Латунь из чего состоит сплав: состав сплава, характеристики и применение

Содержание

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.

Начните со зрительного анализа. Нужно тщательно почистить изделие и поместить под солнечное освещение. Обычно бронза темней латуни, при этом, если рассматривать цвет, то бронза переходит в «красный» спектр (от рыжего до бурого), а латунь в «желтый», иногда даже до белого. Но данный способ не очень неточен, потому переходите ко второму шагу.

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.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Латунь — Википедия

Микроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением

Лату́нь — двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим компонентом является цинк, иногда с добавлением олова (меньшим, чем цинка, иначе получится традиционная оловянная бронза), никеля, свинца, марганца, железа и других элементов. По металлургической классификации к бронзам не относится.

История и происхождение названия

Несмотря на то, что цинк был открыт только в XVI веке, латунь была известна ещё до нашей эры[1][2]. Моссинойки получали её, сплавляя медь с галмеем[3], то есть с цинковой рудой. В Англии латунь была впервые получена путём сплавления меди с металлическим цинком, этот метод 13 июля 1781 года запатентовал Джеймс Эмерсон (британский патент № 1297)[4][5]. В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота.

Во времена Августа в Риме латунь называлась орихалк (лат. aurichalcum — буквально «златомедь»), из неё чеканились сестерции и дупондии. Орихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота. Однако в самой Римской империи до завоевания Британии в I веке н. э. латунь не производилась, поскольку у римлян не было доступа к источникам цинка (которые появились и стали разрабатываться только после образования провинции Британия в составе империи), до этого цинк мог только ввозиться эллинскими и римскими торговцами, собственной его добычи в континентальной Европе и Средиземноморье не было

[6].

Физические свойства

  • Плотность — 8500—8700 кг/м³.
  • Удельная теплоёмкость при 20 °C — 0,377 кДж·кг−1·K−1.
  • Удельное электрическое сопротивление — (0,07-0,08)·10
    −6
    Ом·м .
  • Температура плавления латуни в зависимости от состава достигает 880—950 °C. С увеличением содержания цинка температура плавления понижается. Латунь достаточно хорошо сваривается различными видами сварки, в том числе газовой и дуговой в среде защитных газов, и прокатывается. Технологии сварки латуни описаны в соответствующей литературе. Хотя поверхность латуни, если не покрыта лаком, чернеет на воздухе, но в массе она лучше сопротивляется действию атмосферы, чем медь. Имеет жёлтый цвет и отлично полируется.
  • Висмут и свинец имеют вредное влияние на латунь, так как уменьшают способность к деформации в горячем состоянии. Тем не менее легирование свинцом применяют для получения сыпучей стружки, что облегчает её резку
    [7]
    .

Медь с цинком образуют кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа β, γ, ε. Наиболее часто структура латуней состоит из α- или α+β’- фаз: α-фаза — твёрдый раствор цинка в меди с кристаллической решёткой меди ГЦК, а β’-фаза — упорядоченный твёрдый раствор на базе химического соединения CuZn с электронной концентрацией 3/2 и примитивной элементарной ячейкой.

При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение ([ОЦК]) атомов и широкую область гомогенности. В этом состоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454—468 °C расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β’. Фаза β’ в отличие от β-фазы является более твёрдой и хрупкой; γ-фаза представляет собой электронное соединение Cu

5Zn8.

Однофазные латуни характеризуются высокой пластичностью; β’-фаза очень хрупкая и твёрдая, поэтому двухфазные латуни имеют более высокую прочность и меньшую пластичность, чем однофазные.

Содержание цинка в меди оказывает влияние на механические свойства отожжённых латуней.

При содержании цинка до 30 % возрастают одновременно и прочность, и пластичность. Затем пластичность уменьшается, вначале за счёт усложнения α — твёрдого раствора, а затем происходит резкое её понижение в связи с появлением в структуре хрупкой β’-фазы. Прочность увеличивается до содержания 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 температур 300—700 °C существует зона хрупкости, поэтому при таких температурах латуни не деформируют.

Двухфазные латуни пластичны при нагреве выше температуры β’-превращения, особенно выше 700 °C, когда их структура становится однофазной (β-фаза). Для повышения механических свойств и химической стойкости латуней в них часто вводят легирующие элементы: алюминий (Al), никель (Ni), марганец (Mn), кремний (Si) и т. д.

Порядок маркировки

Принята следующая маркировка. Латунный сплав обозначают буквой «Л», после чего следуют буквы основных элементов, образующих сплав. В марках деформируемых латуней первые две цифры после буквы «Л» указывают среднее содержание меди в процентах. Например, Л70 — латунь, содержащая 70 % Cu. В случае легированных деформируемых латуней указывают ещё буквы и цифры, обозначающие название и количество легирующего элемента, ЛАЖ60-1-1 означает латунь с 60 % Cu, легированную алюминием (А) в количестве 1 % и железом (Ж) в количестве 1 %. Содержание Zn определяется по разности от 100 %. В литейных латунях среднее содержание компонентов сплава в процентах ставится сразу после буквы, обозначающей его название. Например, латунь ЛЦ40Мц1,5 содержит 40 % цинка (Ц) и 1,5 % марганца (Мц).

Применение

Общая мировая потребность в цинке для изготовления латуни составляет в настоящее время около 2,1 млн т. При этом в производстве используется 1 млн т. первичного цинка, 600 тыс. т. цинка, полученного из отходов собственного производства, и 0,5 млн т вторичного сырья[источник не указан 255 дней]. Таким образом, более 50% цинка, используемого в производстве латуни, получают из отходов. Технические латуни содержат обычно до 48-50% цинка. В зависимости от содержания цинка различают альфа-латуни и альфа+бета-латуни. Однофазные альфа-латуни (до 35% цинка) хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях. В свою очередь двухфазные альфа+бета-латуни (до 47- 50% цинка) малопластичны в холодном состоянии. Их обычно подвергают горячей обработке давлением при температурах, соответствующих области альфа- или альфа+бета-фаз. По сравнению с альфа-латунью двухфазные латуни обладают большей прочностью и износостойкостью при меньшей пластичности. Двойные латуни нередко легируют алюминием, железом, магнием, свинцом или другими элементами. Такие латуни называют специальными или многокомпонентными. Легирующие элементы (кроме свинца) увеличивают прочность (твёрдость), но уменьшают пластичность латуни. Содержание в латуни свинца (до 4%) облегчает обработку резанием и улучшает антифрикционные свойства. Алюминий, цинк, кремний и никель увеличивают коррозионную стойкость латуни. Добавление в латунь железа, никеля и магния повышает её прочность.

