Где используется латунь

Каковы преимущества латуни?

Материал латунь – свойства и применение. Чем хороша латунь?

Латунь – хорошо известный и любимый сплав за его цвет и блеск, часто называемый "золотой медью". Этот металл не боится коррозии и окисления, практически не подвержен влиянию времени, долговечен и износоустойчив. Изделия из латуни применяются в различных областях жизни и являются одними из самых прочных и надежных продуктов металлургии. Основными легирующими элементами являются медь (более 50%) и цинк, но также добавляются алюминий, никель, олово и другие металлы. В результате цвет латуни варьируется от темно-желтого до золотистого, а иногда имеет зеленоватый блеск.

Первыми металлами, использованными человеком в древности, были медь и золото, которые в чистом виде были очень мягкими, и область их применения была довольно ограниченной. Медь широко использовалась древними людьми для изготовления оружия, украшений, сосудов и статуй.

Чтобы улучшить свойства и характеристики металлов, человек придумал смешивать их между собой. Известно, что способ получения латуни был открыт около 1400 года до нашей эры, а ее массовое использование началось в первом веке до нашей эры в Римской империи (из латуни печатали монеты). Согласно археологическим данным, сплав издавна использовался в Индии, Китае и Греции. В древние времена латунь была третьим по ценности металлом после серебра и золота. Однако метод получения латуни был запатентован только 13 июля 1781 года в Англии Джеймсом Эмерсоном.

Характеристики латуни

Основой латунного сплава являются медь и цинк. Традиционные составы содержат до 70% меди и до 30% цинка. Технические сорта латуни могут содержать до 48-50% цинка. По составу латунь бывает простой (двухкомпонентной) и специальной (многокомпонентной). Металл имеет желто-золотистый оттенок, поэтому материал часто используется для изготовления художественных украшений и сувениров. Латунь очень пластична и обладает антифрикционными свойствами. Специфика ее физических свойств позволяет проводить защитную металлообработку: полировку, ковку и газовую сварку, а также пластическую деформацию.

Латунь не ферромагнитна и не притягивается магнитами.

Что такое латунь?

Это один из сплавов на основе меди, известный наряду с бронзами – алюминиевой, свинцовой, кремниевой и др.

• Его основной компонент – медь, второй – всегда цинк.
• Кроме того, в состав могут входить различные дополнительные компоненты – тот же свинец, олово, кремний.

В этом видео вы узнаете, как варить латунь:

Понятие и характеристики

Сплав – это макроскопический однородный материал, состоящий в основном из металлических элементов. Он отличается от материи наличием свойств, обеспечиваемых микроструктурой и кристаллическим строением фаз. Например, электро- и теплопроводность, присущая металлам, всегда является свойством сплава. Однако физические свойства могут меняться в зависимости от внешних условий, если одна или другая фаза становится доминирующей.

• Например, в случае с латунью увеличение содержания цинка оказывает нелинейное влияние на свойства сплава. Цинк растворяется в меди до 39%. До этого значения сплав имеет хорошо выраженную структуру и обладает высокой пластичностью при относительно низкой прочности. Когда содержание цинка увеличивается, он больше не может растворяться. В результате появляется другая кристаллическая фаза, которая обеспечивает снижение пластичности и повышение прочности.
• Эта особенность всех сплавов, не только латунных, требует особого внимания к составу. Латунь с содержанием меди 75% легко деформируется без нагрева и идеально подходит для изготовления ювелирных изделий. Латунь с содержанием меди 58% уже не деформируется, но идеально подходит для производства литья.
• В целом, все медные сплавы делятся на латуни, бронзы и припойные сплавы. Бронзы – это композиции, состоящие в основном из меди и олова, а также бериллия и алюминия, в то время как латуни состоят из меди и цинка. Паяльные сплавы могут иметь сложный состав. Однако, хотя отличить этот материал от припоя несложно, его можно спутать с бронзой.

Структура и состав

Как и в случае с другими сплавами, свойства материала зависят от его состава и фазового состояния. Различия настолько велики, что делают латунь разных марок незаменимой.

Различают 2 вида сплава: двухкомпонентный и многокомпонентный.

• ДвухкомпонентныеЛатунные сплавы являются бинарными, т.е. состоят из 2 металлов. Примеси могут присутствовать, но не в такой степени, чтобы не влиять на качество. Основной из них является медь, поэтому, например, на этикетке указывается только доля меди, а доля цинка просто вычисляется. Свойства такого сплава во многом определяются фазовым составом.

