ГОСТ 15527-2004

Латунь ЛС59-1 – это сплав меди на 57-60%, цинка на 37,05-42,2%, свинца на 0,8-1,9% и примесей до 0,75%. Цинк и свинец в сплаве являются легирующими элементами, улучшающими и до неузнаваемости изменяющими свойства меди, позволяют снизить стоимость сплава и облегчить механическую обработку деталей из него. Ввиду очень хорошей обрабатываемости особым спросом пользуются прутки из ЛС59-1 для автоматических станков.
Химический состав ЛС59-1 по ГОСТ 15527- 2004

Химический состав ЛС59-1 указан в ГОСТ 15527- 2004, ГОСТ 2208-2007, ГОСТ 2060-2006, ГОСТ 31366-2008, ГОСТ Р 52597-2006.

Из-за свинца латунь ЛС 59-1 является хрупкой, ломкой при высоком давлении и не выдерживает ударные нагрузки, поэтому совершенно не поддаётся ковке. Сплав ЛС59-1 относится к латуням обрабатываемым давлением, однако прутки из этой латуни чаще обрабатывают на скоростных металлорежущих станках и, соответственно ЛС59-1 причисляют к категории автоматных материалов. ГОСТ на латунные прутки — ГОСТ 2060-90, а на те же прутки для автоматов — ГОСТ Р 52597- 2006. Благодаря наличию свинца в составе латуни ЛС59-1 при обработке изделий из нее резанием образуется мелкая стружка, что позволяет выполнять такую обработку на высоких скоростях. Поэтому латунь ЛС59-1 называют сыпучкой.

Что определяет ГОСТ 15527-2004

Действующий ГОСТ 15527-2004 устанавливается на латунные сплавы, определяет марки и состав компонентов. Медно-цинковые сплавы подразделяются на простые и специальные. Простые – состоят из двух основных компонентов: меди и цинка, примеси содержатся в мизерном количестве. Двухкомпонентные латуни обозначаются буквой «Л» и двузначным числом, которое говорит о процентном содержании меди, например: латунь Л63, ГОСТ 15527.

Многокомпонентные специальные сплавы легированы такими компонентами, как свинец, алюминий, железо и др. Дополнительные элементы улучшают рабочие свойства латунного сплава. В названии марки специальной латуни кроме обязательной буквы «Л» указываются и другие буквы, которые обозначают легирующие элементы и их долю в процентах. Содержание дополнительных элементов также устанавливает ГОСТ 15527-2004.

Специальные латуни объединены в группы по наличию основного легирующего компонента: оловянные, свинцовые, никелевые. В отдельную таблицу вынесены сложнолегированные сплавы из латуни.

Применение

Область применения сплавов медно-цинковых (латуней), обрабаты­ваемых давлением (ГОСТ 15527-2004):

• Л60; Л63; Л68; Л80; Л90; Л96 — Трубопроводы, прокладки, шайбы, заклёпки, сетки, шпиндели, втулки кранов, гайки, детали, подвер­гающиеся коррозии.
• ЛА77-2; Л062-1; Л070-1; ЛС59-1 — Трубки конденсаторные и манометрические; детали, обрабатываемые штамповкой; втулки; диски; корпу­сы; крепёжные детали; кронштейны; фурнитура.
• ЛМц58-2 — Подшипники, втулки, антифрикционные детали.

Область применения сплавов медно-цинковых (латуней), литейных (ГОСТ 17711-93):

• ЛЦ40С; ЛЦ40Мц1,5; ЛЦ37Мц2С2К — Арматуры, корпусы кранов, втулки и сепараторы подшипников, тройники, переходники, работающие в воздушной среде или пресной воде.
• ЛЦЗ0АЗ; ЛЦ25С2 — Антифрикционные детали несложной конфигурации: втулки, вкладыши, ползуны, арматуры вагонных под­шипников.

Вверх

ГОСТ 15527-2004: популярные марки латуни

Наиболее востребованы простые латунные сплавы марок Л80, Л68, Л63, ГОСТ 15527-2004. Согласно требованиям стандарта, в составе этих марок допускается наличие до 0,3% никеля. При изготовлении сплава содержание других легирующих компонентов – алюминия, кремния, олова и марганца – можно менять по требованию заказчика.

