• 1. Введение
• 2. Что такое латунь
• 3. Как отличить латунь от бронзы?
• 4. Состав латуни
• 4.1. Порядок маркировки латуни
• 5. Виды и классификация сплавов латуни
• 5.1. Виды латуни по составу
• 5.2. Виды латуни по технологии производства
• 6. Характеристики латуни
• 6.1. Физические свойства латуни
• 6.2. Химические свойства латуни
• 6.3. Технологические свойства латуни
• 7. Плюсы и минусы латуни
• 7.1. Преимущества (плюсы) латуни
• 7.2. Недостатки (минусы) латуни
• 8. Применение латуни

Латунь — один из самых популярных и универсальных металлических сплавов, знакомый каждому, даже если вы об этом не догадываетесь. Из него делают всё: от патронов и сантехники до музыкальных инструментов и ювелирной бижутерии. Тёплый золотистый блеск, высокая прочность, отличная обрабатываемость и стойкость к коррозии сделали латунь неотъемлемой частью как промышленного производства, так и повседневной жизни.

В этой статье вы узнаете, из чего состоит латунь, какие бывают её виды и маркировки, чем она отличается от бронзы и в чём заключаются её физико-химические особенности. Мы также подробно расскажем, где применяется латунь — от судостроения до предметов интерьера, — и как правильно ухаживать за изделиями из этого сплава, чтобы они сохраняли свой блеск на долгие годы.

Что такое латунь

Латунь – это сплав меди с добавлением цинка (обычно от 5% до 45%). Медь составляет основную часть, а цинк – главный легирующий элемент. В некоторых случаях в состав также вводят небольшие количества других металлов (олово, никель, свинец, марганец, железо и др.) для улучшения свойств сплава. В чисто двухкомпонентной латуни цинка может быть до ~45% – больше обычно не добавляют, так как при избытке цинка материал становится хрупким.

Латунь отличается золотисто-жёлтым цветом, из-за чего ее часто используют в декоративных целях. Добавление цинка не только меняет цвет и свойства, но и удешевляет сплав: латунь существенно дешевле чистой меди. При этом по сравнению с медью латунные сплавы прочнее и более устойчивы к коррозии. Электро- и теплопроводность латуни на порядок ниже чем у меди – латунь обладает теплопроводностью порядка 109–121 Вт/(м·K) и около 25–30% электропроводности меди. В целом латунь – это один из самых популярных цветных сплавов, широко применяемый в технике и быту благодаря сочетанию прочности, пластичности, внешнего вида и устойчивости к воздействию окружающей среды.

Как отличить латунь от бронзы?

Латунь и бронза – это разные сплавы, которые нередко путают из-за схожего цвета некоторых изделий. Основные различия между латунью и бронзой:

• Состав: Бронза – сплав меди с оловом (иногда другими добавками), латунь – сплав меди с цинком.
• Цвет: Латунь имеет жёлтый, золотистый оттенок, бронза же обычно красновато-коричневая или даже слегка «бронзовая» по тону.
• Плотность и прочность: Бронза немного тяжелее (плотнее) и часто прочнее латуни. Например, медно-оловянные бронзы отличаются большей твёрдостью и устойчивостью от износа, чем медно-цинковые сплавы.
• Коррозионная стойкость: Бронза более устойчива к коррозии, особенно в воде. Бронзовые сплавы прекрасно работают в пресной и солёной морской воде, поэтому их часто применяют в судостроении для деталей, контактирующих с водой. Латунь же в морской воде может подвержена выборочной коррозии (вымывание цинка) и «сезонному растрескиванию» (стресс-коррозии) при наличии аммиачных паров.
• Износостойкость: Бронза обладает лучшими антифрикционными свойствами. Благодаря низкому коэффициенту трения бронзовые сплавы используются для изготовления подшипников, шестерён и даже памятников и скульптур, рассчитанных на века. Латунь имеет меньшую износостойкость, поэтому для таких целей применяется реже (исключение – специальные латунные сплавы с добавками для подшипников).
• Звуковые свойства: Бронза традиционно используется для колоколов и гонгов из-за твёрдости и особого звучания, а латунь – для духовых музыкальных инструментов (трубы, тромбоны, саксофоны и др.), где нужна комбинация прочности и пластичности.
• Цена и обработка: Латунь, благодаря содержанию цинка, обычно дешевле в производстве. Она хорошо поддаётся пайке и обработке давлением (прокатке, штамповке), тогда как бронза более хрупка при деформации и сложнее в обработке резанием.