• Например, латунь с содержанием цинка до 39% содержит только одну фазу – α-фазу. Такой сплав характеризуется высокой пластичностью, но его прочность относительно низка.
• При увеличении доли цинка этот металл не может полностью раствориться в меди, поэтому появляется β-фаза. Пластичность снижается, но прочность быстро возрастает до содержания цинка 45%, а затем снова снижается.

Другая классификация относится к способу обработки сплава.

• ДеформируемыйЛатунь, т.е. латунь, которую можно деформировать в холодном состоянии. Такие латунные сплавы производятся в виде листов, прутков и проволоки, которые затем используются для изготовления всевозможных труб.
• Литье – Сплавы лиатуни, которые при литье деформируются только под воздействием высокой температуры и давления. Этот материал используется для отливки деталей и изготовления подшипников, деталей машин, арматуры и т.д.

Классификация в зависимости от доли цинка.

• Красный или Томпак – содержание цинка составляет 5-20%. Сплав обладает отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами и используется для производства биметаллов сталь-латунь.
• Желтый – с содержанием цинка от 20 до 36%. Состав сохраняет высокую пластичность.
• Техническая – с содержанием цинка 48-50%, используется для изготовления арматуры, деталей машин, частей химических аппаратов и т.д.

Производство металла

Поскольку основным компонентом латуни является медь, этот материал относится к медным сплавам. Процесс производства довольно прост. Однако с технологической точки зрения этот процесс оказывается сложным, поскольку требует очень точного соблюдения температурных режимов и обработки сырья и заготовок.

В целом, процесс плавки выглядит следующим образом:

• плавление меди в специальных тиглях
• введение цинка
• введение дополнительных компонентов – железа, никеля;
• литье в формы;
• закалка – штамповкой или волочением.

Усложняет дело то, что условия получения сплавов во многом зависят от состава сплава и его назначения.

Ниже представлено видео о плавке латуни в домашних условиях.

На видео ниже показано, как сделать и расплавить латунь в домашних условиях:

Техника

Производство латуни следует начинать с извлечения меди из медной руды. По сути, это сложное полиметаллическое сырье с небольшой долей меди. Основными компонентами являются пустая руда, железо и медь, и первым шагом в производстве латуни является отделение меди от других компонентов.

Извлечение сырья

Это чрезвычайно сложный процесс, поскольку целью является превращение сырья из единой многокомпонентной смеси в гетерогенную систему, состоящую из нескольких фаз с различным составом и свойствами. Только после этого эти фазы могут быть отделены друг от друга для получения композиций, пригодных для дальнейшего использования. Для этого используются различные методы: в одних случаях восстановленная фаза дополнительно обогащается "основным" металлом, в других, наоборот, обедняется; в третьих, когда фазы различаются, например, по растворимости, применяются механические методы разделения и т.д.

Из чего делают латунь?

Из чего делают латунь, как мы уже сказали, основой сплава является цинк. Могут присутствовать добавки других химических элементов, каждый из которых влияет на конечные свойства материала.

Например, добавление в сплав марганца, алюминия или олова делает материал прочным на разрыв и повышает его устойчивость к коррозии. Свинец поможет улучшить антифрикционные свойства. Никель предотвращает растрескивание металла, а мышьяк позволяет работать в жидких и пресноводных средах.

Все компоненты имеют разные температуры плавления. Для изготовления латуни требуются руды меди и цинка. Их плавят, полученную массу формируют в слитки, которые отправляют на прокатный стан, где их отжигают и травят.

Что можно сделать из латуни?

Что можно сделать из латуни? Мы уже поняли, что существует довольно много вариантов ее использования. Напомним, что латунь также используется для изготовления ювелирных изделий, которые пользуются большим спросом. Мебельные украшения также изготавливаются из латуни, благодаря ее высокой ковкости и пластичности.

Читайте также: Что включает в себя демонтаж металлоконструкций?

Латунный сплав с некоторым содержанием цинка используется в судостроении благодаря своей устойчивости к агрессивным средам. Краны, водопроводные краны, сантехническая арматура – вот лишь небольшой перечень предметов, которыми мы ежедневно пользуемся дома.