Распространенные марки простой латуни:

• латунь Л68: содержание меди в сплаве – 68%. Металл устойчив к коррозии, обладает механической прочностью, в горячем и холодном состояниях отлично обрабатывается под давлением. Из сплава марки Л68 изготавливают штампованные изделия. Для производства продукции специального назначения подходит латунь, ГОСТ 15527-2004, с предельно допустимым содержанием дополнительных элементов, которые указаны в стандарте;
• латунь Л80: относится к полутомпакам – сплавам с концентрацией меди от 80%. Повышенное содержание меди улучшает эксплуатационные свойства и одновременно увеличивает стоимость сплава. Металл применяется для изготовления проволоки, сеток, другой металлопрокатной продукции;
• латунь Л63: ГОСТ 15527-2004 определяет концентрацию меди в структуре на уровне 63%. Это самая востребованная марка латуни за счет хороших рабочих свойств при относительно невысокой стоимости. Сплав отлично деформируется в горячем и холодном состоянии, используется для изготовления металлопроката: прутков, проволоки, полос, лент и труб. Из латуни Л63 делают запчасти для автомобилей, детали холодильного и теплообменного оборудования.

Гигиеничный латунный сплав применяется для изготовления оборудования пищевой промышленности. Однако латунь Л63, ГОСТ 15527-2004, которая используется для контактов с пищевыми продуктами, не должна содержать свинец в количестве, превышающем 0,3%.

Лидер спроса среди специальных латуней

В категории многокомпонентных латунных сплавов самой распространенной является марка ЛС59-1. Химический состав также регулирует стандарт: латунь, ГОСТ 15527, содержит 57–60% меди, до 1,9% свинца, 0,5% железа и другие легирующие элементы. Этот металл обрабатывается давлением, однако не подходит для ковки: ломается при ударных нагрузках. Латунь используется для изготовления прутков, листов. Материал долговечный, устойчивый к истиранию, из латуни ЛС59-1 делают узлы буровых установок, канаты мостов, детали промышленных станков.

В сложнолегированных латунях процентное содержание марганца, алюминия и олова определяется по согласованию с потребителем. Латунные сплавы, которые изготавливаются согласно ГОСТ 15527-2004, востребованы в промышленности и других отраслях народного хозяйства.

ГОСТ 15527-2004

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОСТЫХ (ДВОЙНЫХ) ЛАТУНЕЙ

Примечания:

1. В латуни марки Л68, предназначенной для изготовления изделий специального назначения, массовая доля элементов не должна быть более: железа — 0,07%, сурьмы — 0,002%, фосфора — 0,005%, мышьяка — 0,005%, серы — 0,002% (сумма прочих элементов — 0,2%).

2. В латунях марок Л96, Л90, Л80, Л70, Л68, Л63, Л60 допускается доля никеля до 0,3% за счет массовой доли меди, которую не учитывают в сумме прочих элементов.

3. В латунях всех марок по согласованию с потребителем можно определять массовую долю олова, алюминия, марганца и кремния, значения которых учитывают в сумме прочих элементов.

4 В латуни марки Л70, применяемой для производства конденсаторных труб и теплообменников, допускается массовая доля мышьяка до 0,06% за счет массовой доли меди, которую не учитывают в сумме прочих элементов.

5. В латуни марки Л63, применяемой в пищевой промышленности, массовая доля свинца не должна быть более 0,05%.

6. Для антимагнитных сплавов массовая доля железа не должна быть более 0,03%.

7. Расчетная плотность указана для расчета справочной теоретической массы изделий.

8. Знак «-» обозначает, что данный элемент не нормируется и входит в сумму прочих элементов.

9. Примеси, не указанные в таблице, учитывают в сумме прочих элементов, перечень которых определяют согласованием между потребителем и изготовителем.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СВИНЦОВЫХ ЛАТУНЕЙ

Примечания:

1. 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.
2. В латуни марки ЛС59-1 сумма элементов олова и кремния должна быть не более 0,5%.
3. В латунях всех марок можно определять массовую долю олова, алюминия, марганца и кремния.
4. В латуни марки ЛС58-2 массовая доля сурьмы при изготовлении прутков допускается не более 0,1%.
5. Расчетная плотность указана для расчета справочной теоретической массы изделий.
6. Знак «-» обозначает, что данный элемент не нормируется и входит в сумму прочих элементов.
7. Примеси, не указанные в таблице, учитывают в сумме прочих элементов, перечень которых определяют согласованием между потребителем и изготовителем.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СЛОЖНОЛЕГИРОВАННЫХ ЛАТУНЕЙ

Примечания:

1. В сложнолегированных латунях, кроме марок ЛАН59-3-2, Л75мк, ЛА77-2у, допускается массовая доля никеля до 0,5%, которая не входит в общую сумму прочих элементов, а засчитывается в счет массовой доли меди.
2. В латунях марки ЛМц58-2 по требованию потребителя массовую долю марганца устанавливают в пределах 3,0-4,0%.
3. В латунях всех марок по согласованию с потребителем можно определять содержание олова, алюминия и марганца.
4. В латуни марки ЛА77-2у массовая доля железа менее 0,03% не является браковочным признаком.
5. В латуни марки ЛАМш70-1-0,04 допускается без массовой доли мышьяка.
6. Изготовление латуни марки ЛОМш70-1-0,04 допускается без массовой доли мышьяка.
7. Расчетная плотность указана для расчета справочной теоретической массы изделий.
8. Знак «-» обозначает, что данный элемент не нормируется и входит в сумму прочих элементов.
9. Примеси, не указанные в таблице, учитывают в общей сумме прочих элементов, перечень которых определяют согласованием между потребителем и изготовителем.

Латуни (ГОСТ 15527-2004)

Латунями называют двойные или многокомпонентные сплавы на основе меди, в которых основным легирующим элементом является цинк. Практическое применение имеют медные сплавы с содержанием цинка до 45 %.

Диаграмма состояния Cu-Zn приведена на рис. 3.4.

Медь с цинком образует α-твердый раствор цинка в меди с максимальной растворимостью цинка 39 %,

а также высокотвердые и хрупкие фазы β, γ, ε
,
которые являются твердыми растворами на базе электронных соединений: β — CuZn, γ – Cu5Zn; ε -CuZn3.

Рис.3.4. Диаграмма состояния Cu — Zn

В зависимости от содержания цинка различают однофазные α — латуни и двухфазные α + β‘-латуни.

Однофазные латуни (до 39 % Zn) находят применение для изготовления деталей деформированием в холодном состояния, так как они имеют хорошую пластичность (рис.3.5). Из них изготавливаются ленты, радиаторные трубки, проволока, гильзы патронов.

Двухфазные α + β‘ -латуни, содержащие цинк от 39 до 45 %, используются для изготовления деталей из отливок обработкой резанием или деформированием при температуре выше 500 °С, так как эти латуни имеют низкую пластичность в холодном состоянии (рис. 3.5). Нагрев приводит к превращениюβ‘— фазы в β — фазу с неупорядоченным расположением атомов и более высокой пластичностью.

Рис. 3.5. Влияние цинка на механические свойства меди

Из двухфазных α + β‘ — латуней изготавливают листы, прутки и другие заготовки, из которых последующей механической обработкой получают детали.

При содержании цинка более 45 %в латуни присутствует только β‘ — твердый раствор. β‘ — латуни обладают максимальной прочностью (σb

= 420 МПа), но практического применения не находят ввиду очень низкой пластичности (δ = 7 %).

Увеличение содержания цинка повышает прочность (до 45 % Zn)ипластичность (до 37 % Zn) – рис. 3.5, удешевляет латуни, улучшает их обрабатываемость резанием, способность прирабатываться ипротивостоять износу. Вместе с тем, уменьшается теплопроводность иэлектропроводность, которые составляют 20 — 50 %от характеристики меди.

Латуни маркируются буквой Л и последующим числом, показывающим содержание меди в процентах, например, в сплаве Л62 имеется 62 % Сu и 38 % Zn.

При наличии других элементов после буквы Л ставятся буквы, являющиеся начальной буквой элементов (О – олово, А – алюминий, К – кремний, С – свинец, Н – никель, Мц – марганец, Ж – железо). Количество этих элементов обозначается цифрами.

Присутствующие в латуни элементы повышают твердость и снижают пластичность латуней, особенно однофазных. Двухфазные латуни нередко легируют Аl, Fe, Ni, Si, Мn, Рbи другими элементами. Такие латуни называют специальными или многокомпонентными.

Так, свинец облегчает обрабатываемость резанием и улучшает антифрикционные свойства (ЛC 59-1). Алюминий повышает прочность, твердость и коррозионную стойкость латуни (ЛA 77-2). Кремний улучшает жидкотекучесть, свариваемость и способность к деформация (ЛК 80-3).

Никель повышает растворимость цинка в меди и улучшает механические свойства (ЛН 65-5). Олово повышает сопротивление коррозии в морской воде (ЛО 70-1 – морская латунь).

Все латуни по технологическому признаку подразделяются на деформируемые, из которых изготавливают листы, ленту, трубы, проволоку (ЛАЖ 60-1-1, ЛЖМц 59-1-1, ЛC 59-1) и литейные для фасонного литья (ЛК 80-ЗЛ, ЛАЖМц 66-6-3-2, ЛКС 80-3-3), из которых изготавливают детали в судостроении и общем машиностроении.

