Оловянные латуни

Фазовый состав и общие свойства

Добавки олова в медно-цинковый раствор повышают коррозионную стойкость латуней в морской воде. В судостроении из оловянных латуней производят детали, узлы механизмов, которые работают в условиях коррозионного воздествия морской среды. Поэтому эти сплавы прозвали морскими латунями.

Фазовый состав и структура оловянных латуней отображает диаграмма состояния Cu-Zn-Sn.

Химический состав оловянных латуней ГОСТ 15527
Марка Массовая доля, % Плот­ность
г/см3
Элемент Сумма
прочих
Сu
 Аl As Fe
 Si Sn Р
 B
 РЬ
 Sb Bi
 Zn
  1. Ост. - Ост. цинк Zn
  2. Изготовление латуни марки ЛОМш70 - 1 - 0,04 допускается без массовой доли мышьяка.
  3. Расчетная плотность указана для расчета справочной теоретической массы изделий по ГОСТи может отличаться в других справочниках.
  4. Знак «—» обозначает, что данный элемент не нормируется и входит в сумму прочих элементов.
  5. Примеси не должны превышать концентрации, указанные в таблице
  6. Примеси, не  указанные в таблице, учитывают в общей сумме прочих элементов, перечень которых определяют согласованием между потребителем и изготовителем
ЛО90 - 1 88,0 - 91,0 — — 0,1 — 0,2 - 0,7 0,01 — 0,03 0,005 0,002 Ост. 0,2 8,4
ЛО70 - 1 69,0 - 71,0 — — 0,07 — 1,0 - 1,5 0,01 — 0,07 0,005 0,002 Ост. 0,3 8,4
ЛОМш
70 - 1 - 0,05		 69,0 - 71,0 — 0,02 -
0,06		 0,1 — 1,0 - 1,5 0,01 — 0,07 0,005 0,002 Ост. 0,3 8,4
ЛОМш
70 - 1 - 0,04		 69,0 - 71,0 — 0,02 -
0,04		 0,07 — 1,0 - 1,5 0,01 — 0,07 0,005 0,002 Ост. 0,3 8,4
Л062 - 1 61,0 - 63,0 — — 0,10 — 0,7 - 1,1 0,01 — 0,10 0,005 0,002 Ост. 0,3 8,4
ЛКБ062 -
0,2 - 0,04 - 0,5		 60,5 - 63,5 0,05 — 0,15 0,1
- 0,3		 0,3 - 0,7 — 0,03
- 0,10		 0,08 — — Ост. 0,5 8,4
ЛО60 - 1 59,0 - 61,0 — — 0,1 — 1,0 - 1,5 0,01 — 0,03 0,005 0,002 Ост. 1,0 8,4
диаграмма состояния Cu-Zn-Sn

Оловянные латуни ЛО90-1, ЛО70-1 и ЛОМш70-1-0,05 с концентрацией цинка ∼10—30% попадают в область первичной кристаллизации α-твердого раствора. Они сохраняют однофазную α-структуру твердом состоянии, т. к. в твердом растворе отсутствуют фазовые переходы.

латунный меч

Составы латуней ЛО62-1 и ЛО60-1 находятся в области первичной кристаллизации β-фазы. Аналогично α-латуням, они кристаллизуются в состояние c β-фазой. Растворимость цинка в меди повышается с понижением температурыв в этих сплавах, и приводит к фазовой перекристаллизация в направлении β→α. Морская латунь Л062-1 оканчивает β→α переход при температуре 500° и образует структуру α-фазы с небольшими включениями β-фазы. В латуни ЛО60-1 фазовая перекристаллизация проходит частично и она будет находится при затвердивании в двухфазном α+β состоянии. Наличие β-фазы повышает температуру горячей деформации сплава ЛО60-1 до 760—800°С по сравнению с температурой горячей деформации ЛО62-1 700—750°С

Эвтектоидные реакции в тройной системе Cu-Zn-Sn образуют хрупкие интерметаллидные медно-оловянные γ-фазу Cu3Sn и δ-фазу Cu31Sn8. Хрупкие фазы ухудшают обрабатываемость давлением в горячем и холодном состоянии. Включения δ-фазы Cu31Sn8- в оловянных латунях наблюдаются с ∼2% Sn, поэтому количество олова в морских латунях не превышает этот порог.