Деформируемые латуни

Томпак (фр. tombac, от малайск. tambaga — медь) — Двойные латуни, содержащие до 20 % Zn, называются томпаком (латуни, содержащие 14—20 % Zn — полутомпаком) (http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/lat). Обладает высокой пластичностью, антикоррозионными и антифрикционными свойствами, хорошо сваривается со сталью. Его применяют для изготовления биметалла » сталь-латунь «. Благодаря золотистому цвету, томпак используют для изготовления художественных изделий, знаков отличия и фурнитуры.

Двойные деформируемые латуни
Марка Область применения
Л96, Л90 Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л85 Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л80 Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л70 Гильзы химической аппаратуры, отдельные штампованные изделия
Л68 Большинство штампованных изделий
Л63 Гайки, болты, детали автомобилей, конденсаторные трубы
Л60 Толстостенные патрубки, гайки, детали машин.
Многокомпонентные деформируемые латуни
Марка Область применения
ЛА77-2 Конденсаторные трубы морских судов
ЛАЖ60-1-1 Детали морских судов.
ЛАН59-3-2 Детали химической аппаратуры, электромашин, морских судов
ЛЖМа59-1-1 Вкладыши подшипников, детали самолетов, морских судов
ЛН65-5 Манометрические и конденсаторные трубки
ЛМц58- 2 Гайки, болты, арматура, детали машин, советская разменная монета образца 1958 г., номиналом 1-5 копеек.
ЛМцА57-3-1 Детали морских и речных судов
ЛO90-1 Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO70-1 Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO62-1 Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO60-1 Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛС63-3 Детали часов, втулки
ЛС74-3 Детали часов, втулки
ЛС64-2 Полиграфические матрицы
ЛС60-1 Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛС59-1 Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛЖС58-1-1 Детали, изготовляемые резанием
ЛК80-3 Коррозионностойкие детали машин
ЛМш68-0,05 Конденсаторные трубы
ЛАНКМц75- 2- 2,5- 0,5- 0,5 Пружины, манометрические трубы

Литейные латуни

  • Коррозионно стойкие,
  • обычно с хорошими антифрикционными свойствами
  • хорошие механические, технологические свойства
  • хорошая жидкотекучесть
  • малая склонность к ликвации
Литейные латуни
Марка Область применения
ЛЦ16К4 Детали арматуры
ЛЦ23А6ЖЗМц2 Массивные червячные винты, гайки нажимных винтов
ЛЦЗОАЗ Коррозионно-стойкие детали
ЛЦ40С Литые детали арматуры, втулки, сепараторы, подшипники
ЛЦ40МцЗЖ Детали ответственного назначения, работающие при температуре до 300 °C
ЛЦ25С2 Штуцера гидросистемы автомобилей

Ювелирные сплавы

Ювелирные сплавы
Вид обработки Цвет Наименование сплава
литьё жёлтый Латунь в гранулах M67/33
литьё зелёный Латунь в гранулах M60/40
литьё золотой Латунь в гранулах M75/25
литьё жёлтый Латунь в гранулах M90

Примечания

  1. ↑ Джуа М. «История химии», перевод с итальянского Г. В. Быкова под редакцией С. А. Погодина. — Москва: Мир. Редакция литературы по химии, 1975.
  2. ↑ http://www.chem.msu.su/rus/history/element/Zn.html
  3. ↑ Галмей // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  4. Woodcroft B. Subject-matter index (made from titles only) of patents of invention, from March 2, 1617 (14 James I.), to October 1, 1852 (16 Victoriae). — London, 1857. — P. 444.
  5. ↑ IV. Specification of Mr. Emerson’s Patent for making Brass with Copper and Spelter // The Repertory of Arts, Manufactures, and Agriculture. — London, 1796. — Vol. V. — P. 24-25.
  6. Guest, Edwin. On certain Foreign Terms, adopted by our Ancestors prior to their Settlement in the British Islands (Part II). // Proceedings of the Philological Society. — London, June 11, 1852. — Vol. 5 — No. 124 — P. 188-189.
  7. Автоматная латунь — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)

Литература

Ссылки

история, основные компоненты, свойства и применение

Латунь — это медно-цинковый сплав, в котором составляющие его элементы находятся в определенных пропорциях. В некоторых случаях, для придания определенных свойств в состав включают и другие легирующие компоненты (олово, никель, свинец, железо и т.д.). Стоит отметить, что сфера ее применения практически безгранична.

Экскурс в историю

Латунь была известна человечеству еще до нашей эры, и это при том, что цинк как элемент стал известен только в 16 столетии. Например в Древнеримской империи расплавленную медь смешивали с цинковой рудой (галмеем). Из полученного металла делали красивые украшения и изящную посуду. Она так же была известна и в средней Азии, именно оттуда она и попал на Русь.

Основные компоненты

Изначально, в классическом варианте, латунь делали смешивая медь и цинк в соотношении 1:1. Теперь же, в основном, удельная масса цинка в сплаве не превышает тридцати процентный порог (исключением являются технически сплавы, в них объем цинка может доходить до пятидесяти процентного показателя).

По своему составу такой цветмет подразделяется на два вида:

  • Двухкомпонентный. В состав входят всего два составляющих — медь и цинк, их пропорция зависит от предназначения сплава. Обозначается сплав буквой «Л» и цифрой. Цифра указывает на процент меди в металле.
  • Многокомпонентный. Изготавливается путем присоединения легирующих металлов(олово, алюминий, свинец и т.д.). Маркировка производится двумя буквами («Л» (латунь) и буква добавочного компонента), следом идут цифры, означающие вхождение металлов в процентах — медь, дополнительный металл, цинк.

По содержанию цинка определяется два типа:

  • Красная — удельная масса цинка менее 20 процентов.
  • Желтая — объем цинка превышает двадцати процентный порог.

Какими свойствами обладает латунь?

