Латунь

Латунна гральна кістка, поруч злиток міді і цинк

Макроструктура відшліфованого і протравленого латунного сплаву під 400-кратним збільшенням

Латунь - це подвійний або багатокомпонентний сплав на основі міді, де основним легуючим елементом є цинк, іноді з додаванням олова, нікелю, свинцю, марганцю, заліза та інших елементів.

1. Історія та походження назви

Незважаючи на те, що цинк був відкритий тільки в XVI столітті, латунь була відома вже древнім римлянам ^[1]. Вони отримували її, сплавляючи мідь з галмея ^[2], тобто з цинкової рудою. Шляхом сплаву міді з металевим цинком, латунь вперше була отримана в Англії в 1781 році. В XIX столітті в Західній Європі і Росії латунь використовували як підробленого золота.

За часів Серпень в Римі латунь називалася "ауріхалк", з якої карбувалися Сестерциі і дупондії. Ауріхалк отримав назву від кольору сплаву, схожого на золото.

2. Фізичні властивості

• Щільність - 8300-8700 кг / м
• Питома теплоємність при 20 C - 0,377 кДж кг ^-1 K ^-1
• Питомий електричний опір - (0,07-0,08) 10 ^-6 Ом м
• Температура плавлення латуні в залежності від складу досягає 880-950 C. Зі збільшенням вмісту цинку температура плавлення знижується. Латунь досить добре зварюється і прокатується. Хоча поверхня латуні, якщо не покрита лаком, чорніє на повітрі, але в масі вона краще чинить опір дії атмосфери, ніж мідь. Має жовтий колір і відмінно полірується.
• Вісмут і свинець мають шкідливий вплив на латунь, так як зменшують здатність до деформації в гарячому стані. Тим не менш легування свинцем застосовують для отримання сипучої стружки що полегшує її видалення при обробці різанням. ^[3]

3. Діаграма стану Cu - Zn

Діаграма стану Cu-Zn

Мідь з цинком утворюють крім основного α - розчину ряд фаз електронного типу β, γ, ε. Найбільш часто структура латуней складається з α - або α + β '- фаз: α-фаза - твердий розчин цинку в міді з кристалічним гратами міді ГЦК, а β '- фаза - впорядкований твердий розчин на базі хімічної сполуки CuZn з електронним зв'язком 3/2 з гратами ОЦК.

При високих температурах β-фаза має невпорядковане розташування атомів і широку область гомогенності. У цьому стані β-фаза пластична. При температурі нижче 454-468 ​​ C розташування атомів міді і цинку в цій фазі стає впорядкованим, і вона позначається β '. Фаза β 'на відміну від β-фази є більш твердою і крихкою; γ - фаза являє собою електронне з'єднання Cu ₅ Zn _8.

Однофазні латуні характеризуються високою пластичністю; β - фаза дуже тендітна і тверда, тому двофазні латуні мають більш високу міцність і меншу пластичність, ніж однофазні. Вплив хімічного складу на механічні властивості відпалених латуней: При вмісті цинку до 30% зростають одночасно і міцність, і пластичність. Потім пластичність зменшується, спочатку за рахунок ускладнення α - твердого розчину, а потім відбувається різке її зниження у зв'язку з появою в структурі тендітної β - фази. Міцність збільшується до вмісту цинку близько 45%, а потім зменшується так само різко, як і пластичність. Більшість латуней добре обробляється тиском. Особливо пластичні однофазні латуні. Вони деформуються при низьких і при високих температурах. Однак в інтервалі 300-700 C існує зона крихкості, тому при таких температурах латуні не деформують. Двох фазні латуні пластичні при нагріванні вище температури β - перетворення, особливо вище 700 C, коли їх структура стає однофазної (β - фаза). Для підвищення механічних властивостей і хімічної стійкості латуней в них часто вводять легуючі елементи: алюміній (Al), нікель (Ni), марганець (Mn), кремній (Si) і т. д.

4. Порядок маркування

Прийнята таке маркування. Латунний сплав позначають буквою "Л", після чого слід букви основних елементів, що утворюють сплав. У марках деформівних латуней перші дві цифри після букви "Л" вказують середній вміст міді у відсотках. Наприклад, Л70 - латунь, що містить 70% Cu. У разі легованих деформівних латуней вказують ще букви і цифри, що позначають назву і кількість легуючого елемента, ЛАЖ60-1-1 означає латунь з 60% Cu, леговану алюмінієм (А) в кількості 1% і залізом в кількості 1%. Зміст Zn визначається по різниці від 100%. В ливарних латунях середній вміст компонентів сплаву у відсотках ставиться відразу після букви, що позначає його назву. Наприклад, латунь ЛЦ40Мц1, 5 містить 40% цинку (Ц) і 1,5% марганцю (Мц).

5. Застосування

Дверна засувка з латуні

5.1. Деформуються латуні

Томпак ( фр. tombac , Від малайський. Tambaga - мідь) - латунь зі змістом міді 90-97%. Має високу пластичністю, антикорозійним і антифрикційними властивостями, добре зварюється з сталлю, його застосовують для виготовлення біметалу сталь-латунь. Завдяки золотистого кольору, томпак використовують для виготовлення художніх виробів, знаків відзнаки та фурнітури.

5.2. Ливарні латуні

5.3. Ювелірні сплави

Примітки

Література

• Латунь / / Енциклопедичний словник Брокгауза і Ефрона : В 86 томах (82 т. і 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.