Бизнес

Латунь Л63: обзор, свойства, характеристики и особенности

Многие люди часто замечали блестящие ручки на межкомнатных дверях, золотистые люстры или подсвечники. Все эти элементы изготовлены из сплава, который называется латунь. В этой статье подробнее рассмотрим его свойства и характеристики, обращая особое внимание на марку Л63.

Что такое латунь?

ForeverNews.ru - Латунь Л63: обзор, свойства, характеристики и особенности - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Латунь — это один из двух известных медных сплавов (второй — бронза). Его основой является медь, в которой растворяется разное количества цинка. Как известно, медь имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую решетку (ГЦК). В свою очередь, чистый цинк образует гексагональную плотноупакованную структуру (ГПУ). Обе решетки являются несовместимыми, поэтому в случае равных атомных концентраций цинка и меди могут образоваться так называемые двойные латуни. Они характеризуются одновременным существованием двух фаз (ГЦК и ГПУ твердых растворов).

Если обратить внимание на таблицу Д. И. Менделеева, то можно заметить, что цинк в ней находится под номером 30, а медь — под номером 29. Такая близость позиций элементов в периодической таблице говорит о том, что они имеют близкие атомные радиусы. Этот факт позволяет, несмотря на различные кристаллические решетки, образовывать однофазные твердые растворы, когда содержание меди в сплаве превышает 13,5 %, что видно из представленной фазовой диаграммы Zn-Cu.

ForeverNews.ru - Латунь Л63: обзор, свойства, характеристики и особенности - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Таким образом, если медь является основным компонентом, то при равновесных условиях существует всего одна фаза — твердый раствор цинка в ГЦК меди.

Марка латуни Л63

ForeverNews.ru - Латунь Л63: обзор, свойства, характеристики и особенности - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Это один из самых распространенных сплавов, который отливается в нашей стране. Понять, что означают буква и цифры в названии марки, несложно: «Л» — это собственно латунь, цифра 63 указывает на процентное содержание основного компонента, то есть меди. На самом деле реальность может немного отличаться от указанной цифры. Так, в составе латуни Л63 количество меди колеблется от 62 % до 65 %, а цинка в сплаве содержится от 34,2 % до 37,5 %.

Практически все латуни хорошо механически обрабатываются при низких (комнатных) температурах. Рассматриваемая марка не является исключением. Благодаря отличным механическим свойствам из нее изготавливают широкий ассортимент деталей, включая тонкие листы, трубы и пруты различной толщины.

Следует также упомянуть, что продукт рассматриваемой марки легко полируется, поэтому многие изделия бижутерии, изготовленные из него, имеют золотистый цвет и блестящий оттенок.

Одним из важных преимуществ латуни Л63 является ее относительная дешевизна по сравнению с другими сплавами, содержащими большее количество меди.

Характеристики Л63

Как известно, чистая медь является достаточно мягким материалом. Ее предел прочности на срез составляет 210 МПа. Замена одной трети атомов меди в ГЦК-решетке на атомы цинка, а также определенная термическая обработка латуни приводят к повышению ее механической прочности на срез до 240 МПа.

Еще одним преимуществом характеристик латуни Л63 перед свойствами меди является ее более высокая твердость при сохранении пластичности. Отметим, что в случае неправильной обработки, например при недостаточном отжиге, в продукте рассматриваемой марки могут появляться вторые фазы на основе цинка. Двухфазная латунь приводит к значительному ухудшению механических и технологических свойств. В частности, сплав становится хрупким и практически теряет свои пластические характеристики.

Отличием латуни от других металлов является отсутствие искрообразования при механических ударах. Это свойство позволяет использовать Л63 в производстве тар для хранения и транспортировки легковоспламеняющихся веществ.

Если говорить о недостатках данной марки по сравнению с чистой медью, то следует упомянуть небольшое снижение ударной вязкости. Кроме того, латунь Л63 является плохим проводником электричества и тепла.

Удельный вес сплава

Напомним, что плотностью называется величина, равная отношению массы тела к объему, который оно занимает в пространстве. Вычисляется плотность по следующей формуле:

ρ = m/V.

В случае многокомпонентных сплавов, в которых происходит простое смешение химических элементов с низкой энтальпией образования, можно использовать следующую формулу для определения их плотности:

ρ = ∑imi/∑i(mii).

Где mi и ρi — масса и плотность i-го компонента в смеси.

С использованием записанной формулы можно рассчитать удельный вес латуни Л63. Если выражение для ρ записать для двух компонентов, то мы получим следующее равенство:

ρ = ρzncu/(ρzn + x*(ρcuzn)), где x = mzn/(mzn+mcu).

Параметр x отражает массовую долю цинка в сплаве. Поскольку массы атомов компонентов латуни близки, то можно считать, что массовая доля равна атомной. Если для примера взять состав 63 % Cu и 37 % Zn и учесть, что ρcu = 8960 кг/м3 и ρzn = 7140 кг/м3, то получаем значение ρ = 8188 кг/м3.

Обращаясь к экспериментальному значению плотности латуни Л63, видим, что она соответствует 8440 кг/м3 при комнатной температуре. Расхождение с теоретическим результатом связано с двумя основными факторами:

  • при образовании сплава существует некоторая отрицательная энтальпия смешения компонентов;
  • в нем содержатся примеси более тяжелых металлов.

Особенности термической обработки и коррозионная стойкость

ForeverNews.ru - Латунь Л63: обзор, свойства, характеристики и особенности - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Рассматриваемый продукт плавится при температуре 906oC. В интервале от 750oC до 880oС он все еще проявляет хорошую пластичность, поэтому может быть обработан механически. Важным этапом производства сплава Л63 является отжиг, который выполняется в интервале 550-650oC. В результате этой обработки происходят два основных процесса:

  • снимаются механические напряжения;
  • растворяются метастабильные фазы с образованием однофазной структуры.

Наличие механических напряжений является крайне нежелательным для Л63. Известно, что добавка цинка к меди приводит к значительному улучшению ее коррозионной стойкости, поэтому все латуни являются достаточно химически пассивными сплавами. Разрушаются они со временем только в агрессивных средах, например в хлорных и азотных кислотах. Однако наличие напряжений в структурах из латуни значительно ухудшает их коррозионную стойкость.

По причине образования вышеупомянутых напряжений не рекомендуется подвергать изделия из Л63 быстрой резке.

Области применения

ForeverNews.ru - Латунь Л63: обзор, свойства, характеристики и особенности - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Рассмотренная марка латуни широко применяется для изготовления лент, прутов, листов и труб. Из сплава изготавливают также проволоку, которую используют для заклепок.

Подводя итог, следует сказать, что Л63 применяется везде, где необходимо проводить значительные холодные деформации при производстве деталей. Из нее изготавливают муфты, цистерны и разные декоративные элементы.

Латунь Л63: обзор, свойства, характеристики и особенности — все о бизнесе, экономике и предпринимательстве на ForeverNews.ru

Поделитесь ссылкой и ваши друзья узнают, что вы знаете ответы на все вопросы. Спасибо ツ

Related Articles

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Close