Температура плавления соединения варьируется от 880 до 950 градусов. Начальная точка плавления зависит от процентного соотношения меди цинка. Чем последнего больше тем соответственно температура плавления ниже. Кроме того он превосходно поддается как механической обработке так и кузнечной ковке. Так же он достаточно хорошо противодействует коррозийным процессам. Благодаря высокой степени пластичности при низких температурах, латунь является хорошим конструкционным материалом.

Наравне с положительными качествами у нее имеются и недостатки:

  • Боится морской воды.
  • Разрушается под воздействием углекислотных растворов и органических кислот.
  • При взаимодействии с воздухом темнеет, поэтому требует дополнительной обработки лаком.

В зависимости от предназначения латунного сплава, он делится на три вида, которые кроме общих свойств имеют и свои собственные:

  • Деформируемые металлы (Томпак). В такой металле количество цинка не превышает 10 процентов. Данный сплав отличается пластичностью высоким антикоррозийным показателем и низкой силой трения. Томпак легко сваривается с железом.
  • Литейная латунь. Такое название получила благодаря низкой температуре плавления, что позволяет заливать ее в специальные формы. Содержание цинка колеблется в пределах 50 — 80 процентов. Такой уникальный сплав не подвержен изменению поверхности из-за трения и имеет высокие прочностные характеристики.
  • Автоматный цветной металл. В такой металл в качестве легирующего компонента обязательно добавляется свинец. Сплав хорошо переносит механическую обработку и при этом стружка отходит небольшими частицами, благодаря чему увеличивается скорость обработки и уменьшается износ резцов, что очень важно при больших объемах работ.

Для придания особых свойств в латунь добавляются легирующие компоненты, каждый из которых изменяет структуру состава и усиливает его определенные качества:

  • Алюминий. На поверхности изделия создается оксидная пленка снижающая «летучесть» сплава.
  • Магний. Применяется в совокупности с алюминием и железом, для придания повышенных прочностных характеристик и антикоррозийных свойств.
  • Никель. Не дает развиваться окислительным процессам.
  • Свинец. Улучшает ковкость и пластичность сплаву, делает пригодным для механической обработки.
  • Кремний. Улучшает прочность сплава.
  • Олово. Благодаря олову латунь можно использовать в морской воде.

Где применяется латунь?

Латунь на сегодняшний день один из самых широко применяемых металлов цветной металлургии созданных искусственным путем. В зависимости от качественных характеристик латунный сплав применяется в тех или иных сферах промышленности. Так двухкомпонентная латунь с содержанием цинка не более 20 процентов, используется для создания деталей и узлов различных машин и тепло передающих устройств. 40 процентов цинка дают возможность использовать ее для штамповки и производства фурнитуры.

Многокомпонентная латунь используется более широко. Из нее делают трубы, детали кораблей и летательных аппаратов, часы также не обходятся без такого сплава. Декоративно-художественные композиции, знаки различия для силовых структур делаются из такой марки цветметалла. Изделия которые необходимо отливать в специальных формах (арматура, сепараторы, подшипники скольжения) изготавливаются из литейной латуни. Автоматная латунь хорошо себя зарекомендовала при производстве деталей для крепежа (гайки, винты, болты и т. д.).

С давних пор в России латунь использовалась, и применяется сейчас, для изготовления такого исконно русского предмета обихода как самовар. Порой даже самые дорогие изделия делают из относительно дешевой латуни. Так например корпус всемирно известной зажигалки Zipo изготавливается именно из латуни.

Не обошли стороной латунь и ювелиры. На практике они выделяют три ее вида — желтая (цинк колеблется в пределах пятьдесят на пятьдесят), золотистая(незначительное количество цинка), зеленая (цинка в сплаве более 50 процентов). При содержании в сплаве 15 процентов цинка и 5 процентов алюминия, металл становится похожим на золото. Хороший мастер из такой латуни может сделать ювелирное изделие практически полностью напоминающее золотое и простой обыватель вряд ли найдет разницу. Чем очень часто пользуются мошенники, выдавая поддельные украшения за золотые. Очень часто на латунных сплавах проходят обучение ученики в ювелирных мастерских, оттачивая свое мастерство.

Таким образом можно смело говорить, что латунь является действительно важным элементом для хозяйственной деятельности человека и по крайней мере в ближайшее столетие потребность в ней будет только расти.

свойства, химическая формула, применение, марки латуни и их расшифровка, где используется, что делают из латуни

Латунь – высокотемпературное соединение расплавов меди и цинка. Для придания расплаву различных свойств, в зависимости от направленности применения латуни, при её выплавке добавляют различные присадки. Известно, что сплав меди и олова именуют бронзой, но олово может служить присадкой и при выплавке латуни. От количественного преобладания в медном сплаве цинка или олова и зависит его название: больше олова – бронза, больше цинка – латунь. Свойства последнего сплава определяются присадками, добавляемыми в расплав гораздо меньшими количествами – это такие вещества, как металлы: железо, свинец и никель, и неметаллы: кремний и фосфор.

Хотя цинк и был получен в виде металла только в шестнадцатом веке, но латунь получали ещё до начала современного летоисчисления, при плавлении добавляя в расплав меди богатую цинковую руду – галмей (смесь цинкового шпата с формулой ZnCO 3 и кремнекислого цинка). Запатентован же способ получения латуни был английским металлургом в конце семнадцатого века. А уже в девятнадцатом веке в Западной части России и Европе посредством латуни фальсифицировали золотые украшения.

Свойства

От меди латунь унаследовала значительный удельный вес, в зависимости от содержания основного компонента в латуни, её плотность колеблется от 8,3 до 8,7 тонны на кубический метр. Вообще, многие физические свойства латуни как сплава зависят от соотношения его компонентов не только основных, но и добавляемых в небольших количествах – легирующих.

Пожалуй, более или менее стабильной характеристикой является удельная теплоёмкость, её показатель при комнатной температуре 380 Дж/(кг*К), что означает – для нагрева металла весом один килограмм на один градус Кельвина потребуется 380 Джоулей теплоты. Удельное электрическое сопротивление меняется от 0,025 до 0,108 Ом*кв. мм/м. Температура плавления латуни также меняется в широких пределах, от 870 до 990 градусов Цельсия. Медь – более тугоплавкий металл, чем цинк, поэтому меньшие значения относятся к сплавам с более высоким содержанием цинка.

