Медь – один из первых металлов, хорошо освоенных человеком из-за доступности и малой температуры плавления. Но, насколько бы не были уникальны свойства меди, с древних времен и по настоящее время наиболее широко используются медные сплавы. Это первые металлические сплавы, созданные человеком (вспомним хотя бы Бронзовый век). Примерно до середины 20 века медные сплавы занимали 1-е место по мировому производству среди сплавов цветных металлов, уступив его затем алюминиевым сплавам.
Медные сплавы подразделяют на медно-никелевые, бронзы и латуни. Структура и свойства бронз и медно-никелевых сплавов достаточно хорошо изучена и представлена в ряде источников [1, 2].
Цель данной научной работы – более детально раскрыть свойства латуни, привести примеры широкого ее использования.
Латунь – это сплав, изготовленный в основном из меди и цинка с добавлением небольшого количества других легирующих элементов (рис.1). Пропорции меди и цинка варьируются для создания целого ряда латуней, каждая из которых обладает уникальными свойствами. Основная современная латунь с уникальными физико-механическими характеристиками состоит на 67 % из меди и на 33 % из цинка. Однако количество меди может варьироваться от 55 % до 95 % по весу, при этом количество цинка варьируется от 5 % до 45 %. Различают латуни:
- Простые (двухкомпонентные) – не содержат в своем составе легирующих веществ, только сплав меди и цинка.
- Специальные (многокомпонентные) – содержащие некоторое количество легирующих элементов, которые повышают устойчивость к коррозии и улучшают механические свойства сплава.
Рис. 1. Шестигранник латунный
Рассмотрим основные свойства латуни, которые позволяют так широко использовать этот уникальный сплав:
- Латунь часто имеет ярко-золотистый вид, однако она также может быть красновато-золотистой или серебристо-белой. Более высокий процент меди придает розоватый оттенок, в то время как большее количество цинка придает сплаву серебристый оттенок.
- Латунь обладает более высокой пластичностью, чем бронза или цинк.
- Сплав обладает низким коэффициентом трения.
- Латунь – это мягкий сплав, который может использоваться в тех случаях, когда необходима низкая вероятность искрения.
- Сплав имеет относительно низкую температуру плавления. Это хороший проводник тепла.
- Латунь устойчива к коррозии, в том числе к гальванической коррозии от соленой воды.
- Латунь легко отливается.
- Латунь не является ферромагнитной. Помимо прочего, это облегчает отделение от других металлов для переработки.
История открытия. Основной способ получения латуни принадлежит Джеймсу Эмерсону, он сплавил чистый металлический цинк с медью и получил патент 13 июля 1781 года. В Древнем Риме латунь использовалась для изготовления монет (рис. 2), украшений и посуды, а также широко применялась в средней Азии. На Руси латунные изделия обменивали на меха.
Рис. 2. Монеты из латуни
Применение латуни. Уникальные свойства позволяют применять латунь очень широко в промышленности. Одна из основных областей применения - электрические и сантехнические отрасли. Но ее достаточно часто используют и в декоративных целях. Пластичность и акустические свойства, присущие латуни сделали ее предпочтительным сплавом для создания духовых музыкальных инструментов (рис. 3).
Рис. 3. Труба из латуни
Благодаря хорошей теплоемкости латунь применяли для домашней утвари (рис. 4).
Рис. 4. Самовар латунный
Из-за сходства с золотом и низкой цены латунь нашла признание в ювелирной промышленности. Можно найти множество ювелирных изделий, в том числе колец, брошей, подвесок, серег (рис. 5), браслетов и т.д., изготовленных из латуни.
Рис. 5. Славянские серьги из латуни
Томпак. Особое место в декоративной отрасли занимают двойные латуни, содержащие до 20 % Zn, которые называются томпаками. Сплавы обладают высокой пластичностью, антикоррозионными и антифрикционными свойствами, хорошо сваривается со сталью. Их применяют для изготовления биметалла "сталь-латунь". Благодаря золотистому цвету, напоминающему золото, способности к шлифовке, полировке, томпак используют для изготовления художественных изделий, в том числе бижутерии, посуды, знаков отличия (рис. 6) и фурнитуры.
Рис. 6. Медаль из томпака
Чистка изделий из латуни. Существует множество способов как вернуть украшению былой блеск в домашних условиях. Однако самым щадящим способом является промыть изделие в мыльном растворе. Для этого необходимо набрать горячей воды в емкость, добавить в нее мыло с мягким составом и оставить на 15-20 минут. При сильных загрязнениях можно воспользоваться щеткой с мягкой щетиной.
