Содержание Реферат Латунь

20 Февраль 2014 →

Содержание

Введение………………………………………………………..……….………2

Строение Латуни……………………………………………………….……….4

Маркировка………………………………………….………………..…………8

Структура латуней…………………………………………………….….……..12

Коррозионные свойства латуней……………………..……………….………17

Применение…………………………………………………………………….20    

Список Литературы……………………………………………………….……23

Введение

Латуни - это двойные и многокомпонентные медные сплавы, в которых основной легирующий компонент – цинк (от 5 до 45%). Цинк более дешевый материал по сравнению с медью, поэтому его введение в сплав одновременно с повышением механических, технологических и антифрикционных свойств, приводит к снижению стоимости - латунь дешевле меди. Все латуни хорошо паяются твердыми и мягкими припоями. Латунь, содержащая более 20% цинка, склонна к растрескиванию при вылеживании во влажной атмосфере (особенно, если присутствуют следы аммиака). Этот эффект часто называют «сезонное растрескивание». Наиболее заметен он в деформированных изделиях, поскольку коррозия распространяется по границам зерен в зоне неравномерного распределения напряжений. Это явление усиливается с увеличением содержания цинка и развивается особенно интенсивно при содержаниях его более 30%. Для устранения этого явления после деформации латунь подвергают отжигу при 240 - 260 (°C). При таком отжиге эффективно снимаются остаточные напряжения и сохраняется высокая прочность, обусловленная нагартовкой (поверхностное упрочнение детали в результате механической обработки ее поверхности за счет изменения структуры металла в деформированном слое). Таким образом, латунь обладает следующими свойствами:

хорошая обрабатываемость давлением в горячем и холодном состояниях;

высокие механические свойства;

красивый цвет;

сравнительная дешевизна;

коррозионная стойкость латуней в атмосферных условиях - средняя между стойкостью элементов, образующих сплав, т.е. цинка и меди;

электропроводность и теплопроводность латуни ниже, чем меди.

Для улучшения свойств латуни дополнительно легируют алюминием, марганцем, железом, никелем, оловом, свинцом, кремнием, мышьяком, которые вводят в небольших количествах (1...2%, в редких случаях до 4%).Комплексное легирование специальных латуней позволяет получить более высокие по сравнению с двойными сплавами системы Cu-Zn механические свойства, лучшую коррозионную и кавитационную стойкость. Вместе с тем, удается сохранить достаточно хорошую обрабатываемость давлением при высоких температурах и несколько меньшую при низких.

Временное сопротивление разрыву латуней наиболее эффективно повышают алюминий и олово и в меньшей степени марганец. Относительное удлинение увеличивается при введении железа и небольших количеств марганца (до 2...3%), остальные элементы уменьшают относительное удлинение латуней. Железо практически нерастворимо в латунях и присутствует в них в свободном виде. Частицы железа увеличивают скорость образования центров при кристаллизации и рекристаллизации, а также тормозят последующий рост зерен и поэтому способствуют измельчению структуры. Уменьшение размеров зерна при легировании железом является причиной уже отмеченного повышения относительного удлинения латуней, содержащих железо. Алюминий, марганец, олово и никель повышают коррозионную стойкость латуней; никель вместе с тем уменьшает склонность к коррозионному растрескиванию. Благоприятное действие этих элементов на коррозионную стойкость связано с образованием на поверхности плотной оксидной защитной пленки. Олово повышает прочность и сильно повышает сопротивление коррозии в морской воде. Латуни, содержащие олово, часто называют морскими латунями. Свинец ухудшает механические свойства, но улучшает обрабатываемость резанием. Свинец—своеобразная смазка, уменьшающая износ инструмента при обработке резанием латуни. Мелкая, легко отделяющаяся стружка, образующаяся при механической обработке, позволяет получать поверхность обрабатываемых изделий с параметрами низкой шероховатости. Им легируют (1-2%) латуни, которые подвергаются механической обработке на станках-автоматах. Поэтому эти латуни называют автоматными.

Кремний ухудшает твердость, прочность. При совместном легировании кремнием и свинцом повышаются антифрикционные свойства латуни, и она может служить заменителем более дорогих, например оловянных бронз, применяющихся в подшипниках скольжения. Мышьяк предохраняет латунь от обесцинкования в агрессивных пресных водах при комнатной и повышенных температурах. Добавки никеля, мышьяка и железа к алюминиевым латуням повышают их стойкость к щелочам и разбавленным кислотам.

Латуни по сравнению с бронзой обладают менее высокими прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Они весьма стойки на воздухе, в морской воде, растворах большинства органических кислот, углекислых растворах.

