Латунь — определение, состав, свойства, применение
Латунь — это металлический сплав меди и цинка, содержащий следовые количества свинца, железа и других элементов.
Латунь обладает отличной устойчивостью к коррозии в морской воде, легко обрабатывается и формуется. Он также обладает биоцидным эффектом, что делает его отличным антибактериальным средством.
В этой статье мы обсудим, что такое латунь и различные виды латуни, а также их механические и химические свойства.
Что такое латунь?
Латунь — это металлический сплав меди и цинка, который обычно имеет золотисто-желтый цвет, но может быть ближе к красному, если в сплаве высокое содержание меди (известно как «красная латунь»).
Латунь известна своей превосходной обрабатываемостью, обрабатываемостью, а также антибактериальными характеристиками и характеристиками защиты от биологического обрастания.
Состав латуни
Латунь – это сплав цинка и меди. Точное количество меди и цинка будет определять тип латуни и ее соответствующие свойства.
В смесь могут быть добавлены дополнительные легирующие элементы для улучшения конкретных свойств. Например, свинец улучшает коррозионную стойкость и обрабатываемость, тогда как железо увеличивает твердость и облегчает ковку сплава.
Виды латуни
Существует множество различных латунных сплавов. Однако они мало различаются по элементному составу. Ниже перечислены некоторые часто используемые латунные сплавы:
- Сплав 260 (картриджная латунь): этот латунный сплав содержит примерно 70% меди и 30% цинка с примесями. Этот сплав обладает отличной способностью к горячей штамповке и легко подвергается холодной обработке.
- Сплав 280 (Muntz Metal): этот латунный сплав содержит примерно 60% меди и 40% цинка, а также следовые количества железа. Обычно металл Muntz использовался в качестве менее дорогой замены медного листа, который раньше помещался на корпуса лодок, чтобы предотвратить рост морских организмов, таких как ракушки, на корпусах.
- Сплав C360 (латунь для свободной обработки) : этот латунный сплав содержит примерно 60% меди, 35,5% цинка, до 3,7% свинца и следовые количества железа. Этот сплав является одним из самых легко поддающихся механической обработке материалов из всех латуней и классифицируется как имеющий 100% рейтинг обрабатываемости. Типичные области применения включают такие детали, как шестерни или втулки.
- Сплав 385 (архитектурная бронза): Несмотря на то, что его называют бронзой, латунь 385 представляет собой сплав, который содержит примерно 59% меди, 42% цинка и до 3,5% свинца. Это значительно улучшает его обрабатываемость и формуемость. Простота формования делает его популярным в качестве архитектурного материала, используемого для алюминиевых профилей.
- Сплав 464 (военно-морская латунь): этот латунный сплав содержит примерно 59% меди, 40% цинка и 1% олова с небольшим количеством свинца. Комбинация дает металл с исключительной коррозионной стойкостью. Приложения могут включать в себя различные фитинги, которые можно найти на палубе лодки.
Свойства латуни
В таблице 1 ниже перечислены механический и элементный состав наиболее распространенных латунных сплавов:
| Сплав 260 | Сплав 280 | Сплав 360 | Сплав 385 | Сплав 464 | |
|---|---|---|---|---|---|
|
Состав (мас.%) |
Cu: 68,5 — 71,5 Зн: 28,5 — 31,5 Fe <= 0,05 Pb <= 0,070 |
Cu: 59 — 63 Зн: 40 Fe <= 0,070 Pb <= 0,3 |
Cu: 60-63 Зн: 35,5 Fe <= 0,35 Pb <= 2,5-3,7 |
Cu: 55 — 59 Зн: 36,65-41,65 Fe <= 0,35 Pb <= 2,5-3,5 |
Cu: 55 — 59 Цинк: 36,65 — 41,65 Цинк Fe <= 0,35 Pb <= 2,5-3,5 |
|
Плотность (г/см3) |
8,53 |
8,39 |
8,49 |
8,47 |
8.41 |
|
Твердость по Роквеллу (F, B) |
54 Ф |
85 Ф |
78 Б |
65 Б |
55 Б |
|
Предел текучести (МПа) |
75 |
145 |
124-310 |
138 |
172-455 |
|
Предельная прочность на растяжение (МПа) |
300 |
370 |
338-469 |
414 |
379-607 |
|
Удлинение при разрыве (%) |
68 |
45 |
53 |
30 |
50 |
|
Модуль упругости (ГПа) |
110 |
105 |
97 |
— |
100 |
|
Обрабатываемость (%) |
30 |
40 |
100 |
90 |
30 |
Применения латуни
Латунь имеет широкий спектр применения благодаря своей превосходной обрабатываемости, коррозионной стойкости и антибактериальным свойствам. Некоторые из этих приложений перечислены ниже:
- Пулевые патроны
- Трубы
- Музыкальные инструменты
- Дверные ручки и петли
- Шестерни
- Судовые двигатели
- Инструменты
- Клапаны
- Фитинги
Насколько прочна латунь?