Латунь хорошо поддаётся контактной сварке, но не сваривается плавлением, её легко прокатывать. Для защиты металла от окисления на воздухе, его поверхность покрывают лаком, предотвращая почернение, хотя стойкость к воздействию атмосферы у латуни выше, чем у меди. У латуни золотистый цвет и она хорошо поддаётся полировке. Добавки в сплав висмута и свинца уменьшают его сминаемость в нагретом состоянии, но улучшают поведение сплава при обработке режущим инструментом.

Содержание в сплаве цинка определяет такие важные свойства, как прочность и пластичность – эти два, казалось бы, взаимоисключающие понятия. Если цинка добавляется до тридцати процентов, то вместе с этим растут характеристики прочности и пластичности. После этого порога пластичность начинает снижаться, а прочность продолжает расти до отметки 45%, затем снижается, как и пластичность.

Многие марки латуни хорошо поддаются обработке давлением как при низких температурах, так и в нагретом состоянии, за исключением температуры от 300 до 700 градусов, которая является зоной хрупкости и в этом интервале температур сплав не деформируют. Улучшение механических и химических характеристик латуней, в их состав дополнительно включают легирующие присадки.

Как влияют легирующие присадки

Легирующая – это присадка к сплаву, изменяющая его состав и, как следствие, придающая ему какие-то новые свойства, или повышающая или снижающая уже имеющиеся свойства. Для снижения потерь металла с поверхности расплава, в него добавляют алюминий образующаяся при этом оксидная плёнка, и выполняет защитную роль. Чтобы увеличить прочность и улучшить антикоррозионные качества, в сплав добавляют магний, отдельной позицией или вместе с алюминием и железом. Причём на плотность металла присадки практически не влияют.

Добавка в расплав никеля исключает проявления отрицательных моментов в части окислительных процессов. Улучшить пластичность, ковкость сплава и условия его резки удаётся введением в состав латуни такой присадки, как свинец. Кремний в сочетании со свинцом улучшает скольжение до такой степени, что легированный этой присадкой сплав вполне может использоваться на равных с оловянной бронзой. При этом кремний, добавленный без других присадок, конкретно повышает твёрдость и прочность латуни. Если металл планируют использовать на корабле, к нему присаживают олово, придающее стойкость к солёной воде.

Маркировка

В маркировке металла придерживаются определённых правил, изложенных в государственных стандартах – ГОСТ. Обозначается сплав начальной буквой – Л, затем идут начальные буквы присадок сплава с цифрами, указывающими на количество присадки. Маркированная деформируемая латунь за первой буквой включает цифры – сколько меди в составе: Л 70.

Если деформируемая латунь ещё и легированная, в обозначение вносятся начальная буква присадок, и число в процентах: ЛАН 60-1-1, это меди 60%, алюминия 1% и никеля 1%. Содержание цинка в таком сплаве вычисляют разницей, в этом 100 – (60+1+1) = 38%. Латуни для литья маркируются по-другому: количественные значения компонентов сплава вносятся сразу после их первых букв. Так, в изделии ЛЦ 40 Мц 1 цинка 40%, марганца 1%.

Сферы применения латуни

Во всём мире потребление цинка для производства этого сплава оценивается в два миллиона тонн, причём половина этого количества представлена ломом цинковых изделий. Латунь для технических целей получают, сплавливая примерно равные количества меди и цинка. Все латунные изделия можно подразделить на три основных вида, определяющих направления их применения:

  • деформируемые – содержат цинка менее десяти процентов, их второе название томпак, он обладает хорошей пластичностью, не подвержен коррозии и хорошо скользит по металлу. У него прекрасная свариваемость со сталью и отличный цветовой оттенок – под золото;
  • литейные – их название говорит об основном направлении применения, производство предметов способом литья, состоят они на 50–80% из меди. Сплав устойчив к коррозии, не деформируется при трении о другие металлы, очень прочный и нехрупкий. В расплаве его несложно заливать в формы любой конфигурации;
  • автоматные – это сплавы с присадкой свинца, такое сочетание даёт возможность выходу из-под резца дискретной стружки, что очень важно при обработке изделий в автоматизированном положении – снижается износ деталей станка и возрастает скорость обработки.

Один из самых востребованных металлов во всём мире – это латунь. Применение этого сплава затрагивает практически все отрасли народного хозяйства. Простые сплавы с добавкой цинка в пределах 20% используют для изготовления деталей машин и механизмов, теплообменных аппаратов.

На изготовление штампованных предметов идут сплавы с включением цинка до 40%, а если такие сплавы легированы присадками, их применяют в судостроении и машиностроении, самолётостроении и строительстве, в часовой промышленности и т. д. Из томпака делают предметы художественного назначения, различную бижутерию и другие атрибуты, в том числе знаки воинского различия.

Литейная латунь является материалом для изготовления деталей, работающих в условиях агрессивной среды. Из автоматной изготавливают метизы – шурупы, в том числе и саморезные, гайки с болтами и шпильки. Сплав немагнитный, его используют там, где это свойство востребовано, например, для изготовления деталей компасов. Повышенная теплоёмкость обусловливает его применение в тепловых приборах, так самовары издавна изготавливали из латуни. Церковная утварь – это ещё одна сфера применения этого золотистого сплава.

В ювелирном деле латунь ценится не меньше, чем благородные металлы, которые ею имитируются при изготовлении украшений и бижутерии. Специалисты разделяют латунные изделия на три группы:

  • со средним содержанием цинка, жёлтого цвета;
  • золотистого цвета, с незначительным количеством цинка;
  • зелёного цвета, с большим количеством цинка в составе сплава.

Наиболее приближенный к окраске золота цвет латунь имеет при пятнадцати процентах цинка и присадке алюминия в количестве 5%. Зачастую этим свойством пользуются нечестные люди, подделывая золотые украшения, хотя плотности золота и подделки несопоставимы. Чистят латунные изделия щавелевой кислотой.

