Латунь в таблице менделеева обозначение: Расшифровка марок латунных сплавов — МИР МЕТАЛЛА Тольятти

Области применения: Промышленность — литейные сплавы

Этот документ также доступен для печати в формате Adobe PDF.

Федеральные правила ограничивают допустимое количество свинца в питьевой воде. Эти правила, в свою очередь, установили потребность в сантехнических сплавах с пониженным содержанием свинца или без него, и EnviroBrass удовлетворяет эту потребность.

• Правило по свинцу и меди Агентства по охране окружающей среды США применяется к предприятиям общественного водоснабжения и устанавливает основу для мониторинга и контроля химического состава воды с целью снижения коррозионной активности воды. Коммунальные службы обязаны химически обрабатывать воду, которая достаточно агрессивна, чтобы выщелачивать избыточное количество меди или свинца из системы водоснабжения. Правило EPA установило «уровень действия» свинца в 15 частей на миллиард (млрд) при измерении в домашнем водопроводном кране по крайней мере в 90% домохозяйств, в которых должны применяться соответствующие меры по очистке воды.
• Поправки 1996 года к Закону о безопасной питьевой воде (SDWA) требовали от Агентства по охране окружающей среды (EPA) установить стандарт эффективности для ограничения выщелачивания свинца из оконечных устройств, предназначенных для раздачи воды для потребления человеком. Агентство по охране окружающей среды выбрало раздел 9 стандарта ANSI/NSF 61: «Компоненты системы питьевой воды — влияние на здоровье» в качестве стандарта производительности. Конечные устройства, на которые распространяются новые лимиты, включают кухонные, барные и туалетные смесители; питьевые фонтанчики; кулеры для воды; бытовые холодильники, льдогенераторы и диспенсеры для воды; а также остановки подачи и регулирующие клапаны конечных точек.

Красная латунь без содержания свинца (EnviroBrass C89510 и C89520) и желтая латунь (C89550) отливаются, обрабатываются, полируются и работают так же, как эквиваленты из свинцовой латуни.

Смесители, сертифицированные в соответствии со стандартом NSF 61, должны пройти тест, в ходе которого репрезентативные продукты наполняются испытательной водой с pH 8. Пробы воды берутся и анализируются на содержание свинца через определенные промежутки времени в течение 19 дней. Статистические тесты применяются к данным, чтобы гарантировать с 90% уверенностью, что 75% исследованных продуктов выделяют в воду не более 11 частей на миллиард свинца. Предел в 11 частей на миллиард в соответствии со стандартом NSF 61 ниже, чем 15 частей на миллиард Правил свинца и меди, поскольку EPA предполагает, что до 4 частей на миллиард свинца может быть получено из других источников. Судебное решение о согласии в соответствии с Предложением 65 Калифорнии установило еще более низкий предел содержания свинца в 5 частей на миллиард в Калифорнии, как это определено тем же протоколом испытаний Стандарта 61 NSF.

* Следовые количества до 0,25%

Почему свинец традиционно используется в сантехнике?

Свинец добавляется в водопроводную латунь для улучшения обрабатываемости и обеспечения герметичности. Традиционно литые красные и желтые латуни содержат в микроструктуре мелкодисперсные частицы свинца. Без улучшения обрабатываемости, которое стало возможным благодаря свинцу, латунные водопроводные изделия могли бы быть намного дороже из-за очень высоких затрат на механическую обработку.

Литые смесители и другие элементы сантехники традиционно изготавливались из свинцово-красной, полукрасной и желтой латуни. Самая распространенная сантехническая латунь C84400 (также известная как 81 Metal или 81-3-7-9).) содержит номинально 7% свинца. Самая популярная красная латунь, C83600 (85 Metal, 85-5-5-5), номинально содержит 5% свинца. Постоянные формы и литье под давлением компонентов сантехники также обычно изготавливаются из сплава желтой свинцовой латуни C85800, который номинально содержит 1,5% свинца. В отличие от красных латуней, которые представляют собой однофазные альфа-сплавы средней прочности, сплав С85800 прочнее как при комнатной температуре, так и при повышенных температурах, приближающихся к солидусу, из-за присутствия бета-фазы в альфа-матрице. Эти улучшенные механические свойства являются преимуществом не только при литье и механической обработке, но и при эксплуатации. Сплав C85800 имеет приятный светло-желтый цвет и хорошо полируется.

