Отличия бронзы от латуни

Свойства и характеристики

Свойства латуни определяют составом как химическим, так и фазовым. Поэтому говорить об общих технических свойствах довольно затруднительно. Каждый сплав обладает своими особенностями.

Усредненные данные выглядят так:

• средняя плотность – 8300–8700 кг/куб. м;
• удельная теплоемкость при нормальной температуре — 0,377 кДж·кг−1·K−1 удельное сопротивление – (0,07-0,08)·10−6 Ом·м;
• теплопроводность – 0,26–0,592 кал/см · сек, · °С, чем выше доля меди, тем выше теплопроводность;
• температура плавления определяется химическим составом и варьируется от 880–950 С. Увеличение доли цинка температуру уменьшает;
• материал можно сваривать, но только не сваркой плавлением, а, например, контактной сваркой.
• Сплавы любого состава хорошо полируются.

Введение легирующих добавок существенно влияет на физические характеристики. Приведенные данные касаются именно двухкомпонентных латуней.

Про изготовление деталей из латуни и меди массово и на заказ, а также изготовление других изделий из нее погорим ниже.

Плавка латуни в индукционной печи без графитового тигля представлена в видео ниже:

Как отличить медь от других металлов на глаз?

Визуальное восприятие – наиболее простой, но не всегда достаточно точный метод. Впрочем, в большинстве случаев он работает и отличить лом меди от лома другого цветмета не трудно. Действительно, несмотря на название категории цветные металлы, одинаково окрашенными оказываются только:

Остальные металлы характеризуются серой тональностью и отличаются преимущественно по интенсивности блеска. Поэтому цвет – отличное «средство идентификации», в таких вопросах как отличить медь от алюминия, цинка или никеля.

Чистая медь с характерным медным цветом

Естественный окрас чистого элемента Cu – красно-розовый. Смотреть на металл рекомендуется при естественном свете. Искусственное освещение, за исключением светодиодных ламп теплых цветовых температур, меняет оттенок в сторону желто-зеленого тона.

Второе правило визуальной идентификации меди – требуется устранить поверхностную оксидную пленку. Окисление создает на поверхности металла зеленовато голубой налет. Поэтому определять на цвет, что у вас медь, желательно по свежему спилу или обработав материал напильником. Намного сложнее обстоит ситуация с медными сплавами: латунью и бронзой. Также визуально трудно различить Cu и омедненный алюминий.

Способы определения бронзы и латуни

Специалисты отмечают, что бронза от латуни отличается по весу. Как известно, олово и свинец обладает солидной массой, поэтому деталь из бронзы будет весить больше, чем аналогичное изделие из латуни.

При визуальном сравнении двух изделий при качественном освещении изделие из бронзы окажется темнее, чем изготовленное из латуни.

Термообработка

Располагая газовой горелкой, можно попробовать определить латунь в домашних условиях, точнее, в гараже или помещении мастерской. При нагреве до 600 градусов цинк начинает окисляться. Поэтому на поверхности детали из латуни появится окись, имеющая пепельный оттенок.

Кроме того, после нагревания латунь становится более пластичной, прекрасно выдерживает большие нагрузки.

Примечательно, что термический метод эффективен только для сплавов на основе цинка. Присутствие в латуни иного легирующего компонента не позволит получить такой результат.

Химический метод

1. Достаточно достоверным методом определения сплава служит использование химической реакции. Для проверки потребуется азотная кислота и небольшой кусочек сплава.

Действовать необходимо поэтапно.

1. Отколоть от исследуемой детали небольшую часть.
2. Смешать азотную кислоту с водой в равных пропорциях.
3. Положить исследуемый образец в рабочий раствор.
4. Нагреть до температуры кипения.
5. Поддерживать кипение до полного растворения образца сплава.

Если образец был изготовлен из латуни, то получится прозрачный раствор. Сплав бронзы с наличием в составе олова даст белый осадок. Метод эффективен только для бронзовых сплавов с наличием олова.

Магнитный метод

Учитывая свойства компонентов, которые применяются при производстве латунных и бронзовых сплавов, надо отметить, что магнитится способны лишь никель и железо.

При этом содержание магнитных веществ в некоторых бронзовых сплавах колеблется от 7 до 11%. По этой причине бронза магнитится, но выявить это свойство способен только мощный (например, неодимовый) магнит.

Латунь магнитится не способна, поскольку предельная доля железа или никеля в сплавах марок ЛАЖ и ЛАН составляет от 1 до 3%. В остальных сплавах их еще меньше.

Другие способы идентификации бронзы и латуни

Отличить в бытовых условиях бронзу от латуни несложно, если поскоблить поверхность детали ножом. Латунь даст в результате сыпучую легкую стружку. Если предмет из латуни разбить, но на изломе обнаружится гладкий материал, обладающий мелкозернистой структурой.

При распиливании изделия латунь легче поддается воздействию ножовки, а стружка закручивается в завитки. Бронзовые детали при попытке их распилить ломаются на мелкие куски, образуя при этом пыль.

Визуальное изучение изделия из бронзы, которое долгое время находилось на открытом воздухе, не выявит никаких деформаций и изменений, поскольку сплав устойчив к атмосферному воздействию.

Располагая сварочным аппаратом, несложно воздействовать электродом на край изделия. Появление дымка белого цвета укажет на наличие цинка в составе сплава. Бронза дыма не выделяет.

Виды латуни

Виды латуни отличаются друг от друга различным содержанием цинка в составе. В зависимости от процентного содержания цинка в сплаве различают три основные группы:

• Первая группа с процентным содержанием цинка меньше 34%.
• Вторая группа с процентным содержанием цинка от 33 до 44%.
• Сплавы третьей группы содержат больше 42% цинка и имеют ограниченное применение.

Классификация сплавов

Согласно такому делению на группы в зависимости от содержания цинка, вводят следующую классификацию обычных латуней:

• Красные сплавы. В основном они используются в ювелирной промышленности благодаря внешнему виду (латунь может выглядеть как золото). Материал с 10% цинка подобен бронзе, поэтому используется в качестве ее имитации; 15% цинка придает материалу красноватый цвет, этот сплав используется в радиаторах автомобилей; сплав с 20% цинка обладает хорошей вытяжкой, поэтому используется для изготовления труб.
• Желтые материалы. Цинка в них содержится от 25% до 35%. Применяются в основном для гильз и рессор.
• Альфа-бета латуни с соотношением цинка от 36 до 42%. Они менее податливы, чем красные и желтые латуни, поэтому их не используют для изготовления пластин при низких температурах. Механическую обработку альфа-бета сплавы проходят при высоких температурах, поэтому в XIX использовались для некоторых корабельных конструкций.

Помимо основных элементов, в состав латуней входят другие элементы в минимальных количествах, поэтому эти сплавы являются податливыми и пластичными при низких температурах, а некоторые материалы не являются пластичными ни при каких температурах. Все типы этого материала становятся хрупкими вблизи температуры плавления.

Благодаря входящему в состав цинку, латунь является более твердой, чем чистая медь. В то же время сплав легче обрабатывать на различных механических станках, легче чеканить и выплавлять изделия. Также сплав устойчив к процессу окисления в условиях солевой среды, а его пластичность позволяет изготавливать тонкие металлические листы. Пластичность зависит от трех факторов: температуры, структуры и состава, причем даже минимальные количества других элементов могут значительно изменить это физическое свойство сплава.

Способность к механической обработке латуни значительно повышается, если в нее добавить небольшое количество свинца. Этот элемент практически не растворяется в ней и образует глобулярные частицы, которые значительно облегчают процесс механической обработки. Кроме того, свинец является хорошей смазкой из-за низкой температуры плавления, этот факт значительно снижает износ режущего инструмента при обработке материала. Латунь практически не подвергается термической обработке, для нее используют лишь процессы рекристаллизации и гомогенизационного отжига.

Специальные материалы

Специальными латунями считаются материалы, в которые, помимо меди и цинка, добавляют другие элементы в небольшом количестве с целью придания им соответствующих свойств. Самыми распространенными специальными латунями являются следующие:

• с добавкой алюминия;
• добавка железа увеличивает твердость и жесткость сплава по сравнению со стандартной латунью;
• добавка свинца придает материалу механическую сопротивляемость и увеличивает способность к обработке;
• добавка марганца увеличивает прочность материала и снижает его ковкость и тягучесть;
• добавка олова придает прочность материалу при вытяжке, одновременно повышая его коррозионную стойкость. В данном случае существует два известных сплава: «металл адмирал», который обладает высокой стойкостью к коррозии, поэтому используется в качестве труб конденсаторов; «морская латунь» — содержит в своем составе 40% цинка и широко используется в сладкой и соленой воде;
• добавка кремния (так называемый бронсил) повышает коррозионную стойкость и используется при изготовлении вентилей, насосов и шестерен;
• сложная латунь с добавлением различных элементов, что придает ей высокую стойкость к окислению и кавитации, поэтому она входит в состав винтов кораблей.

Способы отличить бронзу от латуни нагреванием, опиливанием

Определить разновидность металла можно при помощи нагревания. Однако этот способ подходит лишь в случае, если у вас есть своя мастерская или гараж. Дело в том, что для этого опыта вам понадобится газовый резак. Нагрейте образец предполагаемого материала при помощи газовой горелки до 600 градусов.

Если после этого попробовать его согнуть, то бронза легко сломается. Она при нагревании становится довольно хрупкой и не сгибается. Латунь в свою очередь очень хорошо гнется и легко плавится. Это связано с наличием в составе цинка. Этот материал является более пластичным и податливым в процессе нагревания, нежели олово.

Многие советуют для определения сплава взять ножовку, немного подпилить изделие, и обратить внимание на качество стружки, которая образовалась. Металл с оловом распиливается крошечными хлопьями, которые являются хрупкими

То есть в результате вы получите мелкую пыль, которая не совсем похожа на стружку. Это связано с тем, что в составе бронзы очень много олова, которое крошится и как бы обламывается от основного куска металла. Латунь распиливается абсолютно по-другому, образовывая пласты, а также характерную витиеватую стружку.

Старая посуда

Какая существует разница при визуальном осмотре

Прежде чем перейти к решению задачи, разберемся, где применяются данные материалы и как они выглядят.

До появления железа во всем мире медь играла особую роль при изготовлении оружия, денег, домашней посуды и различной утвари, произведений искусства и даже украшений. Уже в девятнадцатом веке знали, как использовать металлы для подделки денежных средств.

На сегодняшний день бронзовый сплав сдал свои позиции, но все равно активно применяется в различных сферах народного хозяйства:

• Декоративная. Благодаря стойкости, пластичности, долговечности, антикоррозийности и прекрасной ковкости из него делают небольшие статуэтки и огромные скульптуры, части интерьера (кованые или литые перила лестниц, карнизов, крытых дворов и т. д.). Прекрасно смотрятся предметы обихода с декоративными элементами – светильники, бра, письменные наборы, шкатулки для драгоценностей, рамки для картин и зеркал.
• Промышленная. В автомобильном производстве из него изготавливают подшипники, втулки, шестерни, уплотнительные кольца и прокладки, работающие под высоким давлением.
• В электронике незаменим при производстве деталей самых миниатюрных размеров, интегральных схем, оптоволоконного оборудования.
• При добавлении алюминия этот материал прекрасно подходит для техники, работающей в агрессивной среде (морская вода, химические лаборатории, водоснабжающие машины, агрегаты, применяемые во взрывоопасных условиях).
• Строительная. Стоимость достаточно высока, поэтому применяется только для изготовления декоративной сантехники (краны, фитинги, всевозможные узлы и разводки в системах горячего и холодного водоснабжения, ножки для ванн, ручки и т. д.).

Рассмотрим, как выглядит бронза.

Медное и оловянное сплавление может иметь разнообразные оттенки коричневого цвета. Это зависит от того, какой еще элемент добавляется при производстве в основную массу (кремний, алюминий, никель, цинк, свинец, бериллий и другие). Оно обладает структурой с крупными зернами, что сразу бросается в глаза при первом осмотре.

Поговорим о латуни. В основном это двухкомпонентный сплав на основе меди с добавлением большого или минимального количества цинка. Имеет более низкую цену, ведь стоимость самого Zn в два раза дешевле Cu. Поэтому такой материал наиболее широко применяется в разных областях промышленности. Так как он прекрасно поддается свариванию со сталью, обладает высокими антикоррозийными свойствами, прочностью, пластичностью, то из него изготавливают биметалл (томпак). Благодаря тому, что можно выполнить элементы при помощи холодной ковки или с использованием низкой температуры, этот элемент применяется в ювелирном деле. На сегодняшний день латунные драгоценности успешно конкурируют с золотыми.

Область применения на этом не ограничивается. Из двухкомпонентного сплава изготавливают: разнообразные механизмы для автотранспорта, для химического оборудования и теплотехнической аппаратуры для изготовления профильных деталей, используемых в морском и речном судостроении. В строительной области латунь применяется только в водоснабжении для того, чтобы добиться противостояния коррозии в узлах, подверженных трению.

Гораздо большее значение сплав имеет для производства труб специального назначения, которые применяются в газовой области. Бесшовные трубы позволяют транспортировать газ под высоким давлением.

В быту часто можно встретить латунные фитинги, применяющиеся во всех инженерных и водоносных системах. К ним относятся переходники, соединительные муфты, сантехнические ниппели и тройники. Кроме того, изготавливаются различные приспособления для ванной комнаты: краны, полотенцесушители, держатели для вещей, полочки для гигиенических принадлежностей, скобяные изделия, смесители и даже раковины для умывальника.

Как отличить бронзу от латуни в домашних условиях?

Существует целый ряд способов, которые подскажут, как отличить бронзу от латуни. В представленном материале хотелось бы рассмотреть наиболее простые и доступные решения для реализации указанной задачи. Давайте же выясним, как отличить бронзу от латуни в домашних условиях.

Что такое бронза?

Прежде чем разобраться, как отличить бронзу от латуни, выясним, что представляет собой каждый из сплавов. Начнем с бронзы. Итак, бронза является сплавом олова и меди, с примесями кремния, алюминия, бериллия и свинца. Именно качество используемого олова во многом определяет характер будущего сплава.

Существует особая разновидность бронзы, при изготовлении которой олово заменяют никелем либо цинком. Такой сплав известен как шпиатр. По сути, материал представляет собой дешевый вариант бронзы, который отличается не самым лучшим качеством.

Согласно вышеуказанным принципам изготовления, бронзу разделяют на оловянную и безоловянную. В начале прошлого века металлурги производили мышьяковистую бронзу. Однако по причине высокой токсичности материал так и не получил широкого распространения.

Что представляет собой латунь?

Латунь является практически тем же сплавом, что и бронза. Но вместо легирующего состава в виде олова здесь в сочетании с медью используют цинк. Иногда в сплав добавляют свинец, железо, никель, марганец, прочие элементы.

Получать латунь умели еще древние римляне. Именно они первыми научились соединять расплавленную медь с цинковой рудой. Чистый цинк в целях изготовления латуни стали применять лишь в конце 18-го века в Британии. Англичане нередко использовали сплав для создания поддельного золота, ведь латунь, как и благородный металл, обладает привлекательным солнечным блеском.

Сегодня материал широко используется для создания так называемого биметалла – сплава, где сталь сочетается с латунью. Такое решение способствует производству металла, который обладает устойчивостью к коррозии, а также истиранию. Вместе с тем изделия из биметалла имеют хорошую пластичность.

Определяющие различия между бронзой и латунью

Как отличить бронзу от латуни? Разница между представленными сплавами заключается в следующем:

1. Латунь получают путем соединения цинка с медью. В свою очередь, бронзу производят благодаря сплавлению меди с оловом.
2. Бронза может длительное время находиться в контакте с морской, соленой водой без разрушения структуры материала. Латуни для этого требуется дополнительная обработка в виде легирования.
3. Бронза обладает повышенной устойчивостью к механическому износу и является прочным материалом. По этой причине сплав широко применяют для создания всевозможных скульптур и памятников. Латунь не подходит для данных целей, хотя и используется в качестве элементов художественных изделий.
4. Как отличить медь от латуни и бронзы? Медь имеет красноватый оттенок. В то же время бронза обладает темно-коричневым цветом, а также крупнозернистой структурой. Латунь же имеет желтый оттенок и является мелкозернистым материалом.

Отличия бронзы от латуни согласно весу

Как отличить бронзу от латуни, исходя из веса материалов? Стоит заметить, что бронза является достаточно тяжелым сплавом. В равных объемах заготовок бронза будет явно тяжелее латуни. Поэтому отличить изделия из отдельных сплавов можно, взвесив их на ладонях.

Нужно постараться, чтобы различить материалы методом термического воздействия. Однако результаты в данном случае будут более достоверными.

Что нужно делать? Необходимо разогреть оба сплава при помощи газовой горелки до температуры более 600оС.

После нагрева латунь станет более пластичной. Бронза не меняет своих физических свойств под воздействием высокой температуры. Если попытаться согнуть латунную заготовку, структура последней не повредится. Что касается бронзы, она обязательно сломается на месте перегиба.

Как отличить латунь от бронзы магнитом?

Как уже отмечалось выше, в составе бронзы присутствует олово и свинец. Эти материалы могут притягиваться магнитом. Единственное, что требуется для проведения опыта – нахождение довольно сильного магнита. При его использовании бронза будет слегка подлипать к поверхности. На латунь магнит не окажет никакого воздействия.

В заключение

Как видно, существует целый ряд способов, которые позволяют отличить бронзу от латуни в домашних условиях. В большинстве случаев между изделиями из указанных сплавов имеются ярко выраженные визуальные различия. Поэтому, чтобы справиться с задачей, иногда достаточно лишь внимательно рассмотреть оба материала.

Свойства

Характеристики рассматриваемого материала определяются двумя факторами: составом и структурой.

Как было отмечено, химический состав бронзы разрабатывают с целью придания ей требуемых параметров. Одними из основных среди них являются пластичность бронзы, твердость и прочность. Варьировать первые две характеристики позволяет изменение концентрации олова. Так, его доля в составе бронзы связана прямой зависимостью с твердостью и обратной с пластичностью.

Наибольшее влияние на твердость и прочность оказывает концентрация бериллия. Некоторые содержащие его марки бронзы превосходят по второму параметру стали. Для придания пластичности бериллиевый сплав подвергают закалке. При этом основное значение имеют не количественные показатели содержания веществ, а выраженность создаваемых ими свойств. То есть, при одинаковом количестве двух различных элементов, один из них может изменять характеристики материала в значительно большей степени, чем другой.

Микроструктура бронзы

Что касается структуры, она определяет вмещающую способность материала по отношению к элементам. Это можно рассмотреть на примере олова. Так, однофазная структура содержит до 6 — 8% данного элемента. При превышении его количеством предела растворимости, составляющего 15%, формируется вторая фаза твердого раствора. Это влияет на баланс твердости и эластичности. Так, однофазные варианты более эластичны, в то время как двухфазная бронза тверже, но хрупкая. Это определяет дальнейшую обработку: материалы первого типа подходят для ковки, а двухфазные сплавы — для литья.

Далее в качестве примера рассмотрены основные характеристики литьевой оловянной бронзы. Ее плотность определяется содержанием олова и при его доле 8 — 4% составляет 8,6 — 9,1 кг/см3. Температура плавления равна в зависимости от состава 880 — 1060°С. Теплопроводность данного материала — 0,098 — 0,2 кал/(см*с*С). Это небольшое значение. Электропроводность составляет 0,087 — 0,176 мкОм*м, что также немного. Интенсивность коррозии в морской воде равна 0,04 мм/год, на воздухе — 0,002 мм/год. То есть такая бронза обладает высокой устойчивостью к ней.

Отличия бронзы от латуни

Латунь и бронза имеют различный химический состав и свойства, но внешний вид этих сплавов практически идентичен. Обычному человеку, не задействованному в промышленном производстве сплавов, отличить бронзу от латуни очень тяжело. Поэтому стоит разобраться, какие свойства характерны этим сплавам, в чем их отличия, и как определить из какого сплава изготовлен покупаемый предмет.

Отличия бронзы и латуни

Свойства бронзы и латуни

Бронза и латунь – это металлические сплавы, которые производятся на основе меди. Разница между ними заключается в основном легирующем материале. Это влияет на физические и химические свойства этих сплавов. Соответственно состав бронзы и латуни напрямую влияет на сферы применения этих материалов.

Бронза – это сплав на основе меди с добавлением таких легирующих материалов как олово, бериллий, кремний, алюминий и свинец. Также могут применяться другие компоненты, например, цинк или никель. В таком случае сплав называется шпиатр, он значительно дешевле, но также и уступает по физическим характеристикам.

Внешний вид бронзы

Существует несколько типов бронзовых сплавов, которые отличаются в зависимости от основного легирующего компонента. На сегодняшний день выделяют:

• оловянную;
• бериллиевую;
• кремниевую;
• алюминиевую.

Также существует классификация в зависимости от наличия в составе олова. Исходя из этого выделяют оловянную бронзу – сплав меди и олова, и безоловянную. Также существует мышьяковый тип, но на сегодняшний день он не применяется в производстве.

Латунь представляет собой сплав меди и цинка, с возможным содержанием других компонентов: никель, свинец, олово, железо, марганец и других. Данный сплав известен с древних времен. Скорее всего, он был разработан римлянами, которые сплавляли медь с цинковой рудой. Цинк в чистом виде начали применять только в конце XVII века в Англии.

Латунь похожа на золото, из-за чего она часто использовалась для подделки золотых монет.

Благодаря мелкозернистой структуре, ее широко применяют в промышленности. На сегодняшний день стало популярным производство биметалла сталь-латунь. Готовый материал обладает повышенной устойчивостью к коррозии и физическому износу. При этом такой сплав довольно пластичный и легко поддается литью и физическими изгибу.

Внешний вид латуни

Существует разновидность под названием томпак, который применяется в художественном литье, изготовлении фурнитуры и знаков отличия.

Основные отличия сплавов

Несмотря на схожий внешний вид из-за использования меди в качестве основы, бронза и латунь имеют определенные отличия, что обосновывается добавлением олова и цинка. Благодаря этому сфера применения обоих материалов довольно широка и разнообразна.

Бронза довольно часто используется скульпторами. Она отлично подходит для производства памятников, скульптур, бюстов, оград и других художественных изделий. Она может сотни лет стоять, не изменяя формы и структуры. Латунь для таких целей используется довольно редко, что связано с высокой пластичностью этого сплава, которая негативно влияет на долговечность и износостойкость скульптур.

Латунь и бронза

Из-за своих свойств, одним из которых является устойчивость к соленой морской воде, бронза раньше широко использовалась в морском деле. Чтобы латунь обрела такое же свойство, необходимо добавить такие легирующие компоненты, как алюминий, олово или свинец.

Несмотря на внешнюю схожесть, имеются небольшие различия между бронзой и латунью, которые можно рассмотреть невооруженным глазом. Следует выделить основное – отличие бронзы и латуни по цвету. Бронза имеет темно-коричневый оттенок, латунь в свою очередь светлее, напоминая золото из-за желтоватого оттенка.