1.2. Латунями называют сплавы меди с цинком (простые латуни),1 содержание последнего может достигать 50 %. При легировании латуни другими элементами (свинец, кремний, марганец, алюми­ний, железо) сплав относится к сложным, или специальным ла-; туням.

В зависимости от назначения и механических свойств латуни ’ разделяют на обрабатываемые давлением (ГОСТ 15527-70) и; литейные (ГОСТ 17711-80).

Двойные (содержащие только медь и цинк) деформируемые латуни обозначают условно буквой Л, за которой следуют буквы

и цифры, указывающие содержание меди (Л90 — латунь, содер­жащая в среднем 90 % меди, цинк — остальное). При обозначении сложных латуней за буквой Л следуют буквы (табл. 1.3), указы­вающие металлы, какими они дополнительно легированы, и цифры, указывающие их количество (ЛМцЖ55-3-1 — латунь со средним содержанием меди 55 %, марганца — 3, железа — 1, цинк — остальное). Содержание цинка в марках латуней, обра­батываемых давлением, не указывают, т. е. цинк — остальное.

Марки латуни, предназначенные для отливок (ГОСТ 17711- 80), начинаются с буквы «ЛЦ», после которой следует цифра, указывающая среднее содержание цинка в соответствующей латуни, а не меди, как это было ранее в ГОСТ 17711-72. За этой цифрой следуют буквы и цифры, указывающие среднее содер­жание каждого легирующего элемента. Например, обозначение ЛЦ38Мц2С2 означает, что в данной марке среднее содержание цинка составляет 38 %, марганца — 2 %, свинца —2%, осталь­ное — медь.

Латуни, содержащие до 10 % цинка, называются томпаками (Л96, Л90), а содержащие от 10 до 20 % цинка, — полутомпаками (Л85, Л80).

С увеличением содержания цинка изменяются физические свойства латуней (снижается плотность, тепло - и электропровод­ность, а коэффициент линейного расширения увеличивается).

Многокомпонентные латуни в зависимости от содержания в них легирующих элементов разделяют на алюминиевые (ЛА77-2), марганцовые (ЛМц58-2), свинцовые (ЛС59-1-1) и др. При содер­жании в латунях нескольких легирующих элементов их называют соответственно железомарганцовыми (ЛЖМц59-1-1), алюминие­во-никелевыми (ЛАН59-3-2) и др. (см. приложение, табл. П12).

Каждый легирующий элемент придает латуни свои специ­фические свойства, которые определяют область их применения и назначения:

• высокое содержание меди в латунях придает им высокую плас­тичность в холодном состоянии, поэтому их используют для изготовления полуфабрикатов холодным прессованием;

• повышенное содержание цинка в латунях позволяет легче их обрабатывать резанием и они лучше противостоят износу без смазки;

• самыми высокими антифрикционными свойствами обладают латуни, содержащие свинец, что позволяет использовать их в качестве материала для изготовления подшипников трения;

• оловянные латуни обладают повышенной коррозионной стой-: костью в морской воде, поэтому их широко используют в су-' достроенИИ.

Свариваемость латуней. Двойные латуни, содержащие при-: мерно до 30 % цинка, имеют однофазную структуру а-твердого раствора, что определяет их высокую пластичность и хорошую свариваемость. При дальнейшем повышении содержания цинка в двойных латунях они приобретают двойную а+р или однофаз­ную - Р структуру и имеют пониженную пластичность, ограни­ченную свариваемость и обрабатываются давлением только в го­рячем состоянии.

Легирование латуней другими элементами (алюминием, мар­ганцем, кремнием и др.) существенно изменяет их структуру, а также механические и теплофизические свойства. Повышение со­держания цинка в латунях снижает их тепло - и электропровод­ность, что способствует некоторому улучшению их свариваемости за счет более низкой температуры предварительного подогрева.. Введение в латуни кремния также улучшает их свариваемость, поскольку тугоплавкая пленка диоксида кремния (БЮг), образу­ющаяся при его взаимодействии с кислородом воздуха, уменьшает испарение цинка из расплавленного металла. Кремний повышает также стойкость против коррозионного растрескивания, к кото­рому склонны латуни, содержащие более 20 % цинка при эксплу­атации изделий в коррозионных средах в условиях растягиваю­щих напряжений. Для повышения стойкости металлоконструкций из латуней к коррозионному растрескиванию они подвергаются низкотемпературному отжигу при температуре 250-300 °С в течение 1-2 ч. В ряде случаев изделия из латуней после сварки подвергают высокотемпературному отжигу при 400-500 °С в течение 3 ч. Это полностью снимает остаточные сварочные напря­жения, исключает деформацию изделий после механической обра­ботки, не снижая при этом механических свойств латунных свар­ных соединений.

Высокопрочные двухфазные латуни обладают худшей сварива­емостью, чем однофазные, так как уменьшение в их структуре пластичной a-фазы снижает стойкость против образования тре­щин в околошовной зоне.

Малый температурный интервал кристаллизации обусловли­вает их высокую склонность к образованию пор в металле шва, а высокая жидкотекучесть ограничивает выполнение швов в поло­жениях, отличных от нижнего и наклонного.

Основной проблемой при сварке латуней является испарение цинка, имеющего низкую температуру кипения (907 °С), близкую к температуре плавления латуней (900-1000 °С). При этом он интенсивно окисляется, образуя оксид цинка (ZnO), который соз­дает облако белого цвета, ухудшающее видимость сварочной ванны, что затрудняет сварщику выполнение операций, связан­ных с формированием шва. Испарение цинка способствует также образованию пор в металле шва. Пары и оксид цинка чрезвычайно токсичны, что требует применения особых мер защиты сварщика от отравления. В первую очередь организации эффективной вентиляции и применение индивидуальных мер защиты органов дыхания сварщика, а также технологических мероприятий, за­ключающихся в ограничении режимов сварки, выполнении швов короткими валиками с перерывами на охлаждение после нало­жения каждого валика, использование бронзовых проволок и про­волок, содержащих кремний.