К сожалению, не все изделия из свинцовистой латуни соответствуют существующим стандартам. Чрезмерное выщелачивание свинца из литых изделий обычно связано с выделением свинца на внутренние (т. е. стержневые) поверхности, где его концентрация значительно выше, чем в отливке в целом. Смесителям и другим устройствам с большой внутренней поверхностью трудно соответствовать сертификационным требованиям стандарта NSF 61.

EnviroBrass (SeBiLOY)

Идея использования комбинации висмута и селена в качестве заменителя свинца была первоначально задумана Техническим центром ASARCO, Солт-Лейк-Сити, Юта. Этому предшествовали несколько лет исследований отраслевого консорциума, в который входили Ассоциация развития меди (CDA), Американское общество литейщиков (AFS), Производители латунных и бронзовых слитков (BBIM), Лаборатория технологии материалов CANMET, другие литейные заводы и производители воды. Исследования показывают, что комбинация висмута и селена оказывает такое же благотворное влияние на обрабатываемость, как и свинец. Кроме того, было обнаружено, что герметичность и другие литейные характеристики висмутово-селеновой латуни практически идентичны характеристикам обычных свинцовых сплавов.

Оптимизированные красные латуни, разработанные отраслевым консорциумом, имеют обозначения EnviroBrass (SeBiLOY) I и EnviroBrass (SeBiLOY) II. Им присвоены номера UNS C89510 и C89520 соответственно, и они могут использоваться всеми литейными предприятиями без ограничений. EnviroBrass (SeBiLOY) I содержит номинально 1% Bi и 0,5% Se; EnviroBrass (SeBiLOY) II содержит 2% Bi и 1% Se (см. Таблица 1 ).

Название SeBiLOY, которое отражает добавление селена и висмута в эти сплавы, ориентировано на литейное производство. Тем не менее, ввиду растущей осведомленности о здоровье и окружающей среде, принятие названия EnviroBrass должно обеспечить высокую степень признания производителями и покупателями смесителей, клапанов, счетчиков воды и других сантехнических устройств. SeBiLOY по-прежнему будет использоваться и иногда будет появляться отдельно или в скобках после термина EnviroBrass. Тем не менее, в этой и последующих публикациях предпочтение будет отдаваться EnviroBrass. Также была разработана желтая латунь с высоким содержанием цинка, получившая обозначение EnviroBrass III и получившая номер UNS 89.550. EnviroBrass III содержит до 1,2 % Bi и 0,1 % Se, плюс 0,5 % Al для улучшения текучести (см. Таблица 1 ). Подходит как для литья в постоянные формы, так и для литья под давлением.

Таблица 1 . Составы сплавов EnviroBrass I, EnviroBrass II и EnviroBrass III*

Элементы	Диапазон или макс.%
	EnviroBrass I	EnviroBrass II	EnviroBrass III
Медь	86,0-88,0	85,0-87,0	58,0-64,0
Олово	4,0-6,0	5,0-6,0	0,1-1,2
Свинец	0,25	0,25	0,1
Цинк	4,0-6,0	4,0-6,0	32,0-38,0
Висмут	0,5-1,5**	1,6-2,2***	0,6-1,2
Селен	0,35-0,75**	0,8-1,1***	0,01-0,1
Никель (включая кобальт)	1,0	1,0	1. 0.
Железо	0,2	0,2	0,5
Сурьма	0,25	0,25	0,05
Сера	0,08	0,08	0,05
Фосфор	0,05	0,05	00.01
Алюминий	0,005	0,005	0,1-0,6
Кремний	0,005	0,005	0,25
Сумма именованных элементов	99,5
* Cu + сумма названных элементов, 99,5% мин. ** Опыт показывает Bi:Se ≥ 2:1. *** Соотношение Bi:Se ≥ 2:1.

В EnviroBrasses намеренно не добавляется свинец. Заявленное содержание свинца, не более 0,25%. для EnviroBrass I, EnviroBrass II и 0,1% макс. для EnviroBrass III учитывает свинец, который может присутствовать в переработанных материалах, из которых обычно изготавливаются литейные сплавы. Однако даже при максимально допустимых уровнях содержание свинца в сплавах EnviroBrass достаточно низкое, чтобы соответствовать строгим требованиям стандарта 61 NSF по выщелачиванию свинца для большинства сантехнических устройств. Если требуется более низкое содержание свинца, это можно указать при заказе металла у поставщика слитков.