Латунь ЛО90-1 по химсоставу близка двойной латуни Л90. Легирование оловом слабо влияет на механические и технологические свойства , но повышает коррозионную стойкость и антифрикционныем свойства. Латунь ЛО90-1 имеет однофазную α-структуру, что определяет хорошую обрабатываемость давлением в горячем и холодном состояниях.

Сравнение механических и физических свойства латуней Л90 и ЛО90-1
Латунь σв, кгс/мм2 δ, % HB, кгс/мм2 Температура,°С Обрабаты-
ваемость
резанием
%		 Жидкоте-
кучесть,
см		 Коэффициент
трения
тв. мяг. тв. мяг. тв. мяг. литья горячей
деформации		 полного
отжига		 со смазкой без смазки
  1. тв. — твердая
  2. мяг. — мягкая
Л90 44 - 52 24 - 28 2 - 4 45–55 130 - 145 50 - 60 1160 - 1200 750 - 900 650 - 720 20 65 0,074 0,440
ЛО90 - 1 48 - 56 25 - 31 3 - 6 42 - 50 140 - 150 53 - 61 1170 - 1210 850 - 900 650 - 720 30 85 0,013 0,45

Латунь ЛО70-1 прочнее сплава ЛО90-1 на 35%, обладает высокими коррозионными свойствами и пластичностью, которая позволяет обрабатывать давлением этот сплав в горячем и холодном состоянии. Добавки мышьяка 0,025–0,06%препятствуют обесцинкованию и повышают коррозионную стойкость латуни ЛОМш70-1-0,05, по сравнению с ЛО70-1.

Механические и физические свойства оловянных латуней
Латунь Плотность
г/см3		 Температура
плавления,
°С		 Теплопрo-
водность,
кал/(см·c·°С) 		ρ,
Ом·мм2/м 		E,
кгс/мм2 		σв, кгс/мм2 δ, % HB, кгс/мм2 Обрабаты-
ваемость
резанием,
%
твердая мягкая твердая мягкая твердая мягкая
ЛО90 - 1 8,75 1015 0,30 0,054 10 500 48 - 56 25 - 31 3 - 6 42 - 50 140 - 150 53 - 61 30
ЛО70 - 1 8,6 935 0,28 0,072 10 500 68 - 75 32 - 38 3 - 5
 55 - 65 145 - 155 55 - 65 40
Л062 - 1 8,5 906 0,26 0,078 10 500 68 - 75 38 - 43 5 - 10 38 - 44 140 - 150 75 - 85 40
ЛО60 - 1 8,5 900 - 0,078 10 500 54 - 62 36 - 40 3 - 5 38 - 44 145 - 155 72 - 82 40
ЛОМш
70 - 1 - 0,05		 8,6 949 0,28 0,71 10 400 62 - 70 32 - 38 2 - 4 50 - 60 140 - 150 50 - 58 30
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.
ЛО90-1 1170 - 1210 850 - 900 650 - 720 - 30 85 2,05 0,013 0,45
ЛО70-1 1150 - 1180 650 - 850 560 - 720 400 - 500 35 49 1,71 0,0082 0,3
ЛОМш
70-1-0,05		 1150 - 1180 650 - 850 560 - 720 400 - 500 - - - - -
Л062-1 1060 - 1110 700 - 750 550 - 650 400 - 500 40 52 1,78 - -
ЛО60-1 1060 - 1110 760 - 800 550 - 650 - 40 52 1,78 - -

Типичные области применения

  • ЛО90-1 Листы, ленты, проволока, детали конденсаторных труб, детали теплотехнической аппаратуры.
  • ЛО70-1 Листы, ленты. Прутки для приборостроения, трубы для конденсаторов и теплообмеников в морском судостроении. Трубы для коррозионноактивных жидкостей.
  • ЛОМш70-1-0,05 Трубы, морское судостроение, детали теплотехнической аппаратуры.
  • ЛО62-1 Прутки. Листы, полосы для приборостроения, трубы для конденсаторов, теплообмеников и других деталей в морском судостроении, детали, контактирующие с бензином
  • ЛО60-1 Прутки и проволока для сварки латуни.