На рис. 3.6 приведена микроструктура латуни ЛC 59-1. Эта латунь содержит 59 % Сu, 1 % Рb и 40 % Zn.

В соответcтвии с содержанием цинка латунь ЛC 59-1 относится к двухфазным. Она содержат в структуре α-твердый раствор и β
‘-твердый раствор и называется автоматной латунью, так как хорошо обрабатывается резанием, чему способствует присутствующий свинец. Механические свойства латуни ЛC 59-1: в мягком состоянии (после отжига) – σb
= 400 MПa; δ = 45 %; в твердом состоянии (после наклепа) – σ
b
= 650 МПа, δ = 5 %.

Рис.3.6. Микроструктура латуни ЛC 59-1

Существует и другая маркировка, используемая для литейных латуней. В соответствии с ГОСТ 17711-93 литейные латуни обозначаются подобно легированным сталям, где количество каждого легирующего элемента приводится непосредственно после его буквенного обозначения. Например, латунь ЛЦ23А6Ж3Мц2 содержит 23 %Zn, 6 % Al; 3 %Fe, 2 % Mn и остальное медь.

Бронзы

Бронзами называют сплавы меди с различными элементами, в числе которых, но только наряду с другими, может быть и цинк. Название бронзам дают по основным элементам. Так, их подразделяют на оловянные, свинцовые, алюминиевые, кремнистые, бериллиевые и др.

Бронзы маркируются буквами Бр ( бронза), за которыми следуют буквы, а затем цифры, обозначающие название и содержание в процентах легирующих элементов. Например, Бр.О4Ц2С2,5 содержит 4 % Sn, 2 % Zn, 2,5 % Рb . Сплавы меди с никелем имеют названия: мельхиоры; куниали; нейзильберы.

Латунями называют двойные или многокомпонентные сплавы на основе меди, в которых основным легирующим элементом является цинк. Практическое применение имеют медные сплавы с содержанием цинка до 45 %.

Диаграмма состояния Cu-Zn приведена на рис. 3.4.

Медь с цинком образует α-твердый раствор цинка в меди с максимальной растворимостью цинка 39 %,

а также высокотвердые и хрупкие фазы β, γ, ε
,
которые являются твердыми растворами на базе электронных соединений: β — CuZn, γ – Cu5Zn; ε -CuZn3.

Рис.3.4. Диаграмма состояния Cu — Zn

В зависимости от содержания цинка различают однофазные α — латуни и двухфазные α + β‘-латуни.

Однофазные латуни (до 39 % Zn) находят применение для изготовления деталей деформированием в холодном состояния, так как они имеют хорошую пластичность (рис.3.5). Из них изготавливаются ленты, радиаторные трубки, проволока, гильзы патронов.

Двухфазные α + β‘ -латуни, содержащие цинк от 39 до 45 %, используются для изготовления деталей из отливок обработкой резанием или деформированием при температуре выше 500 °С, так как эти латуни имеют низкую пластичность в холодном состоянии (рис. 3.5). Нагрев приводит к превращениюβ‘— фазы в β — фазу с неупорядоченным расположением атомов и более высокой пластичностью.

Рис. 3.5. Влияние цинка на механические свойства меди

Из двухфазных α + β‘ — латуней изготавливают листы, прутки и другие заготовки, из которых последующей механической обработкой получают детали.

При содержании цинка более 45 %в латуни присутствует только β‘ — твердый раствор. β‘ — латуни обладают максимальной прочностью (σb

= 420 МПа), но практического применения не находят ввиду очень низкой пластичности (δ = 7 %).

Увеличение содержания цинка повышает прочность (до 45 % Zn)ипластичность (до 37 % Zn) – рис. 3.5, удешевляет латуни, улучшает их обрабатываемость резанием, способность прирабатываться ипротивостоять износу. Вместе с тем, уменьшается теплопроводность иэлектропроводность, которые составляют 20 — 50 %от характеристики меди.

Латуни маркируются буквой Л и последующим числом, показывающим содержание меди в процентах, например, в сплаве Л62 имеется 62 % Сu и 38 % Zn.

При наличии других элементов после буквы Л ставятся буквы, являющиеся начальной буквой элементов (О – олово, А – алюминий, К – кремний, С – свинец, Н – никель, Мц – марганец, Ж – железо). Количество этих элементов обозначается цифрами.

Присутствующие в латуни элементы повышают твердость и снижают пластичность латуней, особенно однофазных. Двухфазные латуни нередко легируют Аl, Fe, Ni, Si, Мn, Рbи другими элементами. Такие латуни называют специальными или многокомпонентными.