Марки латуни

Марка сплава латуни

Состав латуни

Предел прочности латуни   sb, Мн/м2

Относительное удлинение латуни d, %

Твердость латуни  HB, Мн/м2

Примерное назначение латуней

Латунь Л96

95-97% Cu, остальное Zn

240

50

470

Радиаторные трубки латунные

Латунь Л90

88-91% Cu, остальное Zn

260

45

530

Листы и ленты латунные для плакировки

Латунь Л80

79-81% Cu, остальное Zn

320

52

540

Проволочные сетки и целлюлозно-бумажной промышленности, сильфоны

Латунь Л68

67-70% Cu, остальное Zn

320

55

550

Изделия латунные, получае-
мые холодной штамповкой и глубокой вытяжкой

Латунь Л63

62-65% Cu, остальное Zn

330

49

560

Полосы, листы, лента, проволока, трубы, прутки латунные

Латунь ЛА77-2

76-79% Cu, 1,75-2,5% Al, остальное Zn

400

55

600

Конденсаторные трубы латунные

Латунь ЛАЖ60-1-1

58-61% Cu, 0,75-1,5% Al, 0,75-1,5% Fe, 0,1-0,6% Mn, остальное Zn

450

45

950

Трубы и прутки латунные

Латунь ЛАЖМц66-6-3-2

64-68% Cu, 6-7% Al,
2-4% Fe, 1,5-2,5% Mn, остальное Zn

650

7

1600

Литые массивные червячные винты, гайки нажимных винтов латунных

Латунь ЛАН59-3-2

57-60% Cu, 2,5-3,5% Al, 2-3% Ni, остальное Zn

380

50

750

Трубы и прутки

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, остальное Zn

450

50

880

Полосы, проволока, прутки и трубы латунные

Латунь ЛН65-5

64-67% Cu, 5-6,5% Ni, остальное Zn

400

65

700

Манометрические трубки латунные, конденсаторные трубы латунные

Латунь ЛО70-1

69-71% Cu, 1-1,5% Sn, остальное Zn

350

60

590

Конденсаторные трубы, теплотехническая аппаратура латунная

Латунь ЛС74-3

72-75% Cu, 2,4-3% Pb, остальное Zn

350

50

570

Детали латунные часов, автомобилей

Латунь ЛК80-3Л

79-81% Cu, 2,5-4,5% Si, остальное Zn

300

20

1050

Арматура, подвергающаяся действию воды, детали судов

Латунь ЛКС80-3-3

79-80% Cu, 2,5-4,5% Si, 2-4% Pb, остальное Zn

350

20

950

Литые подшипники и втулки латунные

Особенности использования латуни в промышленности

При упоминании о латуни обыватель вспомнит только сувениры и старинные предметы быта: подсвечники, подносы, всевозможные подставки и статуэтки. В прошлом он был едва ли не единственным доступным материалом для изготовления бытовых изделий, украшений и сувениров. С развитием технологий обработки и появлением промышленности как таковой латунь утратила прежнюю роль и обрела новую: оказалось, что сплав цинка и меди не только без труда обрабатывается, принимая самую сложную форму благодаря своей эластичности и мягкости, сравнимой с мягкостью золота, не только не ржавеет с годами, но и достойно выдерживает воздействие агрессивных веществ, долговечен и надежен.

Неудивительно, что латунь начали активно применять для изготовления узлов, деталей и компонентов различных систем и механизмов. Латунные проволока, подшипники, втулки, трубки, листы идеально подходят как для миниатюрных устройств, так и для крупногабаритного оборудования.

Разновидности латуни и сферы их применения

Даже до промышленной революции мастера экспериментировали со сплавами и вырабатывали технологии, делающие латунь более мягкой или твердой. С появлением новых методов производства возникло еще больше разновидностей: если ранее сплав состоял только из меди и цинка (а мастерам приходилось экспериментировать лишь с содержанием цинка), то сейчас в него могут входить дополнительные компоненты: алюминий, кремний, олово, свинец, олово и другие так называемые лигирующие элементы.

В частности:

  • Латунь с добавлением олова хорошо служит в морской воде, от которой ржавеет практически любой металл. Такой сплав называют «морским» и применяют в тех механизмах, которые используют на судах или на берегу моря.
  • Свинец делает сплав более простым в обработке, если речь идет о резке на станках. Латунь этого типа не столь прочна, как другие, но стоит недорого и достаточно широко распространена.
  • Латунь с кремнием проще обрабатывать с помощью сварки. Она имеет антифрикционные свойства и может быть недорогим аналогом бронзы с добавлением олова.
  • Добавление марганца повышает антикоррозионные свойства и прочность сплава. Это хороший вариант для деталей, работающих в агрессивной среде.
  • Алюминий — «рабочий» компонент, благодаря которому на расплавленной латуни образуется защитная пленка, препятствующая испарению цинка.

Существует еще одна классификация латуни, в основе которой — способ обработки. Это литейная латунь, из которой отливают различные детали сложной формы (например, подшипники), и деформируемый сплав, который вытягивают, режут, сваривают, создавая трубы, листы, проволоку, ленту.

Сферы применения латуни

Сплав цинка и меди идеален для изготовления переходников, элементов охлаждающих систем для двигателей внутреннего сгорания, крепежных изделий, патронов и пуль, сантехники и элементов декора.

Автомобиле- и машиностроение

Латунь износоустойчива и хорошо подходит для изготовления подшипников, втулок, трубок и других движущихся и неподвижных деталей. Будучи устойчивой к коррозии, она идеально работает в самых сложных условиях.

Строительство

Крепеж, проволока для электропроводки и систем связи, сантехника (прежде всего, смесители), дверная и оконная фурнитура — все это может быть изготовлено из латуни.

Холодильное оборудование

Сплав устойчив к воздействию низких температур и эластичен: детали из него не треснут при замораживании и не заржавеют от влаги или антифриза. Латунь применяют как для производства узлов для холодильников, так и для климатических установок и систем охлаждения в автомобилях.

Пищевая промышленность

Латунную посуду использовали всегда: этот сплав инертен по отношению к продуктам питания, и ему не вредит ни вода, ни большинство бытовых кислот, щелочей и солей. Именно поэтому его часто используют для промышленных установок по обработке продуктов питания.

Авиа- и судостроение

Латунные трубки, проволока, прутки, плиты, листы применяют при строительстве и ремонте самолетов и морских судов. Сплав выдерживает и замораживание, и воздействие соленой воды.

Химическая промышленность

Из латуни изготавливают трубопроводы, контейнеры и сосуды для химикатов. Сплав стойко переносит воздействие агрессивных веществ, не ржавеет.