Таким образом, хотя латунь и бронза оба являются медными сплавами и обладают схожим цветом, по свойствам и применению они существенно различаются. Простое правило для отличия в быту: латунь имеет жёлто-золотой цвет, а бронза – красновато-коричневый. Кроме того, латунные изделия обычно чуть легче и мягче, чем бронзовые. Если визуально и по весу определить сложно, используются химические и термические методы: например, при нагревании латунь покрывается сероватой оксидной плёнкой из-за окисления цинка, тогда как бронза практически не меняется. В целом же, для точного отличия состава сплава может потребоваться лабораторный анализ (спектральный или химический), но в большинстве случаев достаточно внимательного осмотра цвета и знания области применения объекта.

Состав латуни

Основу латуни составляют медь (Cu) и цинк (Zn). В технических латунных сплавах медь обычно содержится от ~50 до 95%, а цинк – от нескольких процентов до ~45-50%. При содержании цинка более ~50% латунь теряет пластичность, поэтому такие сплавы практически не применяются. В зависимости от соотношения меди и цинка различают «красную латунь» (так называемый томпак с ~5–20% Zn, который имеет более красноватый оттенок) и «жёлтую латунь» (с ~20–36% Zn, обладающую ярко-жёлтым цветом). Обычно медь в латуни всегда преобладает, придавая сплаву основные свойства меди, а цинк – дешевый металл – служит для упрочнения и удешевления материала.

Помимо цинка, в латунь могут вводиться и другие легирующие элементы для придания сплаву особых свойств. Такие латуни называются многокомпонентными или специальными. Наиболее распространённые добавки: свинец (Pb), олово (Sn), алюминий (Al), никель (Ni), марганец (Mn), железо (Fe), кремний (Si) и др. Каждый элемент влияет по-своему:

• Свинец обычно вводят в количестве 1–3% для улучшения обрабатываемости резанием (свинец делает стружку сыпучей и облегчает работу автоматных станков). Свинцовые латуни (например, ЛС59-1 с ~1% Pb) хорошо подходят для изготовления деталей на станках и называются автоматными сплавами. Однако избыток свинца снижает прочность и пластичность, поэтому его содержание ограничивают (обычно не более 2–3%).
• Олово повышает прочность и резко увеличивает стойкость латуни к коррозии в морской воде. Латуни с ~1–2% Sn называют морскими, они применяются для труб и аппаратов, контактирующих с солёной водой.
• Алюминий (до ~2–3%) улучшает коррозионную стойкость и прочность. Алюминиевые латуни образуют на поверхности защитную оксидную плёнку, защищающую металл (их используют в агрессивных средах).
• Никель повышает прочность и коррозионную стойкость, особенно в сочетании с цинком и медью даёт сплав типа «мельхиор» (хотя мельхиор формально относится к медно-никелевым сплавам). Небольшие добавки Ni делают латунь прочнее и менее подверженной коррозии в различных средах.
• Марганец добавляют для повышения прочности и износостойкости; с Al, Fe и Sn он дополнительно улучшает антикоррозионные свойства.
• Кремний в чистом виде несколько снижает прочность и твёрдость, зато в сочетании со свинцом улучшает антифрикционные свойства сплава. Свинцово-кремнистые латуни применяют как недорогой заменитель оловянных бронз в подшипниках скольжения.
• Железо и магний в малых дозах также могут вводиться для упрочнения структуры. Например, легирование железом, никелем и магнием повышает прочность латунного сплава.