Так, свинец облегчает обрабатываемость резанием и улучшает антифрикционные свойства (ЛC 59-1). Алюминий повышает прочность, твердость и коррозионную стойкость латуни (ЛA 77-2). Кремний улучшает жидкотекучесть, свариваемость и способность к деформация (ЛК 80-3).

Никель повышает растворимость цинка в меди и улучшает механические свойства (ЛН 65-5). Олово повышает сопротивление коррозии в морской воде (ЛО 70-1 – морская латунь).

Все латуни по технологическому признаку подразделяются на деформируемые, из которых изготавливают листы, ленту, трубы, проволоку (ЛАЖ 60-1-1, ЛЖМц 59-1-1, ЛC 59-1) и литейные для фасонного литья (ЛК 80-ЗЛ, ЛАЖМц 66-6-3-2, ЛКС 80-3-3), из которых изготавливают детали в судостроении и общем машиностроении.

На рис. 3.6 приведена микроструктура латуни ЛC 59-1. Эта латунь содержит 59 % Сu, 1 % Рb и 40 % Zn.

В соответcтвии с содержанием цинка латунь ЛC 59-1 относится к двухфазным. Она содержат в структуре α-твердый раствор и β
‘-твердый раствор и называется автоматной латунью, так как хорошо обрабатывается резанием, чему способствует присутствующий свинец. Механические свойства латуни ЛC 59-1: в мягком состоянии (после отжига) – σb
= 400 MПa; δ = 45 %; в твердом состоянии (после наклепа) – σ
b
= 650 МПа, δ = 5 %.

Рис.3.6. Микроструктура латуни ЛC 59-1

Существует и другая маркировка, используемая для литейных латуней. В соответствии с ГОСТ 17711-93 литейные латуни обозначаются подобно легированным сталям, где количество каждого легирующего элемента приводится непосредственно после его буквенного обозначения. Например, латунь ЛЦ23А6Ж3Мц2 содержит 23 %Zn, 6 % Al; 3 %Fe, 2 % Mn и остальное медь.

Бронзы

Бронзами называют сплавы меди с различными элементами, в числе которых, но только наряду с другими, может быть и цинк. Название бронзам дают по основным элементам. Так, их подразделяют на оловянные, свинцовые, алюминиевые, кремнистые, бериллиевые и др.

Бронзы маркируются буквами Бр ( бронза), за которыми следуют буквы, а затем цифры, обозначающие название и содержание в процентах легирующих элементов. Например, Бр.О4Ц2С2,5 содержит 4 % Sn, 2 % Zn, 2,5 % Рb . Сплавы меди с никелем имеют названия: мельхиоры; куниали; нейзильберы.

Механические характеристики

Механические характеристики

Благодаря наличию свинца в составе латуни ЛС59-1 при обработке изделий из нее резанием образуется мелкая стружка, что позволяет выполнять такую обработку на высоких скоростях. Отличительной особенностью рассматриваемого сплава является и то, что свинец в его внутренней структуре составляет отдельную фазу. Это делает такой материал хорошо поддающимся и пластической деформации. Между тем, если сравнивать латунь марки ЛС59-1 с двухкомпонентными сплавами, то она значительно уступает им по своей пластичности, поэтому такой материал лучше обрабатывать резанием.

Ассортимент изделий, производимых из латуни ЛС59-1, включает:

• прутки с различным профилем поперечного сечения;
• листовой материал – полосы, листы, плиты;
• проволоку;
• профильный прокат;
• трубную продукцию.

Основные характеристики латуни марки Л59-1
Отличают латунь марки ЛС59-1 и хорошие антифрикционные характеристики, что позволяет использовать такой материл для изготовления изделий, эксплуатируемых в условиях повышенного трения. Из этого сплава, в частности, производятся подшипники скольжения, используемые для комплектации различных механизмов и машин. Кроме того, устойчивость к истиранию, которой отличается ЛС59-1, позволяет использовать эту латунь для изготовления направляющих станков различного назначения.

Технологические свойства сплава Л59-1

Поскольку латунь данной марки обладает многофазовой структурой, изделия из нее отличаются повышенной хрупкостью. Детали из ЛС59-1, на которых выполнены поверхностные надрезы, нельзя использовать в качестве несущих элементов, так как при значительном давлении они могут сломаться. Кроме того, повышенная хрупкость этой латуни приводит к тому, что при воздействии ударных нагрузок поверхность изделий из этого материала может покрываться трещинами, что не позволяет выполнять их обработку при помощи такой технологической операции, как ковка.