Латунь — не только один из древнейших сплавов. Это вполне актуальный и востребованный материал, который применяют практически во всех сферах промышленности.

 

17 февраля 2018

Поделиться с друзьями:

Маркировка латуни


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%.
Обычно латуни делят на: 
   — двухкомпонентные латуни или простые, состоящие только из меди, цинка и, в незначительных количествах, примесей. 
   — многокомпонентные латуни или специальные – кроме меди и цинка присутствуют дополнительные легирующие элементы.   Двухкомпонентные латуни. 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.

 

Марка

Химический состав, %

Медь

Примеси,
не более

Томпак

Л96

95-97

0,2

Л90

88-91

0,2

Полутомпак

Л85

84-86

0,3

Л80

79-81

0,3

Латунь

Л70

69-72

0,2

Л68

67-70

0,3

Л63

62-65

0,5

Л60

59-62

1,0

 

 

 

 

 

 

 

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.

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 ЛАЖМц66-6-3-2 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.

 

Применение специальных латуней:

Деформируемые латуни:

ЛАЖ60-1-1 — Трубы, прутки

ЛЖМц59-1-1 — Полосы, прутки, трубы, проволока

ЛС59-1 — То же

Литейные латуни:

ЛЦ40С — Арматура, втулки, сепараторы шариковых и роликовых подшипников и др.

ЛЦ40Мц3Ж — Сложные по конфигурации детали, арматура, гребные винты и их лопасти и др.

ЛЦ30А3 — Коррозионно-стойкие детали


Текст C: «МЕТАЛЛООБРАБОТКА И МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА»

Важной особенностью горячей обработки является то, что обеспечивает улучшение механических свойств металлов. Горячая обработка (горячая прокатка или горячая штамповка) устраняет пористость, направленность, сегрегацию и , которые обычно присутствуют в металлах. Горячекатаные изделия имеют лучшую пластичность и вязкость, чем необработанное литье . Во время ковки прутка зерна металла сильно вытянуты в направлении потока. В результате ударная вязкость металла в этом направлении значительно повышается, и ослабляется в направлениях , поперечных потоку. Благодаря хорошей ковке линии потока в детали с отделкой ориентированы так, чтобы лежать в направлении максимального напряжения, когда деталь находится в эксплуатации.

Способность металла сопротивляться утонению и разрушению во время операций холодной обработки играет важную роль при выборе сплава.В операциях, связанных с растяжением, лучшими сплавами являются те, которые становятся прочнее с деформацией (деформационное упрочнение), например, медно-цинковый сплав, латунь, используемые для картриджей, и алюминиево-магниевые сплавы в банках для напитков, которые демонстрируют большую деформацию. закаливание.

Разрушение заготовки во время штамповки может быть результатом внутренних дефектов металла. Эти дефекты часто состоят из неметаллических включений , таких как оксиды или сульфиды, которые захвачены в металле во время рафинирования . Таких включений можно избежать с помощью надлежащих производственных процедур.

Способность различных металлов подвергаться деформации различается. Изменение формы после одной операции формовки часто ограничивается пластичностью металла при растяжении . Такие металлы, как медь и алюминий, при таких операциях более пластичны, чем другие металлы.

Словарь

особенность — черта, особенность

обеспечить — обеспечивать

улучшение — улучшение

свойство — свойство

исключить — ликвидировать, исключать

пористость — пористость

направленный — направленный

отделять — разделять

литье — отливка

удлиненный — удлиненный

ослабить — ослабевать, ослаблять

поперечный — поперечный

поток — течение, поток

закончено — отделанный

прореживание — утончение

перелом — разрушение

деформационное упрочнение — деформационное упрочнение

латунь — латунь

напиток — напиток

банка — консервная банка

выставить — проявть

внутренний — внутренний

дефекты — недостатки, дефекты кристаллической решетки

включение — включение

в ловушке — зд.заключенный

очистка — очищать, очистка

во избежание — исключено

пройти — подвергаться

пластичность при растяжении — пластичность при растяжении


Общее понимание:

1. Какой процесс улучшает механические свойства металлов?

2. Какие новые свойства получили горячекатаные изделия?

3.Как ковка прутка влияет на зернистость металла? Что из этого получилось?

4. Как ориентированы линии тока в кованом металле и как это влияет на прочность кованой детали?

5. Какие сплавы для деформационного упрочнения являются лучшими? Где мы можем их использовать?

6. Какие внутренние дефекты у металла?

7. Может ли металл сломаться из-за внутреннего дефекта?

8. Что ограничивает изменение формы при формовании?

Упражнение 2.5. Найдите в тексте следующее:

1. важная особенность горячей обработки

2. улучшение механических свойств металла

3. необработанная отливка

4. напряжение высоты

5. способность сопротивляться утончению и разрушению

6. проявлять большее деформационное упрочнение

7. разрушение деталей при штамповке

8.внутренние дефекты в металле

9. неметаллические включения

10. Способность металлов подвергаться деформации

11. ограничивается пластичностью металла при растяжении

Упражнение 2.6. Перевести на английский язык:

1. Горячая обработка металла улучшает его механические свойства и устраняет пористость и внутренние дефекты.

2. Удлинение зерен в направлении текучести при ковке увеличивает прочность металла в этом направлении и увеличивает его прочность в поперечном направлении.

3. Хорошая проковка ориентирует текучести в направлении верхнего напряжения.

4. Деформационное упрочнение металла при холодной обработке очень важно для обработки металлов с улучшенными свойствами.

5. Внутренние дефекты металла — это неметаллические включения типа окислов или сульфидов.

6. Изменение формы при штамповании металлических деталей ограничивается пластичностью при растяжении.

ИЗВЕСТНЫЕ УЧЕНЫЕ

Михаил Васильевич Ломоносов был известным русским писателем, химиком и астрономом, много сделавшим в области литературы и науки.

Ломоносов родился 19 ноября 1711 года в Денисовке (ныне Ломоносов) под Архангельском, учился в университете Императорской Академии наук в Санкт-Петербурге. После учебы в Германии в университетах Марбурга и Фрайберга Ломоносов вернулся в Санкт-Петербург в 1745 году, чтобы преподавать химию, и четыре года спустя построил там учебно-исследовательскую лабораторию.

