Что лучше — латунь или бронза: состав, основные характеристики и способы отличия металлов

Бронза и латунь относятся к сплавам, в составе которых находится медь. Металлы похожи по цвету, но при этом отличаются своими характеристиками. Чтобы лучше сориентироваться, когда лучше использовать бронзу, а когда латунь, надо ознакомиться с их свойствами, детально изучив химический состав. Далее в статье будет описано, как выглядят сплавы и чем отличается один от другого по цвету, весу, характеру излома.

Бронза — что это такое

Несмотря на то, что человек использует бронзу уже много тысячелетий, ее популярность не стала меньше. Сначала наши предки научились производить бронзы, в состав которых входили медь и олово. Назывались они «оловянными» или «колокольными», поскольку именно из них изготавливались колокола.

С ростом промышленного производства и развитием металлургии на смену олову пришли иные легирующие металлы: железо, свинец, алюминий, бериллий, кремний, фосфор. Такие бронзы стали называться «безоловянными». Обновление химического состава обусловило как изменение характеристик самого сплава, так и его цвета.

Латунь — что это такое

Латунь — тоже медный сплав, но с основным легирующим элементом цинком. Химические составы отдельных марок обогащены оловом, железом, свинцом, никелем, марганцем. Однако в процентном соотношении доля этих элементов незначительна и обусловлена единственной целью — придать готовым сплавам определенные характеристики.

Латунь, обладая красивым светло-золотистым цветом, долгое время использовалась для изготовления украшений и декоративных изделий. Сходство с благородным металлом было настолько поразительным, что дельцы зачастую выдавали латунные изделия за золотые. К счастью, промышленники вовремя обратили внимание на другие, не менее значимые характеристики этого сплава: отличные литейные свойства, устойчивость к истиранию, пластичность в сочетании с высоким коэффициентом твердости. Благодаря этому сегодня латунь — это не только красивый декор, но и детали, без которых не обходятся современные отрасли промышленности.

Интересно! Еще древние римляне научились работать с латунью, получая ценные сплавы путем смешения цинковой руды с расплавленной медью. Спустя сотни лет, в 1781 году, в Англии была разработана революционная для того времени технология производства, основанная на смешивании очищенного от примесей цинка с медью.

Критерии сравнения металлов

Для каждого металла таблицы Менделеева характерны свои уникальные свойства, определяющие его целесообразность в зависимости от конкретных задач. Понимание различий в этих свойствах и позволяет специалистам выбирать тот или иной материал для текущих проектов.

Состав

Как было сказано выше, в основе бронзы и латуни лежит один и тот же металл — это медь. Разница заключается в химическом составе и характеристиках, которыми обладают металлы. Именно эти отличия определяют и сферы применения данных сплавов.

Справка! Как бронза, так и латунь подразделяются на категории. Бронза может быть оловянной и безоловянной, а латунь — двухкомпонентной или многосоставной.

Внешний вид

Интересный вопрос, как отличить бронзу от латуни по внешнему виду. Хотя цвет — далеко не самый важный критерий, но благодаря ему часто удается определить, что за металл перед вами.

В зависимости от количества легирующих добавок оттенки варьируются от очень светлых к насыщенно-темным. В большинстве случаев латунь от бронзы отличается характерным для нее золотистым отливом. Отличия по цвету бронзы от латуни отображены на фото.

Вес

Поскольку бронза и латунь относятся к группе «металлы», то при их сравнении чаще всего используют воду как базовую линию для удельного веса. В ходе измерений было зафиксировано, что бронза является одним из самых тяжелых металлов с диапазоном плотности 7400–8900 кг/м3. Что касается латуни, в зависимости от химического состава ее удельный вес составляет 8400–8730 кг/м3.

Коррозийная стойкость

В отличие от латуни, даже в классическом элементном составе бронза отличается более высокой коррозионной стойкостью. Последствия контакта с соляными растворами для бронзовых основ практически незаметны. Но чтобы повысить коррозионную устойчивость латуни, в сплав необходимо ввести дополнительные легирующие элементы.

Важно! Бронза, в сравнении с латунью, обладает большей прочностью и устойчивостью к коррозии. Однако латунь, за счет незначительного количества примесей и одновременно повышенного содержания цинка, более пластична.

Электропроводность

Электрической проводимостью называют способность среды или физического тела проводить электрический ток. Несмотря на то, что оба сплава сделаны из меди, уступающей по электропроводности лишь серебру, из-за наличия других элементов эти характеристики невысоки. В итоге латунь всего лишь на 28% обладает такой же проводимостью, что и медь. А некоторые бронзы — от 10 до 95% аналогичного показателя меди.

Теплопроводность

Способность физических тел проводить тепловую энергию от более нагретых к менее нагретым частям с определенной скоростью важна для развития многих отраслей народного хозяйства. Теплопроводящие материалы широко используются при монтаже терморегистрирующих устройств: модулей охлаждения, термоиндикаторов, микроконтроллеров, усилителей шлейфовых проводов и пр.

Поскольку латунь отличается более высокой теплопроводностью, ее предпочтительнее использовать при устойчивых термических нагрузках.

Точка плавления

Оба сплава относятся к категории легкоплавких. В зависимости от химического состава температура плавления бронзы находится в диапазоне 315–1080 градусов, а латуни — 810–1030. Специфические свойства латуни и бронзы принимаются во внимание при изготовлении фасонных оболочек изделий. Первая предпочтительнее для декоративных, а вторая — для более прочных проектов.

Твердость

Этот термин обозначает способность материала сопротивляться различным видам деформациям при внедрении в него более твердого тела. По шкале твердости Бринелля бронза получает от 40 до 420 баллов, а латунь — от 55 до 73. Поскольку бронза более хрупкая, работать с ней гораздо сложнее. И наоборот: латунь — более твердый и легкий в обработке материал.

Долговечность

Способность материалов к длительному сроку эксплуатации является важным фактором для любого проекта. В этом контексте латунь предпочтительнее бронзы. Не зря за свою высокую износостойкость этот сплав стали называть «вечный металл».

Обрабатываемость

Так называется способность материала выдерживать все виды механической обработки: фрезерование, штамповку, токарную нарезку и пр. При этом на тип механической обработки значительное влияние оказывает индикатор обрабатываемости каждого металла. Он рассчитывается методом сравнения исходного материала с эталоном, имеющим показатель 100%.

У бронзы и латуни он ниже 100: в зависимости от химического состава и типа обработки — от 20 до 90. В целом у латуни данные показатели выше.

Формуемость

Латунные сплавы намного податливей, нежели бронзовые. Это качество является определяющим в выборе материала для изготовления ювелирных украшений и декоративных изделий. С точки зрения формовки, резки и опиливания работать с латунью намного легче

Свариваемость

Для сварки более пригодна латунь. Ее сплавы с содержанием цинка до 20% являются хорошо свариваемыми, от 20% или выше характеризуются удовлетворительной свариваемостью. В то время как литые латунные изделия имеют довольно слабые характеристики.

Что касается бронзовых сплавов, они часто растрескиваются под нагрузкой, поэтому коэффициент свариваемости у них неудовлетворительный. С другой стороны, свинцово-фосфорные бронзы успешно обрабатываются методом автоматической дуговой сварки — SMAW.

Предел текучести

Согласно определению, это максимальное напряжение, при котором металл будет поддаваться деформации. При сравнении аналогичных механических характеристик у латуни предела текучести находится в диапазоне 35–680 мПа, у бронзы аналогичный показатель составляет 69–800 мПа. И даже несмотря на сравнительно невысокую текучесть, бронза успешно применяется для получения сложных отливок, в том числе изделий художественное литье.

Прочность на растяжение

Этот показатель определяет, какое максимальное напряжение может выдержать металл. Оба сплава показывают довольно высокий коэффициент прочности на растяжение. Так, для бронз прочность на растяжение в PSI составляет: 35 000 — для оловянных, 47 000–140 000 — для фосфористых, 8000–147 000 — для алюминиевых. Для латуни характерны цифры от 18 000–150 000.

Учитывая эти характеристики, многие отрасли промышленности могут использовать данные сплавы для различных целей.

Прочность на сдвиг

Этот параметр иногда называют «поперечной нагрузкой», то есть деформация металла происходит при сдвиге. В этой категории бронза ненамного уступает латуни. Показатели соответственно: 35 000–47 000 против 35 000–48 000 фунтов на квадратный дюйм.

Цена

Стоимость сплавов на современном рынке находится примерно на одном уровне. При анализе среднерыночной цены учитывается:

количество чистой меди в сплаве;
качественное содержание примесей (наличие цветных металлов: цинка, латуни, олова и т. д.);
физико-технические свойства и механические характеристики сплавов;
повышенный спрос на латунь за счет востребованности в производстве аксессуаров, сантехники, трубопрокатных изделий и пр.;
художественная ценность (если изделие сдается в ломбард не как лом, а в как самостоятельная единица).

Область применения

Ввиду того, что бронза обладает лучшими прочностными и антифрикционными характеристиками, расширяется и сфера применения бронзовых сплавов. Из того металла изготавливают не только долговечные декоративные изделия, но и важные детали для различных отраслей промышленности. Что касается латуни, она чаще используется в производстве высокоустойчивых биметаллических компонентов, индифферентных к коррозионным процессам.

Как отличить бронзу от латуни в домашних условиях

Для идентификации данных сплавов в домашних условиях можно прибегнуть к ниже перечисленным способам. В любом случае это обойдется гораздо дешевле, нежели лабораторные исследования.

Нагревание

Метод, предполагающий наличие газовой горелки, с помощью которой достигаются высокие температуры — до 600оС. Опыты следует проводить в защищенном помещении — гараже или мастерской. Подержав изделие над огнем, можно констатировать: внешний вид бронзовой заготовки не изменится. Тогда как поверхность латунной потемнеет.

Использование магнита

Некоторые бронзовые сплавы с железом и никелем в составе слегка магнитятся. Однако для проверки лучше взять специальный мощный магнит — неодимовый. Латунь же, наоборот, отличается своими антимагнитными свойствами.

Химическая обработка

Иногда проверку осуществляют, прибегая к помощи химических реактивов. Этот способ является более эффективным и точным. Ход работ следующий:

Чтобы не повредить основной металл, стружку аккуратно снимают ножовкой.
В равных пропорциях смешивают воду с азотной кислотой.
Стружку ссыпают в жаростойкую посуду и заливают кислотным раствором.
После полного растворения тару ставят на огонь, содержимое доводят до кипения и держат на огне в течение получаса.
Появление осадка белого цвета свидетельствует о наличии бронзы.

Совет! Вместо кислоты можно воспользоваться высококонцентрированным раствором соли. Бронзовая стружка не изменит своего внешнего вида, а латунная потемнеет.

Сварочный аппарат

Отличить латунь от бронзы не составит особого труда, если под рукой найдется сварочный аппарат. Цинк после сварки латунного сплава выгорает, а на поверхности заготовки остается характерный белесый налет. И даже в ходе сварочных работ можно наблюдать выделение белого дыма. Зато при сварке бронзы не будет видно ни белого дыма, ни пепельно-белого налета.

Сверление

Роль сварочного аппарата может выполнить электрическая дрель, которая имеется в каждом хозяйстве. При сверлении латунных изделий образуется упругая спиралеобразная стружка. Аналогичные действия с бронзовыми заготовками позволяют получать более мелкую и ломкую стружку. Это связано с тем, что бронза менее пластичная, нежели латунь.

Определение по характеру излома

Очень часто металлы различаются в ходе детального осмотра места излома. Более прочную бронзу не так уж легко деформировать — надо приложить усилия, использовав резательное оборудование.

Если излом выглядит как гладкий участок с мелкозернистой структурой белесого или светло-желтого оттенка — это изделие из латуни. Если дополнительно поскоблить поверхность ножом, получится легкая сыпучая пыль. Бронза же отламывается целыми кусками и имеет крупнозернистый излом красноватого оттенка.

Определение по весу

Многие профессионалы утверждают, что разница между сплавами чувствуется моментально. Нужно лишь сравнить изделия по весу. Поскольку свинец и олово — металлы довольно тяжелые, то изделия из бронзы будут немного увесистее латунных.

Важно! Поскольку на массу изделия влияет плотность соединений, использовать вес как четкий критерий не всегда уместно. Например, бронза с низким содержанием олова будет легче своего латунного аналога.

Определение по звуку

Если ударить по латуни молотком, получится звонкий, высокочастотный звук. А вот у бронзы он более приглушенный, низкочастотный.

Какой металл лучше выбрать

Несмотря на то, что бронза считается более прочным материалом, латунь имеет свои преимущества:

Благодаря высокой пластичности сплав с успехом применяется в строительно-магистральной отрасли, кораблестроении, ювелирной сфере.
Работать с латунью легко, просто и максимально эффективно, так как она хорошо поддается механической обработке и литью.
По значимости латунь уступает лишь золоту и серебру, поэтому пригодна для создания украшений и элементов изысканного декора.
Металл годами не теряет свой первоначальный презентабельный вид.

Умение отличать медьсодержащие сплавы важно тем, кто практикует сбор цветных металлов. Чтобы распознать бронзу от латуни при сдаче изделий, не потеряв в деньгах, надо понимать разницу между этими металлами. Как это сделать, было рассмотрено в выше в статье.