Строение Латуни

Обычно все многокомпонентные латуни делят на две группы по способу изготовления изделия из них – обрабатываемые давлением и литейные.

СПЛАВЫ МЕДНО-ЦИНКОВЫЕ (ЛАТУНИ), ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ ДАВЛЕНИЕМ

ГОСТ 15527-2004 распространяется на медно-цинковые сплавы — латуни, обрабатываемые давлением, предназначенные для изготовления полуфабрикатов.

В зависимости от числа компонентов различают простые (двойные) и специальные (многокомпонентные) латуни. Строение и свойства простых латуней зависят от содержания в них цинка.

Латуни, содержащие до 39% цинка, имеют однофазную структуру (а), представляющую собой твёрдый раствор цинка в меди. Такие латуни пластичны, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии. Латуни, содержащие 40-45% цинка, имеют двухфазную структуру (а + (5); р-фаза представляет собой твёрдый раствор на основе химического соединения CuZn. Латуни, имеющие двухфазную структуру, обладают повышенной твёрдостью, хорошо обрабатываются давлением в горячем состоянии, но в холодном состоянии пластичность их невелика.

Двойные латуни марок Л96, Л90 и Л85, имеющие наибольшую массовую долю меди (84-97%), называются томпаками.

Томпак Л96 обладает высокой коррозионной стойкостью, не подвержен коррозионному растрескиванию, обладает достаточно хорошими литейными и механическими свойствами. По своим технологическим свойствам близок к чистой меди (хорошо обрабатывается давлением в горячем и холодном состоянии). Томпак Л90 кроме свойств, присущих латуни марки Л96, имеет хорошую свариваемость со сталью при совместной горячей прокатке, отличается золотистым цветом, хорошо воспринимает эмалирование.

Латунь, имеющая массовую долю меди 79-81%, называется полутомпаком (Л80). Она несколько дешевле томпаков, обладает хорошими литейными и механическими свойствами, достаточной коррозионной стойкостью и отличной обрабатываемостью давлением в горячем и холодном состоянии.

Латуни марок Л70 и Л68 обладают хорошими механическими и технологическими свойствами. Они успешно применяются для изготовления изделий холодной штамповкой и глубокой вытяжкой. Сплавы устойчивы в отношении общей коррозии, но подвержены коррозионному растрескиванию.

Достаточно хорошими механическими и технологическими свойствами обладает латунь марки Л63, которая, как и сплав Л68, наиболее широко применяется в технике.

Двухфазная простая латунь марки Л60 - самая дешёвая из двойных латуней. Она хорошо обрабатывается давлением в горячем состоянии.

Большую группу медно-цинковых сплавов составляют специальные (многокомпонентные) латуни, легированные одним или несколькими элементами, определяющими название латуней: алюминиевые, никелевые, марганцевые, оловянные и др.

Специальные латуни имеют лучшие механические и технологические свойства, более высокую коррозионную стойкость, чем простые медно-цинковые сплавы.

Алюминиевые латуни (марки ЛА77-2; ЛА77-2у; ЛАМш77-2-0,05; ЛАМш77-2-0,04; ЛАЖ60-1 -1; ЛАН59-3-2) имеют повышенные механические и антикоррозионные свойства по сравнению с двойными латунями (с такой же массовой долей цинка). Добавка никеля, железа и мышьяка к алюминиевым латуням повышает их стойкость к щелочам и разбавленным кислотам, дополнительно упрочняет сплав. Недостатки алюминиевых латуней — подверженность коррозионному растрескиванию, ухудшение паяемости.

Марганцевая латунь (марка ЛМц58-2) характеризуются более высокой прочностью, твердостью и коррозионной стойкостью (в морской воде, перегретом паре, хлоридах и т.д.).

Латунь железомарганцевая марки ЛЖМц59-1-1 вследствие мелкозернистой структуры (железо способствует размельчению зерна) обладает высокой прочностью и вязкостью. Она имеет хорошие антифрикционные свойства и повышенную коррозионную стойкость в атмосферных условиях и морской воде.

Оловянные латуни (марки ЛО90-1, ЛО70-1, Л062-1, ЛО60-1) имеют повышенную коррозионную стойкость, особенно в морской воде. По этой причине их называют «морскими» латунями. Добавление мышьяка предохраняет оловянные латуни от обесцинкования, что еще более увеличивает их коррозионную стойкость.

Особенность свинцовых латуней (марки ЛС74-3, ЛС64-2, ЛС63-3, ЛС59-1, ЛС58-3, ЛС58-2 и др.) — хорошая обрабатываемость резанием и высокие антифрикционные свойства.