Некоторые марки латуни можно подвергать термической обработке, а это означает, что прочность латуни зависит от состава сплава и типа применяемой термической обработки.
Например, морская латунь может быть подвергнута холодной вытяжке и отожжена для достижения предела прочности при растяжении 580 МПа, что сравнимо с некоторыми марками стали.
Термообработанная латунь часто используется для корпусов клапанов из-за необходимости выдерживать высокое давление.
Преимущества латуни
Ниже перечислены некоторые общие преимущества использования латуни:
- Простота обработки: латунь является одним из самых простых материалов для обработки, особенно латунь, легко поддающаяся механической обработке, которая имеет рейтинг обрабатываемости 100%.
- Низкое трение: латунь имеет низкий коэффициент трения. Это делает его идеальным для скользящего износа.
- Антибактериальный: содержание меди в латуни убивает определенные виды бактерий. Это свойство делает его идеальным для использования в таких приложениях, как дверные ручки, для предотвращения переноса бактерий. Латунь также предотвращает биообрастание в морских условиях.
Недостатки латуни
Ниже перечислены некоторые распространенные недостатки использования латуни:
- Склонность к потускнению: латунь может почернеть из-за окисления, если за ней не ухаживать должным образом. Для предотвращения этого латунь может потребоваться покрыть прозрачным лаком.
- Негипоаллергенный: латунь может вызывать раздражение кожи у людей с чувствительной кожей из-за содержания меди или цинка, если, например, она не обработана должным образом лаковым покрытием.
- Высокая стоимость: по сравнению с другими распространенными металлами, такими как сталь, латунь дороже из-за высокого содержания меди. Медь — очень дорогой материал.
Максимальная температура латуни
В таблице 2 ниже приведены температуры солидуса (начала плавления) и температуры ликвидуса (окончания плавления) для некоторых распространенных марок латуни:
| Латунь | Точка плавления солидуса (°C) | Температура плавления ликвидуса (°C) |
|---|---|---|
|
Сплав 260 |
915 |
955 |
|
Сплав 280 |
900 |
905 |
|
Сплав 360 |
885 |
900 |
|
Сплав 385 |
875 |
890 |
|
Сплав 464 |
885 |
900 |
Безопасна ли латунь в использовании?
Да, латунь безопасна для использования в общем машиностроении, но не рекомендуется при контакте с кислой пищей (pH < 6).
Латунь токсична для некоторых микроскопических органических организмов из-за негативного воздействия ионов меди на различные микроскопические живые организмы.
Латунь также может вызвать аллергическую реакцию у людей с повышенной чувствительностью кожи.
В чем разница между медью, латунью и бронзой?
Все три обычно называют «красными металлами». Латунь и бронза содержат медь в качестве основного элемента.
Латунь содержит цинк в качестве основного вторичного элемента, а бронза обычно содержит олово в качестве вторичного элемента.
Бронза особенно устойчива к коррозии в морской воде, тогда как латунь обладает отличными свойствами низкого трения. Медь, с другой стороны, хорошо подходит для электрических применений из-за ее высокой проводимости.
В этой статье была представлена латунь, объяснено, что это такое, а также обсуждены способы ее использования и ее различные свойства.
