Металлопрокат на складе «М-Комплект» (044)490-04-88 (044)490-04-89

Свинцовые латуни

Фазовый и химические состав

диаграмма Cu-Zn-Pb

Свинцовые латуни - это медно-цинковые сплавы, в которых добавлен третий легирующий элемент — свинец. В латуни ЛЖС добавлен четвертый элемент — железо. В остальных свинцовых латунях элементы кроме меди, цинка и свинца — это примесные атомы, количество которых не должно превышать проценты по стандарту качества. Свинец в латуни улучшают обрабатываемость резанием. Обрабатываемость сплава Л63-3 принято эталонной за 100%. Высокие антифрикционные свойства свинцовых латуней используют для изготовления деталей, работающих в условиях трения.

Cистема Cu-Zn-Pb определяет фазовый состав свинцовых латуней. В твердом состоянии свинец не растворяется в меди, медно-цинковом α и β-твердых растворах и в любых промежуточных фазах системы Cu-Zn. Добавки свинца к медно-цинковым сплавам не сдвигают границы двухфазной области α + β. Количество α и β-фаз будет определять процентное содержание цинка как в простых латунях. Даже малые количестве свинца выделяются в отдельную фазу, которая состоит из чистого Pb и превращает однофазную область α-твердого раствора системы Cu-Zn в двухфазную область α + Pb, а двухфазную область α + β — в трехфазную область α + β + Pb тройной системы Cu-Zn-Pb. Температуры плавления эвтектики α + Pb составляет ∼327°С. При превышении эвтектической температуры, свинец переходит в жидкую фазу чистого свинца в двухфазных и трехфазных областях тройной системы Cu-Zn-Pb.

Количество цинка в составе латуни ЛС74-3 определяет её в область первичной кристаллизации α-твердого раствора тройной системы Cu-Zn-Pb. После кристаллизации латунь ЛС74-3 состоит из двух фаз α + Pb. Двухфазную структуру α + Pb твердого раствора образуется в латунях ЛС64-2 и ЛС63-3. По аналогии с однфазными простыми латунями ( например Л63), свинцовые латуни ЛС74-3, ЛС64-2 и ЛС63-3 классифицируют как α-сплавы с включениями нерастворимого свинца. Химические составы латуней ЛС60-1, ЛС59-1 и ЛС59-3 находятся при температуре 20°С в трехфазной области α + β + Pb, и их классифицируют как двухфазные α + β-латуни с включениями нерастворимого свинца в обоих фазах.

Химический состав свинцовых латуней
Марка Массовая доля, % Расчетная
плотность,
г/см3
Сортамент
Элемент Сумма
прочих
элементов
Сu Рb Fe Sn Ni Al Si Sb Bi P Zn
  1. Ост. - Ост. цинк Zn
  2. В свинцовых латунях допускается массовая доля никеля не более 0,5 %, в латунях марок ЛС59‑1, ЛС59‑1В, ЛС58‑2 и ЛС58‑3 ‑ не более 1% за счет массовой доли меди, которую не учитывают в общей сумме прочих элементов.
  3. В латуни марки ЛС59‑1 сумма элементов олова и кремния должна быть не более 0,5%.
  4. В латунях всех марок можно определять массовую долю олова, алюминия, марганца и кремния.
  5. В латуни марки ЛС58‑2 массовая доля сурьмы при изготовлении прутков допускается не более 0,1%.
  6. Расчетная плотность указана для расчета справочной теоретической массы изделий.
  7. Знак «‑» обозначает, что данный элемент не нормируется и входит в сумму прочих элементов.
  8. Примеси не должны превышать концентрации, указанные в таблице
  9. Примеси, не указанные в таблице, учитывают в сумме прочих элементов, перечень которых определяют согласованием между потребителем и изготовителем.
ЛС74‑3 72,0‑75,0 2,4‑3,0 0,1 0,005 0,002 0,01 Ост. 0,25 8,5 Ленты, полосы, прутки
ЛС64‑2 63,0‑66,0 1,5‑2,0 0,1 0,005 0,002 0,01 Ост. 0,3
ЛС63‑3 62,0‑65,0 2,4‑3,0 0,1 0,10 0,005 0,002 0,01 Ост. 0,25 8,5 Ленты, полосы, прутки, проволока
ЛС60-1 59,0‑60,0 0,6‑1,0 0,15 0,2 0,005 0,002 0,01 Ост. 0,5 8,4 Прутки, проволока
ЛС59‑1В 57,0‑61,0 0,8‑1,9 0,5 0,01 0,003 0,02 Ост. 1,5 8,4 Прутки
ЛС59‑1 57,0‑60,0 0,8‑1,9 0,5 0,3 0,01 0,003 0,02 Ост. 0,75 8,4 Листы, ленты, полосы, прутки, профили, трубы, проволока, поковки
ЛС58‑2 57,0‑60,0 1,0‑3,0 0,7 1,0 0,6 0,3 0,3 0,01 Ост. 0,3 8,4 Полосы, прутки, проволока
ЛС58‑3 57,0‑59,0 2,5‑3,5 0,5 0,4 0,5 0,1 Ост. 0,2 8,45 Прутки
ЛС59‑2 57,0‑59,0 1,5‑2,5 0,4 0,3 0,4 0,1 Ост. 0,2 8,4 Прутки
ЛЖС
58‑1‑1
56,0‑58,0 0,7‑1,3 0,7‑
1,3
0,01 0,003 0,02 Ост. 0,5 8,4 Прутки