Кремнистые латуни (марки ЛКБО62-0,2-0,04-0,5; ЛОК59-1-0,3) обладают более высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и в морской воде, чем простые латуни. Они также более устойчивы к коррозионному растрескиванию. Кремнистые латуни отлично обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии, хорошо свариваются и паяются.

Мышьяковые латуни (марки ЛМш68-0,05 и др.) обладают высокой коррозионной стойкостью в морской и агрессивной пресной воде при комнатной и повышенных температурах.

Многокомпонентная латунь (марка ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5) — единственный дисперсионно твердеющий сплав на основе системы Cu—Zn, в котором сочетаются высокая пластичность в закалённом состоянии и высокие прочностные и упругие свойства после старения.

Все другие латуни упрочняются деформационным наклепом (пластической деформацией в холодном состоянии).

Плоский прокат выпускают в мягком (отожженном), полутвёрдом (степень обжатия 10-30%), твёрдом (степень обжатия 30-50%) и особо твёрдом (степень обжатия более 60%) состоянии.

Для снятия внутренних напряжений, полученных при холодной обработке давлением, латуни подвергаются рекристаллизационному отжигу при температуре 600-700 °С. При этом снижаются прочность и твёрдость латуней, но повышается их пластичность.

Латуни, содержащие более 20% цинка (как простые, так и специальные), в холоднодеформированном состоянии (в том числе и после обработки резанием) склонны при хранении к самопроизвольному растрескиванию, особенно во влажной атмосфере, содержащей сернистые газы и аммиак. Растрескивание называют сезонным, потому что оно зависит от влажности атмосферы и проявляется не одинаково интенсивно в различные времена года. Для предохранения от растрескивания латунные полуфабрикаты и изделия подвергают низкотемпературному отжигу (250-300 °С), при котором уменьшаются или полностью снимаются внутренние напряжения, а механические свойства сплава не изменяются.

СПЛАВЫ МЕДНО-ЦИНКОВЫЕ (ЛАТУНИ) ЛИТЕЙНЫЕ

ГОСТ 1771 1-93 устанавливает марки медно-цинковых сплавов (латуней) в отливках.

Широкое применение латуней в технике объясняется их хорошими литейными свойствами, высокими механическими и антикоррозионными свойствами, относительно низкой стоимостью.

Латуни обладают незначительной склонностью к газонасыщению, что обеспечивает получение плотных отливок. Это объясняется низкой температурой кипения и высокой упругостью паров цинка. Цинк частично испаряется в процессе плавки и оказывает раскисляющее воздействие на сплав.

Вследствие близкого расположения линий ликвидуса и солидуса в системе Сu—Zn (предельный температурный интервал кристаллизации не превышает 50-60 °С ) латуни обладают хорошей жидкотекучестью, незначительной склонностью к ликвации, небольшой усадкой.

Латуни дешевле большинства марок литейных бронз. Они превосходят оловянные бронзы по механическим свойствам и почти не уступают в этом отношении алюминиевым бронзам.

Литейные латуни имеют и недостатки. При плавке происходят потери значительного количества цинка из-за его летучести, что приводит к необходимости применять защитные флюсы.

При кристаллизации в отливках образуются крупные сосредоточенные усадочные раковины. Для выведения этих раковин необходимы большие прибыли, что ведёт к значительным потерям металла в отходы. По сравнению с бронзами латуни имеют более низкую коррозионную стойкость в некоторых средах (например, в морской воде), связанную с обесцинкованием латуни в коррозионной среде. Уступают латуни бронзам и по антифрикционным свойствам.

Основные легирующие компоненты латуней — алюминий, кремний, марганец, свинец, железо.

Значительно повышает литейные свойства латуней кремний. Кремнистая латунь марки ЛЦ16К4 обладает наилучшей жидкотекучестью не только среди латуней, но и среди оловянных бронз. Повышает жидкотекучесть латуней и алюминий. Марганец же, наоборот, повышая прочность и антикоррозионные свойства латуней, несколько снижает их жидкотекучесть.

Действие свинца и железа аналогично влиянию их на деформируемые латуни: железо измельчает структуру сплава, а свинец улучшает обрабатываемость резанием и антифрикционные свойства.

Хороший результат дает комплексное легирование латуней, что улучшает их литейные, механические свойства и коррозионную стойкость.

Механические свойства отливок зависят от способа литья. Наилучший комплекс механических свойств получается при литье в кокиль.

Маркировка

Ниже представлены характеристики наиболее распространенных марок латуней.

Марка латуни

Состав, %

Т плавл°С

T литья°С

Назначение

Томпак Л96

95-97 Cu, остальное Zn

1070

1200

Эмалирование, литье

Томпак Л90

88-91 Cu, остальное Zn

1050

1210

Эмалирование, модные украшения, покрытия из благородного металла, литье

Полутомпак Л85

84-86 Cu, остальное Zn

Модные украшения

Полутомпак Л80

79-81 Cu, остальное Zn

Модные украшения

Латунь Л70

69-72 Cu, остальное Zn

Глубокая вытяжка

Латунь Л68

67-70 Cu, остальное Zn

938

1100

Обработка давлением, литье, глубокая вытяжка

Латунь Л60

59-62 Cu, остальное Zn

Холодная обработка давлением, литье

Латунь Л63

62-65 Cu, остальное Zn

Обработка давлением

Латунь ЛА77-2

76-79 Cu, 1,75-2,5 Al, остальное Zn

Конденсаторные трубы

Латунь ЛАЖ60-1-1

58-61 Cu, 0,75-1,5 Al, 0,75-1,5 Fe, 0,1-0,6 Mn, ост. Zn

Трубы и прутки

Латунь ЛАЖМц66-6-3-2

64-68 Cu, 6-7 Al,2-4 Fe, 1,5-2,5 Mn, ост. Zn

Литые массивные детали, литье

Латунь ЛАН59-3-2

57-60 Cu, 2,5-3,5 Al, 2-3 Ni, ост. Zn

Трубы и прутки

Латунь ЛМц58-2

57-60 Cu, 1,0-2,0 Mn, остальное Zn

880

1050

Полосы, проволока, прутки, литье

Латунь ЛЖМц59-1-1

57-60 Cu, 0,6-1,2 Fe, 0,5-0,8 Mn, 0,1-0,4 Al, 0,3-0,7 Sn, ост. Zn

890

1060

Полосы, проволока, прутки и трубы, литье

Латунь ЛН65-5

64-67 Cu, 5-6,5 Ni, ост. Zn

Трубки, проволока

Латунь ЛМцА57-3-1

55-58,5 Cu, 2,5-3,5 Mn, 0,5-1,5 Al, ост. Zn

1080

Поковки, литье

Латунь ЛО90-1

88-91 Cu, 0,25-0,75 Sn, ост. Zn

Ленты, трубы, проволока

Латунь ЛО70-1

69-71 Cu, 1-1,5 Sn, остальное Zn

Трубы

Латунь ЛО62-1

62-63 Cu, 0,7-1 Sn, остальное Zn

906

1100

Ленты, трубы, проволока, литье

Латунь ЛО60-1

59-61 Cu, 1-1,5 Sn, остальное Zn

Ленты, трубы, проволока

Латунь ЛС74-3

72-75 Cu, 2,4-3 Pb, остальное Zn

Полосы, проволока, прутки, вытяжка

Латунь ЛС63-3

62-65 Cu, 2,4-3 Pb, остальное Zn

Полосы, проволока, прутки

Латунь ЛС64-2

63-66 Cu, 1,5-2 Pb, остальное Zn

Полосы, проволока, прутки

Латунь ЛС59-1

57-60 Cu, 0,8-1,9 Pb, ост. Zn

890

1060

Полосы, проволока, прутки, трубки, литье

Латунь ЛЖС58-1-1

56-58 Cu, 0,7-1,3 Pb, 0,7-1,3 Fe, ост. Zn

Прутки, вытяжка

Латунь ЛК80-3

79-81 Cu, 2,5-4,0 Si, остальное Zn

875

1080

Поковки, штамповки, литье

Латунь ЛКС80-3-3

79-80 Cu, 2,5-4,5 Si, 2-4 Pb, ост. Zn

Литые подшипники и втулки, литье

Латунь ЛМш 68-0,05

67-70 Cu, 0,025-0,06 As, ост. Zn

Трубы

Латунь ЛМш77-2-0,05

76-79 Cu, 1,75-2,5 Al, 0,025-0,06 As, ост. Zn

Трубы

Латунь ЛМш70-1-0,05

69-71 Cu, 1-1,5 Sn, 0,025-0,06 As, ост. Zn

Трубы

Структура латуней

      В зависимости от химического состава  латуни могут быть однофазными, двухфазными и многофазными.

    Большинство простых латуней и некоторые специальные латуни являются однофазными (α-латуни) и представляют собой  твердый раствор цинка в меди (α -фаза). Они обладают хорошей пластичностью во всем интервале температур, поэтому однофазные α-латуни, например Л68, хорошо обрабатываются давлением  при высоких  и  низких температурах.

     Двухфазные латуни  содержат включения твердых и хрупких фаз, например β-фазу. (α+β)  латуни и другие двухфазные латуни ограниченно обрабатываются давлением (например, только при высоких температурах). 

        Свинцовые латуни имеют структуру (α +Pb) или (α+β+Pb). Практически не растворяясь  в латуни, свинец  присутствует в виде самостоятельной фазы, что обеспечивает отличную обрабатываемость резанием. 

   С увеличением содержания легирующих элементов могут возникать дополнительные твердые и хрупкие фазы. Поэтому   легирование дополнительной компонентой обычно не превышает 0.5 – 3 % (см. таблицу марок латуней).

           Фазовый состав определяет принадлежность к классу литейных или деформируемых латуней, возможность выпуска различных полуфабрикатов  и их свойства. Подробнее о структуре латуней

 

 Общие свойства латуней

     Простые латуни.

     Твердость, предел текучести, предел прочности и  пластичность простых латуней выше, чем у меди. В целом эти показатели растут с увеличением содержания цинка. Наилучшей пластичностью обладает Л68 (наибольшая глубина вытяжки для листов, наибольшее число перегибов для проволоки). В Л63 количество β-фазы незначительно и оно мало отражается на пластичности Л63 и её способности к обработке давлением при низких температурах, но требует строгого соблюдения режима охлаждения. 

      Из простых латуней производится прокат всех видов. Все простые латуни имеют хорошие литейные свойства и могут использоваться для производства отливок. Антифрикционными свойствами простые латуни, также как и медь, не обладают.

 

     Специальные латуни.

     Специальные латуни обладают большей  прочностью, лучшей коррозионной стойкостью к большему числу сред по сравнению с простыми латунями. Большинство специальных латуней имеют хорошие антифрикционные свойства.

     Многие  из них устойчивы к морской воде  (оловянные, алюминиевые, кремнистые. марганцевые), перегретому пару (марганцевые латуни) и т.д. Некоторые из них сочетают отличные коррозионные свойства с хорошими антифрикционными свойствами (ЛК65-1.5-3, ЛО90-1, ЛЖМц59-1-1). Особая стойкость отдельных латуней к конкретным средам в специфических условиях эксплуатации определяет сферу их преимущественного применения. Например, оловянные латуни называют «морскими латунями».

      Самыми распространенными являются свинцовые латуни. Их главное свойство – отличная обрабатываемость резанием. Это  проявляется в  возможности скоростной обработки заготовок с малым износом инструмента. При этом образуется мелкая сыпучая стружка, что определяет   чистоту обрабатываемой поверхности и минимальный наклеп при резании. Это определяет применение свинцовых латуней для изготовления мелкоразмерных деталей  для точной механики. Их отрицательной стороной является низкая ударная вязкость, низкая прочность на изгиб при наличии надреза. Самой распространенной из свинцовых латуней является ЛС59-1. 

   Наилучшую обрабатываемость имеет латунь ЛС63-3. По отношению к ней оценивают обрабатываемость цветных металлов и углеродистых сталей (в процентах).  

     Практически все латуни являются хорошим конструкционным материалом при низких температурах. Также как и медь они сохраняют пластичность и не становятся хрупкими при охлаждении вплоть до гелиевых температур.   

      За счет более высоких температур рекристаллизации (300-370оС) ползучесть латуней при  высоких температурах меньше, чем у меди.      В зоне средних температур (200-600оС ) в латунях наблюдается явление хрупкости. Оно связано с образованием хрупких межкристаллических прослоек из нерастворимых при низких температурах примесей (свинец, висмут). С повышением температуры ударная вязкость латуней уменьшается.

     Электро- и теплопроводность латуней заметно ниже, чем у меди.    

     Некоторые параметры физических и механических свойств наиболее распространенных латуней (в сравнении с медью) приведены в таблице:

                          МАТЕРИАЛ 

 МЕДЬ  

   Л68  

   Л63  



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | Следующая → | Последняя | Одной страницей


See also:
Новое
Похожие записи
  • Титльник и содержание
    Министерство образования Омской области БОУ ОО СПО «Омский колледж транспортного строительства» Специальность...
  • Теоретическое содержание
    Основные этапы развития литературно-критической мысли Девятнадцатый век В девятнадцатом веке литературоведение оформилось...
  • Теоретическое содержание (2)
    Тема 7. ПРОБЛЕМА РОДА И ЖАНРА В НАУКЕ О ЛИТЕРАТУРЕ* Большинство исследователей...

Комментарии закрыты.