Отмеченные максимальные уровни содержания фосфора обычно связаны со сплавами красной латуни. Было показано, что более высокие уровни, примерно до 0,1% P, имеют преимущества, которые включают более высокий предел прочности при растяжении и относительное удлинение при растяжении.

Почему висмут и селен?

Висмут во многих отношениях очень похож на свинец. Он является соседом свинца в Периодической таблице элементов, а его температура плавления на 56 ° C (101 ° F) ниже, чем у свинца, что делает его поведение во время литья и затвердевания подобным свинцу. Как и свинец, висмут почти нерастворим в меди и медных сплавах. Кроме того, он приводит к тому, что стружка при механической обработке распадается на мелкие, легко удаляемые частицы, подобные свинцу.

В отличие от свинца, висмут не токсичен для человека, за исключением случаев употребления в пищу огромных доз. На самом деле, в течение многих лет его чаще всего использовали в качестве основного ингредиента в популярных желудочных препаратах.

Селен усиливает действие висмута в красной латуни; следовательно, он уменьшает количество висмута, необходимого для достижения желаемого улучшения свойств. С точки зрения здоровья селен, как и медь, является одним из важнейших питательных элементов. Животным, включая человека, требуется минимальное потребление селена (как и меди).

Механические свойства

Механические свойства сплавов EnviroBrass, содержащих висмут/селен, функционально эквивалентны стандартным сантехническим латунам. В частности, EnviroBrass I и EnviroBrass II демонстрируют механические свойства, включая твердость, которые аналогичны красной латуни, содержащей свинец, хотя и с несколько меньшей пластичностью при растяжении. Кроме того, EnviroBrass III по своим механическим свойствам близок к желтой свинцовой латуни. Пластичность EnviroBrass III немного ниже, чем у желто-свинцовистой латуни. Его прочность увеличивается, а пластичность снижается с увеличением содержания цинка и висмута. Это означает, что сантехнические изделия, которые в настоящее время изготавливаются из свинцовистой латуни, не должны радикально переделываться при литье из сплавов EnviroBrass. Механические свойства перечислены в Таблица 2 были получены из стандартных испытательных стержней, отлитых в соответствии с ASTM B208. Свойства традиционных свинцовых литейных латуней приведены для сравнения.

Обрабатываемость на уровне стандартных литейных латуней

Все отливки сантехники подвергаются механической обработке, а операции механической обработки увеличивают стоимость производства. Традиционные свинцовые сплавы для сантехники настолько хорошо поддаются механической обработке, что не всегда требуются смазочно-охлаждающие жидкости.

Использование сплава C36000, который в стандарте имеет рейтинг обрабатываемости 100 на основе требований к нагрузке на шпиндель для нескольких операций обработки (см. Таблица 3 ). EnviroBrass II имеет рейтинг обрабатываемости 85. Для простых операций сверления сплав EnviroBrass II с номинальным содержанием 2% Bi/1% Se фактически обрабатывается так же быстро, как красная латунь для свободной резки. EnviroBrass I немного труднее поддается механической обработке с рейтингом обрабатываемости 75. EnviroBrass III с 1,1% Bi достигает максимального рейтинга обрабатываемости (при сверлении) 97, но рейтинг снижается по мере уменьшения содержания висмута. При 0,7% Bi показатель обрабатываемости EnviroBrass III падает до 75.

Сантехнические изделия, отлитые из EnviroBrass II, могут обрабатываться на скоростях и подачах, очень похожих на те, которые используются для свинцово-красной или полукрасной латуни. В зависимости от конструкции детали и опыта может потребоваться некоторая корректировка практики. Кроме того, сантехнические изделия с неразъемными формами из EnviroBrass III можно обрабатывать практически так же, как и свинцово-желтую латунь, но с большей пользой для здоровья. Сплавы EnviroBrass не производят каких-либо значительных взвешенных в воздухе частиц, содержащих свинец, при сухой механической обработке.

В некоторых механических мастерских может наблюдаться более высокий износ инструмента при использовании EnviroBrass I и EnviroBrass II по сравнению с C83600 или C84400. Аналогично, при сравнении обрабатываемости EnviroBrass III с C85800 можно наблюдать несколько более высокие результаты износа инструмента. Причины до конца еще не изучены. Кажется, что это зависит от типа инструмента и операции обработки. Измерения показывают, что качество обработанной поверхности и отделка сплавов EnviroBrass такие же или лучше, чем у традиционных сплавов с содержанием свинца.

Сплавы EnviroBrass легко принимают блестящую отделку путем полировки и полировки. Цвет EnviroBrass I и EnviroBrass II почти идентичен цвету стандартных литейных сплавов из красной латуни. Цвет EnviroBrass III также почти идентичен литой желтой латуни, которая имеет приятный светло-желтый цвет. Совместимость полностью эквивалентна C83600, C84400 или C85800. Замена свинца висмутом и селеном не изменяет коррозионную стойкость латуни.

Отличные литейные свойства

Сплавы EnviroBrass не являются экзотическими лабораторными диковинками. Они были тщательно протестированы в коммерческих литейных цехах, и было обнаружено, что литейные свойства аналогичны свойствам свинцово-красной и желтой латуни. Их литейные характеристики приведены в таблице 4 .

Таблица 4 . Литейные характеристики сплавов EnviroBrass (2)

Сплав	Дроссинг	Пайка	Пайка	Влияние размера сечения на механические свойства
C83600	Низкий	Отлично	Хорошо	Большой
С84400	Средний	Отлично	Хорошо	Большой
EnviroBrass I C89510	Низкий	Отлично	Хорошо	Маленький
EnviroBrass II C89520	Низкий	Отлично	Хорошо	Маленький
С85800	Средний	Хорошо	Хорошо	Средний
EnviroBrass III	Средний	Хорошо	Хорошо	Средний
* Тест Рагона, см. S. Floreen & D.V. Рагоне, «Текучесть некоторых алюминиевых сплавов», AFS Trans. 65, 1957, 391-393. ** Couture & Edwards Test, см. A. Couture and J.O. Эдвардс, «Горячий разрыв медных сплавов», AFS Trans., 74, 1966, 709-721. Два приведенных значения представляют температуры заливки приблизительно 1170°C (2140°F) и 1225°C (2240°F) соответственно.

EnviroBrass I и EnviroBrass II:

• Это долгозастывающие сплавы, как и обычные красные латуни C83600 и C84400, хотя они имеют несколько более широкий диапазон замерзания. Температура ликвидуса для сплава 2% Bi/1% Se почти такая же, как у красных латуней. Таким образом, температура разливки аналогична температуре разливки свинцовых сплавов, хотя опыт литейного производства показывает, что добавленный перегрев около 150° F (83° C) часто полезен. Температура ликвидуса для сплава 1% Bi/0,5% Se примерно на 30°F (17°C) выше, и соответственно следует соблюдать более высокую температуру разливки.
• Как и свинцово-красная латунь, EnviroBrass I и EnviroBrass II также образуют трубу от 3,1% до 3,5% объема отливки.
• Усадка колеблется от 1,9% до 3,7%.
• Пористость минимальная, около 0,4%.
• Текучесть идентична текучести C84400 при перегреве 135°F (75°C), но несколько ниже, чем у красной латуни при высоких перегревах.
• Склонность к горячему разрыву при резких изменениях сечения резко снижается по сравнению с красной латунью, содержащей свинец.

EnviroBrass III:

• Имеет короткий диапазон замерзания 60°F (33°C), аналогичный диапазону свинцовистой желтой латуни.
• Тенденция трубопровода высокая.
• Диапазон усадки должен быть таким же, как у свинцово-желтой латуни (не измерено).
• Склонность к образованию пористости ниже, чем у латуни из желтого свинца.
• Склонность к образованию окалины увеличивается с содержанием висмута.
• Текучесть немного ниже, чем у свинцово-желтой латуни в аналогичных условиях литья.
• Композиции с содержанием висмута менее 1,2% не проявляли склонности к горячему разрыву при литье в постоянные формы. Это преимущество по сравнению с обычной свинцовистой желтой латунью (C85800), которая склонна к горячему разрыву в пределах своего номинального состава.
• Однако EnviroBrass III демонстрирует сильное горячее разрывание, когда перегрев превышает 234°F (130°C).
• Бор используется для измельчения зерна сплавов с низким содержанием олова, а цирконий выполняет ту же функцию в сплавах с высоким содержанием олова.
• Измельчение зерна улучшает как текучесть, так и сопротивление разрыву в горячем состоянии.

Польза для здоровья и окружающей среды

Сплавы EnviroBrass, C89510, C89520 и C89550, были разработаны, чтобы обеспечить сантехнику сплавами, которые будут работать так же хорошо или даже лучше, чем существующие материалы, при этом отвечая строгим требованиям действующих федеральных норм по качеству воды. Сплавы EnviroBrass прекрасно справляются со всеми этими задачами, но они также предлагают следующие значительные преимущества в области охраны окружающей среды, здоровья и безопасности для литейщиков и производителей сантехники:

• Незначительное содержание свинца в сплавах EnviroBrass резко снижает уровень содержания свинца в литейных песках и пыли рукавных фильтров. Воздействие переносимого по воздуху свинца на литейщиков резко ниже, а затраты на рекультивацию и утилизацию песка могут быть ниже.
• Уровни содержания свинца в воздухе в механических цехах снижаются, когда сплавы EnviroBrass используются вместо обычных сплавов на основе свинца. Особенно это касается обработки всухую. Соответственно уменьшается воздействие свинца на рабочих.
• Во всех случаях может больше не понадобиться специальное оборудование для очистки воздуха и средства защиты от вдыхания рабочих, а более здоровая рабочая среда может отразиться на более низких страховых расходах.

Короче…

Сплавы

EnviroBrass I (C89510), II (C89520) и III (C89550) предлагают литейной промышленности современные, экологически безопасные сплавы, отвечающие строгим требованиям действующих норм чистоты воды. Сплавы обладают хорошей прочностью, отличными литейными характеристиками и высокой обрабатываемостью. Чрезвычайно низкое содержание свинца позволяет снизить затраты как в литейном, так и в механическом цехах.

Заглядывая вперед…

В отношении любого из сплавов EnviroBrass не взимается ни роялти, ни лицензионный сбор. EnviroBrass II (C89520) соответствует спецификациям ASTM B 30 и B 584. На момент публикации этого листа данных сплава действия ASTM в отношении EnviroBrass I и III находились в стадии реализации. Такие изделия, как сантехника и смесители, изготовленные из отливок EnviroBrass, будут предлагаться потребителям как «сделанные из EnviroBrass».

Эта публикация, основанная на имеющихся данных, подготовлена ​​для ознакомления и использования профессионалами отрасли. CDA не несет никакой ответственности в связи с этой публикацией и не дает никаких гарантий в отношении информации, содержащейся в ней.

Типы металлов и их применение

Сколько существует типов металлов?

По данным Королевского химического общества, в таблице Менделеева 94 металла, и каждый из них можно классифицировать по-разному. Однако наиболее распространена классификация по содержанию железа.

По содержанию железа металлы можно разделить на три категории:

• Черные (содержат железо)
• Цветные (не содержащие железа)
• Сплавы (содержит несколько металлов и других элементов)

Все типы металлов обладают уникальными свойствами, и в зависимости от их температуры плавления, плотности и ковкости одни лучше подходят для определенных целей, чем другие. Ниже мы расскажем об использовании и применении трех наиболее распространенных типов металлов, используемых в промышленности, а также их сплавов.

Сталь

Сталь – самый распространенный металл в современном мире. Это сплав железа, обычно состоящий из 99% железа и 1% углерода. Хотя сталь не является самым прочным металлом на земле (такое название получил вольфрам), она менее хрупкая и более податливая, чем некоторые из ее более прочных аналогов, что делает ее идеальной для промышленного использования.

1% углерода, содержащегося в сплаве, позволяет большинству сталей сохранять прочность железа, делая их менее тяжелыми, менее плотными и менее уязвимыми к коррозии.

Использование и применение стали

Ежегодно производители производят почти два миллиарда тонн стали 3500 различных марок. В зависимости от марки сталь можно использовать для проектов любых размеров, от небоскребов до хирургических инструментов. Он относительно недорог в производстве, что делает его идеальным для массового производства.

Единственным недостатком использования стали является то, что большинство марок подвержены окислению и могут ржаветь, если их не защитить или не очистить.

