, чем у латуни.
16. Генерирует звук	Не дает искр при ударе.	Медь — это металл. Поэтому при ударе по нему раздается металлический звук (1) и (4) .

Вопросы и ответы

1. Как отличить латунь от меди?

Латунь – это сплав меди. Таким образом, эти сплавы идентифицируются по их свойствам. Такие как-

• Цвет

Латунь бывает разных цветов: красный, желтый, золотой, коричневый. Но медь красновато-коричневого цвета.

• Гибкость

Медь более гибкая, чем латунь.

• Яркость

Латунь ярче меди.

• Теплопроводность

Медь обладает отличной теплопроводностью. С другой стороны, латунь менее теплопроводна.

• Электропроводность

Электропроводность меди выше, чем у латуни.

Приведенные выше признаки помогают отличить латунь от меди.

2. Как отличить латунь от меди?

Медь — это чистый металл. С другой стороны, латунь представляет собой сплав меди, цинка и часто других металлов. Цвет латуни обычно достаточно отчетлив, чтобы отличить ее от меди. Цвет меди красновато-коричневый, а латунь другого цвета, например, красного, желтого, коричневого, серебряного и золотого.

3. Как отличить медь от латуни?

Сравнение меди и латуни описывается следующим образом:

• Медь тяжелее латуни.
• Латунь будет выглядеть более желтоватой из-за более высокого содержания цинка. Но медь красновато-коричневого цвета.
• Медь более гибкая, чем латунь.
• Латунь ярче меди.

4. Медная пластина или латунная .22 патрона, что лучше?

.22 кольцевого воспламенения был первым американским металлическим патроном. Латунь обладает свойствами, которые делают ее лучшим выбором для гильз. Медь – мягкий металл. Он используется для покрытия или покрытия. Таким образом, латунные .22 патрона лучше, чем медные.

5. Как отличить старинный медный картридж от латунного?

Латунь является более популярным материалом для изготовления картриджей, чем медь. Потому что латунь имеет лучшую коррозионную стойкость, чем чистый хлопок. Чистый хлопок мягкий и эластичный. Но латунь твердая и менее гибкая, чем медь. Картриджи обычно изготавливаются из желтой латуни. Он состоит из 70% меди и 30% цинка.

Автор: Маниша Бхарати

Ссылка

1. Л. Датта. Неорганическая химия: химические элементы и их соединения. Часть II. Новый книжный киоск, Калькутта. Глава: Группа IB (Группа 11), Медь, Серебро и Золото. № страницы: с 460 по 482.

Влияние рафинирования шлака на структуру и механические свойства латуни CuZn39Pb2

Реферат

Представленные в диссертации результаты показывают влияние вида и концентрации флюса, добавляемого в процессе выплавки свинцовой латуни, на ее структура, химический состав и механические свойства – твердость и прочность. Доказано положительное влияние процесса рафинирования и модифицирования на рафинирование, структуру, механические свойства, латунь, проявляющееся в улучшении механических свойств, а также повышении однородности структуры, химического состава и механических свойств по всему объему слитка. Определено влияние концентрации флюса на структуру и механические свойства сплава. Установлена ​​оптимальная концентрация флюса, улучшающая исследуемые свойства.

Введение

Благодаря своим свойствам латунь является одним из самых популярных сплавов. В работах [1,2,3] отмечены особые свойства сплава CuZn39Pb2. Они отличаются такими характеристиками, как масса, износостойкость, хорошая формуемость и высокая теплопроводность. Этот сплав наиболее часто используется в процессах механической обработки. Он обладает исключительными свойствами в отношении напряжений при формовании. В настоящее время рафинирование и модифицирование играют решающую роль в получении металлов и сплавов с хорошими механическими свойствами [1, 2, 4, 5, 6]. В работе [7] влияние CuZn39Представлено формирование пластика сплава Pb2 на его механические свойства. Исследования показали, что свинец практически нерастворим в медных сплавах. Используется для улучшения обрабатываемости латуни. Свинец может способствовать ухудшению пластичности латуни при низких и высоких температурах. Латунь и ее сплавы относятся к материалам, которые можно регенерировать (из отходов производства или лома). В зависимости от степени чистоты медного сплава и его химического состава он может быть выплавлен непосредственно или в процессе плавки должен подвергаться рафинированию и модификации [1, 6]. В работе указано, что для формирования структуры и свойств латуни необходимо проводить процессы рафинирования и модификации.