Порядок маркировки латуни

Таким образом, существуют как двухкомпонентные латуни (только Cu+Zn), так и многокомпонентные сплавы с добавками. Конкретный состав латуни определяется ее маркой по ГОСТ. В России маркируют латуни буквой «Л», после которой указывают процентное содержание меди и присутствующие легирующие элементы. Например, марка Л63 означает латунь с ~63% Cu и ~37% Zn (без других добавок). Марка ЛС59-1 - латунь с ~59% меди, легированная свинцом (~1% Pb, остальное цинк). Более сложный пример: ЛАЖМц66-6-3-2 – специальная латунь с 66% Cu, 6% Al, 3% Fe, 2% Mn, а содержание цинка рассчитывается по остатку (~23%). Ниже приведены примеры состава некоторых латуней:

Примечание: Остаток до 100% в составах составляет цинк и небольшие примеси. В специальных марках буквенные обозначения указывают легирующие элементы: например, ЛС – латунь свинцовая, ЛО – латунь оловянная, ЛА – латунь алюминиевая, ЛЖ – латунь с железом, ЛН – с никелем, ЛМц – с марганцем, ЛК – с кремнием (нем. Kieselit), и т.д. Цифры после букв указывают среднее содержание меди и добавок в процентах.

Виды и классификация сплавов

Существует несколько подходов к классификации латуни – по химическому составу и по технологии производства. Ниже приведена структура классификации латунных сплавов.

По составу

• Простые (двухкомпонентные) латуни: состоят только из меди и цинка (без специальных легирующих добавок, не считая небольших примесей). Это наиболее пластичные сплавы, хорошо поддаются холодной и горячей деформации. Примеры: марки Л68, Л63, Л80 и др., где число указывает содержание меди в процентах. Такие латуни могут иметь однофазную структуру или двухфазную в зависимости от доли Zn (см. ниже про фазы сплава).
• Специальные (многокомпонентные) латуни: помимо меди и цинка содержат один или несколько легирующих элементов – алюминий, марганец, железо, никель, свинец, олово, кремний и др. Эти добавки вводятся для улучшения прочностных, антикоррозионных, антифрикционных и других свойств сплава. Количество марок многокомпонентных латуней очень велико, примеры: ЛС59-1 (свинцовая), ЛАН65-5 (с никелем), ЛАЖМц66-6-3-2 (с Al, Fe, Mn) и т.д. Маркировка специальных латуней включает буквы легирующих элементов после «Л» (например, ЛАН – латунь алюмо-никелевая) и цифры содержания элементов.

В зависимости от концентрации цинка латунь при комнатной температуре может иметь одну или две фазы в структуре. Предельная растворимость цинка в меди около 39% при нормальной температуре. Поэтому:

• Латуни с содержанием Zn до ~35% (иногда указывают до 39%) – однофазные α-латуни. Их структура полностью состоит из твёрдого раствора цинка в меди (α-фаза), что обеспечивает высокую пластичностьvekomet.ru. Эти сплавы мягкие, отлично деформируются в холодном и горячем состоянии.
• Латуни с большим содержанием Zn (~35–45%) – двухфазные α+β-латуни. При кристаллизации из расплава часть цинка не растворяется в меди и выделяется в виде второй фазы β. Бета-фаза (и ее низкотемпературная разновидность β’) более твёрдая и хрупкая, поэтому двухфазные латуни получают повышенную прочность, но пониженную пластичность по сравнению с однофазными. Оптимум свойств достигается при ~30% Zn – тогда прочность и пластичность максимальны одновременно. Дальнейшее увеличение Zn ведет к росту прочности до ~45% Zn, но пластичность резко падает из-за избытка хрупкой β’-фазы. Практически латунь с 45–50% Zn обладают наивысшей твёрдостью, однако деформировать их без нагрева трудно.

Однофазные α-латуни называют также вольфрамановыми, они особенно хорошо обрабатываются давлением. Двухфазные α+β-латуни менее пластичны при комнатной температуре, но при нагреве выше 700 °C их структура снова становится преимущественно однофазной и они хорошо куются и штампуются. Зона хрупкости: следует учесть, что в интервале ~300–700 °C латунь любого состава склонна к «горячему хрупкому» поведению (напряжения приводят к растрескиванию по границам зёрен). Поэтому горячую обработку проводят выше 700 °C, а для снятия внутренних напряжений после холодной деформации изделия из латуни часто отжигают при ~250–300 °C.

По технологии производства

В промышленности латуни разделяются по технологическим свойствам на деформируемые и литейные сорта. Также можно выделить специальные ювелирные сплавы. У каждой группы свои особенности:

• Деформируемые латуни
  Деформируемые (или прессовые, ковочные) латуни – это сплавы, предназначенные для обработки давлением: прокатки, прессования, волочения, штамповки. Такие латуни обычно имеют однофазную структуру (α-латуни с содержанием Zn до ~30-32%) или умеренно двухфазную, что обеспечивает им высокую пластичность. Большинство латуней хорошо обрабатывается давлением, особенно пластичны однокомпонентные α-сплавы. Их можно деформировать как в холодном (например, тонкие листы, проволока), так и в горячем состоянии (прессование прутков, поковки) – за исключением диапазона 300–700 °С, где наблюдается хрупкость. Деформируемые марки латуни идут на производство проката: листов, полос, лент, профилей, труб, проволоки. Примеры: латунь Л63 широко применяется для изготовления проката (листов, труб, проволоки и пр.) и крепежа (винты, гайки, шайбы). Латунь Л68 используется для деталей методом холодной штамповки, Л96 – для трубок радиаторов и теплообменников. Сплавы этой группы легко паяются мягкими и твёрдыми припоями и в целом технологичны в обработке.
• Литейные латуни
  Литейные латуни – сплавы, оптимизированные для отливки деталей в песчаные, кокильные и другие формы. Они, как правило, имеют хорошую жидкотекучесть (способность расплава заполнять форму) и невысокую склонность к ликвации (расслоению при затвердевании). Для улучшения литейных свойств состав подбирают так, чтобы сплав был двухфазным (это увеличивает жидкотекучесть) и нередко легируют добавками: например, свинец повышает текучесть и заполняемость формы, кремний улучшает жидкотекучесть и снижает температуру ликвидуса. Литейные латуни менее пластичны и обычно не предназначены для деформирования – все операции (резка, сверление) проводят в твердом состоянии после отливки. Примеры применения: различные фитинги, клапаны, краны, корпусные детали помп и насосов, декоративное литье (статуэтки, ручки, элементы интерьера). Марки латуней для литья обозначаются по ГОСТ иначе (например, ЛЦ40Сд – латунь литейная с ~40% Zn, содержащая свинец С и др. добавки) и регламентируются стандартом ГОСТ 17711.
• Ювелирные сплавы
  Отдельную категорию составляют латунные сплавы, используемые в бижутерии и декоративно-прикладном искусстве. Их называют ювелирными латунями, хотя золота в них нет. Как правило, это латуни с очень высоким содержанием меди (80–90% Cu) и малым содержанием цинка – именно такие сплавы имеют цвет, максимально похожий на золото. Пример – томпак (марки Л85, Л90 и т.п.), содержащий ~85–90% меди и 10–15% цинка. Он обладает красивым желто-красноватым оттенком благородного металла и хорошо полируется до зеркального блеска. Томпаки и схожие сплавы применяются для изготовления бижутерии, декоративных элементов интерьера, медалей, художественного литья, отделки (например, латунная фурнитура, мебельные ручки, люстры). В XIX веке такую латунь даже называли «абиссинским золотом», поскольку она имитировала золото внешне. Ювелирные латуни достаточно пластичны и могут штамповаться (например, фольга для гравюр, тонкие украшения) либо отливаться в мелкие формы. Стоит отметить, что со временем без специального покрытия они темнеют, покрываясь патиной, поэтому для сохранения блеска изделия из томпака часто покрывают прозрачным лаком.

Характеристики латуни

Физические свойства

Латунь – металл с достаточно высокой плотностью (около 8,4–8,7 г/см³) и сравнительно невысокой температурой плавления (~900 °С). При увеличении доли цинка плотность снижается, а температура плавления понижается (цинк имеет меньшую плотность и более низкую т. пл. чем медь). Типичная латунь (например, Л63) плавится в диапазоне ~900–910 °С. Сплав хорошо проводит тепло (но хуже чистой меди): коэффициент теплопроводности большинства латуней составляет порядка 100–120 Вт/(м·К). Электропроводность латуни тоже на уровне ~20–30% от проводимости меди – этого достаточно для многих электротехнических применений (разъёмы, контакты), где нужна прочность и коррозионная стойкость. Модуль упругости (Юнга) латунных сплавов около 100–115 ГПа, то есть латунь менее упруга, чем сталь, но жёстче чистой меди. По твердости латунь превосходит медь: в мягко отожжённом состоянии твёрдость ~50–70 HB, а наклёпанная или легированная латунь может иметь твёрдость 120–150 HB. Механические свойства сильно зависят от состава и термообработки: прочность (предел на разрыв) от ~300 МПа (отожжённая латунь) до 500–600 МПа и более (деформированная или спецсплавы). Пластичность (относительное удлинение) у мягких латуней очень высокая – до 50% и выше, однако у твердонаклёпанных латуней падает до нескольких процентов. В целом латунь – пластичный и прочный материал, хорошо сопротивляющийся ударным нагрузкам и вибрациям (именно поэтому из него делают музыкальные инструменты).

Химическая стойкость

Латунь обладает хорошей коррозионной устойчивостью в различных средах. В атмосферных условиях латунные поверхности со временем покрываются тонкой оксидной плёнкой, которая защищает материал от дальнейшего разрушения. Латунь не ржавеет, так как не содержит железа, однако со временем темнеет: без защитного покрытия поверхность латуни окисляется и может чернеть на воздухе. Эта тёмная пленка (патина) зачастую имеет бурый или зеленоватый оттенок. В массе латунь гораздо лучше сопротивляется атмосферной коррозии, чем чистая медь – цинк в её составе препятствует образованию рыхлой зеленой медянки. В воде и влажной среде латунь тоже довольно стабильна. Отмечается, что в пресной и даже морской воде многие латунные сплавы весьма стойки, особенно специальные (с добавками олова, алюминия, никеля). Например, добавка ~1% Sn делает латунь практически не подверженной вымыванию цинка в морской воде (отсюда термин «морская латунь» для сплавов с оловом). Тем не менее, обычные высокоцинковые латуни (с >20% Zn) в длительно влажной среде могут страдать от дезинфицирования – избирательной коррозии, при которой цинк выщелачивается из поверхностного слоя, оставляя пористую медь. Также известно явление «сезонного растрескивания» латуни: при длительном хранении под напряжением во влажной атмосфере (особенно при присутствии аммиака) латунные изделия склонны к образованию трещин. Это форма стресс-коррозии, которой наиболее подвержены твёрдые деформированные сплавы. Для предотвращения подобных трещин детали из латуни после холодной деформации рекомендуется отжигать для снятия напряжений.

Технологические свойства

Латунь хорошо поддается различным видам обработки. Обрабатываемость давлением – отличная: из латуни прокатывают тонкие листы и фольгу, тянут проволоку, выдавливают трубы и профили. Латуни легко штампуются, многие марки пригодны для глубокой вытяжки (например, из Л63 делают гильзы и трубки сложной формы). Обрабатываемость резанием у латуней средней или хорошей – вводимый свинец значительно улучшает способность к точению и сверлению, поэтому латунь является любимым материалом для токарных автоматов (автоматный латунный пруток дает мелкую ломкую стружку). Пайка и сварка: все латуни отлично паяются как мягкими припоями (оловянными), так и твердыми (на основе меди/серебра) – благодаря меди паяемость высокая. Сварка латуни возможна (газовая, дуговая в защитных газах и др.), хотя имеет особенности: при сильном нагреве цинк из расплава испаряется, поэтому сварку ведут быстро с флюсами или в инертной среде. Полируемость: латунные поверхности прекрасно полируются до зеркального золотистого блеска. Именно поэтому латунь ценится в декоративных применениях – от нее можно добиться яркого блеска, который затем сохраняют защитным лаком.

Ниже обобщены основные свойства латуни:

Плюсы и минусы латуни

Преимущества (плюсы) латуни

• Высокая прочность и твёрдость по сравнению с чистой медью. За счёт цинка латунь прочнее меди примерно в 1,5 раза, а специальные легированные марки приближаются по прочности к некоторым сталям. При этом латунь сохраняет достаточную пластичность, особенно в отожжённом состоянии, что делает её универсальным конструкционным материалом.
• Хорошая пластичность и обрабатываемость. Латунные сплавы легко деформируются (куются, штампуются, прокатываются) и обрабатываются резанием. Из них можно получать детали сложной формы как давлением, так и литьём. Многие латунные марки предназначены специально для автоматической обработки резанием (например, ЛС59-1). В сравнении с бронзой, латунь значительно лучше поддается холодной деформации без разрушения.
• Коррозионная стойкость. В большинстве условий латунь очень долговечна: она не ржавеет, устойчива к атмосферным воздействиям, не боится воды. На воздухе латунные изделия покрываются защитной патиной, предохраняющей металл от глубокой коррозии. Специальные латуни почти не подвержены действию солёной воды, щелочных растворов и многих химических реагентов, что расширяет сферы применения сплава.
• Отличные технологические свойства. Латунь легко паяется и при необходимости сваривается. Её можно полировать до зеркального состояния. Сплав обладает относительно низкой температурой плавления, что упрощает литьё. Жидкая латунь хорошо заполняет форму при отливке сложных деталей благодаря высокой текучести расплава. Благодаря всем этим качествам латунь широко применяется в самых разных технологиях – от ювелирного дела до машиностроения.
• Декоративный внешний вид. Свежеполированная латунь имеет благородный золотистый блеск, похожий на золото. Это делает её популярным материалом для отделки, декора, выпуска сувенирной и ювелирной продукции. Со временем латунные поверхности могут темнеть, но это потемнение часто равномерно и придаёт предметам винтажный характер, либо его можно удалить при чистке.
• Невысокая стоимость по сравнению с медью и бронзой. Цинк существенно дешевле меди, поэтому латунные сплавы экономичнее: для получения нужных свойств не требуется большое количество дорогой меди. Латунный прокат и литые детали обычно обходятся дешевле бронзовых аналогов, что выгодно в массовом производстве.

Недостатки (минусы) латуни

• Низшая прочность и износостойкость, чем у бронзы. Несмотря на высокие показатели, латунь в целом уступает бронзам по сопротивлению износу и нагрузкам. В узлах трения (подшипники, шестерни) традиционно предпочитают бронзу за её лучшую антифрикционность и способность работать без смазки. Латунь, даже легированная, менее пригодна для длительной работы при трении металл-металл (исключение – специальные свинцово-кремнистые латуни для подшипников).
• Склонность к коррозии в определённых условиях. В то время как в обычной атмосфере латунь очень устойчива, в агрессивных средах она может подвергаться специфическим видам коррозии. Например, в среде с аммиаком или в морской воде латунь (особенно с высоким содержанием Zn) может испытывать дезцинкование – вымывание цинка, приводящее к снижению прочности материала. Также при длительных статических напряжениях во влажной среде латунь подвержена стресс-коррозионному растрескиванию (так называемому сезонному растрескиванию). Эти эффекты требуют учитывать ограничения при использовании латуни в ответственных конструкциях.
• Снижение пластичности при высоком содержании цинка. Очень «жёлтые» латуни с >40% Zn отличаются хрупкостью, особенно при низких температурах. Такие сплавы нельзя деформировать в холодном состоянии – необходим нагрев выше температуры β-превращения (~450 °С). То есть, чем больше цинка, тем сложнее обрабатывать латунь без нагрева, что несколько ограничивает технологичность высокоцинковых сплавов.
• Окисление и потускнение поверхности. Для изделий, где важен внешний блестящий вид, латунь требует защиты – например, лакового покрытия или периодической полировки. Без лака латунная поверхность со временем темнеет, покрывается оксидной плёнкой, могут появляться пятна патины. Влажная среда или прикосновения (жир кожи) ускоряют потускнение. Поэтому декоративные латунные элементы приходится чистить и полировать, что добавляет забот в эксплуатации.
• Температурные ограничения. Латунь начинает размягчаться при относительно низкой температуре (~300 °С) и теряет прочность при дальнейшем нагреве. При температурах свыше 200–300 °С заметно падает прочность и возникает склонность к образованию трещин при нагрузке (так называемая красноломкость). Кроме того, цинк при высоких температурах (~907 °С – t кипения Zn) активно испаряется. Это означает, что применение латуни ограничено умеренными температурами: для жаропрочных деталей она не подходит.
• Специфические плотностные свойства. Хотя латунь тяжелее стали, она всё же несколько легче чистой меди. В ряде применений (например, электрические контакты) более высокая плотность латуни по сравнению с алюминием или пластиками может считаться минусом – изделия из неё выходят тяжёлыми. Однако в контексте металлов этот недостаток не критичен, и по удельной прочности латунь вполне конкурентоспособна.

В целом, латунь один из самых универсальных медных сплавов. В зависимости от марки и условий эксплуатации ее недостатки минимизируются. Например, чтобы нивелировать проблему коррозии, применяют легированные морские латуни; для улучшения обрабатываемости – автоматные свинцовые латуни; для увеличения износостойкости – латуни с Ni, Mn, Al. Поэтому латунь остаётся чрезвычайно популярным материалом в различных отраслях промышленности.

Применение латуни

Латунь нашла применение во множестве областей – от тяжелого машиностроения до предметов искусства и быта. Перечислим основные направления использования латунных сплавов:

• Машиностроение и приборостроение: латунь широко используется для изготовления деталей машин и механизмов – втулок, шестерней, гаек, болтов, шайб, клапанов, штуцеров. Из латунных сплавов делают корпуса насосов и вентилей, фитинги трубопроводов, элементы гидравлических систем. Это обусловлено сочетанием прочности, коррозионной стойкости и технологичности – например, латунные гайки и болты не ржавеют и легко откручиваются спустя годы в отличие от стальных. Также латунь – популярный материал в приборостроении: корпуса манометров, детали измерительных приборов, различные соединители, клеммы и контакты часто выполняют из латуни. Сплав не магнитится (не ферромагнитен), что важно для точных приборов, и имеет достаточную электропроводность для электроарматуры.
• Автомобильная и транспортная техника: в автомобильном и авиастроении латунь применяется в радиаторах и системах охлаждения (латунные трубки и ребра радиаторов раньше были стандартом благодаря отличной теплопроводности и коррозионной стойкости в охлаждающей жидкости). Сейчас их часто заменили на алюминиевые, но латунные радиаторы все еще используются в ретро-авто и спецтехнике. Кроме того, латунные вставки и втулки применяются в узлах трения с малой нагрузкой, латунные топливные и масляные фитинги – в двигателях и агрегатах. Электрика и электроника в транспорте также обходится не без латуни: клеммы аккумуляторов, разъемы, контакты выключателей – зачастую латунные, из-за их надежности и устойчивости к искрообразованию.
• Судостроение и морская техника: как отмечалось, специальные морские латуни (с добавками олова, никеля, алюминия) очень стойки к морской воде, поэтому из них делают конденсаторные трубки, теплообменники, гребные трубопроводы, арматуру и крепеж для судов. Латунь применяется в деталях корабельных приборов, компасов, декоративной отделке кают. Небольшие судовые пропеллеры (гребные винты) иногда отливают из марганцовистой латуни, хотя чаще используют бронзу. Латунные клапаны и краны – стандарт в системе подачи воды на судах благодаря герметичности и отсутствию ржавчины.
• Теплоэнергетика и сантехника: латунь – материал выбора для трубок теплообменников, котлов, кондиционеров и холодильного оборудования. Её теплопроводность и устойчивость к коррозии в воде сделали латунные трубки незаменимыми в конденсаторах тепловых электростанций, системах отопления. В сантехнике почти вся запорная арматура (краны, вентили, смесители) изготавливается из латуни, чаще хромированной сверху для красоты. Латунные водопроводные фитинги (уголки, соединители, муфты) применяются повсеместно – они прочны, герметичны и не боятся ржавчины, в отличие от старых чугунных.
• Электротехника и связь: латунь комбинирует проводимость с прочностью, поэтому из неё делают различные электрические контакты, разъемы, клеммники, патроны ламп. Например, штыри штепсельных вилок и ответные части розеток нередко латунные (иногда с гальваническим покрытием) – они достаточно упругие и не искрят. Латунные винтики и шпильки используются для крепления проводников. В РЧ-технике (радио и связь) латунь применяется для изготовления корпусов разъемов, экранов, волноводов – ее легко паять и механически обрабатывать, а после покрытия никелем или золотом она отлично проводит сигнал. Многие муфты и соединения кабелей, включая антенны и фидерные линии, изготавливаются из латуни. В трансформаторах и электрических аппаратах латунные шпильки и шины служат для выводов тока.
