ЛАТУНЬ

Латунь - сплав меди с цинком (от 5 до 45%).
Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком),
с содержанием 20–36% Zn – желтой.
На практике редко используют латуни, в которых концентрация цинка превышает 45%.

Цинк более дешевый материал по сравнению с медью, поэтому его введение в сплав одновременно
с повышением механических, технологических и антифрикационных свойств, приводит к снижению
стоимости - латунь дешевле меди. Электропроводность и теплопроводность латуни ниже, чем меди.

Коррозионная стойкость латуней в атмосферных условиях оказывается средней между стойкостью
элементов, образующих сплав, т.е. цинка и меди.
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. Для устранения этого явления
после деформации латунь подвергают отжигу при 240 - 260 (°C).

Латуни обладают высокими технологическими свойствами и применяются в производстве различных
мелких деталей, особенно там, где требуются хорошая обрабатываемость и формуемость.
Из них получают хорошие отливки, так как латунь обладают хорошей текучестью и малой склонностью
к ликвации.  Латуни легко поддаются пластической деформации - основное их количество идет на
изготовление катанных полуфабрикатов - листов, полос, лент, проволоки и разных профилей.

Обычно латуни делят на:

- двухкомпонентные латуни («Простые»), состоящие только из меди, цинка и, в незначительных
  количествах, примесей;
- многокомпонентные латуни («Специальные») – кроме меди и цинка присутствуют дополнительные
  легирующие элементы.

Двухкомпонентные латуни.

Для двухкомпонентных латуней особое значение имеет фазовый состав сплава.
Предел растворимости цинка в меди при комнатной температуре равен 39%.
При повышении температуры он снижается и при 905 C становится равным 32%.
По этой причине латуни, содержащие цинка менее 39%, имеют однофазную структуру (a-фаза)
твердого раствора цинка в меди. Их называют а-латунями.
Если в расплав ввести больше цинка, то он не сможет полностью раствориться в меди, и после
затвердевания возникнет вторая фаза – (b-фаза).
b-фаза очень хрупка и тверда, поэтому двухфазные латуни имеют более высокую прочность и
меньшую пластичность, чем однофазные.

При увеличении концентрации цинка до 30 % возрастают одновременно и прочность, и пластичность.
Затем пластичность уменьшается, вначале за счет усложнения твердого раствора, затем происходит
резкое ее понижение, так как в структуре сплава появляется хрупкая b-фаза.
Прочность увеличивается до концентрации цинка около 45 % , а затем уменьшается так же резко,
как и пластичность.

Большинство латуней хорошо обрабатывается давлением.
Особенно пластичны однофазные латуни.
Они деформируются при низких и при высоких температурах.
Однако в интервале 300 - 700 (°C) существует зона хрупкости, поэтому при таких температурах латуни
не деформируют. 

Особенностью обработки латуней давлением является то, что для обработки в холодном состоянии
(тонкие листы, проволока, калиброванные профили) используют a-латунь с содержанием цинка до 32 %,
так как она при комнатной температуре имеет высокую пластичность и малую прочность.
При повышении температуры до 300-700 C ее пластичность уменьшается, поэтому в горячем состоянии
ее не обрабатывают.  Для этой цели используют или b-латунь с большим содержанием цинка (до 39 %),
способную переходить при нагреве в двухфазное состояние a+b, либо (a + b)-латунь. 

Марка латуни составляется из буквы «Л», указывающей тип сплава - латунь, и двузначной цифры,
характеризующей среднее содержание меди.
Например, марка Л80 - латунь, содержащая 80 % Cu и 20 % Zn.

Классификация латуней дана в таблице:

Cплав	Марка сплавов	Химический состав, %		Механические свойства
		Медь	Примеси,не более	Временное сопротивление кГ/мм	Относител. удлинение, %
Томпак	Л96	95-97	0,2	24	50
	Л90	88-91	0,2	26	45
Полутомпак	Л85	84-86	0,3	28	45
	Л80	79-81	0,3	32	52
Латунь	Л70	69-72	0,2	32	55
	Л68	67-70	0,3	32	55
	Л63	62-65	0,5	33	49
	Л60	59-62	1	-	-

Контролируемыми примесями в медноцинковых сплавах являются
свинец, железо, сурьма, висмут и фосфор, а в марке Л70  – мышьяк (дополнительно), олово и сера.
Их вредное влияние на латунь такое же, как и в чистой меди.
Они делают латунь хрупкой при горячей обработке давлением.

Все двухкомпонентные латуни хорошо обрабатываются давлением.
Их поставляют в виде труб и трубок разной формы сечения, листов, полос, ленты, проволоки и
прутков различного профиля.

Латунные изделия с большим внутренним напряжением (например, нагартованные) подвержены
растрескиванию.
При длительном хранении на воздухе на них образуются продольные и поперечные трещины.
Чтобы избежать этого, перед длительным хранением необходимо снять внутреннее напряжение,
проведя низкотемпературный отжиг при 200-300 C.

Многокомпонентные латуни.

Количество марок многокомпонентных латуней больше, чем двухкомпонентных.
Наименование специальной латуни отражает ее состав.
Так, если она легирована железом и марганцем, то ее называют «Железомарганцевой»,
если алюминием – «Алюминиевой» и т.д.

Марку этих латуней составляют следующим образом: первой, как в простых латунях, ставится буква Л,
вслед за ней - ряд букв, указывающих, какие легирующие элементы, кроме цинка, входят в эту латунь;
затем через дефисы следуют цифры, первая из которых характеризует среднее содержание меди в
процентах, а последующие - каждого из легирующих элементов в той же последовательности, как и
в буквенной части марки.
Порядок букв и цифр устанавливается по содержанию соответствующего элемента: сначала идет тот
элемент, которого больше, а далее по нисходящей.
Содержание цинка определяется по разности от 100%.
Например, марка ЛАЖМц 66-6-3-2 расшифровывается так: латунь, в которой содержится
66 % Cu, 6 %Al, 3 % Fe и 2 % Mn. Цинка в ней 100-(66+6+3+2)=23 %.

Основными легирующими элементами в многокомпонентных латунях являются алюминий,
железо, марганец, свинец, кремний, никель. Они по-разному влияют на свойства латуней.

Марганец повышает прочность и коррозионную стойкость, особенно в сочетании с алюминием,
оловом и железом.

Олово повышает прочность и сильно повышает сопротивление коррозии в морской воде.
Латуни, содержащие олово, часто называют морскими латунями.

Никель повышает прочность и коррозионную стойкость в различных средах.

Свинец ухудшает механические свойства, но улучшает обрабатываемость резанием.
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.