Модифицирование металлов и их сплавов микродобавками отдельных элементов позволяет положительно влиять на первичную структуру сплавов, получаемых в процессе затвердевания. Исследования авторов [1, 8, 9] показали значительную сложность процессов модифицирования латунных сплавов. В связи с защитой окружающей среды [1, 6, 9] для уменьшения количества вредных веществ, образующихся в процессе рафинирования и модификации, следует попытаться интенсифицировать воздействие химических веществ на сплав путем их соответствующего подбора [1]. , 6].

В работе [10] показано, что причиной снижения пластичности являются изменения в структуре латуни в виде включений и выделений на границах зерен. Анализы, проведенные в работе [11], показали, что изменения структуры сплава CuZn39Pb2 и условий исследования являются наиболее частыми факторами, влияющими на его износ.

Методика исследования

В исследованиях использовалась медь CuZn39Pb2. Его химический состав в соответствии со стандартом представлен в таблице 1.

Таблица 1 Химический состав латуни CuZn39Pb2

Полная таблица

В исследованиях использовался флюс Topbal Z. Topbal Z — флюс на основе бора, разработанный на заводе. Было три корюшки, соответствующие концентрации:

Выплавка производилась в промышленных условиях в тигельной индукционной печи Radyne 1500. Исходным сырьем был технологический лом от обработки удаления материала, содержащий смазочно-охлаждающую жидкость. Загрузка одной печи составляла 1200 кг.

Места в плавке, из которых были вырезаны образцы для исследований, представлены на рис. 1.

Рис. 1

Места отбора проб из корюшки

Увеличенное изображение

Структуру приготовленных микрошлифов исследовали на оптическом микроскопе AXIO Observer A1m в шести зонах с увеличением 50–1000х. Количественное и качественное исследование выполнено на сканирующем микроскопе JSM-5600LV фирмы JEOL, оснащенном рентгеноанализатором EDS 2000 фирмы IXRF SYSTEMS.

Прочностные испытания образцов из определенных плавок проводились на установке для испытаний на усталость INSTRON 8802 на образцах, отлитых в формы для литья под давлением. Твердость отдельных образцов определяли на твердомере Zwick/Roel ZHV10 с нагрузкой 200 г.

Результаты исследования

Пример структуры сплава с описанием фаз представлен на рис. 2. Исследование влияния рафинирования на структуру латуни дало результаты, представленные на рис. 3, проиллюстрированные примерами выбранные изображения выбранных зон. Микроструктура состоит из твердого раствора α, фазы β’ и удаления свинца.

Рис. 2

Структура образца сплава CuZn39Pb2

Увеличенное изображение

Рис. 3 фотографий в таблице можно заметить, что процесс рафинирования оказывает влияние на микроструктуру латуни CuZn39Pb2, такое как изменение размера удаления твердого раствора α, фазы β’ и размера удаления, а также расположение свинца . Использование флюса Topbal Z в процессе рафинирования приводит к гомогенизации структуры.

Ниже зоны 3 различия в структуре отдельных сплавов исчезают. Поэтому дальнейшие исследования и их анализ проводились только в зонах 1–3.

Видимые изменения микроструктуры наблюдаются для зоны 2 (0,15% Topbal Z), тогда как в зонах 3–6 структура однородная (анизотропные кристаллы). На наблюдаемых металлографических шлифах можно заметить, что абразии твердого раствора α и фазы β’ смешались. Смывы свинца выглядят мелкими и темными, располагаются равномерно по всему объему анализируемых зон, не образуя скоплений на границе твердого раствора α и фазы β’. В нерафинированном сплаве происходят выносы свинца, образующие кластеры на границе твердого раствора α и фазы β’, что отрицательно сказывается на механических свойствах сплава. Рост концентрации флюса влияет на увеличение объема слоя затвердевших кристаллов, что значительно повышает твердость поверхностного слоя.

Анализ химического состава образцов представлен на рис. 4–12.

Рис. 4

Анализ химического состава пробы плавки без флюса, зона 1

Рис. 5

Анализ химического состава пробы плавки без флюса, зона 2

Увеличить

Рис. 6

Анализ химического состава пробы плавки без флюса, зона 3

Увеличенное изображение

Рис. 7

Анализ химического состава пробы из корюшки 0,1% флюс, зона 1

Увеличенное изображение

Рис. 8

Анализ химического состава пробы из корюшки 0,1 % флюс, зона 2

Увеличенное изображение

Рис. 9

Анализ химического состава пробы корюшки 0,1 % флюс, зона 3

Увеличенное изображение

Рис. состав пробы из корюшки 0,15% флюс, зона 1

Увеличенное изображение

Рис. 11

Анализ химического состава пробы из корюшки 0,15% флюс, зона 2

Увеличенное изображение

Рис. 12

Анализ химического состава пробы из корюшки флюс 0,15%, зона 3

Разница в процентах основных элементов сплава для отдельных плавок, для образцов из разных участков слитка представлена ​​на рис. 13–15.

Рис. 13

Процентное различие элементов Cu в исследованных образцах

Увеличенное изображение

Рис. 14

Процентное различие элементов Zn в исследованных образцах

Увеличенное изображение

Рис. 15

Разница в процентах элементов Pb в исследованных образцах

Увеличенное изображение

Как показано на рисунках выше, рафинирование сплава способствовало повышению стабильности химического состава во всем объеме слитка. Наиболее близкий к нормативному и наиболее стабильный химический состав достигнут у флюса, добавляемого в расплав в концентрации 0,15 %.

Твердость конкретных образцов была измерена, и результаты показаны на рис. 16.

Рис. 16

Результаты измерения твердости образцов из отдельных зон в зависимости от условий плавки

Изображение в натуральную величину

Как видно на рис. твердость образцов из разных плавок. Наибольшая твердость в этой зоне, обнаруженная в образце, отлитом без флюса, обусловлена ​​увеличенной толщиной зоны затвердевших кристаллов. Повышенная твердость в зоне корки отливки (поверхностная зона отливки) может привести при механической обработке к более быстрому износу режущего инструмента. В остальных рассмотренных зонах значения твердости не показали существенных различий.

Результаты испытаний на прочность представлены на рис. 17.

Рис. 17

Результаты испытаний на прочность образцов из отдельных плавок

Увеличенное изображение

На основании данных, полученных при испытаниях на растяжение, можно констатировать, что материалы, образовавшиеся в процессе рафинирования, характеризуется более высокими прочностными показателями. Различия в параметрах прочностных свойств образцов из плавки с применением флюса незначительны. Однако они заметно выше параметров образца, созданного без каких-либо модификаций.

Выводы

В заключение проведенных исследований следует отметить значительное и положительное влияние флюса Topbal Z на процесс рафинирования и получаемые металлографические структуры, характеризующиеся более высокой однородностью и измельчением зерна. Его оптимальная концентрация составляет 0,1%. Выше этой концентрации описанные изменения менее значительны. Рафинирование способствовало также улучшению механических свойств за счет повышения прочности сплавов, полученных в результате рафинирования. С учетом дальнейшей механической обработки сплавов наиболее выгодным оказалось модифицирование сплава концентрацией флюса 0,1 % от шихты. Расширение поверхностного слоя, характеризующееся более высокой твердостью, что может привести к повышенному износу режущего инструмента, при этой концентрации не наблюдалось.

Наличие данных и материалов

Не применимо

Ссылки

1. Bydałek AW (1993) Próba analizowania zdolności rafinacyjnych reduktora w warunkach topienia mosiądzów. Arch Technologii Maszyn i Automatyzacji 12:7

   Google Scholar

2. Быдалек А.В., Быдалек А. (2014) Результаты процесса рафинирования латуни в восстановительных условиях. Arch Foundry Eng 14(1):21–24

   Артикул

   Google Scholar

3. Момени А., Эбрахими Г.Р., Фариди Х.Р. (2015) Влияние химического состава и технологических параметров на характеристики текучести сплавов свинцовистой латуни в горячем состоянии. Mater Sci Eng A 626: 1–8, ISSN 0921-5093. https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.12.016

   Статья

   Google Scholar

4. «>

   Кондрацкий М., Гавронск Й., Шайнар Й., Гжельчак Р., Подсядл К. (2002) Badanie procesu krystalizacji mosiądzu ołowiowego Mo59прзы помощи АТД. Арочный литейный завод 2(4) Nr 4 PAN – Катовице.

5. Рзадкош С., Зых Й., Гарбач-Клемпка А., Кранц М., Козана Дж., Пенькос М., Колчик Дж., Ямрозович Л. (2015) Медные сплавы в технологии литья по выплавляемым моделям. Металлургия. 54(1):293–296

   Google Scholar

6. Шлафка П., Быдалек А.В., Хольцер М., Волчинский В. (2016) Влияние ионных реакций на рафинирование вторичного сырья. Металлургия 55(4):609–612

   Google Scholar

7. Блаз Л., Кониор З., Майда Т. (2001) Структурные аспекты α/β превращения в горячедеформированном сплаве CuZn-39Pb3. J Mater Sci 36(15):3629–3363, ISSN: 00222461. https://doi.org/10.1023/A:1017988725494

   Статья

   Google Scholar

8. «>

   Ф. Романкевич, (1983) Modyfikacja meedzi i jej niektórych stopów w warunkach procesu metalurgicznego, Monografia nr 20, WSI Zielona Góra.

9. Romankiewicz F (2000) Modyfikacja miedzi i jej stopów, Komisja Nauki o Materiałach PAN Oddział w Poznaniu. Politechnika Zielonogurska, Zielona Góra

   Google Scholar

10. Шарифифар М., Акбари Мусави С.А.А. (2014) Деформация при растяжении и разрушение латунного сплава CuZn5 при высоких температурах. Mater Sci Eng A 594 (31): 118–124, ISSN 0921-5093. https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.11.051

    Статья

    Google Scholar

11. Bougoffa MSE, Bachir bey MN, Benouali C et al (2021) Сухое трение скольжения и поведение при износе CuZn39Pb2 и AA7075 в промышленных и лабораторных условиях. J Био Трибо Коррос 7:38. https://doi.org/10.1007/s40735-021-00475-x

    Статья

    Google Scholar

Скачать ссылки

Финансирование

M. R.D., K.K.D. и W.W. признаем финансовую поддержку программы министра науки и высшего образования Польши под названием «Региональная инициатива передового опыта» в 2019 г.–2022, проект №. 003/RID/2018/19.

Информация об авторе

Авторы и организации

1. Факультет машиностроения, Зелёногурский университет, ул. Licealna 9, 65-417, Zielona Góra, Poland

   Mariusz Jenek & Paweł Schlafka

Авторы

1. Mariusz Jenek

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

2. Paweł Schlafka

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

Вклады

Павел Шлафка: концептуализация, методология, исследование, формальный анализ, написание — исходный проект, написание — просмотр и редактирование, визуализация. Мариуш Йенек: написание — рецензирование и редактирование, надзор.

Автор, ответственный за переписку

Переписка с
Мариуш Дженек.

Декларация этики

Утверждение этики и согласие на участие

Все авторы подтверждают, что они не связаны и не участвуют в каких-либо организациях или организациях с какой-либо финансовой или нефинансовой заинтересованностью в предмете или материалах, обсуждаемых в этой рукописи. Авторы дают свое согласие на публикацию.

Согласие на публикацию

Неприменимо.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Дополнительная информация

Примечание издателя

Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате при условии, что вы укажете авторство оригинальный автор(ы) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения.