Латунь-двойной и многокомпонентный медный сплав, в котором основным легирующим компонентом является цинк. По сравнению с медью обладает более высокой прочностью и коррозионной стойкостью.
Фазовые состояния латуней, в зависимости от процентного содержания цинка.
|
Цинк,%
|
0-39
|
39-49
|
49-51
|
51-58
|
58-64
|
64-79
|
79-83
|
83-100
|
|
Фаза при 100°С
|
a
|
a+b¢
|
b¢
|
b¢+g
|
g
|
g+e
|
e
|
e+h
|
Фазовые состояния характеризуются своей электронно-кристаллической решеткой. Характерная для чистой меди "кубическая плотно-упакованная" ( КПУ) решетка (рис. 1-А) обуславливает мягкость и ковкость материала. В латуни такая же решетка обнаруживается в a-фазе. Для чистого цинка присуща " гексагональная плотно-упакованная" (ГПУ) решетка ( рис.1-Г), придающая материалу твердость и хрупкость. Этим характеризуется e-стадия латуни. Кубическая объемно-центрическая решетка (ОЦК)(рис.1-Б) и кубическая гране-центрическая решетка (ГЦК) (рис.1-В) соответствуют b и g - фазам латуни.
Рис. 1 Виды кристаллических решеток металлов.
Каждое из этих состояний характеризуется индивидуальными прочностными характеристиками (см. рис.2) и температурными интервалами для нагрева под обработку давлением, рекристаллизационного отжига и отжига для уменьшения остаточных напряжений.
Рис. 2 Зависимость показателей прочности и пластичности латуни от содержания цинка.
В практике наиболее часто используются пластичные в холодном и горячем состоянии a (a+b) латуни, а также пластичные только при высоких температурах b латуни.
Применение различных добавок позволяет получать латуни с заранее заданными свойствами.
Влияние присадок и добавок на свойства латуни.
|
Вид примеси
|
Влияние на свойства латуни
|
| Железо -Fe |
Способствует измельчению зерна. Повышает механические и технологические свойства. В кремнистых латунях снижает антифрикционные свойства, уменьшает коррозионную стойкость. |
| Алюминий -Al |
Повышает твердость и прочность, коррозионную стойкость. Снижает пластичность. |
| Марганец -Mn |
Повышает механические свойства. |
| Олово -Sn |
Повышает твердость, прочность и коррозионную стойкость. Снижает пластичность. Придает хрупкость в холодном состоянии. |
| Никель -Ni |
Повышает растворимость цинка в меди до полного исчезновения b?-фазы. Повышает коррозионную стойкость. |
| Свинец -Pb |
Улучшает податливость латуни токарной обработке. |
| Кремний-Si |
Повышает антикоррозийные и литейные свойства. |
| Мышьяк -As |
Предохраняет латунь от вымывания цинка в пресной воде и при высоких температурах |
| Фосфор -P |
Повышает твердость, снижает пластичность. Ускоряет рост зерна. |
| Сурьма -Sb |
Приводит к разрушению латуни при горячей и холодной обработке давлением. |
| Сера -S |
Ухудшает все свойства латуни. |
Как видно из графика на рис. 2 латунь характеризуется двумя критическими точками. Точка максимальной пластичности характеризует латунь с содержанием цинка 33%. Точка максимальной прочности соответствует латуни с содержанием цинка 47%. Дальнейшее повышение количества цинка в сплаве на каждый 1% снижает прочность латуни на 20%.
Предел прочности литьевых латуней находится в интервале 160-360 МПа в зависимости от состава. Именно эти показатели и принимаются за расчетные при прочностном конструировании изделий, изготавливаемых литьевым способом. При горячей штамповке возникает механическое упрочнение материала, называемое "наклепом". Учет "наклепа" при расчете на прочность обычно производится введением поправочных коэффициентов к пределу прочности литьевой латуни. Этот коэффициент в зависимости от типоразмера изделия принимается 1,2-1,5. Но , фактически, "наклеп" увеличивает расчетное сопротивление материала в 1,5-1,8 раз.
В России принято следующее обозначение латуней:
Простые латуни обозначаются буквой Л и цифрой, показывающей содержание меди в процентах. В специальных латунях после буквы Л пишут заглавную букву дополнительных легирующих элементов и через тире после содержания меди указывают содержание легирующих элементов в процентах.
