Чем отличается латунь от бронзы

Латунь и бронза: в чём разница по составу

Латунь и бронза — сплавы на основе меди, оба материала — цветные металлы. Медная основа у них общая, а различия — в том, что добавлено к меди. Латунь — это сплав меди и цинка. Так её и называет стандарт: ГОСТ 15527-2004 «Сплавы медно-цинковые (латуни)». В листовой латуни Л63 меди 62–65 %, остальное — цинк. Доля цинка в латуни доходит до половины массы, и от неё зависят и цвет, и свойства металла.

Бронза — медь с другими легирующими элементами: оловом, алюминием, кремнием, бериллием, марганцем. Бронза из меди и олова — классическая оловянная бронза, её описывает ГОСТ 5017-2006. Олово придаёт сплаву твёрдость: такая бронза заметно твёрже чистой меди. Бронзовые сплавы без олова — алюминиевые, кремнистые, бериллиевые и другие — собраны в ГОСТ 18175-78. Медные сплавы с цинком бронзой не называют: это латунь. Медь с никелем — тоже не бронза, у таких материалов свои имена: мельхиор и нейзильбер.

Есть оговорка, из-за которой путаются. Цинк бывает и в бронзе: в оловянной бронзе БрОЦС4-4-2,5 его 3–5 %. А в латуни встречаются свинец, олово, алюминий, никель — ГОСТ 15527-2004 выделяет такие латунные сплавы в отдельные таблицы. Поэтому бронза отличается от латуни не списком элементов, а главной добавкой. Если главная добавка — цинк, перед вами латунь. Если олово, алюминий, кремний или бериллий — это бронза, даже когда бронза содержит немного цинка.

Немного истории: классическая оловянная бронза

Бронза — один из первых сплавов, освоенных человеком: по ней назван целый бронзовый век. Оловянная бронза легче плавится, чем медь, и долгое время бронзой называли именно медь с добавкой олова. Из неё лили оружие, посуду, колокола, её брали для изготовления скульптур; бронзовые сплавы шли и на ювелирные изделия и украшения. Колокольная бронза до сих пор остаётся оловянной: в ней около 80 % меди и 20 % олова.

Латунь тоже была известна ещё до нашей эры, но широкое распространение получила позже. В XIX веке в Европе и России её жёлтый блеск даже использовали как поддельное золото. Сегодня оба материала — обычное промышленное сырьё: из латуни и бронзы делают детали машин, арматуру, декоративные элементы, предметы домашнего обихода и художественные изделия из металла.

Как читать марку

Марка металла сразу говорит, что перед вами. Латунь обозначают буквой Л, бронзу — буквами Бр. Дальше идут буквы, обозначающие легирующие элементы, и цифры — их примерное содержание в процентах.

Буквы добавок одинаковые для обоих сплавов: О — олово, Ф — фосфор, Ц — цинк, С — свинец, А — алюминий, Ж — железо, Мц — марганец, К — кремний, Б — бериллий, Н — никель. Например, ЛС59-1 — латунь с 57–60 % меди и 0,8–1,9 % свинца. БрОФ6,5-0,15 — бронза с 6–7 % олова и 0,10–0,25 % фосфора. В безоловянных бронзах вместо олова — алюминий, кремний или бериллий, и остальные элементы в составе бронзы читаются так же. БрКМц3-1 — кремнистая бронза: кремния 2,7–3,5 %, марганца 1,0–1,5 %.

Свойства латуни и бронзы: что прочнее

Сравнивать эти материалы «вообще» бессмысленно: характеристики металла задаёт марка сплава. Удобнее всего смотреть, для чего сплав предназначен по стандарту, — там описано, в чём он силён.

Латунь — пластичность

Главное свойство — пластичность латуни, и этим латунь отличается от литейной оловянной бронзы, которая с трудом поддаётся ковке и штамповке. В ГОСТ 15527-2004 для простых латуней постоянно повторяется одно назначение: детали, получаемые глубокой вытяжкой. Латунь хорошо тянется и штампуется, отлично полируется. Из неё делают листы, ленты, трубы и проволоку, радиаторные ленты и трубы теплообменников (Л68), медали и значки (Л96), а Л80 идёт для художественных изделий и музыкальных инструментов. Свинец в латуни ЛС59-1 нужен для механической обработки: с ним стружка получается сыпучей, и металл легче резать.

Бронза — прочность и трение

Бронза обладает другими сильными сторонами. ГОСТ 18175-78 приписывает алюминиевой бронзе БрАЖ9-4 высокие механические свойства, хорошие антифрикционные свойства и коррозионную стойкость; из неё делают шестерни, втулки, сёдла клапанов. Бериллиевая БрБ2 — высокая прочность, износостойкость и пружинные свойства: пружины и неискрящие инструменты. Оловянная бронза по ГОСТ 5017-2006 идёт на подшипниковые детали и прокладки во втулках. Там, где деталь работает на трение и износ, выбирают бронзу.

Коррозия и сварка

Стойкость к коррозии в ГОСТ 18175-78 прямо записана за алюминиевыми и кремнистыми бронзами. У алюминиевой бронзы БрАЖМц10-3-1,5 — ещё и высокая эрозионная и кавитационная стойкость, её ставят в трубные доски конденсаторов и химическую аппаратуру. Кремнистая БрКМц3-1 «пригодна для сварки» и идёт на детали для судостроения и сварных конструкций. Латунное изделие без лака на воздухе темнеет, поэтому декоративные изделия из латуни обычно покрывают.

Преимущества латуни и бронзы

Если свести характеристики вместе, у каждого материала есть свои сильные стороны. Твёрдость у медно-цинковых сплавов выше, чем у исходных металлов, а бронза заметно твёрже чистой меди, но на этом сходство заканчивается. Латунь и бронза — разные материалы для разных задач.

Преимущества латуни:

• высокая пластичность — латунь штампуется и выдерживает глубокую вытяжку;
• хорошо полируется, поэтому идёт на изготовление декоративных изделий, фурнитуры и элементов декора;
• свинцовые латунные сплавы вроде ЛС59-1 легко обрабатываются резанием;
• в массе лучше меди сопротивляется действию атмосферы, хотя поверхность без лака темнеет.

Преимущества бронзы:

• бронзовые сплавы обладают хорошими антифрикционными свойствами — втулки и подшипники работают на трение;
• коррозионная стойкость: бронзы применяют в химической промышленности, литая арматура из бронзы — обычное дело;
• высокая прочность и пружинные свойства у бериллиевой бронзы БрБ2;
• оловянная бронза — прекрасный литейный материал: из неё веками отливают колокола и детали скульптур.

Разные задачи — разные сплавы. Ниже о том, как это влияет на вес и как не ошибиться с материалом при заказе.

Что тяжелее: латунь или бронза

Частый совет — «бронза тяжелее латуни, отличайте по весу». По стандартам он не работает: всё зависит от марки.

По ГОСТ 15527-2004 расчётная плотность латуни ЛС59-1 — 8,4 г/см³, Л63 — 8,5, Л90 — 8,8. По ГОСТ 1628-78 плотность алюминиевой бронзы БрАЖМц10-3-1,5 — всего 7,5 г/см³, а БрКН1-3 — 8,9. Плотность металла зависит от марки, поэтому бронзовое и латунное изделие одного размера могут весить по-разному в обе стороны: деталь из алюминиевой бронзы будет легче латунной примерно на десятую часть, а из кремниево-никелевой — тяжелее.

Как отличить латунь от бронзы

Главные отличия бронзы и латуни — в составе, а его на глаз не видно. Отличить латунь от бронзы в домашних условиях можно только приблизительно. Разберём, что работает, а что нет, и почему отличить бронзу по внешнему виду так сложно: оба металла бывают золотистыми.

По цвету

Цвет латуни обычно жёлтый. Латуни с содержанием цинка до 20 % называют томпаком: у них золотистый цвет, напоминающий золото, поэтому томпак берут для художественных изделий, знаков отличия и фурнитуры. Но и алюминиевая бронза золотисто-жёлтая: её применяли как заменитель золота для бижутерии, украшений и монет, а примесь кремния меняет её цвет. Цветов бронзы много, и по цвету латуни и бронзы легко ошибиться — оттенок зависит от марки, а не от того, латунь это или бронза.

По весу и магнитом

Вес, как видно выше, тоже не подсказка. Магнит поможет в другом: латунь не ферромагнетик и, в отличие от стали, к нему не притягивается. Так можно отличить латунную деталь от стали с латунным покрытием, но не латунь от бронзы.

Надёжный способ

Надёжно определить сплав можно двумя способами:

• Документ на металл. Марка металла указывается в сертификате или документе о качестве на партию металла. Для заказа детали этого достаточно.
• Химический анализ. Для медно-цинковых сплавов есть стандартные методы, в том числе спектральный анализ по ГОСТ 9716. Им пользуются, когда документа нет, а марка важна.

Много советов «как отличить по цвету и весу» пишут скупщики металлолома: для приёмки металлолома важна цена за килограмм металла, а не свойства материала. Для детали, которая будет работать, марку металла нужно знать точно.

Где применяются бронза и латунь: что выбрать для детали

Выбор металла идёт от назначения детали. Применение латуни и бронзы в стандартах описано прямо: таблица собрана по графам «пример применения» и «примерное назначение» из ГОСТ 15527-2004, 5017-2006 и 18175-78.

Короткое правило: латунь — для декоративных и листовых изделий, где нужны пластичность, полировка и вытяжка; бронза — для деталей, которые трутся, пружинят или работают в коррозионной среде. Области применения бронзы — узлы трения и агрессивные среды, поэтому бронзовые детали для изготовления втулок, вкладышей и шестерён — обычный выбор. Латунь выбирают там, где важен вид металла и штамповка. Плоские латунные и бронзовые изделия — пластины, шайбы, металлические таблички, накладки, декоративные элементы — удобно вырезать из листа металла лазером.

Мы режем в азоте, кромка выходит светлой: латунь Л63 и ЛС59-1 толщиной 1–6 мм, бронзу оловянную и безоловянную — до 5 мм.

Коротко

• Латунь — медно-цинковый сплав (ГОСТ 15527-2004). Бронза — медь с оловом, алюминием, кремнием, бериллием и другими элементами (ГОСТ 5017-2006, 18175-78).
• Латунь и бронза различаются главной добавкой в составе: цинк бывает и в бронзе, а свинец и олово — в латуни.
• В марке латуни цифра после Л — доля меди, в марке бронзы цифры относятся к добавкам.
• Отличить бронзу от латуни по весу и цвету не выйдет: алюминиевые бронзы легче латуни (7,5–7,7 против 8,4–8,8 г/см³) и тоже золотистые.
• Латунь берут там, где нужна пластичность и штамповка, бронзу — для трения, пружин и коррозионных сред. Оба — цветные металлы на медной основе, и медный сплав для детали выбирают по задаче, а марку металла лучше знать точно.