Сплавы и композиции стали

Существует три основных типа стали:

• Углеродистая сталь: Углеродистая сталь, самая основная из трех типов, обычно изготавливается исключительно из углерода и железа. В зависимости от процентного содержания углерода ее можно разделить на низко-, средне- и высокоуглеродистую сталь. Чем выше процент углерода, тем прочнее и дороже сталь.
• Легированная сталь: Легированная сталь — это общий термин для любой стали, модифицированной добавлением другого элемента наряду с углеродом и железом. Это делает сталь настраиваемой для проекта. Наиболее распространенными модифицирующими элементами являются марганец, ванадий, никель, вольфрам и хром (из которого делают нержавеющую сталь)

.

• Нержавеющая сталь: Нержавеющая сталь изготавливается специально для обеспечения коррозионной стойкости. Добавление хрома к соотношению железо/углерод создает небольшой барьер на площади поверхности металла при его коррозии, который защищает саму сталь. Нержавеющая сталь используется во многих высококонтактных приборах и инструментах, включая хирургические инструменты и столовые приборы.

Медь

Хотя медь не так популярна, как сталь, она используется в промышленном производстве уже более 6000 лет. По сравнению с другими металлами медь является проводником с высокой электропроводностью, высокой теплопроводностью и в значительной степени устойчива к коррозии. Но, несмотря на свои многочисленные преимущества, медь в настоящее время обычно заменяют алюминием и пластиком в массовом производстве из-за их более низкой цены.

Использование/Применение

Медь в основном используется сегодня в электронике, трубопроводах и телекоммуникационных компонентах, но широко используется во всем мире в артефактах от горшков до Статуи Свободы. Неагрессивные свойства меди делают ее чрезвычайно долговечной и не требующей особого ухода.

Медные сплавы и композиции

Медные сплавы чаще используются в промышленном производстве, чем чистая медь, и каждый из них обладает положительными качествами чистой меди наряду со своими уникальными преимуществами.

Латунь

Латунь представляет собой медный сплав, созданный с добавлением от 10% до 20% цинка. Добавление цинка делает латунь более податливой версией меди. Латунь обычно используется в ювелирных изделиях, искусстве, музыкальных инструментах, теплообменниках и патронах для боеприпасов.

Бронза

Бронза в основном изготавливается с добавлением олова и фосфора, но также может быть изготовлена ​​из свинца, цинка или алюминия. Бронза, изготовленная из олова и фосфора, обладает большой пластичностью, которая со временем затвердевает и используется для таких изделий, как пружины, листы, насосы и подшипники. Бронза, изготовленная из алюминия, чрезвычайно термостойкая и встречается в монетах, деталях кораблей, морском оборудовании и клапанах.

Железо

Железо может быть основным компонентом стали, но оно также обладает широким спектром полезных свойств в чистом виде. Поскольку 5% земной коры состоит из железа, этот металлический компонент легко найти и, следовательно, он недорог в реализации. Учитывая прочность, стоимость и универсальность железа, неудивительно, что 90% производимых металлов основаны на железе.

Использование и применение железа

Чистое железо широко используется в кухонной посуде, тепловыделяющих приборах (таких как печи) и тяжелом оборудовании. Высокая температура плавления и высокая жесткость обеспечивают стабильность и безопасность в условиях высоких температур.

Железные сплавы и композиции

Существует более двух десятков железных сплавов, используемых в промышленном производстве, но есть два основных типа и метода получения железа, в зависимости от использования: 

• Кованое железо: Кованое железо состоит из чистого железа с 1-2% непреднамеренных побочных продуктов плавки, содержащих кремний, серу, фосфор и алюминий. Он очень податлив и создается путем нагревания, а затем формирования кусков железа.
   
• Чугун: Чугун (часто используемый в высококачественной посуде) также обычно называют серым чугуном и содержит от 2% до 4% углерода, а также небольшое количество кремния и марганца. Чугун крепок, но он сломается раньше, чем согнется или растянется.

Mead Metals — ваш эксперт

Для каждого проекта используется определенный тип металла, который лучше всего подходит для его успеха. Mead Metals предлагает широкий ассортимент сталей, меди, латуни и бронзы, а также инструменты, необходимые для определения размера, формы и резки ваших материалов.