Сплав латуни состав: Характеристики латуни, какой крепеж есть из латуни и где он применяется

Описание влияния цинка на свойства латуней позволяет создать сплав с необходимыми физико-химическими и механическими свойствами.

Латунь представляет собой металлический сплав на основе меди и цинка. Последний элемент используется в качестве легирующей добавки, и от его содержания зависят свойства сплава. При концентрации цинка в сплаве в количестве 6% – 20% он называется томпаком, а при его повышенном содержании, доходящем до 35%, латунь принято называть желтой. Максимально допустимая концентрация легирующей добавки в латуни не может превышать 43%.

Классификация латуней

Чтобы корректно описать влияние цинка на свойства латуней, необходимо привести классификацию сплавов:

• Двухкомпонентные латуни: в составе сплава присутствуют только основные элементы – медь и цинк в разном процентном соотношении.
• Многокомпонентные сплавы: помимо основных ингредиентов, в состав металла вводятся дополнительные легирующие добавки, изменяющие его физико-химические свойства.

Таким образом, при получении готового металла с нужными характеристиками, с учетом изменения концентрации только цинка, речь идет о двухкомпонентных сплавах или простых латунях.

Влияние цинка на свойства латуней

Изменение концентрации цинка в составе простых латуней называется фазовым составом металла, который вызывает следующие изменения физико-химических свойств двухкомпонентных сплавов:

• Вне зависимости от концентрации цинка при его добавлении до предельного показателя 45%, прочность сплава неизбежно растет. Но при превышении этого значения она начинает резко падать, вплоть до хрупкого разрушения материала под незначительной нагрузкой.
• При введении доли цинка до 30% сохраняется ковкость и пластичность латуни.
• Предел пластичности металла достигается при введении в состав меди цинка до 37-38%, после чего материал плохо поддается механической обработке и, чаще всего, используется при изготовлении гаек и резьбовых соединений для сантехнической промышленности.
• Для производства латунной проволоки, прутков и прочих элементов, эксплуатация которых подразумевает холодную деформацию, применяется латунь марки Л63. Является двухкомпонентным составом с процентным содержанием цинка не более 32-35%. Недостаток данной марки заключается в потере эксплуатационных свойств при нагреве материала выше 300оС. В научной терминологии такие латуни называются a сплавами.
• Для увеличения пластичности сплава при повышенном содержании цинка (до 40%) используется марка латуни ЛС59-1. Ковкость металлу при нагреве дает минимальное содержание свинца в качестве легирующего элемента. Металл с такими характеристиками называется b сплавом.

Благодаря усилиям работников металлургической индустрии применение латуни в современном промышленном производстве практически не ограничено. Латунь активно используется в тяжелом машиностроении, входит в состав большинства высокоточного оборудования, широко применяется при производстве элементов отопления и водоснабжения.

Изменение доли цинка в сплаве позволяет достичь простоты в обработке и улучшения прочностных показателей готовых изделий. По статистике, латунь является самым часто используемым сплавом на основе меди.

Латуни и бронзы – НКП «ЦРЦ»

Сплавы с цинком и немного истории

Уже упоминалось, что история элемента с атомным номером 30 достаточно путана. Но одно бесспорно: сплав меди и цинка — латунь — был получен намного раньше, чем металлический цинк. Самые древние латунные предметы, сделанные примерно в 1500 г. до н. э., найдены при раскопках в Палестине.

Приготовление латуни восстановлением особого камня — χαδμεια (кадмея) углем в присутствии меди описано у Гомера, Аристотеля, Плиния Старшего. В частности, Аристотель писал о добываемой в Индии меди, которая «отличается от золота только вкусом».

Действительно, в довольно многочисленной группе сплавов, носящих общее название латуней, есть один (Л-96, или томпак), по цвету почти неотличимый от золота. Между прочим, томпак содержит меньше цинка, чем большинство латуней: цифра за индексом Л означает процентное содержание меди. Значит, на долю цинка в этом сплаве приходится не больше 4%.

Можно предполагать, что металл из кадмеи и в древности добавляли в медь не только затем, чтобы осветлить ее. Меняя соотношение цинка и меди, можно получить многочисленные сплавы с различными свойствами. Не случайно латуни поделены на две большие группы — альфа и бета-латуни. В первых цинка не больше 33%.

С увеличением содержания цинка пластичность латуни растет, но только до определенного предела: латунь с 33 и более процентами цинка при деформировании в холодном состоянии растрескивается; 33%Zn — рубеж роста пластичности, за которым латунь становится хрупкой.

Впрочем, могло случиться, что за основу классификации латуней взяли бы другой «порог» — все классификации условны, ведь и прочность латуней растет по мере увеличения в них содержания цинка, но тоже до определенного предела. Здесь предел иной — 47—50% Zn. Прочность латуни, содержащей 45% Zn, в несколько раз больше, чем сплава, отлитого из равных количеств цинка и меди.

Широчайший диапазон свойств латуней объясняется прежде всего хорошей совместимостью меди и цинка: они образуют серию твердых растворов с различной кристаллической структурой. Так же разнообразно и применение сплавов этой группы. Из латуней делают конденсаторные трубки и патронные гильзы, радиаторы и различную арматуру,    множество других полезных вещей – всего не перечислить.

И что здесь особенно важно.   Введенный в разумных пределах цинк всегда улучшает механические свойства меди (ее прочность, пластичность, коррозионную стойкость). И всегда при этом он удешевляет сплав — ведь цинк намного дешевле меди. Легирование делает сплав более дешевым — такое встретишь не часто.

Цинк входит и в состав другого древнего сплава на медной основе. Речь идет о бронзе. Это раньше делили четко: медь плюс олово — бронза, медь плюс цинк — латунь. Теперь «грани стерлись». Сплав ОЦС-3-12-5 считается бронзой, но цинка в нем в четыре раза больше, чем олова. Бронза для отливки бюстов и статуй содержит (марка БХ-1) от 4 до 7% олова и от 5 до 8% цинка, т. е. называть ее латунью оснований больше — на 1 %. А ее по-прежнему называют бронзой, да еще художественной…

До сих пор мы рассказывали только о защите цинком и о легировании цинком. Но есть и сплавы на основе элемента № 30. Хорошие литейные свойства и низкие температуры плавления позволяют отливать из таких сплавов сложные тонкостенные детали. Даже резьбу под болты и гайки можно получать непосредственно при отливке, если имеешь дело со сплавами на основе цинка.

Растущий дефицит свинца и олова заставил металлургов искать рецептуры новых типографских и антифрикционных сплавов. Доступный, довольно мягкий и относительно легкоплавкий цинк, естественно, привлек внимание в первую очередь. Почти 30 лет поисковых и исследовательских работ предшествовали появлению антифрикционных сплавов на цинковой основе. При небольших нагрузках они заметно уступают и баббитам и бронзам, но в подшипниках большегрузных автомобилей и железнодорожных вагонов, угледробилок и землечерпалок они стали вытеснять традиционные сплавы. И дело здесь не только в относительной дешевизне сплавов на основе цинка. Эти материалы прекрасно выдерживают большие нагрузки при больших скоростях в условиях, когда баббиты начинают выкрашиваться…

Цинковые сплавы появились и в полиграфии. Так, наряду с сурьмяно-оловянно-свинцовым сплавом — гартом для отливки шрифтов используют и так называемый сплав № 3, в котором содержится до 3% алюминия, 1,2—1,6% магния, остальное цинк.

Ресурсы

: Стандарты и свойства — микроструктуры меди и медных сплавов: кремниевая латунь

Силиконовые латуни относятся к подгруппе высокопрочных латуней. Эти материалы содержат менее 20% цинка и менее 6% кремния. Силиконовые латуни упрочняются твердым раствором. Эти кремниевые латуни обычно выбирают из-за их высокой прочности и умеренно высокой коррозионной стойкости. Электропроводность кремниевой латуни намного меньше, чем у нелегированной меди. Силиконовая красная латунь используется для штоков клапанов, где коррозия и высокая прочность имеют решающее значение. Красная латунь из кованого кремния имеет обозначение UNS C69.400 через C69710. В эту категорию входят кремниевые красные бронзы. Эти сплавы аналогичны кремниевой красной латуни, за исключением того, что они содержат очень низкие концентрации цинка. Сплавы кремниевой красной бронзы обозначаются UNS от C47000 до C66100. Литая кремниевая красная латунь имеет марки C87300 — C87900. Отливки из кремниевой латуни обладают умеренной прочностью и очень хорошей устойчивостью к водной и атмосферной коррозии. Они используются в таких приложениях, как подшипники, шестерни и компоненты насосов и клапанов сложной формы.