Ломоносова часто называют основоположником русской науки. Он был новатором во многих областях.Как ученый он отверг общепринятую в то время теорию материи флогистона и предвосхитил кинетическую теорию газов. Он рассматривал тепло как форму движения, предложил волновую теорию света и высказал идею сохранения материи. Ломоносов был первым, кто зафиксировал замерзание ртути и наблюдал за атмосферой Венеры во время прохождения Солнца.

Заинтересованный в развитии русского образования, Ломоносов помог основать Московский государственный университет в 1755 году и в том же году написал грамматику, которая преобразовала русский литературный язык, объединив старославянский язык с современным языком.В 1760 году он опубликовал первую историю России. Он также возродил искусство русской мозаики и построил фабрику мозаики и цветного стекла. Однако большинство его достижений были неизвестны за пределами России.

БЛОК 3


.

A Вход, выход и эффективность

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 6Следующая ⇒

10.1 Инженер обсуждает с коллегой конструкцию топливного бака для водяного насоса.

в среднем постоянная потребление длительность
вместимость потребляют совокупно оценка

10.2 На графике ниже показан расход воды в процессе стирки на заводе-изготовителе. Напишите цифры, чтобы дополнить комментарии. Посмотрите на A напротив, чтобы вам помочь.

1. Расход воды колебался в пределах…. и …… литров в секунду.

2. В среднем за указанный период расход составлял примерно… литров в секунду.

3. 3 Пик потребления составил…. литров в секунду.

4. Если бы процесс работал на полную мощность, он мог бы использовать воду в количестве …….литров в секунду.

5. Когда потребление достигло пика, у процесса была свободная мощность ……. литров в секунду.

10,3 Выберите правильные слова из скобок, чтобы завершить объяснения во время экскурсии по производственному заводу. Посмотрите на A и B напротив, чтобы вам помочь.

1. В этой части процесса выделяется много тепла. И все это (ввод / вывод) перерабатывается — оно обеспечивает (спрос / предложение) тепла для следующей стадии процесса.Так что это довольно (эффективная / неэффективная) система.

2. Иногда возникает (недостаточное / избыточное) тепло, и все его невозможно переработать. В других случаях рециркулируемого тепла недостаточно для удовлетворения (пикового / внепикового) спроса на тепловую энергию на последующих этапах процесса.

3. Часть материала теряется в процессе стирки, но масса абсорбированной воды превышает массу потерянного материала. Итак, чистый (убыток / прибыль) общей массой

Типы материалов

A Металлы и неметаллы

Инженерные материалы можно разделить на:

■ металлы — примерами металлических материалов являются железо (Fe) и медь (Cu)

■ неметаллы — примерами неметаллических материалов являются углерод (C) и кремний (Si).

Поскольку железо является таким широко используемым материалом, металлы можно разделить на:

■ черные металлы — содержащие железо

■ цветные металлы — не содержащие железа.

B Элементы, соединения и смеси

Что касается химического состава материалов — химических веществ, которые они содержат, и того, как эти химические вещества объединяются — можно использовать три основные категории:

— Элементы — это чистые материалы в их самой основной форме.Их нельзя разделить на разные составляющие («ингредиенты»). Примерами элементов, широко используемых в конструкционных материалах, являются железо, углерод и алюминий (Al).

— Соединения состоят из двух или более элементов, которые химически связаны, то есть соединены химической реакцией. Обычным примером является вода, которая представляет собой соединение водорода (H) и кислорода (O).

— Смеси состоят из двух или более элементов или соединений, которые смешаны вместе, но не связаны химически.В машиностроении обычными примерами являются сплавы, то есть металлы, которые содержат другие металлы и / или неметаллы, смешанные с ними. Типичным примером является сталь, которая представляет собой сплав железа с углеродом и может включать другие легирующие металлы — металлы, которые добавляются к сплавам в небольших количествах по сравнению с основным металлом. Примерами широко используемых легирующих металлов являются хром (Cr), марганец (Mn) и вольфрам (W).

C Композиционные материалы

Приведенная ниже статья из инженерного журнала.

Материалы под микроскопом: композиты

Когда вы думаете о примерах высокотехнологичных материалов, на ум приходят композитные материалы, такие как углеродное волокно, используемое в аэрокосмической отрасли и автомобилях Формулы-1. Но хотя мы думаем о композитах как о высокотехнологичных и очень дорогих, это не всегда так. Самыми ранними образцами композитных материалов были кирпичи из глины и соломы. Или, если использовать правильные составные термины, от армирования соломой — структурной сети, которая усиливает материал внутри, и матрицы грязи — материала, окружающего арматуру.

Эти термины объясняют, что такое композитный материал: матрица с армирующим материалом внутри. Современный повседневный пример — это стекловолокно — правильное название — стеклопластик (GRP) — который имеет пластиковую матрицу, армированную стекловолокном.

11,1 Завершите предложения словами в рамке.

металл неметалл металлик неметаллический черный цветные металлы

1.Углерод (C) — это ……… …. ……….

2. Медь (Cu) — это …… … ……….… Металл.

3. Алюминий (Al) является обычным ……… ……. …….

4. Сталь (Fe + C) — широко используемый ……… …….… Металл.

5. Хотя углерод используется в стали, он …… … ……. …….

6. Алюминий относительно легкий для …………… ….… материала.

11,2 Определите, истинны ли приведенные ниже предложения или нет, и исправьте ложные предложения.Посмотрите на B напротив, чтобы помочь вам.

1. Элементы, входящие в состав соединения, химически связаны.

2. Сплавы — это химические соединения, которые часто используются в технике.

3. Сплавы могут содержать как металлические, так и неметаллические составляющие.

4. В сплаве легирующий металл является самой большой составляющей в процентах.

5. Сталь — это металлический элемент.

11,3 Завершите отрывок о бетоне и стали, используя подходящие формы слова армировать из C напротив.Иногда есть несколько возможных ответов.

(1) ….. бетон — один из наиболее широко используемых строительных материалов, который мы считаем само собой разумеющимся. Однако использование стальных стержней для (2) … бетонных конструкций, расположенных на открытом воздухе, возможно только благодаря удачному совпадению: бетон и сталь имеют практически одинаковый коэффициент теплового расширения — другими словами, при изменении температуры окружающей среды бетон и сталь (3) … расширяются и сжимаются с одинаковой скоростью, обеспечивая равномерное движение.Использование материала (4) …….. с другим коэффициентом расширения нецелесообразно. Например, (5) алюминиево-…… бетон быстро распадется.

11,4 Прочтите текст ниже и найдите два элемента, два соединения, сплав и композит. Посмотрите на A, B и C напротив, чтобы вам помочь.

Обычно сталь, используемая в железобетоне, ранее подвергалась воздействию воды и кислорода воздуха.В результате он обычно частично корродирует, покрываясь слоем оксида железа (ржавчины). Однако, как только сталь окажется внутри затвердевшего бетона, она будет защищена от воздуха и воды, что предотвратит дальнейшее ржавление. Кроме того, цемент в бетоне не вступает в агрессивную реакцию с железом в стали.

Перед вами

Подумайте о некоторых материалах, используемых для изготовления продуктов или конструкций, о которых вы знаете.Скажите, являются ли материалы элементами, соединениями, смесями, сплавами или композитами. Если это композиты, какие материалы используются (а) в качестве матрицы и (б) в качестве арматуры?

Сталь

A Углеродистые стали

Этот отрывок из статьи в инженерном журнале посвящен различным типам стали.

Сталь — наиболее широко используемый конструкционный материал.Однако технически этот хорошо известный сплав железа и углерода не так прост, как можно было бы подумать. Сталь бывает самых разных марок, каждая с разными характеристиками. Неопытным может быть трудно понять, с чего начать.

Хорошее место для начала — два основных типа стали. Первые, углеродистые стали, состоят из железа и углерода и не содержат значительных количеств других металлов. Углеродистые стали можно разделить на три основных марки:

.

— Низкоуглеродистая сталь — наиболее широко используемый сорт — это низкоуглеродистая сталь, содержащая примерно до 0.3% углерода.

— Среднеуглеродистая сталь содержит примерно от 0,3% до 0,6% углерода.

— Высокоуглеродистая сталь содержит примерно от 0,6% до 1,4% углерода.

Примечания: Химический знак железа = Fe и углерода = C.

B Легированные стали

В статье рассматриваются легированные стали.

Вторая основная категория стали — это легированные стали, которые состоят из железа, углерода и одного или нескольких легирующих металлов.Конкретные марки легированной стали включают:

— низколегированные стали, содержащие 90% или более железа и примерно до 10% легирующих металлов, таких как хром, никель, марганец, молибден и ванадий

— высокопрочные низколегированные стали (HSLA), которые содержат меньшие количества вышеуказанных металлов (обычно менее 2%)

— нержавеющие стали, содержащие хром, а также другие металлы, такие как никель, и не подверженные ржавчине.

— инструментальные стали, которые очень твердые и используются в режущих инструментах. Они содержат вольфрам и / или кобальт. Широко используемая марка инструментальной стали — это быстрорежущая сталь, которая используется в режущих инструментах, работающих при высоких температурах, таких как сверла.

Примечания: Термины углеродистая сталь и легированная сталь могут вызвать путаницу, поскольку углеродистые стали также являются сплавами, а легированные стали также содержат углерод. Химический знак для хрома = Cr, кобальта = Co, никеля = Ni, марганца = Mn, молибдена = Mo, вольфрама = W и ванадия = V.

C Коррозия

Одним из недостатков мягкой стали является то, что она подвержена коррозии — ее поверхность постепенно ухудшается из-за химической реакции. Эта реакция происходит между железом в стали и кислородом (O 2 ) в воздухе с образованием оксида железа. Когда железо разъедает, мы говорим, что оно ржавеет. Для некоторых металлов, таких как алюминий (Al), наличие коррозии не является проблемой, поскольку слой оксида вокруг металла остается твердым, что предотвращает его дальнейшее окисление.Однако, когда низкоуглеродистая сталь ржавеет, ржавчина с поверхности постоянно удаляется, и образуется новый ржавый слой, постепенно «въедающийся» в металл.

12,1 Определите, истинны ли приведенные ниже предложения или нет, и исправьте ложные предложения. Посмотрите на A и B напротив, чтобы вам помочь.

1. Сталь — это сплав железа и углерода.

2. Мягкая сталь — это высокоуглеродистая сталь.

3. Легированные стали содержат углерод.

4. Хром и никель используются в качестве легирующих металлов в стали.

5. Низколегированные стали содержат больше хрома, чем железа.

6. Нержавеющая сталь — это легированная сталь.

7. В сталь добавляют вольфрам, чтобы сделать ее более мягкой.

8. Быстрорежущая сталь подходит для изготовления очень горячих режущих инструментов.

12,2 Используйте слова для завершения предложений ниже. Есть несколько возможных ответов.Посмотрите на C напротив, чтобы вам помочь.

1. Когда сталь подвергается воздействию воздуха и воды, она….

2. Коричнево-красный материал на поверхности стали называется …….

3. Прочность стали снижается, если она….

12,3 Заполните статью об особом типе стали, используя слова A, B и C напротив

. Погодостойкая сталь

Многолетняя проблема с легкой (1)… ..в том, что это при воздействии воздуха и воды. Как правило, единственным решением является нанесение защитного покрытия или использование другого (3)… .. из стали, стойкой к (4)… …. процессу — наиболее известному из них (5)… .. сталь, которая содержит значительные количества (6) … … и, часто, никель.

Однако есть альтернативное решение. Так называемая атмосферостойкая сталь — это специальный сплав, пригодный для использования на открытом воздухе. Но вместо того, чтобы быть полностью защищенной от коррозии, поверхность стали может двигаться (7)……. Как только слой (8)…… образуется на поверхности, он стабилизируется и образует твердый защитный слой. Этот слой отличается от обычного (9)…. оксидом, так как он не продолжает въедать в металл. Хотя не всем может понравиться «ржавый вид», погодостойкая сталь широко использовалась в архитектурных приложениях и скульптурах на открытом воздухе.

Перед вами

Подумайте, какие предметы, с которыми вы знакомы, сделаны из стали, но не защищены (например, краской).Насколько серьезна потенциальная проблема коррозии? Как это предотвратить или ограничить — например, с помощью определенной марки стали?

Цветные металлы


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *