Латунь. Состав, свойства, марки латуни.
Латунь представляет собой медно-цинковый сплав. Она бывает двойной и многокомпонентной. От процентного содержания цинка зависит цвет латуни. На основании этого различают красную латунь, т.е. томпак, которая содержит от 5 до 20 % цинка, и полутомпак, то есть жёлтую латунь, содержащую в своём составе до 36 % цинка. Иногда в латуни содержание цинка достигает более 45%. Чем больше содержания цинка в сплаве, тем дешевле его стоимость, а технологические, механические и антифрикционные свойства сплава повышаются. Латунь отличается меньшей тепло и электропроводностью по сравнению с медью, а антикоррозийные качества латуни находятся где-то посередине между характеристиками исходных компонентов сплава. У сплавов, содержащих более 20% цинка, существует недостаток — склонность к растрескиванию при условиях хранения с повышенной влажностью. Присутствие аммиака и сернистых газов усиливает этот эффект. Для устранения этого недостатка применяется низкотемпературный отжиг после технологической деформации. Упрочнение латуней производят при помощи деформационного наклёпа. Исключением является сплав ЛАНКМц 75-2-2,5-0,5-0,5, для упрочнения которого применяют закалку и старение.
Фазовый состав сплава является важной особенностью простых латуней. Если в сплаве содержится до 39% цинка, то он представляет собой однофазный твёрдый раствор ( а-фаза), а при содержании цинка более 39% образуется вторая фаза ( b-фаза). Этот сплав отличается твёрдостью и хрупкостью, отсюда следует, что двухфазные сплавы по сравнению с однофазными более прочные, но менее пластичные.
Многокомпонентными латунями называют сплавы, дополнительно легированные другими элементами помимо цинка. Они имеют названия по легирующим добавкам: свинцовая, алюминиевая и т.д.
Маркировки у простых и многокомпонентных латуней различаются. Маркировка простых латуней содержит букву Л и цифру, которая говорит о процентном содержании меди.
Маркировка многокомпонентной латуни тоже начинается с буквы Л, затем идут начальные буквы названий легирующих элементов, указание содержания меди в процентном соотношении и через тире уже процентное содержание легирующих компонентов.
Латуни используются для изготовления мелких деталей, так как эти сплавы хорошо формуются и обрабатываются, а также обладают текучестью и поддаются пластическим деформациям.
Латуни легко сваривать и паять. Исключение составляют свинцовые латуни.
Медно — цинковые сплавы могут обрабатываться двумя способами и в зависимости от технологической обработки делятся на литейные и деформируемые. Литейные латуни предназначаются для производства фасонных отливок, а деформируемые — для изготовления прутков, проволоки, лент, труб, листов и полос.
Благодаря наличию в сплавах дополнительных легирующих элементов латунь приобретает специфические свойства. Для повышения коррозионной устойчивости в сплав добавляются никель, олово, и алюминий. А марганец повышает жаростойкость латуни. С помощью кремния улучшаются антикоррозионные свойства, прочность и антифрикционные качества. Для улучшения обрабатываемости латуни на автоматических станках добавляют свинец. Чтобы в агрессивных пресных водах из латуни не вымывался цинк, добавляют мышьяк.
В зависимости от состояния материала латунный прокат подразделяют на мягкий, полутвёрдый, твёрдый и особо твёрдый. От того, какой марки сплав и от назначения проката зависит состояние материала. Латунный прокат выпускают в виде труб, проволоки, лент, полос и листов.
Латуни
Латуни — двойные и многокомпонентные медные сплавы, в которых основной легирующий компонент — цинк.
По сравнению с медью латуни обладают более высокими прочностью, коррозионной стойкостью, литейными свойствами и температурой рекристаллизации. Это наиболее дешевые медные сплавы. Латуни широко применяют в машиностроении и многих отраслях промышленности.
Что такое латунь. Общие сведения
Простые медно-цинковые сплавы
Латуни — это двойные и многокомпонентные медные сплавы, в которых основной легирующий компонент — цинк. По сравнению с медью латуни
обладают более высокими прочностью, коррозионной стойкостью, литейными
свойствами и температурой рекристаллизации. Это наиболее дешевые медные
сплавы, т. к. цинк в два раза дешевле меди. Цена на латунь в среднем меньше цены на медь в полтора раза, т. к.
Латуни подразделяются на двойные и специальные. Двойные или простые латуни получают сплавлением меди и цинка. В специальные латуни добавляют другие легирующие элементы — свинец, фосфор, мышьяк, олово, марганец.
Физические и механические свойства латуни, их зависимость от температуры и технологические качества определяет от фазового состав. Диаграмма сосотояний двойных латуней показывает, что латунные сплавы разделяют на α-латуни, (α+β)-латуни и β-латуни по наличию в составе одноименных фаз.
Двойные(простые) латуни, содержащие 88 — 97% Си, называют
томпаком, а содержащие 79 — 86% Си —полутомпаком. Простые латуни маркируют буквой Л, за которой пишут содержание
меди в процентах. Например Латунь Л63 обозначает сплав с содержанием меди 63%, остальное — цинк и примесные элементы. На рис. 1 показана зависимость свойств медно-цинковых сплавов от состава.
Специальные латуни
Сплавы меди и цинка, легированные одним или несколькими элементами, называют специальными латунями. Наименование таких латуней дается по легирующим элементам, например, латунь, содержащую свинец, называют свинцовой. В специальных латунях после буквы Л пишут заглавную букву дополнительных легирующих элементов и через тире после содержания меди указывают содержание вводимых элементов в процентах. В зависимости от способа обработки латуни подразделяют на деформированные и литейные. Последние могут изготовляться из вторичного сырья (вторичные литейные латуни). Из деформированных латуней изготовляют листы, ленты, полосы, прутки. трубы, проволоку и поковки; из литейных фасонные отливки.
Влияние легирующих элементов на свойства
Основные легирующие элементы в специальных латунях — алюминий,
железо, кремний, марганец, мышьяк, никель, олово, свинец.
Алюминий, а
также никель и олово повышают прочность, коррозионную стойкость латуни
на воздухе, в морской атмосфере и морской воде, а также улучшает антифрикционные
свойства. Железо измельчает зерно, повышает температуру рекристаллизации
и твердость латуни. Кремний повышает прочность, коррозионную стойкость,
антифрикционные свойства, а марганец — жаростойкость латуни. 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. Свинец, практически не
растворимый в медной основе, располагается в виде дисперсных частиц в
объеме зерен и по их границам. Свинец — своеобразная смазка, уменьшающая
износ инструмента при обработке резанием латуни. Мелкая, легко отделяющаяся
стружка, образующаяся при механической обработке, позволяет получать поверхность
обрабатываемых изделий высокой чистоты.
Технологические свойства
Обрабатываемость резанием медных сплавов оценивается
в процентах по отношению к обрабатываемости латуни марки ЛС 63-3, которая
принимается за 100%.
Латуни, за исключением свинцовосодержащих, легко поддаются
обработке давлением в горячем и холодном состоянии. Все они хорошо паяются
твердыми и мягкими припоями и легче свариваются, чем медь. Следует иметь
в виду, что латуни, содержащие более 15% цинка в холодно-деформированном
состоянии, в том числе и после обработки резанием, склонны к самопроизвольному
коррозионному растрескиванию при хранении, особенно во влажной атмосфере,
содержащей сернистые газы или аммиак. Для предохранения от растрескивания
латунные полуфабрикаты и изделия подвергают низкотемпературному отжигу
(250 — 300°С), при котором уменьшаются остаточные напряжения, но не снижается
их прочность.
Латуни, за исключением марки ЛАНКМц 75-2-2,5-0,5-0,5, упрочняют
деформационным наклепом. Латунь последней марки — единственный дисперсионно-твердеющий
сплав, упрочняемый в результате закалки и старения.
Плоский прокат выпускают в мягком (отожженном), полутвердом
(обжатие 10 — 30%), твердом (обжатие 30 — 50%) и особотвердом (обжатие более
60%) состоянии.
Главная — Металл Сервис
черный металлопрокат
черный металлопрокатЧерный металлопрокат — это продукция металлургической промышленности, получаемая на прокатных станах путем горячей, теплой или холодной прокатки черной стали различных марок.
Цветной металлопрокат
Цветной металлопрокат — это изделия, выполненные из цветных металлов с помощью метода прокатки. К цветным металлам, прежде всего, относится никель, медь, цинк, олово, алюминий, золото, титан, серебро, различные редкоземельные, радиоактивные и тугоплавкие металлы.
Нержавеющий металлопрокат
Нержавеющий металлопрокатНержавеющий металлопрокат — это прокат, содержащий в своем составе легирующие добавки в виде хрома, никеля, марганца и других металлов. Нержавеющая сталь, в отличие от черного проката, отличается высокой стойкостью к коррозии, долговечностью в эксплуатации и гигиеничностью.
основные партнеры
Латунь сплав | Профлазермет
Латунь представляет собой сплав с медью. Основной легирующей добавкой, определяющей технологические характеристики: прочность, гибкость, пластичность, хорошую устойчивость к коррозионным процессам и пр., является цинк. Дополнительно могут быть введены и другие легирующие элементы, в том числе и олово, с тем условием, что олова будет меньше, чем цинка. Помимо олова, латунь может содержать никель, свинец, марганец, железо и некоторые другие элементы в процентном соотношении, регламентированном ГОСТом 15527-2004.
По содержанию химических элементов латуни подразделяются на простые (состоящие из Cu и Zn) и специальные (включающие Cu+Zn, а также несколько легирующих элементов: Pb, Fe, Al, Sn и пр.
), по типу обработки – на деформируемые для создания разного типа проволок, латунных листов, труб и пр., а также литейные для изготовления деталей путем литья.
Разновидности латунного металлопроката
Основные разновидности латунного металлопроката сводятся к следующему:
- латунные прутки – длинные детали с круглым, квадратным, прямоугольным сечением;
- латунные плиты – плоские заготовки толщиной 2,5 см и больше;
- латунная проволока для электротехники и прочих отраслей промышленности;
- латунная труба для проведения линий коммуникаций;
- латунные круги для изготовления станков, приборостроения и пр.;
- латунные листы для разных отраслей промышленности и пр.
Для каждого типа латунного металлопроката необходим металл определенной марки со строго регламентированным химическим составом.
Маркировка латуней
По содержанию компонентов принято выделять простые и специальные многокомпонентные латуни. Простые разновидности латуни имеют свою маркировку, которая позволяет сразу отличить наименование марки сплава в тексте. Маркировка включает в себя букву «Л» – латунь и цифру, равную среднему содержанию Cu. В латуни марки Л80 содержится 80% меди и 20% цинка.
Для многокомпонентных (специальных) латуней принята следующая маркировка. Сначала также идет буква «Л», за ней буквы, которые показывают все легирующие компоненты сплава, кроме основного компонента – цинка. Цинк в наименовании маркировки не указывается. За буквами, указывающими на то, какие элементы содержатся в сплаве, пишутся цифры, которые показывают содержания компонентов сплава. Первая цифра обозначает содержание меди, далее последовательность цифр соответствует последовательности букв в аббревиатуре марки. Содержание цинка не указывается, оно определяется разницей между 100% и суммарным содержанием всех прочих элементов.
ЛАЖМц66-6-3-2 – латунь со следующими содержаниями:
C – 66%,
A l – 6%,
Fe – 3%,
Mn – 2%.
Цинка содержится соответственно 23%.
В таблице ниже можно ознакомиться с основными марками латуни. Они могут быть литейные или деформируемые для производства проката. Также стоит отметить, что некоторые типы латунных сплавов подходят для пайки. Эти типы регламентируются ГОСТом 16130-90, они выделены в таблице цветом.
ПРОСТЫЕ | АЛЮМИНИЕВЫЕ | КРЕМНИСТЫЕ | ОЛОВЯННЫЕ | СВИНЦОВЫЕ |
| Л96 | ЛА85-0.5 | ЛК80-3 | ЛО90-1 | ЛС74-3 |
| Л90 | ЛА77-2 | ЛК62-0.5 | ЛО70-1 | ЛС64-2 |
| Л85 | ЛА67-2.5 | ЛКС65-1.5-3 | ЛО62-1 | ЛС63-3 |
| Л80 | ЛАЖ60-1-1 | ЛО60-1 | ЛС59-1 | |
| Л75 | ЛАН59-3-2 | МАРГАНЦЕВЫЕ | ЛОК59-1-0.3 | ЛС59-2 |
| Л70 | ЛЖМц59-1-1 | ЛС58-2 | ||
| Л68 | ЛАНКМц75-2-2.5-0.5-0.5 | ЛМц58-2 | НИКЕЛЕВЫЕ | ЛС58-3 |
| Л63 | ЛМцА57-3-1 | ЛН65-5 | ЛЖС58-1-1
|
Каждая марка латуни предназначена для решения конкретных задач в соответствии с химическими составами и технологическими параметрами.
Примеры применения некоторых марок латуни приведены ниже.
Типы латуней
Принято выделять латуни однофазные или так называемые латуни альфа-типа, содержащие до 30-35% цинка, и двухфазные разновидности альфа-бета типа с большим (до 47-50 %), чем в однофазных, содержанием основного легирующего компонента. Однофазные латуни более пластичны, с увеличением же добавок возрастает прочность латуни, но существенно снижается ее пластичность.
Двухфазные латунные сплавы существенно менее пластичны, чем однофазные. Такое изменение свойств в связи с изменением состава объясняется тем, что при увеличении числа легирующих добавок неизменно меняется и структура сплава. При этом прочность двухфазных латунных разновидностей существенно выше, чем у однофазных.
Двухфазные латунные сплавы могут содержать до 6% свинца в качестве дополнительной легирующей добавки.
Латунные сплавы с относительно невысоким содержанием цинка до 10% принято называть томпаками, при содержании цинка 10-20% – полутомпаками.
Химический состав латуни
Латунь по своему химическому составу близка к бронзе, и латунь, и бронза имеют в своей основе медь. Существенное отличие заключается в том, что основным легирующим компонентом в латунных сплавах является цинк, содержание которого может достигать 45%.
Рассмотрим подробнее свойства основных компонентов латуни.
Zn (цинк) элемент таблицы Менделеева, атомный номер 30. Элемент относится к побочной подгруппе 2 группы IV периода. Металл является переходным, для него характерно такое свойство, как проявление в атомах электронов на d- и f-орбиталях. Металл имеет светло-голубой оттенок, который на воздухе темнеет, покрываясь оксидной пленкой.