Силиконовые красные латуни представляют собой однофазные сплавы. Содержание цинка и кремния в кремниевых латунях и бронзах достаточно низкое, чтобы легирующие элементы оставались в твердом растворе. В микроструктуре литого материала присутствуют сердцевинные дендриты твердого раствора альфа-меди, содержащие цинк и кремний. Образование сердцевины происходит из-за того, что сплавы затвердевают в широком диапазоне температур, что способствует сегрегации легирующих элементов. Состав цинка и кремния изменяется от нуля в центре дендрита до максимума на внешнем крае. Последующая обработка и отжиг разрушают дендриты и приводят к образованию структуры, состоящей из равноосных сдвоенных зерен альфа-твердого раствора. Микроструктура деформируемых материалов состоит из равноосных сдвоенных зерен твердого раствора альфа-меди.

Микроструктура свинцово-кремниевой красной латуни аналогична бессвинцовым сплавам за исключением частиц свинца, распределенных по границам зерен и междендритным участкам. Свинец затвердевает в виде глобул на границах зерен, потому что он практически нерастворим в твердой меди.

ПРИМЕЧАНИЕ. Размер файла Увеличенный и Наибольший Вид микрофотографий существенно больше, чем показанная миниатюра. Увеличенный вид 9Изображения 0013 имеют размер от 11 КБ до 120 КБ в зависимости от изображения. The Largest View Изображения имеют размер от 125K до почти 500K.

Точный состав латуни ________ОпцииA.

Cu = 80 %, Zn = 20 %B.Cu = 90 %, Zn = 10 %C.Cu = 80 %, Sn = 20 %D.Cu = 80 %, Zn = 10 %, Sn = 10 %

Last updated date: 08th Mar 2023

•

Total views: 204.3k

•

Views today: 5.86k

Answer

Verified

204.3k+ views

Hint: An alloy is a материал, состоящий из двух или более металлов, смешанных вместе. Комбинации металлов и других материалов также могут использоваться для создания сплавов. Однородная смесь двух или более металлов или металла и неметалла может быть известна как сплав.

Полный ответ:
Сплав – это материал, состоящий из двух или более металлов, смешанных вместе. Комбинации металлов и других материалов также могут использоваться для создания сплавов. Однородная смесь двух или более металлов или металла и неметалла может быть известна как сплав.
Медь и цинк используются для изготовления латуни. Латунь прочная и долговечная благодаря сочетанию этих металлов. Латунь используется для дверных ручек и высококачественных замков. Cu (80%) и Zn (20%) являются двумя наиболее важными компонентами латуни. Однако следовые количества Al, Ni и Mn, а также незначительные количества Sn (0-6 %) и Pb (0-2 %), Fe (0-1 %), иногда следы Al, Ni, и Mn могут присутствовать.
Латунь — это медно-цинковый сплав с высоким соотношением меди и цинка. Пропорции меди и цинка варьируются для производства различных видов латуни. Современная латунь состоит из 67 процентов меди и 33 процентов цинка. Концентрация меди будет варьироваться от 55 до 95 процентов по весу, а концентрация цинка — от 5 до 45 процентов. Свинец часто наносится на латунь в концентрации около 2%. Добавление свинца в латунь повышает ее обрабатываемость. Также в латуни со сравнительно низким средним содержанием свинца часто происходит значительное выщелачивание свинца. Музыкальные инструменты, пистолетные гильзы, радиаторы, архитектурная отделка, трубы, винты и декоративные элементы — все это сделано из латуни.