Termokings.ru

Домашний Мастер
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Из каких металлов производится сплав латуни

СПЛАВЫ

СПЛАВЫ, материалы, имеющие металлические свойства и состоящие из двух или большего числа химических элементов, из которых хотя бы один является металлом. Многие металлические сплавы имеют один металл в качестве основы с малыми добавками других элементов. Самый распространенный способ получения сплавов – затвердевание однородной смеси их расплавленных компонентов. Существуют и другие методы производства – например, порошковая металлургия. В принципе, четкую границу между металлами и сплавами трудно провести, так как даже в самых чистых металлах имеются «следовые» примеси других элементов. Однако обычно под металлическими сплавами понимают материалы, получаемые целенаправленно добавлением к основному металлу других компонентов.

Почти все металлы, имеющие промышленное значение, используются в виде сплавов (см. табл. 1, 2). Так, например, все выплавляемое железо почти целиком идет на изготовление обычных и легированных сталей, а также чугунов. Дело в том, что сплавлением с некоторыми компонентами можно существенно улучшить свойства многих металлов. Если для чистого алюминия предел текучести составляет всего лишь 35 МПа, то для алюминия, содержащего 1,6% меди, 2,5% магния и 5,6% цинка, он может превышать 500 МПа. Аналогичным образом могут быть улучшены электрические, магнитные и термические свойства. Эти улучшения определяются структурой сплава – распределением и структурой его кристаллов и типом связей между атомами в кристаллах.

Многие металлы, скажем магний, выпускают высокочистыми, чтобы можно было точно знать состав изготавливаемых из него сплавов. Число металлических сплавов, применяемых в наши дни, очень велико и непрерывно растет. Их принято разделять на две большие категории: сплавы на основе железа и сплавы цветных металлов. Ниже перечисляются наиболее важные сплавы промышленного значения и указываются основные области их применения.

Структура и химический состав латуни

Структура и хим. состав латуни — вопрос весьма важный. Латунь – двух- или многокомпонентный твердый раствор – сплав, на основе меди и цинка. Известна латунь чрезвычайно давно, еще со временем Древнего Рима, и используется до сих пор. Свойства ее зависят от количественного состава.

Традиционный состав латуни – 70% меди и 30% цинка. Цинк повышает механические и технологические качества сплава, и при этом удешевляет его, поскольку является металлом более доступным по стоимости. На практике применение растворов с долей цинка большей чем 50% встречается редко.

Маркируется сплав в зависимости от состава. Обозначается латунь буквой «Л», затем следует цифра, указывающая на долю меди – 70, например. Если сплав легировался, то все добавки указываются по уменьшению их доли, а затем указывается и состав. Например, ЛАЖ60-1-1 означает, что в латуни 60% меди, и что сплав легирован алюминием – 1% , и железом – 1%.

О том, как горит латунь, и как происходит плавка материала дома, расскажет данный видеоролик:

Классификации по доле цинка

Классифицируют составы по доле цинка:

  • если его содержание составляет 5–20%, латунь называют красной – томпак;
  • если доля цинка колеблется в диапазоне 20–36%, сплав носит название желтая латунь;
  • сплав с долей цинка в 48–50% называют техническим.

При производстве латуни более 50% цинка получают из переработки вторичного сырья, поэтому сплав можно отнести к довольно экологичной продукции.

Разделение по качеству дополнительных ингредиентов

Сплавы разделяют и по количеству, и качеству дополнительных ингредиентов.

Двухкомпонентные

Двухкомпонентные включают в себя только медь и цинк. Здесь на свойства сплава сильно влияет фазовый состав. Медь способна растворить не более 39% цинка. Причем при увеличении температуры растворимость уменьшается, образуется при этом только однофазный раствор – α-фаза. Такие сплавы называют α-латунями, они отличаются высокой пластичностью и достаточно прочны, если доля цинка достигает 30%.

При увеличении доли цинка часть металла уже не растворяется и формируется двухфазный раствор – α+β’-латунь. β’– фаза более твердая, но и более хрупкая, поэтому такой сплав прочнее, но пластичность теряет.

Эта особенность обуславливает и не совсем обычный метод обработки. Так, для холодной обработки – фигурные профили, проволока, используется только α-латунь, поскольку ее пластичность высока при низкой температуре, а в температурном диапазоне от +300 до +700 С резко падает, так что при нагреве деформировать латунь бесполезно. А вот α+β’-растворы обрабатывают именно при высокой температуре.

Многокомпонентные

Многокомпонентные в качестве добавок могут содержать:

  • никель – увеличивает коррозийную стойкость;
  • кремний – уменьшает прочность, но совместно со свинцом придает антифрикционные свойства;
  • свинец – не более 4%, уменьшает прочность, но облегчает механическую обработку. Такие латуни часто называют автоматными;
  • железо – уменьшает рост зерен, что улучшает механические свойства сплава;
  • олово – не больше, чем доля цинка. Иначе сплав превращается в одну из разновидностей бронзы. Олово придает сплаву стойкость к действию морской воды, за что такая латунь и получила название морской;
  • марганец – увеличивает стойкость к коррозии, способствует прочности.
Читать еще:  Порошковая покраска дисков своими руками: технология

Далее мы рассмотрим технологии и оборудование для литья латуни, формы, температуру и другие важные нюансы производства латуни в России.

Крепеж из меди и медных сплавов

Крепеж из меди отличается высокой электрической проводимостью, благодаря чему стала активно применяться в электрике. Медь легко принимает различные формы и поэтому ее зачастую видоизменяют (сжимают, растягивают) и превращают в различные элементы электрики: клеммы, различные стрежни, шпильки. Так же медь имеет недостатки, например, низкую прочность по отношению к весу, поэтому крепеж имеет ограниченную сферу применения, где неважна прочность.

Для придания большей стойкости к коррозии и прочности изделий из меди, используют медные сплавы. Существует два типа медных сплавов. При соединении меди с цинком, получается латунь. «Морская латунь» — это сплавы 462 и 464. «Желтая латунь» — сплавы 360 и 270. Сплав 675 известный как «Марганцевая бронза», так же относится к латунным. Такие изделия имеют широкую сферу применения, для узлов машин, а так же для промышленного назначения.

Так же к меди может быть добавлен никель, поэтому сплав называют медно-никелевый сплав. Такой сплав прочнее латунного, но все — равно не дотягивает до прочности и надежности никеля без добавок. Такой сплав нашел свое применение в судостроении, крепеж из медно-никелевого сплава имеет хорошую стойкость к коррозии и адгезии, за счет стойкости к морской воде. Самым распространенным материалом данной группы можно назвать 710 и 715 сплав.

Все другие изделия, в состав которых входит медь, считаются бронзовыми изделиями. Самым часто используемым считается алюминиевая бронза, фосфоритная бронза, марганцевая бронза, кремниевая бронза. Наиболее часто такие сплавы применяются в судостроении, в местах, где происходит соприкосновение с морской водой – турбины, насосы, а так же применяют в промышленности.

Латунь

Кроме меди и цинка, в латуни могут присутствовать никель, свинец, железо, олово, марганец. Латунь начали производить еще в Древнем Риме, но использовали цинковую руду. Чистый цинк стали применять в Англии в 1781г., тогда же и был заключен патент на производство латуни.

Одно из преимуществ латуни – она хорошо поддается шлифовке, поэтому в декоративных целях в интерьере и предметах интерьера чаще всего используется именно гладкая шлифованная латунь.

Латунь со временем темнеет, теряет блеск, тускнеет, особенно если изделие контактирует с водой.

По этой причине смесители, душевые стойки, систему слив-перелив и другие аксессуары для ванной следует выбирать из бронзы и у проверенных поставщиков, так как некоторые производители в целях экономии изготавливают изделия из латуни, покрывая их только сверху бронзой, из-за чего изделие не будет служить долго.

Но встречаются и подделки изделий, выдаваемых за латунные! А на самом деле они сделаны из металла и лишь покрыты латунным сплавом. Это легко можно проверить, так, металл притягивает магниты, а латунь не магнитит!

Бронза

Бронза считается премиальным металлом. На 80% она состоит из меди и на 20% из олова. Так называемая «оловянная» бронза. Иногда вместо олова используют: алюминий, свинец, кремний, бериллий и другие элементы (кроме цинка и никеля).

Кроме основного состава, любая бронза содержит добавки – цинк, свинец, фосфор.

Если вместо олова используется алюминий, бронза приобретает цвет близкий к золоту и латуни.

В состав церковных колоколов обычно включали 80% меди и 20% олова, поэтому они имеют болотный оттенок.

Одно из главных преимуществ бронзы – она легко плавится, это литейный металл, поэтому статуэтки, скульптуры и другие художественные предметы интерьера делают из бронзы. Но бронза плохо поддается резке и заточке.

Также существует «адмиралтейская» бронза – когда в состав добавляется 10% цинка, что повышает коррозионную стойкость к морской воде.

Бронза хорошо вписывается в исторические чистые стили и эклектику. Из современных стилей она интересно дополнит лофт. Элементы из бронзы будут хорошо смотреться в восточном стиле в сочетании с марроканскими и арабскими элементами.

Читать еще:  Окожушка из стали тонколистовой оцинкованной ГОСТ 14918-80.

Бронза идеально сочетается с песочной гаммой, также будет эффектно выглядеть в белом интерьере.

Рядом с бронзой будут хорошо смотреться дерево, камень, стекло, и другие натуральные материалы. Однако, все чаще современный предмет интерьера, отлитый из бронзы — это покрытие, имитирующее бронзу.

Латунь и медь

Латунь и медь могут быть применены почти во всех стилях – классика, исторический стиль, эклектика, ар-деко, голливудский стиль, mid-century, а также в стиле минимализм, скандинавском стиле и стиле лофт.

В современном интерьере медь часто называют «розовым золотом» .

Эти металлы придают современным интерьерам временную «многослойность».

Предметы, сделанные из латуни и меди, в современном интерьере чаще имеют строгие линии, простой, но выразительный силуэт. Акцент делается больше на фактуру и цвет, нежели на сложность формы, как в изделиях из бронзы (вспомните смесители в виде голов хищных существ или ножки классической ванны в виде лап льва).

Сейчас очень популярен американский гламурный шик, где медь и латунь, выступая вместо золота, придают интерьеру иронию, а также индустриальную эстетику и дух старины вместо роскоши, богатства и помпезности.

Латунь и медь отлично смотрятся в монохромных и графичных интерьерах, предмет из этого металла будет арт-объектом в интерьере. Для изделий из этих металлов подойдет белый интерьер, а также винный, темно-синий и фиолетовый. Так же эти металлы будут эффектно сочетаться с пыльно-розовым интерьером, каррарским мрамором, серо-голубым, серым, шоколадным, бежевым, бирюзовым и изумрудным цветами.

Как грамотно использовать латунь в интерьере

Рассмотрев фото латуни в интерьере, можно увидеть, что детали и аксессуары из нее придают винтажности. Главное, чтобы их количество было дозированным. Детали и изделия из латуни чаще всего используют как акценты в сдержанных и лаконичных интерьерах. Это могут быть:

  • цоколь кухни,
  • мебельные ручки и ножки,
  • смесители,
  • светильники,
  • стол и стулья,
  • зеркало.

Даже простой формы стеллаж из латуни уже делает интерьер эффектным. Как металл теплых оттенков она хорошо дополняет «холодный» интерьер. Для придания ему роскоши латунь стоит сочетать:

  • с бархатом;
  • кожей и замшей;
  • натуральным мрамором.

Формы и палитра изделий из латуни и других предметов интерьера должны оставаться простыми, чтобы интерьер не выглядел вычурным. Хотя в стиле ар-деко, наоборот, приветствуются необычные сложные переходы и переплеты, зигзаги и полосы, а также солнечные лучи.

3 Процесс изготовления латуни

Латунь очень легко поддается ковке, очень вязка и поддатливо деформируется и принимает различные формы под ударом молота, растягивается в проволоку или просто штампуется в самые разнообразные детали. Относительно поддатливо плавится и отливается в температурных условиях ниже плавления меди.

Стандартная процедура изготовления происходит:

  • В тиглях которые изготовлены из огнеустойчивой глины. Тигли нагреваются в шахтных или пламенных печах.
  • Непосредственно в отражательных печах (без использования тиглей).

В момент смешивания меди и цинка сплав отливают в подготовленные формы из песка. Определенная часть цинка всегда испарается, что нужно обязательно помнить при формировании состава метала.

Часть 3.Металлы, представляющие опасность для здоровья.

✔ Никель
На протяжении многих лет никель используется в качестве стандартного отвердителя для легирования с более мягкими металлами в ювелирных изделиях и других предметах. Он также используется как недорогое покрытие для увеличения блеска серебряных украшений.
Около 10-20% людей имеют аллергию на никель. Точное число людей определить трудно, так как не все знают, что у них она имеется. Одно можно сказать наверняка – однажды почувствовав повышенную чувствительность к никелю, ваша кожа будет реагировать высыпаниями на воздействие никеля всю оставшуюся жизнь. Более продолжительный или даже периодический контакт с никелем будет только утяжелять аллергическую реакцию.
Даже если сейчас у вас не проявляется аллергия на никель, лучше воздержаться от него. Сыпь появится только после аллергической реакции – она пройдет, но сама аллергия останется с вами на всю жизнь.

✔ Никелевое серебро.
Т акже известное как «немецкое серебро» называемое еще Германское серебро или Нейзильбер.
Этот блест ящий металл белого цвета вообще не содержит серебра — его серебристый цвет происходит от комбинации никеля, цинка, свинца и олова. Многие магазины предлагают компоненты и фурнитуру из этого сплава, описывая лишь преимущества нейзильбера, как например хороший блеск, высокая твердость, стойкость к коррозии и окислению, но скрывают умышленно или по незнанию фактическую опасность и потенциальный вред для клиента.
К сожалению, многие мастера не имеют информации о составе нейзильбера и часто используют этот сплав для своих изделий в проволоке, швензах, листовом металле, «покупаясь» на описанные преимущества.
Держитесь от этого металла подальше, он не только содержит никель, но еще и свинец.

Читать еще:  При какой температуре начался процесс плавления?

✔ Свинец.
Свинец является №1 среди металлов, которые нельзя использовать в украшениях.
Сейчас, наверное, найдется мало людей, которые не слышали бы об отравлении свинцом. Свинец имеет свойство накапливаться в тканях человека и приводит к тяжелым хроническим заболеваниям.
Зачем свинец добавляют в сплавы?
У свинца высокая стойкость против коррозии, он хорошо поддается обработке, обладает хорошими литейными свойствами.
Увы, приходится признать что в большинстве дешевых бижутерных сплавов и покрытиях присутствует свинец в качестве легирующего металла — в основном, это фурнитура китайских производителей.

Чем интересны свойства латуни производителям

Металлический латунный сплав характеризуется отличными показателями:

  • стойкости к механическим повреждениям;
  • простоты обработки под давлением;
  • устойчивости к коррозии.

Металл латунь как сплав не устойчива к углекислым растворам, растворам, в которых присутствуют кислоты органического происхождения. к морской воде. Сплав с малым содержанием цинка более коррозионоустойчив при нормальных температурах.

Использовать сплав меди и цинка не рекомендуется при производстве деталей и изделий, контактирующих с сернистым газом, аммиаком, водой.

Марки жаростойких и жаропрочных сталей

В зависимости от состояния структуры различают аустенитные, мартенситные, перлитные и мартенситно-ферритные жаропрочные металлы. Жаростойкие сплавы разделяются на ферритные, мартенситные или аустенитно-ферритные виды.

Применение мартенситных сталей.
Марки сталиИзделия из жаропрочных сталей
4Х9С2Клапаны автомобильных двигателей, рабочая температура 850–950 ºC.
1Х12H2ВМФ, Х6СМ, Х5М, 1Х8ВФ, Х5ВФУзлы, детали, работающие при температуре до 600 ºC на протяжении 1000–10000 часов.
Х5Трубы, эксплуатируемые при рабочей температуре до 650 ºC.
1Х8ВФЭлементы паровых турбин, которые работают при температуре до 500 ºC на протяжении 10000 часов и более.

Перлитные марки, имеющие хромокремнистый и хромомолибденовый состав жаропрочной стали: Х13Н7С2, Х10С2М, Х6СМ, Х7СМ, Х9С2, Х6С. Хромомолибденовые составы 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ подходят для использования при 450-550 °С, хромомолибденованадиевые 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 15Х1М1ФЛ – при температуре 550-600 °С. Их применяют при производстве турбин, запорной арматуры, корпусов аппаратов, паропроводов, трубопроводов, котлов.

Ферритная сталь изготавливается путем обжига и термообработки, за счет чего приобретает мелкозернистую структуру. Сюда относят марки Х28, Х18СЮ, 0Х17Т, Х17, Х25Т, 1Х12СЮ. Содержание хрома в таких сплавах 25-33 %. Их применяют на производстве теплообменников, аппаратуры для химических производств (пиролизного оборудования), печного оборудования и прочих конструкций, которые работают длительное время при высокой температуре и не подвержены воздействию серьезных нагрузок. Чем больше хрома в составе, тем выше температура, при которой сталь сохраняет эксплуатационные свойства. Жаростойкая ферритная сталь не обладает высокой прочностью, жаропрочностью, отличается хорошей пластичностью и неплохими технологическими параметрами.

Мартенситно-ферритная сталь содержит 10-14 % хрома, легирующие добавки ванадий, молибден, вольфрам. Материал используется при изготовлении элементов машин, паровых турбин, оборудования АЭС, теплообменников атомных и тепловых ЭС, деталей, предназначенных для длительной эксплуатации при 600 ºC. Марки сталей: 1Х13, Х17, Х25Т, 1Х12В2МФ, Х6СЮ, 2Х12ВМБФР.

Аустенитные стали отличаются широким применением в промышленности. Жаропрочностные и жаростойкие характеристики материала обеспечиваются за счет никеля и хрома, легирующих добавок (титан, ниобий). Такие стали сохраняют технические свойства, стойкие к коррозии при воздействии температуры до 1000 ºC. Сравнительно со сталями ферритного класса, аустенитные сплавы обладают повышенной жаропрочностью, способностью к штамповке, вытяжке, свариванию. Термическая обработка металлов осуществляется путем закалки при 1000–1050 °С.

Применение аустенитных марок.
Марки сталиПрименение жаропрочных сталей
08X18Н9Т, 12Х18Н9Т, 20Х25Н20С2, 12Х18Н9Выхлопные системы, листовые, сортовые детали, трубы, работающие при невысокой нагрузке и температуре до 600–800 °С.
36Х18Н25С2Печные контейнеры, арматура, эксплуатируемые при температуре до 1100 °С.
Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБКлапаны двигателей, детали турбин.

Аустенитно-ферритные стали отличаются повышенной жаропрочностью по сравнению с обычными высокохромистыми сплавами. Такие металлы применяются при изготовлении ненагруженных изделий, рабочая температура 1150 ºC. Из марки Х23Н13 изготавливают пирометрические трубки, из марки Х20Н14С2, 0Х20Н14С2 – печные конвейеры, резервуары для цементации, труб

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×