Латунь Л60

Латунь Л60 — простая двухкомпонентная деформируемая медно-цинковая латунь. Основа сплава — медь (59–62%), основной легирующий элемент — цинк (37–41%). Марка и химический состав регламентированы ГОСТ 15527-2004 «Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Марки». Число «60» в обозначении марки указывает на номинальное содержание меди около 60%.

Химический состав латуни Л60 по ГОСТ 15527-2004

По ГОСТ 15527-2004 в Л60 допускается массовая доля никеля до 0,3% за счёт массовой доли меди; никель при этом не учитывается в сумме прочих примесей.

Структура и фазовый состав

При содержании цинка около 38–41% латунь Л60 имеет двухфазную α+β-структуру. Понимание этой структуры важно для правильного выбора технологии обработки.

α-фаза (твёрдый раствор цинка в меди с ГЦК-решёткой) — пластична, обеспечивает деформируемость в холодном состоянии. β’-фаза (упорядоченная при комнатной температуре) — более твёрдая и хрупкая. При нагреве выше ~455–460°C β’-фаза переходит в неупорядоченную β-фазу, пластичную при горячем деформировании. Именно двухфазная структура определяет превосходную горячую обрабатываемость Л60 и ограниченную (по сравнению с однофазными Л63, Л68) холодную деформируемость.

Зарубежные аналоги Л60

Приведены ближайшие аналоги по составу. При ответственных применениях необходима сверка технических требований конкретного стандарта.

Механические свойства латуни Л60 при 20°C

Механические характеристики латуни Л60 существенно зависят от степени холодной деформации (нагартовки) и термической обработки. Базовые состояния — мягкое (отожжённое) и твёрдое (нагартованное).

Мягкое состояние (после отжига)

Твёрдое состояние (после нагартовки)

Для прессованных труб по ГОСТ 494-2014 нормируемый минимальный предел прочности — 340 МПа (состояние после прессования, без нагартовки).

Высокое относительное удлинение в мягком состоянии (40–50%) обеспечивает надёжную глубокую вытяжку и штамповку. Нагартованный материал применяют там, где требуется повышенная твёрдость поверхности при меньшей пластичности.

Физические свойства латуни Л60

Теплопроводность латуни Л60 (104,7 Вт/(м·°C)) значительно ниже, чем у меди (~390 Вт/(м·°C)), но достаточна для теплообменных аппаратов с умеренными тепловыми нагрузками. Удельное электросопротивление 75 нОм·м примерно в 4,4 раза выше, чем у меди (17 нОм·м), что ограничивает применение Л60 в качестве токопроводящего материала.

Технологические свойства и обработка латуни Л60

Горячая обработка давлением

Температурный интервал горячей деформации Л60 — 750–880°C. В этом диапазоне β-фаза переходит в пластичное состояние, сплав хорошо прессуется и куётся. Именно горячим прессованием из Л60 производят прутки по ГОСТ 2060-2006 (диаметр 40–180 мм) и трубы по ГОСТ 494-2014 (наружный диаметр 21–195 мм).

Холодная деформация и глубокая вытяжка

Латунь Л60 в мягком (отожжённом) состоянии удовлетворительно деформируется в холодном состоянии: штамповкой, гибкой, глубокой вытяжкой. Относительное удлинение 40–50% обеспечивает достаточное формоизменение при умеренных степенях деформации. При значительных обжатиях применяют промежуточный рекристаллизационный отжиг.

По сравнению с однофазными латунями Л63 и Л68, латунь Л60 менее пластична в холодном состоянии — это следствие двухфазной α+β-структуры. При проектировании технологического процесса это необходимо учитывать при выборе маршрутов деформации и назначении межоперационных отжигов.

Отжиг и снятие остаточных напряжений

Рекристаллизационный отжиг Л60 проводится при 550–650°C. Он применяется как для восстановления пластичности между операциями вытяжки/штамповки, так и для снятия остаточных напряжений после завершения холодной деформации.

Важное предупреждение для технологов. Двухфазные латуни с содержанием цинка более ~35%, в том числе Л60, после холодной деформации при наличии остаточных напряжений склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением во влажных аммиакосодержащих средах («сезонное растрескивание»). Для исключения этого дефекта отжиг для снятия напряжений при 200–300°C (или рекристаллизационный при 550–650°C) обязателен после значительной холодной деформации.

Механическая обработка резанием

Обрабатываемость резанием латуни Л60 — удовлетворительная. Из-за отсутствия в составе свинца (до 0,3% — только как примесь) образуется длинная витая стружка, что снижает производительность на токарных автоматах. Для деталей массового производства, требующих высокой производительности резания, предпочтительнее автоматные латуни типа ЛС59-1 или ЛС63-3 с повышенным содержанием свинца.

Пайка и сварка

Латунь Л60 хорошо паяется мягкими и твёрдыми припоями. При газовой сварке необходимо учитывать, что температура кипения цинка (907°C) близка к температуре ликвидуса сплава (904°C), что ведёт к выгоранию цинка и образованию токсичных паров оксида цинка. Для снижения потерь цинка при сварке применяют присадочные материалы с добавками кремния.

Коррозионная стойкость

Латунь Л60 устойчива к атмосферной коррозии, пресной воде, нейтральным и слабощелочным средам. Характерное ограничение двухфазных латуней с содержанием цинка более 35% — склонность к обесцинкованию (преимущественной коррозии β-фазы) в стоячей или слабопроточной воде, особенно при повышенных температурах. При проектировании изделий, контактирующих с водой в закрытых системах, следует учитывать этот риск и при необходимости рассматривать оловянистые (ЛО) или другие легированные латуни с повышенной стойкостью к обесцинкованию.

Антифрикционные свойства латуни Л60

Коэффициент трения Л60 при наличии смазки — 0,012; без смазки — 0,45. Низкий коэффициент трения при смазке допускает использование в парах скольжения с умеренными нагрузками: втулках, гайках нажимных винтов, опорных элементах механизмов — при условии надёжного обеспечения смазки.

Применение латуни Л60 в промышленности

Деформируемая латунь Л60 применяется в следующих подтверждённых областях:

Для деталей с повышенными требованиями к обесцинкованию (трубопроводы горячего водоснабжения, морская вода) или к обрабатываемости на токарных автоматах предпочтительнее использовать специальные легированные латуни.

Слитки и чушки из латуни Л60: форма поставки, отличие от литейных латуней

Слитки из деформируемой латуни Л60 — исходный полуфабрикат для горячего прессования, прокатки или ковки. Химический состав соответствует ГОСТ 15527-2004 (Cu 59–62%, Zn — основа).

Слитки Л60 необходимо отличать от литейных латунных чушек по ГОСТ 1020-97. Последние изготавливаются из лома и предназначены для переплавки под литейные латуни по ГОСТ 17711-93. Марки по ГОСТ 1020-97 (ЛА, ЛАЖ, ЛК, ЛМцЖ, ЛОС, ЛС, ЛСд и др.) — принципиально иные по составу и назначению сплавы. Марки Л60 в ГОСТ 1020-97 нет.

Масса и форма слитков из Л60 устанавливается по согласованию с потребителем исходя из требований производственного оборудования.

Прокат из латуни Л60: виды и ГОСТы

Помимо слитков, деформируемая латунь Л60 поставляется в следующих видах горячедеформированного проката:

Условия поставки, минимальная партия и резка в размер — по согласованию. Продукция сопровождается сертификатами качества с указанием марки и результатов химического анализа. Полный перечень форм поставки латунного проката — на странице латунный прокат.