Cu – основной компонент сплава. Элемент относится к 11 группе IV периода периодической системы Менделеева и имеет атомный номер 29. Металл как и цинк является переходным. У металла красивый желтовато-золотистый цвет. При образовании оксидной пленки медь приобретает красноватый оттенок.
Как говорилось выше, латунь может иметь структуру, которая состоит из альфа-фазы или из альфа-бета фазы.
В качестве легирующих компонентов латунь может включать в себя:
- Mn для повышения прочности сплавов, в том числе и антикоррозионной. Дополнительное введение помимо Mn еще Al, Sn, Fe усиливает прочностные и антикоррозионные характеристики металла.
- Sn для повышения устойчивости к соленой воде. Такие латунные сплавы приобрели «негласное» название – морская латунь и широко применяются в местах контакта с морской водой.
- Ni придает соединению высокие прочностные характеристики и также повышает антикоррозионные свойства.
- Pb применяется в том случае, если латунная деталь будет подвергаться резке. Этот элемент делает металл более податливым при механической обработке.
Латуни, легированные свинцом называют автоматными. - Si необходим для усиления антифрикционных характеристик сплава, что позволяет спокойно использовать его наряду с бронзой в некоторых технологических узлах, подшипниках и пр. Но, стоит отметить, что кремний существенно снижает твердость и прочность латунных изделий.
Латуни, легированные свинцом называют автоматными.В таблице ниже приведены химические составы некоторых марок латунных сплавов. По таблице видно, что все марки имеют разный состав, содержание меди в некоторых марках может достигать 91%.
Свойства латуни в зависимости от процентного соотношения компонентов, температуры нагрева
При изменении процентного соотношения компонентов твердого раствора, введении дополнительных легирующих элементов меняются и свойства получаемого металла.
Попробуем проследить, как меняются свойства металла при изменении содержания Zn:
- При содержании цинка менее или равном 30% увеличиваются твердость и эластичность металла.
- При дальнейшем увеличении содержания цинка эластичность начинает снижаться в связи с уплотнением альфа-раствора. Твердость при этом увеличивается.
- Но при достижении содержания цинка 45% твердость тоже падает.
За счет своей эластичности латуни хорошо обрабатываются давлением. Особенно это относится к однофазным сплавам. Температурный режим для изменения формы не должен попадать в диапазон 300-700°C, это «хрупкая зона» металла. Альфа-бета разновидности проявляют повышенную пластичность при увеличении температуры нагрева выше 700°C.
Таким образом, содержание химических элементов в металле напрямую влияет на его технологические параметры, свойства. Альфа-латунные сплавы отличаются повышенной пластичностью, альфа-бета разновидности – прочные и крепкие, но они не подходят для деформационной обработки. Латунный сплав обладает повышенной устойчивостью к коррозии и морской воде за счет добавления легирующих компонентов, что позволяет использовать его в участках постоянного воздействия агрессивных сред.
По всем вопросам относительно содержания химических элементов в латунном сплаве, маркировок, характерных технологических особенностей и области применения каждой конкретной марки всегда можно обратиться к специалистам ООО «Профлазермет» по контактным телефонам +7(495) 928-96-58 или 8 (800) 775-32-83. Также можно подать заявку на расчет стоимости продукции или работ непосредственно на сайте.
Новости02.04.2018 |
Латунь — этот двойной (медь+цинк) или многокомпонентный сплав с добавлением олова, никеля марганца, железа и других элементов, где выступает основой сплава медь, а основным легирующим элементом цинк. Первое упоминание о латуни встречается у римлян. Римляне тогда производили сплавление меди с галмеем (другое название данной составляющей — цинковая руда.Цинк, в чистом виде был открыт только в 16 веке.Сплав латуни был впервые запатентован в Англии 13 июля 1781 г. Сплав латуни, состоящий из двух компонентов — это простой сплав, в металлургии он маркируется буквой Л, после буквы указывается процентное содержание меди. Добавление других легирующих элементов улучшает определенные физико-химические свойства латуни. Так, например, марганец в сочетании с оловом, алюминием и железом, увеличит прочность и коррозионную стойкость изделий. Добавление никеля в сплав латуни увеличит прочность и коррозионную стойкость в различных средах, олова — улучшит коррозионную стойкость в морской воде, свинца- даст возможность обработки деталей резаньем, кремния — приведет к увеличению антифрикционных свойств, но приведет к уменьшению твердости и прочности. Такие латуни — это многокомпонентные или специальные латуни. В маркировке специальных латуней применяются дополнительные буквы и цифры для указания легирующего элемента и его процентного соотношения в составе сплава латуни. Многокомпонентные латуни принято классифицировать по наименованию основного легирующего элемента. Специальные латуни можно разделить на:
Различают латунные сплавы марок:
Рассмотрим область применение сплавов латуни более подробно.
| Производственный отдел
|
Например сплав Л80 состоит из 80% меди и 20% цинка. К двухкомпонентнынм латунным сплавам относят: сплавы Л96, Л90, Л85, Л80, Л75, Л70;Л68;Л63.
сплавы, их составы, виды и отличия
Латунь – это сплав на основе цинка и меди.
Процентное содержание цинка в сплаве может быть 5 — 45%. Цинк, в отличие от меди, дешевле, именно поэтому введение его в состав не только повышает технологические, антифрикционные и механические свойства сплава, но еще и снижает ее стоимость.Свойства латуни
Сплавы латуни отлично поддаются обработке давлением. Механические показатели довольно высокие, но вот стойкость к коррозии удовлетворительная. Если сравнивать отличительные особенности латуни с бронзой, то ее антифрикционные свойства, устойчивость к коррозии и прочность ниже. Сплавы не очень устойчивы в соленой воде, на воздухе, растворах большинства органических кислот и углекислых растворах.
Латунь в отличие от меди имеет лучшую стойкость к коррозии. Но с повышением температуры увеличивается и скорость коррозии. Тем боле, заметен такой процесс в изделиях с тонкими стенками. Вызвать коррозию могут: высокая влажность, следы сернистого газа и аммиака в воздухе. Для предотвращения такого явления изделия из этого состава после обработки подвергают низкотемпературному обжигу.
Почти все сплавы при снижении температуры не становятся хрупкими и остаются эластичными, что позволяет применять их в качестве отличного конструкционного материала. Благодаря более высокому показателю температуры рекристаллизации, в отличие от меди, при повышенной температуре ползучесть латуни ниже. При температуре 300-600 С появляется свойство хрупкости из-за того, что нерастворимые при низких температурах добавления (к примеру: висмут, свинец) создают хрупкие прослойки между кристаллами. При увеличении температуры понижается ударная вязкость. В отличие от меди свойства теплопроводности и электропроводности латуни хуже.Состав латуни в процентном соотношении
Основные компоненты – цинк и медь, – используются в соотношениях 30% и 70% соответственно.
Более 50% цинка, который применяется при изготовлении латуни, делается из вторичной переработки мусора. Технические сплавы латуни выполнены на 47–50% из цинка.
По составу различают альфа и бета-латуни:
- Двухфазные составы состоят на 48–50% из цинка и содержат менее 5% свинца.
- Однофазные альфа-составы имеют около 30 % из цинка.
Химический состав
Латунь изготавливают из меди и цинка. Зачастую ее сравнивают с бронзой, так как сплав латуни и бронзы объединяет одинаковый компонент – медь. Латунь, по составу отличающаяся от бронзы, имеет в качестве второго компонента не олово, а цинк.
Цинк – это химический составляющий элемент второстепенной подгруппы второй группы четвертого периода периодической системы Менделеева. При нормальных условиях довольно хрупкий переходный материал ярко-голубого цвета (на открытом воздухе покрывается небольшим слоем оксида цинка и темнеет). В природе, как отдельный металл, цинк не существует.Медь – это химический составляющий элемент одиннадцатой группы четвертого периода периодической системы Менделеева. Это пластичный переходный материал ярко-золотистого цвета (при появлении оксидного слоя медь становится красно-желтого цвета).
За счет цинка и меди (кроме главного α-раствора) появляется целый перечень электронных стадий типа β, γ, ε. Как правило, состав латуни имеет α- или α+β’ фазы:
- α-фаза – стабильный материал из меди и цинка с гранецентрированной кристаллической медной кубической решеткой.
- β’-фаза – структурный материал на основе химического сочетания CuZn с соотношением 3/2 и элементарной и простейшей ячейкой.
Зависимость от термообработки:
- Если температура высокая, то β-фаза имеет хаотичное расположение атомов и увеличенный объем однородного состава. В этом состоянии фаза становится довольно пластичной, если температура менее 453–469 C, то атомная структура меди и цинка обретает упорядоченность и указывается, как β’.
- β’ является более хрупкой и жесткой, γ-фаза имеет в составе электронное сочетание Cu5Zn8.
Составы с одной фазой отличаются повышенной пластичностью; β’-фаза менее пластичная и более прочная.
Разделение с учетом содержания в сплаве цинка:
- Когда сплав латуни имеет в составе до 35% цинка, одновременно увеличиваются и пластичность, и твердость. Затем пластичность снижается, в начале из-за уплотнения α – жесткого состава. После происходит моментальное ее снижение, это объясняется нахождением в составе хрупкой β’-фазы. Затем твердость повышается до уровня количества цинка не больше 40%. Потом резко снижается.
- Многие составы отлично поддаются обработке под давлением. Однофазный состав особенно характеризуется своей пластичностью. Латуни меняют структуру при пониженных и повышенных температурах. Хотя в условиях температуры 400-700 C появляется «хрупкая зона». Деформация при этих температурных условиях не происходит.
- Двухфазные сплавы довольно эластичны при нагревании больше температуры фазы β’-превращения (выше 700 C). Для увеличения химической стойкости и технических характеристик в них зачастую добавляют дополнительные компоненты, к примеру: марганец, алюминий, кремний, никель и так далее.
Производство латуни
Латунь отлично поддается ковке, податливо деформируется, довольно вязка, принимает разные формы под ударом молотка, штампуется в различные детали или растягивается в проволоку. Сплав относительно податливо отливается и плавится в условиях температуры меньше плавления меди.
Процесс изготовления выполняется:
- В тиглях, сделанных из огнеустойчивой глины. Тигли разогреваются в пламенных или шахтных печах.
- В отражательных печах.
Во время смешивания цинка и меди состав отливают в заранее приготовленные песочные формы. Некоторая часть цинка испаряется, что необходимо помнить во время формирования сплава металла.
Производные латуни
Томпак – вид деформируемого сплава.
Имеет в составе цинк и медь на 2%-13% и 87–98% соответственно.
Томпак отличается:
- пониженной силой трения;
- стойкостью к ржавчине;
- высокой эластичностью.
Составы меди, состоящие на 11-22% из цинка, называются полутомпаками.
Томпак отлично поддается сварке с нержавейкой и иными благородными металлами. Томпак применяют для изготовления комбинированного состава латуни и стали. Благодаря золотистому цвету из томпака делают фурнитуры, различные медали и художественные изделия. Томпак отлично поддается эмалированию, золочению и обработке давлением в пониженных и повышенных режимах температуры.
Литейная латунь – используется для изготовления фасонных изделий и полуфабрикатов с помощью литья. Имеет 51–80% меди. В роли дополнительных элементов применяют: алюминий, кремний, марганец, железо, свинец и олово. Основные отличия:
- имеет устойчивость к трению с другими элементами;
- пониженная склонность к распаду элементов;
- не ржавеет;
- проста в обращении за счет жидкой консистенции;
- великолепные механические показатели.
Зачастую литейную латунь применяют для массового изготовления:
- червячных винтов;
- штуцеров;
- элементов арматуры;
- деталей, устойчивых к коррозии;
- гаек зажимных болтов;
- сепараторов;
- втулок;
- деталей, которые эксплуатируются при температуре выше 250C;
- подшипников.
Автоматная латунь — это свинцовая разновидность сплава. Имеет такой состав:
- 24,3-42,8% – цинк;
- 56-76% – медь;
- 0,4-0,9% – свинец.
Добавление свинца при механической обработке способствует появлению сыпучей и короткой стружки, что снижает износ разделяющего механизма и дает возможность применять скоростную обработку деталей.
Механические характеристики автоматной латуни напрямую зависят от ее агрегатного состояния и компонентов:
- нагартованное;
- мягкое.
Этот вид сплава изготавливается в форме:
- полос;
- лент;
- листов;
- прутков.
При этом из листов делают:
- детали для часов;
- болты;
- гайки и другие предметы массового производства.
Как можно отличить сплав латуни от бронзы
Отличить латунь от бронзы и, помимо этого, узнать точный состав можно лишь в химической лаборатории (к примеру, с помощью спектроскопического анализа). Увы, в домашних условиях (тем более, если нельзя делать царапины либо как-то еще деформировать изделие) спектр возможностей довольно ограничен. Однако существует алгоритм, который показывает пусть и не очень точные, но все же результаты.
Вам будут необходимы:
- калькулятор;
- точные весы;
- прозрачная емкость с водой;
- образцы латуни и бронзы со сколами;
- микроскоп или сильная лупа.
Сделайте анализ состава на плотность. Будет необходима прозрачная емкость с водой и точные весы. Опустив изделие в воду, узнаем объем, потом определяем массу. Плотность — это соотношение массы предмета к его объему, переводим в кг/ куб. м. Чаще всего бронза плотней латуни, при этом линия деления находится на показателях 8700 кг/куб. м. Итак, 8400-8700 кг/куб.м – скорей всего, латунь. 8750-8900 – скорей всего, бронза.
И в конце, структура состава. Нужно сказать, что тут нужны образцы – предметы, где в составе можно точно определить и латунь, и бронзу, причем образцы обязаны иметь сколы.
Для анализа будут необходимы сильная лупа или микроскоп. Анализ происходит размещением в поле видимости одновременно образца и предмета анализа.
На что нужно обратить внимание? На структуру состава – а именно, его зерно. Обычно бронза имеет более грубое и крупное зерно, в отличие от латуни.
Литейный завод латунного литья в Ланкастере
При разработке латунных компонентов для нового проекта важно выбрать правильный металлический сплав и метод литья. Литье из латуни является популярным выбором для широкого круга применений из-за уникальных свойств латуни и рентабельности процесса литья латуни. Компания J. Walter Miller предоставляет услуги по литью латуни в Пенсильвании. Если вы ищете литейное предприятие, способное быстро обрабатывать мелкие и крупные заказы, мы можем удовлетворить ваши потребности.
Что такое латунное литье?
Латунь — это общее название, которое охватывает сплавы, изготовленные из меди и цинка. При литье латуни эти металлические сплавы используются для эффективного формования металлических деталей. Литье в зеленый песок — один из самых надежных методов литья латуни. Этот метод включает формирование одноразовой формы из песчаного заполнителя и заливку в нее расплавленной латуни. Этот процесс хорошо работает благодаря способности зеленого песка выдерживать чрезвычайно высокие температуры.
Связаться с намиПрименения для литья латуни
Отливки из латуни находят применение во многих отраслях промышленности, а латунные детали особенно полезны в быту и строительстве благодаря естественной коррозионной стойкости материала.В J. Walter Miller у нас есть возможности литья для изготовления латунных соединителей, переключателей, деталей насосов, клапанов, спринклерных головок и многого другого. Отрасли, которые полагаются на услуги по литью латуни, включают:
Оборудование для литья латуни
В литейных цехах для литья латуни используется специализированное оборудование для литья латуни для получения высококачественных результатов. Это оборудование включает в себя специализированные плавильные печи для нагрева металла до соответствующей температуры и вибрационное оборудование для извлечения готовых металлических отливок из песчаных форм.
Мы используем автоматизированное оборудование на каждом этапе процесса литья латуни, чтобы снизить затраты и сократить сроки выполнения заказа. Автоматизация, а также качественные расходные материалы для литья латуни позволяют нам производить стабильные детали без дефектов.
Наш процесс литья латуни
Наш процесс литья латуни включает три основных этапа:
- Изготовление пресс-форм: Мы начинаем с изготовления спичечных пластин для каждого компонента. Затем песок вдавливается вокруг спичечной пластины, чтобы создать новые половинки формы.Выкройка — это полноразмерный прототип изготавливаемой детали. Для более детального изучения компонента используются шаблоны для создания полостей внутри пресс-формы. Далее скрепляем формы между собой для подготовки к заливке.
- Заливка: После того, как мы создали точную форму для песка, мы нагреваем латунь до идеальной температуры отливки внутри печи. Затем расплавленная латунь постепенно течет в форму. После заливки оставляем заполненные формы остывать и застывать.
- Удаление: Наконец, мы удаляем готовые, охлажденные металлические отливки, открывая формы.В зависимости от типа изготавливаемого компонента мы также сглаживаем поверхность латунной детали и при необходимости удаляем лишний металл.
Свойства латуни
Готовое латунное литье может дать такие преимущества, как:
- Устойчивость к коррозии и ржавчине
- Прочность и износостойкость
- Гигиеническая поверхность
- Хорошая электропроводность
Наши типы латунных сплавов
В J. Walter Miller мы работаем с несколькими различными бронзовыми сплавами.Мы работаем с четырьмя распространенными латунными сплавами: C84400 Leaded Semi-Red Brass, C83600 Leaded Red Brass и два типа неэтилированной красной латуни. Каждый сплав лучше всего подходит для конкретных целей. Чтобы узнать больше о наших услугах по литью латуни на заказ в Пенсильвании, свяжитесь с нами сегодня.
общий термин для ряда медно-цинковых сплавов
Латунь — это общий термин для ряда медно-цинковых сплавов с различными комбинациями свойств, включая прочность, обрабатываемость, пластичность, износостойкость, твердость, цвет, электрическую и теплопроводность, гигиеничность и коррозионную стойкость.
Латунные латуни устанавливают стандарт, по которому оценивается обрабатываемость других материалов, а также доступны в очень широком разнообразии форм и размеров изделий, чтобы обеспечить минимальную обработку до конечных размеров. Латунь не становится хрупкой при низких температурах, как низкоуглеродистая сталь.
Латунь также обладает отличной теплопроводностью, что делает ее лучшим выбором для теплообменников (радиаторов). Его электропроводность составляет от 23 до 44% от чистой меди.
Серебристый никель
Эти медно-никелево-цинковые сплавы серебристого цвета, содержащие 10-20% никеля, можно рассматривать как специальные латуни.Во многих отношениях они показывают коррозионные характеристики, аналогичные характеристикам латуни, но версии с более высоким содержанием никеля обладают превосходной стойкостью к потускнению и коррозионному растрескиванию под напряжением. Они доступны во всех формах и используются для изготовления посуды (посеребренной для придания EPNS), компонентов электросвязи, оборудования для производства пищевых продуктов, ювелирных изделий, изготовления моделей, анкерного провода и булавок для щетки для инструментов, музыкальных инструментов, например «Серебряные ленты», канавки, щупы и контактные пружины. Прочитайте больше.
Цвета латуни
Латунные изделия представлены в привлекательных цветах: красном, желтом, золотом, коричневом, бронзовом, серебряном.Латунь с 1% марганца приобретет шоколадно-коричневый цвет. Никелевый серебристый полируется до блестящего серебристого цвета. Латуни легко придать форму, и, учитывая все доступные цвета, неудивительно, что архитекторы и дизайнеры использовали латунь для улучшения внешнего вида новых и отремонтированных зданий как внутри, так и снаружи.
Латунь и гигиена
Латунь долговечна, привлекательна и гигиенична, что делает ее подходящей для поверхностей, к которым часто прикасаются, в среде с повышенным уровнем гигиены.
Переработка латуни
Производство латуни во всем мире хорошо организовано и оборудовано для переработки продуктов по окончании их длительного срока службы и переработки лома (стружки и обрезков). Изготовление латуни из новой (первичной) меди и цинка было бы неэкономичным и расточительным по сырью, поэтому новые изделия из латуни производятся из переработанного лома, что свидетельствует об экологической природе этого материала. В Великобритании производители латуни используют почти 100% латунный лом.
Технологический лом (стружка) латуни перерабатывается и превращается в новую латуньСписок импортеров и покупателей латунных компонентов в США
Список импортеров латунных компонентов в США
КОМПАНИЯ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ ВОДЫ
Импортер из США
УЛИЦА КАШТАНОВ 815
Компонент клапана, латунный фитинг, фильтр для воды, сетчатый фильтр для воды, фитинг из нержавеющей стали
, клапан, компонент клапана, латунный фитинг, водяной фильтр, фильтр для воды, фитинг из нержавеющей сталиJOHNSON CONTROLS AE ОТДЕЛКА PG EDIASA
Импортер из США
6 12050 РОЖАС ПРИВОД
Детали из латуни
КАЛИФОРНИЯ FAUCETS
Импортер из США
5231 ARGOSY AVE HUNTINGTON BEACH, CA 92649 США, США
Детали смесителя из латуни
T&S BRASS AND BRONZE WORKS INC
Импортер из США
P O BOX NO 1088 2 SADDLEBACK COVE TRAVELERS REST SOUTH CAROLINA 29690ATTN: MR ERIK THEISEN
Детали из латуни
EUROMARKET DESIGNS INC
Импортер из США
1250 TECHNY ROAD NORTHBROOK ILLINOIS 60062 ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА: GLOBAL-LOGISTICS-ASIA @ CRATEANDBARRE
к / д мебель к / д мебель и / или комплектующие.
hs код 9403200050 согласно п.о. № 491-7488168 артикул № 338-925 отправитель книжного шкафа с дверной сеткой из латуни подтверждает, что данный груз не содержит каких-либо упаковочных материалов из цельной древесины NIBCO INC
Импортер из США
4059 ВОСТОЧНАЯ УЛИЦА
Латунные клапаны Компоненты клапана Латунные фитинги
ООО «ПРЕЦИЗИОН ПРОДАКШН»
Импортер из США
8250 DOW CIR
Детали из латуни и стали
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ПОДАЧИ HD L
Импортер из США
3400 CUMBERLAND BOULEVARD ATLANTA GA 33039 СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ
Сантехника всплывающие отходы латунный клапан компоненты кухонной посуды 60 душевая штанга сатинированная никель / hds 822452 60 душевая штанга сатин никель / алюминий 5 шт.hd s 822518 72 алюминиевая штанга для душа hds 822530 латунные болты для унитаза hds 569200
TAKAKO AMERICA CO INC
Импортер из США
715 COREY ROAD HUTCHINSON 67504-1642 KANSAS CITY KS 67504 США
«комплектующие для гидравлических изделий латунный стержень, колесо и т. Д. Счет-фактура tsk-19 0760 hs код 7407.21 и т. Д. 1 контейнер ============== 7 упаковок (549 упаковок) — ————— 547 штук 2 коробки
«
hs код 9403200050 согласно п.о. № 491-7488168 артикул № 338-925 отправитель книжного шкафа с дверной сеткой из латуни подтверждает, что данный груз не содержит каких-либо упаковочных материалов из цельной древесины Вы искали активных покупателей и импортеров латунных компонентов в США.Перечисленные выше импортные и экспортные компании получены из таможенных и коносаментных записей. Подпишитесь на нас, чтобы получить базу данных всех импортеров из США вместе с деталями об импортных поставках их латунных компонентов. Это не просто каталог иностранного импортера; это фактические записи базы данных отгрузки, сделанные компаниями. Наши данные помогут вам расширить свой бизнес за счет привлечения новых покупателей.
Металлов Кайдзен | Латунные компоненты | Латунные фитинги
| Компоненты из латуни Прецизионные компоненты из латуни Обработанные компоненты из латуни Токарные детали из латуни Компоненты, штампованные из латуни КОМПОНЕНТ из латуни, точеный латунный КОМПОНЕНТ по индивидуальным спецификациям Мы предлагаем латунный КОМПОНЕНТ для чертежей и распечаток пользователей Мы специализируемся на механически обработанной латуни КОМПОНЕНТ Точеный латунный КОМПОНЕНТ небольшой крупный литой механически обработанный латунный КОМПОНЕНТ литая латунь КОМПОНЕНТ кованая латунь КОМПОНЕНТ штампованная латунь КОМПОНЕНТ от миниатюрной 1 мм до 200 мм | |
Мы предлагаем следующие латунь / медные сплавы
| Материал | IS / BIS | UK | США | ЕВРОПЕЙСКИЙ | – | МЕЖДУНАРОДНЫЙ |
| Свободная резка | IS 319/89 класс-I | – | CZ121 | C385 | CW614N | CuZn39Pb3 |
| Свободная резка | IS 319/89 класс II | – | CZ124 | C360 | CW603 N | CuZn39Pb3 |
| Свободная резка | IS 319/89 класс III | – | – | – | – | – |
| – | – | – | C362 | CW609 N | – | – |
| – | – | CZ123 | C365 | CW601N | CuZn40Pb | – |
| Ковка | IS 3488/80 | CZ122 | C377 | CW617 N | CuZn40Pb2 | – |
| – | IS 6912/85 FLB | – | – | – | – | – |
| – | – | BS 218 Модифицированный | – | – | – | – |
| – | – | – | C380 | – | – | – |
| Качество клепки (без свинца) | IS 4170/67 | CZ 109 | C280 | CW109L | CuZn40 | – |
| Качество клепки (без свинца) | IS 4413/81 | CZ 108 | C272 | CW508L | CuZn37 | – |
| Качество клепки (свинец) | IS 2704/83 | – | – | – | CuZn35Pb1 | – |
| Качество клепки (свинец) | IS 2704/83 | CZ107 | C270 | – | CuZn 35 | – |
| Высокопрочные латунные стержни | – | CZ 114 | – | CW721R | – | – |
| Высокопрочные латунные стержни | – | CZ 115 | – | CW722R | – | – |
| Высокопрочные латунные стержни | IS 320/80 HT 1 | – | – | – | – | – |
| Высокопрочные латунные стержни | IS 320/80 HT 2 | – | – | – | – | – |
| Специальная высокопрочная латунь для номиналов | – | Марка — I | – | – | – | – |
| Специальная высокопрочная латунь для номиналов | – | Сорт — II | – | – | – | – |
| Морские латунные стержни | IS 291/77 Grade-I CuZnSn1 | – | CZ-112 Grade-I | – | C464 | CW712R |
| Морские латунные стержни | IS 291/77 класс II CuZnSn1 | – | CZ-112 класс II | – | C465 | CW711R |
| DZR | – | CZ 132 | C3533 | CW602 N | CuZn36Pb2As | – |
| Латунь с выводами Для секции | – | CZ 130 | CW624N | – | – | – |
| Free Cutting Brass (повышенная пластичность) | – | – | CZ 131 | C3534 | – |
КОМПОНЕНТ из специальной латуни.
Мы будем рады разработать нестандартные латунные гайки, винты, шпильки, винты, шпильки, нестандартные, латунные
шурупы для дерева крепежные детали шурупов в соответствии с конкретными требованиями.
Материалы: Латунь по BS 2874/2872
Поверхность: Натуральная латунь, луженая, никель и т. Д.
Резьба: Метрическая ISO, BSW, BA, BSF, UNC, UNF UNEF и т. Д.
Резьба: 2 мм 3 мм 4 мм 5 мм 6 мм 8 мм 10 мм 12 мм 16 мм 20 мм 25 мм 32 мм 1/8 «5/32» 3/16 «1/4» 5/16 «3/8» 1/2 «5/8″ 3/4 » 1 «11/8» 11/4 «11/2» 13/4 «2»
Анализ разрушения латунного элемента ударника «дельфин» с никелевым покрытием
Основные моменты
- •
Сообщается о выходе из строя высокопрочного латунного элемента с никелевым покрытием.
- •
Отказ является хрупким и вызывается сочетанием химического и механического повреждения никелевого покрытия.
- •
Обезцинкование приводит к снижению локальной прочности.
- •
Отказ произошел из-за охрупчивания, вызванного воздействием коррозии в морской среде.
- •
Механизм разрушения из-за комбинации удаления сплава, ведущего к хрупкому разрушению
Аннотация
Латунь — универсальный сплав, подходящий для изготовления инженерных компонентов, работающих в водной и морской средах.Здесь анализируется вышедшая из строя латунная гайка с никелевым покрытием, которая была частью ударника дельфина, используемого в парусной лодке. Предварительное расследование показало, что трещина была хрупкой без видимых признаков пластической деформации. Микротвердость показала, что общая механическая целостность не была нарушена с твердостью 190 HV на случайных участках, и это соответствует ожиданиям для высокопрочного латунного сплава. Точечный зонд-анализ с помощью энергодисперсионной спектроскопии (EDS) подтвердил удаление сплава из-за электрохимической потери Zn.
EDS пятен на никелевом покрытии указывает на присутствие Zn в качестве коррозии и Cr в качестве продуктов коррозии. Было подтверждено, что селективная потеря Zn происходила из нижележащего латунного тела через «ворота», образовавшиеся в результате повреждения обычно защитного слоя Ni. Такая избирательная потеря цинка из-за коррозии привела бы к потере прочности. Однако исследование сломанного участка позволило предположить наличие хрупкого межкристаллитного разрушения. Анализ методом конечных элементов (FEA) показал максимальное растягивающее напряжение 90 МПа в области разрушения, что значительно ниже ожидаемой прочности на разрыв.Таким образом, можно сделать вывод, что разрушение детали произошло из-за комбинированного механизма децинкификации, за которым следует процесс хрупкого разрушения, вызванный напряжением. Также предлагается, чтобы таких отказов можно было избежать за счет конструкции сплава и методов обработки поверхности для упрочнения никелевого покрытия.
Ключевые слова
Децинковка
Хрупкое разрушение
Коррозия под напряжением
Расплав
Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)
Полный текст© 2016 Elsevier Ltd.Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Цитирующие статьи
Прецизионный латунный компонент — Jit Brass
Прецизионный латунный компонент — Jit Brass — Латунная промышленность Индия Home Высокоточные латунные компонентыВысокоточные латунные детали
Jit Enterprise производит высокоточные латунные компоненты из высококачественной латуни, латуни свободной резки, латуни CDA 360, бессвинцовой латуни или любого другого латунного материала.Мы предоставляем высокоточные латунные компоненты, основанные на сертификации ISO, CE, IS или любых предпочтительных международных стандартах. Прецизионные латунные детали производятся под строгим контролем производственного процесса и контроля качества.
У нас самая квалифицированная и хорошо обученная команда, которая следит за последними тенденциями, стандартами и качеством для обслуживания лучших компонентов. Ассортимент высококачественных и стандартных прецизионных латунных компонентов широко используется в автомобильной, автомобильной, механической, строительной, строительной, химической и промышленной областях.Высокоточные латунные компоненты доступны в различных размерах, формах, составе материала и другой конфигурации в зависимости от индивидуальных требований и спецификаций.
Прецизионная латунь
Точеные детали
Industrial Precision
Запасные части
Прецизионное ЧПУ
Токарные детали
Прецизионное ЧПУ
Обработанные детали
Прецизионная латунь
Обработанные детали
Прецизионная латунь
Прессованные детали
Прецизионная латунь
Автозапчасти
Материал:
- IS 319 Свободная резка латуни.
- Латунь BS 4183, BS 3643, BS93.
- Латунь IS 1367/1366.
- Высококачественная свободная резка.
- CDA 360 Латунный сплав.
- Составы, указанные заказчиком.
Потоки:
- ISO Метрическая система (резьба MM)
- BA Резьба
- Резьба DIN
- BSW Резьба (дюймы)
- Резьба UNC и UNF
- ГБ потоков
- Любая резьба по индивидуальному заказу.
Характеристики:
- Превосходные антикоррозионные свойства.
- Высокая прочность и надежность.
- Обеспечьте надежную герметизацию.
- обеспечивают оптимальную производительность.
- Превосходная прочность.
- Возможности высокоточной обработки.
- Доступна настройка.
Размер:
- Доступен любой размер в соответствии со спецификацией заказчика и образцами чертежей.
Отделка:
- Натуральное, никелированное, оловянное, хромовое, электролитическое медное покрытие или любое покрытие согласно спецификации заказчика.
Мы можем производить и экспортировать высокоточные латунные компоненты в соответствии со спецификациями (индивидуальный чертеж и образцы) для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами или запросите сейчас
Последнее обновление: 6 февраля 2019 г.
Translate »
Жирным шрифтом, как латунь
Латунь использовалась в течение многих тысяч лет и может быть использована для декоративных конструкций, таких как бенинские «бронзы» (фактически сделанные из латуни), или, в последнее время, для архитектурных целей и для сантехники, чтобы назвать несколько ( Фотография 1 ).
Фотография 1: Использование латуни
Слева — облицовка на 10 Weymouth Street [1] , Лондон
Справа — Бенинские бронзы от 1100 г. и позже [2]
Термин «латунь» может использоваться для описания широкого спектра сплавов медь (Cu) — цинк (Zn) с небольшими добавками других легирующих элементов, например свинец, мышьяк, олово и т. д. Как правило, латунь можно производить дешево, в больших объемах и обеспечивать ряд полезных механических свойств: твердость, прочность, пластичность, износостойкость, легкость обработки, коррозионную стойкость и т. д.Свойства латуни можно изменить добавлением или удалением химических элементов или термической обработкой.
Отсюда следует, что характеристики латунных компонентов часто зависят от правильной спецификации свойств и производства. Если, например, латунь требует примерной коррозионной стойкости, но латунный компонент был неправильно изготовлен или задан, маловероятно, что он будет работать эффективно и может преждевременно выйти из строя.
В этой статье основное внимание будет уделено использованию латуни в водопроводных системах, таких как системы водоснабжения или маслоснабжения.В этих приложениях латунь часто используется для образования компрессионных соединений
(например, Фотография 2 ).
Чтобы сделать такое соединение, труба вставляется через заднюю гайку, через металлическую масленку и до упора заплечика корпуса фитинга. Затем на корпус фитинга навинчивается задняя гайка и затягивается гаечным ключом на количество оборотов, указанное производителем (если такая информация предоставляется).
Фотография 2: Покомпонентное изображение компрессионного соединения, как указано на этикетке.
На рисунке 1 представлена частичная фазовая диаграмма двойной системы Cu-Zn. В зависимости от состава латунь можно разделить на три категории (каждая с разным кристаллом или структурой зерен): α латунь , α + β латунь и β латунь , как показано на фазовой диаграмме.
Латуни α мягкие и пластичные, что позволяет легко деформировать их при прокатке, гибке, вытяжке, прядении и т. Д. В различные функциональные формы.Как правило, латунь α закаляется холодной или горячей обработкой, а затем отжигается для снятия чрезмерных напряжений.
Латунные латуни, в микроструктуре которых есть как α, так и β фазы, обозначаются как α + β латунь или « дуплексная латунь », и объемное соотношение двух фаз зависит от содержания цинка. Хотя β-фаза имеет более высокую твердость и, следовательно, снижает пластичность α + β-латуни в холодном состоянии по сравнению с α-латунью, она значительно увеличивает способность латуни подвергаться горячей обработке экструзией или штамповкой, а также обеспечивает возможность литья под давлением без образования горячих трещин [3].
Рис. 1: Частичная фазовая диаграмма медь-цинк, показывающая диапазоны температур горячей обработки, рекристаллизации и снятия напряжений для латуни α, α + β и β. Взято из Callcut, V. (2000). Введение в латунные изделия (Часть II). Ассоциация развития меди.
Для горячей штамповки идеальные сплавы (например, дуплексная латунь) должны иметь максимальную пластичность при повышенной температуре и могут быть выдавлены в стержни сложного сечения, в то время как прочность и разумная пластичность должны быть гарантированы при комнатной температуре для обеспечения структурной целостности.
Обычно компрессионные соединения выполняются путем литья расплавленной латуни в формованную форму или путем горячей штамповки слитков в формованные детали. Во время обработки или изготовления латунных деталей холодной или горячей обработкой пластическая деформация увеличивает прочность и твердость материалов, но также приводит к высоким остаточным напряжениям. Достаточная величина остаточного растягивающего напряжения может привести к непредсказуемой деформации во время резки или механической обработки, к горячему растрескиванию или к явлению, известному как коррозионное растрескивание под напряжением (SCC), при хранении или эксплуатации.
SCC требует трех условий для возникновения:
- Восприимчивый материал
- Устойчивое растягивающее напряжение выше определенного порога
- Особые коррозионные вещества
Латунь чувствительна к SCC в присутствии аммиака. Следует отметить, что для инициирования SCC требуются только следовые количества аммиака (который может присутствовать, например, в воздухе или в поту).
В случае компрессионных соединений напряжение может иметь два источника.Первый — это приложенное напряжение, будь то из-за способа соединения деталей во время сборки или из-за напряжений в соединении при установке. Второй источник напряжения может быть связан с остаточным напряжением в материале, возникающим во время производства. Латунь может подвергаться отжигу (или термообработке) во время производства, что приводит к изменению микроструктуры латуни и ее механических свойств. Если латуни не подвергаются термообработке, возможно, что они сохранят напряжение и могут выйти из строя при более низких напряжениях, чем в противном случае.
Чтобы снять остаточные напряжения в латуни и тем самым снизить вероятность растрескивания, компоненты должны быть отожжены для снятия внутренних остаточных напряжений без заметного влияния на функциональные свойства [4].
Хокинс видел, как компоненты в процессе эксплуатации выходят из строя из-за SCC, что может привести к утечкам воды и масла (например, Фотография 3 ).
Фотография 3: Примеры отказов, замеченных в Хокинсе.
Слева — шток с резьбой
Справа — внутренние компоненты метчика.
В Hawkins мы провели испытания, чтобы изучить состав и структуру зерна латунных компрессионных соединений, изготовленных различными производителями, а также изучить уровень напряжения, необходимого для выхода из строя компрессионных соединений во время эксплуатации. Образцовые соединения были выполнены с использованием фитингов, приобретенных у продавцов сантехников, затянутых на разное количество и помещенных в среду (например, с высоким содержанием аммиака), чтобы стимулировать SCC. Соединения были испытаны с использованием методов, изложенных как в ISO 6957: 1988, «Медные сплавы — испытание аммиаком на стойкость к коррозии под напряжением», так и в ASTM G37 — 98 (2016), « Стандартная практика использования раствора Маттссона [сульфат меди / раствор сульфата аммония] pH 7.2 для оценки склонности медно-цинкового сплава к коррозионному растрескиванию под напряжением ».
Фотография 4 представляет собой пример затянутого латунного фитинга, подверженного воздействию раствора Маттссона в течение 163 часов.
Фотография 4: Фитинг демонстрирует коррозионное растрескивание под напряжением после погружения в раствор Маттсона на 163 часа.
Мы исследовали микроструктуру и элементный состав каждой из выбранных для исследования латунных фитингов, которые были дуплексными.Интересно отметить, что большинство исследованных фитингов показало микроструктуру, которая указала на то, что компоненты были сформированы горячей прокаткой. Однако микроструктуры не предполагали, что они были подвергнуты последующей термообработке для снятия остаточного напряжения от образования. Это говорит о том, что компоненты, которые мы исследовали, будут гораздо более восприимчивы к SCC при более низких напряжениях, чем компоненты, прошедшие термообработку (и, следовательно, снятые с напряжений).
На фотографиях 5 и 6 показаны трещины в различных фитингах, которые имеют заметно различающуюся микроструктуру.Следует отметить, что образцы с одинаковым элементным составом могут иметь совершенно разную микроструктуру в зависимости от скорости охлаждения и технологических схем. В каждой микроструктуре фаза α-латуни светлее по цвету, чем β-фаза. Темные сферические формы представляют собой частицы свинца.
Фотография 5: Пример SCC из дуплексной латуни. Микроструктура позволяет предположить, что образец был горячекатаным.
Фотография 6: Пример трещин в другой дуплексной латуни.Похоже, что микроструктура имеет морфологию, отличную от микроструктуры на фотографии 5 (микроструктура вида Видманштеттена). Это предполагает более высокую скорость охлаждения, поскольку α-фаза выделяется из β-фазы, что позволяет предположить, что образец может быть отлит под давлением.
Свинец добавляется в латунь для улучшения обрабатываемости, что означает легкость резки металла; ряд фитингов, исследованных в Hawkins, содержал от 1,8 до 3,0 мас.% свинца, и интересно отметить, что фитинги с повышенным содержанием свинца оказались более восприимчивыми к SCC.Добавление свинца мало влияет на твердость и предел прочности латуни. Однако энергия разрушения латуни с повышенным содержанием свинца снижается (хотя обрабатываемость латуни с повышенным содержанием свинца улучшается). Это связано с тем, что межфазная граница между свинцом и основной массой является слабой, и поэтому трещины могут легче распространяться вдоль границы, тем самым способствуя зарождению и распространению трещин при низких энергиях.
Хотя повышенное содержание свинца повлияло на восприимчивость латунных компонентов к SCC, проведенные испытания пришли к выводу, что основным фактором, определяющим восприимчивость фитингов к SCC, является напряжение затяжки.
Например, чрезмерной затяжки фитингов некоторых марок всего на пол-оборота было достаточно, чтобы вызвать растрескивание в значительно более короткие сроки, чем если бы соединение было выполнено в соответствии с инструкциями производителя.
Интересно, что ISO 6957: 1988 «Медные сплавы — испытание на стойкость к коррозии под напряжением» требует погружения компонентов в раствор хлорида аммония на 24 часа. Когда соединения были выполнены в соответствии с инструкциями производителя, все компоненты, испытанные в этом исследовании, соответствовали этому требованию.Однако при погружении компонентов на более длительный период времени или при погружении компонентов в более агрессивную среду (например, раствор Маттсона, как указано в ASTM G37 — 98 2016, «Стандартная практика для использования раствора Маттссона с pH 7,2 для оценки Подверженность коррозионному растрескиванию под напряжением медно-цинковых сплавов ”), большинство испытанных образцов не прошли испытания.
Таким образом, это исследование показывает, что из всех изученных латунных фитингов ни одна из них, по-видимому, не подвергалась отжигу после изготовления, чтобы снизить остаточное напряжение при формовании.Следовательно, эти фитинги с большей вероятностью будут подвергаться SCC, чем те, которые были отожжены и сняты напряжения. Проведенное исследование показало, что наиболее значительным фактором, вызывающим SCC в этих фитингах, было напряжение, возникающее в фитинге во время сборки, то есть перетягивание во время установки. Поэтому для любого установщика важно следовать инструкциям производителя по установке, чтобы избежать отказа компонентов из-за SCC.
Д-р Элеонора Джей — дипломированный инженер и дипломированный ученый, имеющая опыт работы в области материаловедения и специализирующаяся на неисправностях материалов.Вместе с Хокинсом Элеонора специализируется на исследованиях отказов материалов (керамики, стекла, полимеров, металлов), металлургии, утечек воды, масла и других видов топлива, отказов механических систем и травм.