Латунь - сплав меди и цинка. Основные свойтва, состав и области применения

Латунь - один из самых востребованных и широко применяемых материалов. Из него делают сантехнические и строительные детали, ювелирные украшения и изысканные предметы декора. По своему составу это сплав меди и цинка, с различными примесями других элементов. Компоненты латуни влияют на ее характеристики и определяют сферы, в которых она используется. Давайте узнаем, какой она бывает.

Сплав меди

Медь – мягкий красно-розовый металл, обладающий хорошей теплопроводностью, пластичностью, ковкостью и устойчивостью к окислению на воздухе. Но из-за ряда недостатков ее редко применяют в чистом виде и, как правило, легируют другими металлами.

Сплав меди и цинка позволяет получить материал латунь, который хорошо обрабатывается резкой, обладает высокой механической прочностью и способностью к литью. Он дешевле и универсальнее в использовании, а также является вторым по распространенности после бронзы.

Латунь на 55-95 % состоит из меди и 5 %-45 % - из цинка. Если в нее входят только два этих компонента, то она называется простой, или двойной. Латунь, в которую входят и другие легирующие элементы, является многокомпонентной, или же специальной.

В зависимости от химического состава, сплав бывает разных оттенков – от темно-желтого до желто-красного и белого. В любом случае он обладает хорошей жидкотекучестью, незначительной усадкой и ликвацией, хорошо поддается прокатке, ковке и другим видам обработки. Его устойчивость к коррозии выше, чем у чистой меди, но электропроводность несколько ниже. Температуры плавления тоже сильно зависят от состава и колеблются в пределах 880-950 градусов Цельсия.

Латунь готовят в низкочастотных индукционных печах. Для начала разогревают медь до красного каления, а затем опускают в нее твердый цинк. Чтобы приготовить специальный сплав цинка и меди, куски других металлов также добавляют во вторую очередь, после основного компонента.

Соотношение меди и цинка

Существует больше 30 разновидностей латуни. Их характеристики могут очень сильно отличаться, в зависимости от состава и пропорций элементов конкретного сплава. Основным компонентом всегда является медь. Чем ее больше, тем пластичнее латунь и выше ее способность проводить тепло и электричество. С увеличением количества цинка сплав становится тверже и прочнее, но его пластичность теряется. Когда его содержание превышает 45 %, латунь становится хрупкой и легко разрушается при обработке.

Наиболее пластичные сплавы состоят из меди и цинка в соотношении 70 %/30 %, 69 %/31 % или 68 %/32 %. Когда количество меди доходит до 88-97 %, а цинка – до 10 %, такая смесь называется томпак. Для нее характерны высокие антифрикционные, свойства, хорошая пластичность и устойчивость к окислению на воздухе. Сплавы, где цинк составляет 10-30 %, называются полутомпаками.

Легирование латуни

Нередко простой сплав меди и цинка содержит незначительные примеси других элементов. Однако их количество очень мало, поэтому на его характеристиках это не отображается. Но бывает, что другие компоненты добавляют в сплав специально, чтобы изменить его свойства сделать более подходящим для определенных видов обработки.

Легирующими элементами латуни, как правило, являются алюминий, железо, олово, марганец, никель, свинец, а их содержание колеблется от 0,5 % до 3 %. В составе с никелем, сплав меди и цинка становится очень светлым и приобретает значительную устойчивость к повышенной влажности. Олово делает его стойким к действию соленой воды и позволяет использовать в море или океане. Благодаря свинцу он хорошо поддается резке, образуя ровную, очень хрупкую стружку, но становится менее пластичным. Кремний делает сплав менее твердым и прочным, но зато повышает его антифрикционные свойства.

Маркировка

Все изделия из сплава меди и цинка обладают маркировкой, которая помогает определить его состав. Ее принцип довольно прост: буквы обозначают присутствующие элементы, а цифры – их процентное содержание.

Абсолютно всегда первой стоит заглавная буква «Л», сообщающая о том, что этот сплав – латунь. Если состав двухкомпонентный, то далее следует только одно число, обозначающее количество меди. Содержание же цинка в таком случае определяется по остатку от 100 %.

В многокомпонентном сплаве после буквы «Л» следуют буквы легирующих элементов. Дальше идут числа: первое указывает на количество меди, а остальные, через дефис, показывают содержание других компонентов, в том же порядке, в каком расположены буквы.

Применение

Несколько веков назад торговцы успешно выдавали латунь за настоящее золото, продавая украшения из нее. Сегодня спектр ее применения гораздо шире. Благодаря красивому грязно-желтому оттенку она смотрится очень выгодно и даже благородно, поэтому из нее изготавливают бижутерию, предметы декора, различные сувениры, светильники, умывальники и тазы в ванную, консоли, дверные ручки.

Сплавы меди и цинка марки Л62 и Л68 по своим механическим свойствам очень близки к золоту, поэтому их используют в ювелирном деле для тренировки. Из томпаков делают медали и различные награды, сверху покрывая их слоем золота. Они также подходят для музыкальных духовых инструментов, изготовления деталей для часовых механизмов и фурнитуры. В составе со сталью или редкими металлами из них получают биметаллические изделия.

В промышленности латунь применяется для штуцеров, радиаторных трубок, втулок генераторов, краников и других деталей, которые используются в автомобилестроении. В виде листов, проволок, кругов и прутков она также применяется в полиграфии, приборостроении, производстве станков и электротехники.