• Оружейное дело и патроны: исторически латунь стала ключевым материалом для гильз боеприпасов. Гильзы патронов изготавливают из латуни марки Л70 (≈70% Cu, 30% Zn) – этот сплав сочетает необходимую пластичность (для формовки гильзы глубоким вытяжением) и достаточную прочность, а также неискрообразующие свойства. Взрыватели снарядов, элементы гильз (капсюльные гнезда) тоже латунные. Латунь не даёт искр при ударе об сталь, не ржавеет при хранении и устойчива к горячим пороховым газам – эти качества идеальны для боеприпасов. Кроме того, латунь используется в охотничьих гильзах, декоративных ножнах, деталях оружейных замков.
• Музыкальные инструменты: практически все медные духовые инструменты (трубы, тромбоны, валторны, тубы) сделаны из латуни – не случайно эту группу так и называют «латунные духовые». Латуньподходит из-за комбинации свойств: она достаточно пластична, чтобы вытянуть длинную трубку сложной формы; держит форму, обладая упругостью; хорошо резонирует и даёт яркий звук при вибрации столба воздуха. Поверхность таких инструментов полируется и лакируется для защиты и придания блеска. Также из латуни изготавливают корпуса и клапаны саксофонов и некоторых других инструментов (хотя они относятся к деревянным духовым, материал корпуса – латунь). Помимо духовых, латунь применяется в ударных инструментах – тарелки, колокольчики, гонги могут быть из специальных латунных или бронзовых сплавов. В фортепиано латунные винты и стержни фиксируют струны. Латунные камертонные трубки используются для настройки.
• Интерьер и декор: богатый золотой блеск латуни всегда ценился в интерьерах. Светильники, люстры, торшеры часто изготавливают из латуни или отделывают латунными элементами – металл легко принимает сложную форму и отлично полируется. Дверная фурнитура – ручки, замки, петли – традиционно латунная: она прочна, красива и не ржавеет от прикосновений рук. Латунные свечники, вазы, статуэтки украшают дома и храмы (церковная утварь – подсвечники, паникадила – нередко латунные с золочением). Мебель декорируют латунными накладками, уголками, ручками – такой декор придает антикварный шарм. В отделке зданий латунные панели и рейки используются для придания теплого золотистого акцента (например, латунные перила, ограждения). Листовую латунь применяют для облицовки куполов (в сплавах с повышенным алюминием для устойчивости). Со временем на воздухе латунный декор покрывается благородной патиной, которую либо оставляют для винтажного эффекта, либо периодически удаляют, возвращая блеск.
• Ювелирные изделия и бижутерия: дешевые украшения, бижутерия, аксессуары зачастую делаются из латуни. Сплав томпак (латунь 90/10) используется для имитации золота – из него делают недорогие кольца, браслеты, кулоны, часы (корпуса часов), оправы для камней. Латунные заготовки потом покрывают тонким слоем золота или лака, чтобы предотвратить потемнение. Популярны латунные цепочки, серьги, брошки – металл легко штампуется и лудится. В фэшн-бижутерии латунь ценят за цвет: крупные эффектные украшения из латунного сплава смотрятся богато, но стоят недорого. Кроме того, из латуни делают значки, медали, монеты (многие современные монеты – латунные или бронзовые сплавы). Например, 10-рублёвые монеты в России из медно-цинкового сплава. Латунь хорошо подходит для чеканки – она пластична и достаточно твёрдая, чтобы держать рельеф.
• Другие области: латунь нашла применение в химической промышленности (некоторые реакторы, трубы и клапаны, контактирующие с не слишком агрессивными реагентами), так как стойка к органическим кислотам. В медицине раньше латунь применяли для изготовления инструментов и оборудования (например, латунные части старых микроскопов, шприцев), хотя сейчас чаще используют нержавеющую сталь. В архитектуре – для табличек, мемориальных досок, барельефов (литьё по выплавляемой модели). В сельском хозяйстве – латунные сетки и фильтры, соединительные узлы техники. Даже в современной электронике латунь используется: например, корпуса разъёмов SMA, BNC и прочих – это прецизионные точёные латунные детали с никелированием или золотым покрытием. Широта применения латуни действительно огромна – этот материал считается одним из самых универсальных.

Латунь – удивительный материал: один из древнейших сплавов, который и в наше время не теряет своей актуальности. Зная его свойства, преимущества и ограничения, можно применять латунь в самых разных сферах, наслаждаясь ее красотой и функциональностью. Каждый день нас окружают латунные детали – от мельчайших винтиков до величественных скульптур – и теперь вы знаете о них значительно больше.