Обозначение латуней (ГОСТ 15527-2004 и ГОСТ 17711-93)

Фазовое состояние вещества в сплаве Л63

Сплавы бывают однофазными и двухфазными. Двухкомпонентные сплавы, в том числе Л63 в основном относятся к однофазным структурам. При появлении второй фазы, механические показатели изделий падают: повышается хрупкость, твёрдость, уменьшается пластичность изделий. По этой причине двухфазные латуни a+b плохо поддаются обработке давлением. Однофазные сплавы также хорошо обрабатываются давлением, как и отливаются в слитки. Л63 — содержит малое количество вещества в b-фазе, поэтому хорошо поддаётся обработке давлением: прокатке, глубокой вытяжке, чеканке, волочению, изгибу без серьёзных последствий, при соблюдении режима обработки.

Из этого сплава выпускаются:

• Лента Л63
• Плита Л63
• Труба Л63
• Проволока Л63
• Круг Л63
• Лист Л63
• Пруток Л63

По ГОСТ 15527 также выпускаются заготовки Л63А с антимагнитными свойствами. Сплав пригоден для литья, но имеет ограничения по обработке резанием и обработки на станках.

Основные характеристики

Маркировка л63 обозначает:

• Л — латунь;
• 63 — массовую процентную долю содержания меди в данном сплаве.

Зарубежные аналоги

Международная маркировка (аналоги точные и ближайшие) латуни л63:

• С27400 — США;
• С2720 — Япония;
• CuZn37 — Швеция, Австрия, Польша;
• CZ108 — Англия;
• P-CuZn37, P-OT63 — Италия;
• 2.0321CuZn37 — Германия;
• U-Z36, CuZn36 –— Франция;
• CW507L, CuZn36 — Евросоюз;
• 423213 — Чехия.

Химический состав

Согласно Межгосударственному стандарту 15527-70, латунь марки л63 (по СТ СЭВ 379-76 — CuZn37), относится к медно-цинковым сплавам, обрабатываемым давлением, и является простой (двойной) латунью. В соответствии с данным ГОСТом, материал л63 имеет следующий химический состав:

• меди — 62-65%;
• свинца — 0.07%;
• железа — 0.2%;
• сурьмы — 0.005%;
• висмута — 0.002%;
• фосфора — 0.01%.

Всего прочих примесей содержится 0.5%. На долю основного легирующего компонента — цинка приходится от 37.5 до 34.5%.

Ориентировочная расчетная плотность латуни л63 составляет 8.5 г/см.

В материале, используемом в пищевой промышленности, массовая доля свинца не должна превышать значения 0.05%.

Физико-механические свойства латуни марки л63, установлены стандартами на тот или иной вид продукции или оговариваются в соглашении между изготовителем и потребителем.

Коррозионная стойкость

Все латуни обладают повышенными антикоррозионными свойствами по сравнению с чистой медью, но имеют меньшую тепло и электропроводность.

Латунь Л63 хорошо проявляет антикоррозионные свойства при следующих условиях:

• в воздушной среде, в том числе при морском климате,
• в пресной воде,
• в малоподвижной морской воде,
• в среде сухих газов-галогенов,
• в сухом паре,
• в антифризах, спиртах, фрионах.

Однако, здесь всё же имеется ряд ограничений. Сплав Л63 теряет в стойкости к коррозии после обработки резанием, или обработки на станках. Это связано с нарушениями кристаллической структуры состава сплава и остатком напряжения металла. Катализирующими процесс коррозионного растрескивания факторами являются: избыток влаги, высокая температура, наличие в атмосфере сернистых газов и аммиака. Чтобы предотвратить растрескивание все изделия из Л63 рекомендуется подвергать отжигу в низком температурном режиме.

Все латуни обладают ограничениями по коррозийной стойкости:

• при контакте с жирными кислотами,
• в рудничных водах,
• при контакте с хлоридами и окислительными растворами,
• во влажных насыщенных парах, при большом давлении,
• при контакте с сероводородом
• и минеральными кислотами.

Наиболее подвержены коррозийному растрескиванию и другим проявлениям окислительных процессов изделия из тонких листов: баки, цистерны, тонкостенные трубы. Тем не менее при грамотной эксплуатации латунные тонкостенные изделия применимы во многих областях промышленности.

Физико-механические свойства

Сплав л63 является двойным, структура — однофазная. По сравнению с медью, имеет более высокую прочность, твердость, пластичность, упругость и коррозионную стойкость. С увеличением содержания цинка, данные показатели возрастают. Наибольшей практической ценностью при кристаллизации сплавов на основе меди и цинка, обладают соединения с содержанием цинка до 50%. К этому числу относится латунь л63.

Структура

В соответствии с диаграммой состояния Cu-Zn, в зависимости от состава (содержание цинка от 0 до 39%), материал является однофазной латунью, состоящей из a-твердого раствора с равновесной структурой. Такое количество цинка позволяет сплаву кристаллизироваться в равновесном состоянии, образуя гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК), чем достигается его пластичное состояние. Увеличение содержания цинка в однофазных латунях сопровождается повышением их прочности и пластичности.

Пластичность

Относительное удлинение материала в холодном состоянии, характеризующее его пластичность, составляет 55%. В состоянии отжига латунь марки Л63 наименее пластична. Но в стадии приложения холодной деформации, пластичность сохраняется долгий период. Более высокие пластические характеристики сплава замечаются при использовании мягких схем напряженного состояния в процессе деформации материала, что учитывается при прогнозе возможного разрушения металла.

Подверженность обработке

Л63 является однофазным сплавом, в b фазе, которая снижает механические показатели изделий, содержит ничтожно малое количество вещества, поэтому хорошо поддается способам обработки давлением при низких температурах:

• чеканке;
• прокатке;
• изгибу;
• глубокой вытяжке;
• волочению.

Обработанный материал требует неукоснительного соблюдения режима охлаждения.

Некоторые параметры сплава

По сравнению с медью, теплопроводность и электропроводность латуни марки л63 за счет высокого содержания цинка ниже, а обрабатываемость в 2 раза выше. Ударная вязкость сплава хуже, чем у Л68, но лучше чем у многокомпонентной латуни.

Характеристики латуни л63:

• удельное электрическое сопротивление – 0.065;
• ударная вязкость – 14;
• обрабатываемость – 40%;
• теплопроводность – 0.25.

Удельный вес латуни л63 — 8.44 г/см3. Коэффициент трения со смазкой составляет 0.012, без смазки — 0.390. Жидкотекучесть — 65 см, линейная усадка — 1.77%. Твердость по Бриннелю – 150-160 МПа.

Прочность

Сплав Л63 имеет наибольшую прочность в холодном состоянии. Предел прочности на срез составляет 240 МПа. По этому показателю металл уступает латуни Л59-1. Временное сопротивление (предел прочности) двойной латуни л63 в состоянии предельного упрочнения составляет 735 МПа. Предел прочности при растяжении твердого сплава для проката находится в пределах 680-750 МПа, мягкого сплава – 380-450 МПа.

Температура плавления

Интервал температур для термомеханической и термической обработки этого металла меньше, чем для других двойных латуней. Температура плавления латуни л63 составляет 906°С.

В связи с тем, что при повышении содержания цинка в латунном сплаве происходит снижение температуры плавления, во избежание пережога заготовок и их перегрева, температура горячей обработки снижается до 750-880, а отжига – до 550-660°С.

При одинаковой температуре горячей деформации, наиболее низкие значения сопротивления деформации имеет латунь л63. Условный предел текучести сплава составляет 700 МПа.

Температурные режимы обработки двойной латуни марки 63:

• литья – 1060-1100°С;
• горячей деформации – 650-850;
• начала рекристаллизации – 350-370;
• полного отжига – 660-670°С.

Коррозионная стойкость

Латунь марки Л63 в холодном состоянии подвержена коррозионному (сезонному) растрескиванию и обесцинкованию (растворению в водной среде). После растворения латуни, вследствие обменной реакции, происходит осаждение меди из раствора. Медная пленка имеет губчатый вид и создает с латунью гальваническую пару, что способствует ускорению коррозионного процесса. Обесцинковывание проходит более интенсивно при повышении температуры среды и увеличении скорости движения воды.

Причины

Основные причины, приводящие к коррозионному растрескиванию сплава л63:

• неблагоприятная среда (содержание влаги и кислорода, следов аммиака, ртутных солей, сернистого газа);
• наличие в металле остаточных растягивающих напряжений;

Особенно неблагоприятными в коррозионном плане считаются сезонные явления (осенью, весной), когда повышена влажность воздуха и, соответственно, содержание в нем аммиака.

Внутренние остаточные напряжения в заготовке подразделяются:

• первого рода (зональные), которые обусловлены неравномерным распределением деформаций при обработке материала давлением и неравномерностью охлаждения заготовки после проведения термической обработки;
• второго рода, причинами которых являются фазовые и структурные превращения в сплаве.

Меры против растрескивания

Чтобы избежать коррозионного растрескивания, применяют:

• низкотемпературный отжиг латуни для уменьшения остаточного напряжения при 240-300°С;
• создание в наружных слоях заготовок сжимающих остаточных напряжений;

проведение других производственных мероприятий, направленных на снижение границы остаточных растягивающих напряжений в металле.

Устойчивость и неустойчивость к проявлениям коррозии

Л63 имеет повышенную антикоррозионную стойкость в таких условиях:

• воздушная среда;
• сухой пар;
• пресная и малоподвижная морская вода;
• сухой газ-галоген;
• спирт, фреон, антифриз.

После обработки на станках или резанием материал л63 теряет устойчивость к коррозии по причине нарушения кристаллической структуры.

Неустойчивость сплава к коррозионному растрескиванию наблюдается при контакте:

• с рудничными водами;
• сероводородом;
• большим давлением;
• жирными кислотами;
• влажным насыщенным паром;
• окислительными растворами;
• минеральными кислотами;
• хлоридами.

Наиболее подвержены коррозионному воздействию тонкостенные изделия. Не рекомендуется сплав л63 применять в контакте с цинком, алюминием и железом во избежание его ускоренного разрушения.

Полуфабрикаты из латуни Л63. Применение

Л63, как уже было сказано ранее наиболее широко применяется во всех областях промышленности.

Проволока из этого сплава выпускается в мягком, полутвёрдом и твёрдом состоянии. Её применяют для изготовления заклёпок, в виду хорошей пластичности этого материала, её используют в качестве припоя, из проволоки повышенной точности производят электроды для электроэрозионных станков.

Трубы Л63 поступают в холоднодеформированном или прессованном виде и широко применяются повсеместно, в частности в качестве труб для бойлеров.

Широкий спектр листового металлопроката выпускается из сплава Л63. Сплав обладает высокими показателями пластичности и прочности, по сравнению с Cu. Но наилучшие показатели в этом плане даёт сплав Л68.

Прутки Л63 поставляются массово, в твёрдом, полутвёрдом, твёрдом состоянии, или прессованные, диаметром от 3-ёх до 180 мм. Среди прочих двухкомпонентных латуней, этот сплав выделяется высочайшей прочностью на срез, высоким удельным сопротивлением и отличной обрабатываемостью. По ударной вязкости Л63 уступает сплавам с 68% содержания меди, но значительно превосходит многокомпонентные сплавы. По прочности на срез Л63 уступает Л59-1. Теплопроводность и электропроводность сплава с 63 % Cu относительно невелика.

Сфера использования

Продукция из латуни Л63 востребована в авиа- и автомобилестроении. Прокат из этой марки металла занимает лидирующие позиции в производстве сантехнических и инженерных конструкций.

Из сплава Л63 изготавливают ленты, трубы, круги, плиты, листы, прутки, проволоки, емкости, муфты. Он служит сырьем для производства электродов, дизайнерских элементов, заклепок, фитингов и мебельных конструкций. Также из него изготавливают рекламные и информационные таблички. Сами по себе они смотрятся привлекательно, а по желанию их можно дополнительно украсить гравировкой.

Применение

Л63 эффективнее всего применять на производстве деталей, выполняемых путём деформирования, с высокими требованиями к коррозионной стойкости. Из него производят трубы бойлерные, цистерны, ленты радиаторные, электроды, проволоку для припоев, муфты и заклёпки, декоративные элементы в дизайне и архитектуре и другие изделия.

Л63 подходит для литья и обработки на станках. При одинаковых условиях, он проявляет большую прочность по сравнению с ЛС59-1, при наличии надрезов, на изделиях под нагрузкой, хотя и уступает последнему по обрабатываемости резанием.

Свойства Л63

Физические свойства Л63

Механические свойства Л63 при Т=20oС