Твердость латунь: Латунь, свойства, характеристики — обзорная статья
Содержание
Латуни
Латуни
Латуни — двойные и многокомпонентные медные сплавы, в которых основной легирующий компонент — цинк.
По сравнению с медью латуни обладают более высокими прочностью, коррозионной стойкостью, литейными свойствами и температурой рекристаллизации. Это наиболее дешевые медные сплавы. Латуни широко применяют в машиностроении и многих отраслях промышленности.
Двойные (простые) латуни, содержащие 88—97% Cu, называют томпаком, а содержащие 79—86% Cu — полутомпаком. По структуре выделяют альфа-латуни, (альфа+ бетта)-латуни и бетта-латуни, причем альфа- и (альфа+ бетта)-латуни пластичны в холодном и горячем состоянии, бетта-латуни только при высоких температурах.
Медно-цинковые сплавы, легированные одним или несколькими элементами, называют специальными латунями. Наименование таких латуней дается по легирующим элементам, например, латунь, содержащую свинец, называют свинцовой.
Простые латуни маркируют буквой Л, за которой пишут содержание меди в %. В специальных латунях после буквы Л пишут заглавную букву дополнительных легирующих элементов и через тире после содержания меди указывают содержание вводимых элементов в процентах. В зависимости от способа обработки латуни подразделяют на деформированные и литейные. Последние могут изготовляться из вторичного сырья (вторичные литейные латуни). Из деформированных латуней изготовляют листы, ленты, полосы, прутки, трубы, проволоку и поковки; из литейных — фасонные отливки.
Основные легирующие элементы в специальных латунях—алюминий, железо, кремний, марганец, мышьяк, никель, олово, свинец. Алюминий, а также никель и олово повышают прочность, коррозионную стойкость латуни на воздухе, в морской атмосфере и морской воде, а также улучшает антифрикционные свойства. Железо измельчает зерно, повышает температуру рекристаллизации и твердость латуни. Кремний повышает прочность, коррозионную стойкость, антифрикционные свойства, а марганец — жаростойкость латуни.
Мышьяк предохраняет латунь от обесцинкования в агрессивных пресных водах при комнатной и повышенных температурах. Добавки никеля, мышьяка и железа к алюминиевым латуням повышают их стойкость к щелочам и разбавленным кислотам. Свинец, практически не растворимый в медной основе, располагается в виде дисперсных частиц в объеме зерен и по их границам. Свинец—своеобразная смазка, уменьшающая износ инструмента при обработке резанием латуни. Мелкая, легко отделяющаяся стружка, образующаяся при механической обработке, позволяет получать поверхность обрабатываемых изделий с параметрами низкой шероховатости.
Обрабатываемость резанием медных сплавов оценивается в процентах по отношению к обрабатываемости латуни марки ЛС 63-3, которая принимается за 100%.
Латуни, за исключением свинцовосодержащих, легко поддаются обработке давлением в горячем и холодном состоянии. Все они хорошо паяются твердыми и мягкими припоями и легче свариваются, чем медь. Следует иметь в виду, что латуни, содержащие более 15% цинка в холоднодеформированном состоянии, в том числе и после обработки резанием, склонны к самопроизвольному коррозионному растрескиванию при хранении, особенно во влажной атмосфере, содержащей сернистые газы или аммиак.
Для предохранения от растрескивания латунные полуфабрикаты и изделия подвергают низкотемпературному отжигу (250—300° С), при котором уменьшаются остаточные напряжения, но не снижается их прочность. Латуни, за исключением марки ЛАНКМц 75-2-2,5-0,5-0,5, упрочняют деформационным наклепом. Латунь последней марки —единственный дисперсионно-твердеющий сплав, упрочняемый в результате закалка и старения.
Плоский прокат выпускают в мягком (отожженном), полутвердом (обжатие 10—30%), твердом (обжатие 30-50%)» и особотвердом (обжатие более 60%) состоянии. В машиностроении применяют круглый и плоский прокат из латуней.
Латунь ЛС59-1В / Auremo
Латунь ЛО70-1
Латунь ЛМцА57-3-1
Латунь ЛМцАЖКС70-7-5-2-2-1
Латунь ЛМцЖ57-1,5-0,75
Латунь ЛМцКА58-2-1-1
Латунь ЛМцКНС58-3-1,5-1,5-1
Латунь ЛМцКНСА58-3-1,5-1,5-1
Латунь ЛМцСКа58-2-2-1-1
Латунь ЛМш68-0,05
Латунь ЛН65-5
Латунь ЛНКМц49-10-0,3-0,2
Латунь ЛНКоМц49-9-0,2-0,2
Латунь ЛНМц60-9-5
Латунь ЛО60-1
Латунь ЛО62-1
Латунь ЛКС65-1,5-3
Латунь ЛО90-1
Латунь ЛОК59-1-0,3
Латунь ЛОМНА49-0,5-10-0,4-0,4
Латунь ЛОМш70-1-0,04
Латунь ЛОМш70-1-0,05
Латунь ЛС58-2
Латунь ЛС58-3
Латунь ЛС59-1
Латунь ЛС59-1В
Латунь ЛС59-2
Латунь ЛС60-1
Латунь ЛС63-3
Латунь ЛС64-2
Латунь ЛС74-3
Латунь ЛА85-0,5
Латунь Л59
Латунь Л60
Латунь Л63
Латунь Л66
Латунь Л68
Латунь Л70
Латунь Л72
Латунь Л75мк
Латунь Л80
Латунь Л85
Латунь Л90
Латунь Л96
Латунь ЛА77-2
Латунь ЛА77-2у
Латунь ЛМц58-2
Латунь ЛАЖ60-1-1 (ЛАЖ60-1-1Л)
Латунь ЛАЖМцС52-2-1-1,5-1
Латунь ЛАМш77-2-0,04
Латунь ЛАМш77-2-0,05
Латунь ЛАН59-3-2
Латунь ЛАНКМц 75-2-2,5-0,5-0,5 (сплав 156)
Латунь ЛАФ94-0,5-0,15
Латунь ЛЖМц59-1-1
Латунь ЛЖС58-1-1
Латунь ЛК62-0,5
Латунь ЛК75В
Латунь ЛКАН80-1-1,9-5,8
Латунь ЛКАНМЦ75-2-2,5-0,5-0,5
Латунь ЛКБО62-0,2-0,04-0,5
Обозначения
| Название | Значение |
|---|---|
| Обозначение ГОСТ кириллица | ЛС59-1В |
| Обозначение ГОСТ латиница | LC59-1B |
| Транслит | LS59-1V |
| По химическим элементам | ЛPb59-1В |
Описание
Латунь ЛС59−1В применяется: для изготовления сортового проката (прутков), предназначенных для производства гаек, болтов, шестеренок, зубчатых колес, втулок методом механической обработки.
Примечание
Свинцовая латунь.
Стандарты
| Название | Код | Стандарты |
|---|---|---|
| Ленты | В54 | ГОСТ 15527-2004 |
| Прутки | В55 | ГОСТ 2060-2006, ГОСТ Р 52597-2006, ГОСТ 31366-2008 |
| Цветные металлы, включая редкие, и их сплавы | В51 | ГОСТ 28873-90 |
Химический состав
| Стандарт | P | Fe | Cu | Zn | Sb | Pb | Bi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ГОСТ 2060-2006 | ≤0.02 | ≤0.5 | 57-61 | Остаток | ≤0.01 | 0.8-1.9 | ≤0.003 |
Cu — основа.
По ГОСТ 15527-2004, ГОСТ 2060-2006 сумма прочих элементов должна быть ≤ 1,50 %. В латуни допускается массовая доля никеля до 1,0 % за счет массовой доли меди, которую не учитывают в сумме прочих примесей.
Механические характеристики
| Сечение, мм | σB, МПа | d5, % | d10 | Твёрдость по Бринеллю, МПа | HV, МПа |
|---|---|---|---|---|---|
| Прутки в состоянии поставки по ГОСТ 2060-2006 (образцы продольные) | |||||
| 10-50 | ≥360 | ≥22 | ≥18 | — | 80-140 |
| 55-180 | ≥360 | ≥22 | ≥18 | — | 70-140 |
| 3-50 | ≥330 | ≥25 | ≥22 | ≥80 | 80-140 |
| 13-20 | ≥390 | ≥15 | ≥12 | ≥100 | 121-170 |
| 21-40 | ≥390 | ≥18 | ≥15 | ≥100 | 121-170 |
| 3-12 | ≥410 | ≥10 | ≥8 | ≥100 | 121-170 |
| 3-12 | ≥490 | ≥7 | ≥5 | ≥130 | ≥171 |
Описание механических обозначений
| Название | Описание |
|---|---|
| Сечение | Сечение |
| σB | Предел кратковременной прочности |
| d5 | Относительное удлинение после разрыва |
| d10 | Относительное удлинение после разрыва |
| HV | Твёрдость по Виккерсу |
Физические характеристики
| Температура | Е, ГПа | r, кг/м3 | l, Вт/(м · °С) | R, НОм · м |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 105 | 8500 | 1047 | 66 |
Описание физических обозначений
| Название | Описание |
|---|---|
| Е | Модуль нормальной упругости |
| l | Коэффициент теплопроводности |
| R | Уд. электросопротивление |
Как проверить твердость латуни
Проверка твердости металла часто требуется для большинства производственных процессов почти в каждой отрасли. Однако вопрос о подходящем методе испытаний таких сплавов, как латунь, обычно вызывает споры. Причина в том, что инженеры и металлурги часто пытаются определить диапазон твердости таких материалов, как латунь, прежде чем они определят метод определения твердости, который может быть подходящим для нее. Следовательно, использование неправильного теста на твердость может привести к неточным результатам теста. Эта статья призвана показать вам самые популярные методы определения твердости, доступные для испытания металла, и то, что вам нужно учитывать при выборе лучших метод определения твердости для латуни. Без лишних слов, давайте углубимся.
I. Какова твердость латуни?
Твердость латуни просто означает ее устойчивость к приложению силы или нагрузки, которая может вызвать деформацию, вмятины или истирание ее поверхности.
Латунь часто используется для изготовления различных рабочих компонентов, и ее способность выдерживать нагрузки в конечном итоге определяет ее пригодность для использования.
II. Как определить твердость металла?
Определение твердости металла часто зависит от использования индентора с известной нагрузкой, действующей как сила удара по поверхности металлического материала. Измерение углубления, возникающего в результате удара, используется при расчете значения твердости такого металла.
III. Латунь тверже алюминия?
Латунь представляет собой комбинацию меди и цинка, причем медь составляет более 90% состава. В отличие от алюминия, мягкого металла в чистом виде, латунь обладает некоторой прочностью, даже будучи ковкой, и имеет значение твердости 60 по шкале твердости по Бринеллю, в то время как чистый алюминий имеет значение 15 по той же шкале, что указывает на то, что латунь тверже алюминия.
IV. Латунь тверже меди?
Если сравнить медь с латунью, обладающей почти такими же свойствами, вы обнаружите некоторые различия, особенно в их твердости.
По шкале твердости Бринелля чистая медь имеет значение твердости 35, что ниже 60 для мягкой латуни. Следовательно, латунь тверже меди.
V. Латунь тверже стали?
По шкале твердости по Бринеллю мягкая сталь имеет значение твердости 130, а твердость мягкой латуни — 60. Эти значения показывают, что сталь в самом мягком состоянии тверже латуни, что объясняет, почему сталь чаще используется в отраслях, где прочность и устойчивость к усилию являются критическими требованиями.
VI. Как проверить твердость латуни?
Стандартные отраслевые методы определения твердости, включая методы Роквелла, Бринелля или Виккерса, достаточны для латуни. Однако метод испытаний часто требует использования машины для определения твердости с индентором с приложением известных нагрузок, чтобы вызвать углубление на поверхности латунного материала. Измерение депрессии на поверхности материала помогает рассчитать значение твердости латуни.
VII.
Метод определения твердости латуни Hardness
Ниже приведены наиболее популярные методы определения твердости латуни в промышленности.
- Определение твердости по Роквеллу
Определение твердости по Роквеллу Метод использует машину для определения твердости по Роквеллу, оснащенную шариковым индентором из карбида вольфрама или алмазным индентором. Для шарикового индентора существует четыре различных размера, в то время как для алмазного индентора существует только один тип. Однако нагрузки, необходимые для проведения этого испытания, находятся в диапазоне от 15 до 150 кгс, что дает различное сочетание нагрузок и инденторов, что приводит к множеству шкал твердости. Процесс включает в себя приложение незначительной нагрузки, сначала вызывающей начальную депрессию, за которой следует большая нагрузка, которая в дальнейшем приводит к еще большей депрессии. Основная нагрузка снимается, и проводятся измерения конечного отпечатка, что помогает рассчитать значение твердости латуни.
- Испытание на твердость по Виккерсу
Для испытания на твердость по Виккерсу необходимая нагрузка варьируется от очень низких 10 гс до 100 кгс. Этот диапазон сил помогает измерять различную твердость материалов, от очень мягких до очень твердых. Индентор в данном случае представляет собой алмазный индентор пирамидальной формы, и измеряют ширину вдавливания, возникающего при его ударе о поверхность, для получения значения твердости латуни. Кроме того, для измерения этого отпечатка требуется оптический прибор.
- Испытание на твердость по Бринеллю
Во время этого испытания на твердость по Бринеллю вам потребуется твердосплавный шариковый индентор диаметром от 1 до 10 мм. Отпечаток, полученный в результате применения этого индентора, часто очень глубокий, так как он использует огромную нагрузку от 1 до 3000 кгс. Эта большая нагрузка делает этот тест пригодным для образцов латуни с большой площадью и шероховатой поверхностью.