Влияние свинца на технологические свойства

Свинец практически не растворяется в меди. Он выделяется в виде дисперсных частиц в объеме и по границам зерен. Частицы свинца создают ломкость стружки при механической обработке. При обработке резанием свинцовых латуней образуется сыпучая стружка без завитков. Детали из этих латуней изготовливают на станках-автоматах при высоких скоростях резания. Второе народное название свинцовых латуней - сыпучка.

При изготовлении мелких деталей в микротехнике и приборостроении важно получить в заготовках размер зерна α-фазы от 10 до 50 мкм при среднем диаметре частиц свинца 1—5 мкм. Для этого применяют латуни с высоким содержанием свинца (ЛС63-3, ЛС58-3), которые удовлетворяют требованиям по однородности химического состава и внутренней структуре: размерам и распределению частиц свинца, количеству и распределению β-фазы, размерам зерна α-фазы

В α-латунях ЛС74-3, ЛС64-2, ЛС63-3 горячая прокатка не производится из-за включения свинца. Горячую деформацию латуней проводят при температурах выше эвтектической температуры плавления свинца в медно-цинковом растворе, поэтому существует опасность оплавления свинца по границам α-зерен и получения дефектной конечной структуры. В холодном состоянии обрабатываемость давлением у них хорошая.

Двухфазные α + β-латуни ЛС60-1, ЛС59-1 и ЛС59-3 хорошо прокатываются в горячем состоянии. При нагреве проходит перекристаллизации α → β и свинцовые включения оказываются внутри β-зерен, а не на границах, как в α-латунях. Двухфазная латунь ЛС59-1 «сыпучка» — наиболее распространенный сплав из-за комбинации технологических м механических свойств: она отлично переносит горячую обработку давлением, удовлетворительно - холодную, отлично обрабатывается резанием.

Механические и физические свойства оловянных латуней
Латунь Плотность
г/см3
Температура
плавления,
°С
Теплопрo-
водность,
кал/(см·c·°С)
ρ,
Ом·мм2
E,
кгс/мм2
σв, кгс/мм2 δ, % HB, кгс/мм2 Обрабаты-
ваемость
резанием,
%
твердая мягкая твердая мягкая твердая мягкая
ЛС63–3 8,5 905 0,28 20,5 9 800 55–65 30–40 3–6 40–50 135–145 45–55 100
ЛС74–3 8,7 965 0,29 17,5 10 500 60–70 30– 40 2–5 40–55 130–140 40–50 80
ЛС64–2 8,5 910 0,28 20,3 10 500 58–67 32–38 4–6 55 – 65 140–150 50–60 90
ЛС60–1 8,5 900 0,25 20,8 10 500 60–70 30–40 4–6 45–55 150–160 60–70 75
ЛС59–1 8,5 900 0,25 20,6 11 500 60–70 30–40 4–6 40–50 150–160 70–80 80
ЛС59–1В 8,5 900 0,25 20,6 10 500 60–70 30–40 4–6 40-50 150–160 70–80 80
ЛЖС58–1–1 8,4 895 0,26 20,4 10 600 65–75 35–45 2–5 35–45 160–170 75–85 70
Технологические свойства и режимы обработки оловянных латуней
Марка Температура,°С Обрабаты-
ваемость
резанием1),
%
Жидкоте-
кучесть,
см
Линейная
усадка,
%
Коэффициент
трения
литья горячей
деформации
полного
отжига
отжига для
уменьшения
остаточных
напряжений
со смазкой без смазки
  1. В % по отношению к обрабатываемости латуни ЛС63-3.
ЛС74-3 1120–1160 5) 600–650 - 80 - 2,2 - -
ЛС64-2 1060–1110 5) 620–670 - 90 - 2,2 - -
ЛС63-2 1060–1100 760–8202 620–650 - 100 - 2,0 - -
ЛС60-1 1040–1080 780–820 600–650 - 75 - 2,0 - -
ЛС59-1 1030–1080 640–780 600–650 285 80 51 2,23 0,0135 0,17
ЛС59-1В 1030–1080 640–780 600–650 - 80 51 2,23 0,0135 0,17
ЛЖС58-1-1 - - 600–650 - 70 - - - -

Связанные страницы: