Пример выполнения контрольной работы. Вопрос 1 Вычертите диаграмму состояния «железо-карбид железа (цементит)», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы

Вопрос 1 Вычертите диаграмму состояния «железо-карбид железа (цементит)», укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, подробно опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 20 до 1600 ^оС (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,4 % углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

Выберите для заданного сплава любую температуру в двухфазной области, определите химический состав фаз, находящихся в равновесии и их количественное соотношение.

 

Ответ

Превращения, протекающие в сталях в равновесном состоянии, описываются диаграммой состояния «железо-карбид железа (цементит)», представленной на рисунке В.1.

 

 

Рисунок В.1Диаграмма состояния «железо-карбид железа»

 

При охлаждении сплава от точки 1 до точки 2 (исключительно) превращений не происходит. Начало кристаллизации сплава происходит в точке 2, лежащей на линии ликвидус, при этом в жидком растворе появляются кристаллы аустенита. При последующем понижении температуры (от точки 2 до точки 3) происходит выделение кристаллов аустенита переменного состава. Состав кристаллов аустенита определяется линией солидус. Особенность первичной кристаллизации заключается в том, что она заканчивается эвтектическим превращением при 1147 ^оС (точка 3), когда жидкость концентрацией 4,3 % С образует две твердые фазы – аустенит (2,14 % С) и цементит (6,67 % С). Эта эвтектическая смесь зерен аустенита и цементита называется ледебуритом. После окончания первичной кристаллизации структура сплава состоит из первичных кристаллов аустенита и ледебурита. Наличие ледебурита делает сплав нековким, но обладающим высокими литейными свойствами.

При дальнейшем снижении температуры уменьшается растворимость углерода в аустените, и углерод выделяется из аустенита в виде вторичного цементита. Концентрация углерода в аустените изменяется в соответствии с положением линии ES (от 2,14 до 0,8 %). Структура сплава состоит из перлита, ледебурита и вторичного цементита.

При достижении температуры точки 4 аустенит претерпевает перлитное превращение.

Таким образом, при температуре ниже точки 4, ледебурит представляет собой смесь перлита и цементита.

При построении кривой охлаждения используем правило фаз.

На кривой охлаждения сплава отрезок 1−2 соответствует охлаждению жидкости, отрезок 2−3 − кристаллизации, а отрезок 3−5 − охлаждению твердого тела. Кристаллизация начинается в точке 2 (точка ликвидус) и протекает при переменной температуре, что согласуется с правилом фаз, так как число степеней свободы системы в этом случае равняется единице. В данном случае компонентов два (железо и углерод), число фаз равняется двум (жидкость и кристаллы аустенита) и, следовательно:

 

C₂ = k – f + 1=2 – 2 + 1 = 1.

 

где С − число степеней свободы;

k – количество компонентов;

f – число фаз.

В точке 3 из оставшейся жидкости образуется ледебурит - эвтектическая смесь кристаллов аустенита и цементита. В данном случае компонентов два (железо и углерод), число фаз равняется трем (жидкость, кристаллы аустенита и цементита) и, следовательно:

 

C₃ = k – f + 1=2 –3+ 1 = 0.

 

Одновременная кристаллизация аустенита и цементита должна протекать при постоянной температуре (отрезок 3−3^׳), так как число степеней свободы равно нулю. Точка 3^׳, соответствующая концу кристаллизации, называется точкой солидус. Отрезок 3^׳−4 соответствует охлаждению закристаллизовавшегося сплава, состоящего из аустенита, вторичного цементита и ледебурита (эвтектическая смесь аустенита и цементита), и, соответственно, число степеней свободы в этом интервале температур равно

 

C₃^׳ = k – f + 1=2 – 2 + 1 = 1.

 

В точке 4 (727 ^оС) начинается эвтектоидное превращение, при котором аустенит превращается в перлит (механическую смесь феррита и цементита). В этом случае компонентов два (железо и углерод), число фаз равняется трем (аустенит, феррит и цементит) и, следовательно, число степеней свободы при этой температуре равно

 

C₄ = k – f + 1=2 –3+ 1 = 0.

 

Так как число степеней свободы равно нулю, то образование перлита (отрезок 4−4^׳) должно протекать при постоянной температуре. На отрезке 4^׳−5 охлаждается сплав, состоящий из кристаллов перлита, ледебурита и вторичного цементита.

Структура сплава при комнатной температуре состоит из смеси перлита, ледебурита и вторичного цементита. Сплав называется доэвтектическим чугуном.

Концентрация и количество фаз у сплава, лежащего между линиями солидус и ликвидус, определяются правилом отрезков. Так, заданный сплав в точке К состоит из жидкой и твердой фаз. Состав жидкой фазы определится проекцией точки l, лежащей на линии ликвидус (3,8 % C), а состав твердой фазы – проекцией точки s (1,7 % C), лежащей на линии солидус. Количество жидкой и твердой фаз определяется из следующих соотношений длин отрезков: количество жидкой фазы sk/sl (1,7/2,1=81 %), количество твердой фазы kl/sl (0,4/2,1=19 %).

 

Вопрос 2 Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали 80, нанесите на нее две кривые изотермической обработки, обеспечивающие получение твердости НВ 180 и НВ 550. Укажите, как эти режимы называются, какие получаются структуры, с применением диаграммы состояния «Fe-Fe₃C» опишите сущность превращений.

 

Ответ

Диаграмма изотермического распада аустенита (рисунок В.2) строится в координатах «температура - время»; в этих же координатах изображаются и кривые охлаждения.

Процессы распада переохлажденного аустенита подразделяются на два типа: диффузионные (перлитное, бейнитное); бездиффузионнные (мартенситное).

Перлитное превращение эвтектоидной стали 80 происходит в интервале температур от точки А₁ до точки М_н (начала мартенситного превращения).

Для получения структуры, обеспечивающей твердость НВ180, необходимо создать малую степень переохлаждения аустенита. В этом случае образуется крупнозернистая смесь феррита и цементита, называемая перлитом. Верхняя кривая охлаждения, изображенная на рисунке В.2 соответствует процессу изотермического отжига и обеспечивает получение перлита с твердостью 150−200HB.

 

Рисунок В.2 Диаграмма изотермического распада аустенита стали 80

 

При высоких температурах превращение развивается медленно, продолжительность инкубационного периода и времени превращения (отрезок 1−2) велики. Перлитное превращение переохлажденного аустенита носит кристаллизационный характер и по своему механизму является диффузионным. Аустенит, практически однородный по концентрации углерода, распадается с образованием феррита и цементита, содержащего 6,67 % С, т. е. смеси фаз, имеющих резко различную концентрацию углерода. Ведущей фазой при этом является цементит. Его зародыши образуются на границе зерна аустенита, где легко возникают флуктуации углерода, необходимые для образования цементита. Рост зародыша цементита идет за счет диффузии углерода из прилегающих объемов аустенита. Это приводит к обеднению углеродом аустенита, окружающего образовавшуюся цементитную пластинку, и способствует превращению его в феррит. Рядом с цементитом образуется пластинка феррита. Одновременно происходит рост пластинок феррита и цементита. Повторение этого процесса приводит к образованию перлитного зерна.

Образуемый в сталях перлит может быть двух типов: пластинчатый или зернистый. После нагрева до высоких температур (выше точки А₃ ) аустенит всегда превращается в пластинчатый перлит. Неоднородный аустенит (в интервале температур А₁−A₃) превращается при охлаждении в зернистый перлит (так как нерастворенные частицы феррита или цементита являются центрами кристаллизации). В связи с тем, что в стали 80 этих центров кристаллизации нет, то всегда образуется пластинчатый перлит.

Для образования структуры, обеспечивающей твердость НВ550, необходимо создать высокую степень переохлаждения аустенита. При пониженных температурах возрастает дисперсность структур и их твердость.

В интервале температур 550 ^оC (точка перегиба С-образных кривых) − точка М_н (начала мартенситного превращения) происходит бейнитное превращение. Оно имеет черты перлитного и мартенситного превращения. Его отличительной особенностью является то обстоятельство, что при этих температурах отсутствует диффузия железа, но протекает диффузия углерода.

В аустените, переохлажденном до соответствующих температур, происходит диффузионное перераспределение углерода и образуются участки, обогащенные и обедненные углеродом. Участки аустенита, обедненные углеродом, претерпевают мартенситное превращение (так как у них температура М_н =300-380 ^оC выше температуры изотермической выдержки). Образовавшийся мартенсит при температурах изотермической выдержки неустойчив и распадается на смесь феррита и цементита (аналогично третьему превращению при отпуске).

Из участков аустенита, обогащенных углеродом, выделяются частички цементита, а затем аустенит, обедненный углеродом, также превращается в мартенсит. Таким образом, в результате бейнитного превращения образуется структура, состоящая из смеси мартенсита и цементита (игольчатый троостит).

Различают верхний и нижний бейнит. Первый образуется в верхнем интервале температур промежуточного превращения и имеет перистое строение, напоминающее перлит, так как цементитные пластинки располагаются между пластинками мартенсита. Второй имеет характерное игольчатое (мартенситное) строение, в связи с тем, что пластинки цементита располагаются внутри пластины мартенсита. Отличие в структуре связано с тем, что в верхнем бейните диффузия идет быстрее и цементит выделяется из аустенита, а в нижнем – из мартенсита.

Режим термообработки, обеспечивающий получение в стали 80 структуры нижний бейнит с твердостью 550HB, называется изотермической закалкой.

 

Вопрос 3 Для стали 40 укажите химический состав и определите группу стали по назначению, укажите типовые изделия, изготавливаемые из нее. С помощью диаграммы «железо-карбид железа» определите температуры нормализации, полного и неполного отжига для заданной стали. Опишите фазовые превращения, микроструктуру и свойства после каждого вида обработки.

Сталь заданной марки подвергалась закалке от температур 750 и 860 ^оС. Опишите превращения, происходящие при данных режимах закалки. Укажите, какие образуются структуры, и объясните причины получения разных структур. Какой режим закалки для заданной стали следует рекомендовать?

Если изделия после правильно выполненной закалки имеют твердость более низкую, чем предусмотрено техническими условиями, то чем вызван этот дефект и как можно его исправить?

 

 

Ответ

Сталь 40 является среднеуглеродистой (улучшаемой) качественной конструкционной сталью. Содержит: 0,37−0,45 % С; 0,17−0,37 % Si; 0,50−0,80 % Mn; по 0,04 % P и S, по 0,25 % Cr и Ni.

Среднеуглеродистые стали применяются после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения (коленчатые и распределительные валы, шатуны, шестерни, шпиндели, фрикционные диски, штоки, траверсы, плунжеры и т. д.). Эти стали в нормализованном состоянии по сравнению с низкоуглеродистыми имеют более высокую прочность при более низкой пластичности. Стали хорошо обрабатываются резанием. После улучшения сталь 40 имеет высокие механические свойства: предел прочности при растяжении 600−700 МПа. Прокаливаемость этой стали невелика. Критический диаметр при закалке в воде не превышает 10−12 мм. Поэтому ее следует применять для небольших деталей или не требующих сквозной прокаливаемости. Сталь 40 часто применяется для шестерен, валов, работающих в подшипниках скольжения при средней окружной скорости, и других деталей, требующих высокой поверхностной твердости и упрочняемых поверхностной закалкой при индукционном нагреве. Сталь 40 применяют также в виде калиброванной холоднотянутой стали точных размеров. В результате наклепа повышается прочность (при снижении пластичности). Использование калиброванной холоднотянутой стали во многих случаях позволяет устранить трудоемкие операции механической обработки (обточку на токарных станках осей, болтов и т.д.).

Отжиг в промышленности обычно является подготовительной термической обработкой. Понижая прочность и твердость, отжиг улучшает обработку резанием. Измельчая зерно, снимая внутренние напряжения и уменьшая структурную неоднородность, отжиг способствует повышению пластичности и вязкости по сравнению с полученной после литья, ковки или прокатки. Поэтому отжиг в некоторых случаях, например для многих крупных отливок, является окончательной термической обработкой.

Полный отжиг относится к отжигу второго рода (фазовой перекристаллизации). Он заключается в нагреве доэвтектоидной стали на 30-50 °С выше температуры, соответствующей точке А_С3, выдержке при этой температуре для полного прогрева металла и последующем медленном охлаждении, что достигается охлаждением в печи. Вследствие медленного охлаждения сталь приближается к фазовому и структурному равновесию. Следовательно, после отжига среднеуглеродистой стали получаются структуры, указанные на диаграмме состояния железо-цементит: феррит + перлит. При этом отжиге протекает процесс полной перекристаллизации стали. Фазовая перекристаллизация, происходящая при отжиге, измельчает зерно и устраняет видманштеттовую структуру стали.

При нагреве до температуры выше точки А_С1 образуется аустенит. Аустенит образуется на границе раздела феррит-цементит, поэтому число зародышей велико и образующиеся зерна аустенита мелкие. В дальнейшем медленное охлаждение обеспечивает распад аустенита при малых степенях переохлаждения. Это позволяет избежать образования дисперсной феррито-цементитной смеси и свойственной ей высокой твердости. Полному отжигу подвергают отливки, поковки, прокат.

Неполный отжиг. Этот вид отжига отличается от полного тем, что сталь нагревают до более низкой температуры (немного выше точки А_С1). При нагреве под неполную закалку происходят следующие превращения: после превышения температуры точки Ас₁ перлит превращается в аустенит с содержанием углерода 0,8 % и избыточный феррит начинает растворяться в аустените.

Для доэвтектоидных сталей неполный отжиг применяют, чтобы снять внутренние напряжения и улучшить обрабатываемость резанием. Однако при неполном отжиге происходит только частичная перекристаллизация стали вследствие превращения перлита в аустенит. Избыточный феррит лишь частично переходит в твердый раствор, и значительная его часть не подвергается перекристаллизации. По этим причинам неполный отжиг доэвтектоидных сталей применяют, если горячая механическая обработка была выполнена правильно и не создала крупного зерна, в частности видманштеттовой структуры. Если предыдущая горячая механическая обработка производилась при слишком высоких температурах, то после неполного отпуска (в отличие от полного) в структуре может оставаться крупнозернистый феррит. Поэтому для стали 40 при наличии крупнозернистой структуры необходимо производить полный отжиг при температуре 860 ^оС.

После отжига получаются структуры, указанные на диаграмме состояния железо-цементит: феррит + перлит.

Отжиг нормализационный (нормализация). Нормализация заключается в нагреве доэвтектоидной стали до температуры, превышающей точку А_С3, непродолжительной выдержке для прогрева и завершения фазовых превращений и охлаждении на воздухе. Нормализация вызывает фазовую перекристаллизацию стали и, следовательно, устраняет крупнозернистую структуру, полученную при литье или прокатке (ковке, штамповке). Нормализация широко применяется для улучшения свойств стальных отливок. Ускоренное охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита при более низких температурах, что повышает дисперсность феррито-цементитной смеси и увеличивает количество перлита. Это повышает на 10−15 % прочность и твердость нормализованной стали по сравнению с отожженной и, кроме того, вследствие измельчения зерна улучшает ее вязкость. Назначение нормализации различно в зависимости от состава стали. Для среднеуглеродистой стали нормализацию применяют вместо закалки и высокого отпуска. Механические свойства будут ниже, но операция нормализации проще и дает меньшую деформацию изделий по сравнению с получаемой при закалке.

Если сталь 40 подвергалась закалке от температур 750 и 860 ^оС, то это соответственно неполная и полная закалки.

Полной закалкой называется нагрев до температуры на 30-50° С выше температуры, соответствующей точки Ас₃, (для доэвтектоидных сталей), выдержка для завершения фазовых превращений и последующее охлаждение со скоростью выше критической (для углеродистых сталей обычно в воде, а для легированных в масле или в других средах). Закалка не является окончательной термической обработкой. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства, сталь после закалки подвергают отпуску.

Среднеуглеродистую конструкционную сталь подвергают полной закалке и высокому отпуску для повышения прочности, твердости и получения достаточно высокой пластичности и вязкости. Доэвтектоидные стали надо нагревать до температуры на 30-50 °С выше точки Ас₃ (рисунок В.3). В этом случае сталь с исходной структурой перлит + феррит при нагреве получает аустенитную структуру, которая при последующем охлаждении со скоростью выше критической превратится в мартенсит. Такой нагрев обеспечивает мелкие зерна аустенита, а после охлаждения мелкоигольчатый мартенсит и вязкий, волокнистый излом.

 

Рисунок В.3 Оптимальный интервал закалочных температур углеродистой стали

 

В доэвтектоидной стали, нагретой выше точки Ас₁, но ниже точки Ас₃, (неполная закалка), после закалки наряду с мартенситом сохраняются участки феррита, не претерпевшие превращения в аустенит при нагреве. Присутствие феррита снижает твердость стали после закалки и ее механические свойства после отпуска. Структура стали после неплной закалки – мартенсит + феррит. Поэтому для доэвтектоидных сталей применяют полную закалку.

Если изделия после правильно выполненной закалки имеют твердость более низкую, чем предусмотрено техническими условиями, то это объясняется недогревом (низкая температура в печи, недостаточная выдержка при правильной температуре в печи). В этом случае мартенсит не обладает достаточной твердостью (не содержит достаточно углерода).

Повышение температуры печи или увеличение выдержки устраняет пониженную твердость закаленных деталей.

Иногда появляются мягкие пятна из-за неоднородности исходной структуры, например скоплений феррита. В этих местах при нагреве до температуры закалки может сохраниться феррит или получиться аустенит с недостаточной концентрацией углерода. В этих местах даже при правильно проведенной закалке твердость недостаточная. Предварительная термическая обработка (нормализация), создающая более однородную структуру, устраняет этот дефект.

Иногда причиной снижения твердости является обезуглероживание поверхности. Обезуглероживание поверхности часто происходит при нагреве в пламенных или электрических печах без контролируемой атмосферы. Поэтому дают припуск на шлифование, что удорожает и усложняет технологию изготовления термически обрабатываемых деталей. Контролируемая искусственная атмосфера в термических печах является радикальным способом устранения или уменьшения этого дефекта.

 

Вопрос 4 Для стали 11ХФ укажите химический состав и определите группу стали по назначению, укажите типовые изделия, изготавливаемые из нее.

Назначьте и обоснуйте вид и температуру закалки, охлаждающую среду, вид и температуру отпуска, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки этой стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после различных этапов термообработки.

 

Ответ.

Состав стали: 1,10 % углерода, до 1 % хрома, 0,15-0,30 % ванадия. По назначению сталь относится к инструментальным сталям. Типовые изделия, изготавливаемые из этой стали: режущий инструмент, не подвергаемый нагреву выше 200 °С (типа метчиков). Режим термической обработки: неполная закалка от температуры – 800...820 °С. Твердость после термической обработки НRС 62...64.

Выбранный режим термической обработки диктуется условиями работы и требуемыми свойствами инструмента. В процессе резания режущая часть инструмента внедряется в обрабатываемую деталь и отрывает частицы материала в виде стружки. Для выполнения такой работы инструмент должен обладать высокой твердостью, превышающей твердость обрабатываемого инструмента. В процессе работы режущая часть инструмента все время соприкасается со снимаемой стружкой. Поэтому сталь должна иметь высокую износостойкость. Твердость стали зависит от содержания углерода в стали (в мартенсите). Содержание углерода в стали 1,1 % обеспечит требуемую твердость при закалке.

Наличие в структуре карбидов препятствует росту зерна и получению мелкоигольчатой мартенситной структуры при охлаждении.

В процессе резания метчики не разогреваются выше 100...150 °С, высокая твердость по всему сечению не требуется, поэтому сталь 11ХФ пригодна для их изготовления. Наличие хрома и ванадия в стали позволяет при закалкеохлаждать метчики в масле, что уменьшает их деформацию и коробление.

Мартенсит закалки обладает высокой твердостью и прочностью,но хрупок. Для устранения внутренних напряжений, возникающих при закалке, и получения требуемых механических свойств сталь подвергают низкому отпуску. При этом мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и незначительно улучшается вязкость стали без заметного снижения твердости.

Типовая термообработка этой стали: неполная закалка и низкий отпуск.

Структура после закалки – мартенсит + цементит вторичный + аустенит остаточный. Структура после отпуска – мартенсит отпущенный + цементит вторичный. В процессе низкого отпуска за счет диффузии углерода происходят первое и второе превращения.

При первом превращении из мартенсита закалки выделяется большая часть углерода (остается 0,2−0,4 % С), что приводит к снижению степени тетрагональности его кристаллической решетки и уменьшению внутренних напряжений.

При втором превращении из аустенита остаточного выделяется большая часть углерода, что приводит к повышению температур начала и конца мартенситного превращения и к завершению мартенситного превращения в процессе охлаждения до температуры окружающей среды.

Легирующие элементы, присутствующие в стали, оказывают существенное влияние на процессы, протекающие при термической обработке. Хром и ванадий предотвращает рост зерна аустенита при нагреве, что способствует более глубокой прокаливаемости. Наличие легирующих элементов позволяет при закалке охлаждать метчики в масле, что уменьшает деформацию и коробление.

При отпуске легирующие элементы замедляют процесс распада мартенсита, сохраняя более высокую твердость стали.

 

Вопрос 5 Для сплава Л68 определите химический состав и группу сплава по назначению, укажите типовые изделия, изготавливаемые из него. Опишите требования, предъявляемые к сплавам этой группы, типовую термическую обработку для данного сплава, фазовые и структурные изменения на всех этапах термической обработки, основные свойства.

 

Ответ

Сплавы меди с цинком относятся к числу машиностроительных материалов с высокими механическими и технологическими характеристиками. Диаграмма состояния таких сплавов приведена на рисунке В.4. При содержании в сплаве до 39 % цинка образуется твердый α-раствор, придающий пластичность и обусловливающий обрабатываемость сплава давлением. При температурах 454...468 °С в системе образуется β-фаза, представляющая собой неупорядоченный твердый раствор цинка в меди. При понижении температуры образуется β΄-фаза упорядоченного твердого раствора, что вызывает уменьшение пластичности сплава. Свойства латуней определяются типом преобладающей фазы, размером и формой зерна, наличием примесей и легирующих элементов.

Рисунок В.4 Диаграмма состояния системы Сu-Zn

 

Практическое применение находят латуни, содержащие до 45 % цинка. В зависимости от его содержания при невысоких температурах латуни могут состоять из α- и α+β'-фаз (см. рисунок В.4). При повышении температуры в сплаве существуют β и α+β-фазы. Для улучшения структуры латуни модифицируют введения в расплав добавок, образующих тугоплавкие соединения, которые образуют центры кристаллизации. Существуют модификаторы, замедляющие рост кристаллов. Для модифицирования латуней используют ванадий, ванадий и бор, титан и бор.

Примеси изменяют некоторые свойства латуней. Железо заметно повышает механические и технологические характеристики этих сплавов, свинец ухудшает пластичность. Примеси сурьмы и серы обусловливают разрушение сплава при механической обработке, примеси фосфора – повышение твердости и резкое снижение пластичности. Алюминий, марганец, кремний в виде примесей не оказывают заметного влияния на свойства латуней.

Максимальной пластичностью обладает латунь, содержащая 32 % Zn, а максимальной прочностью – латунь, содержащая 45 % Zn. Латуни, структура которых состоит только из α-раствора, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии. Латуни, имеющие двухфазную структуру (α+β), обладают повышенной твердостью, хорошо обрабатываются в горячем состоянии, но в холодном состоянии пластичность их очень мала.

Температуры начала и конца кристаллизации латуней лежат близко друг от друга. Этим объясняется особенность литейных свойств латуней – малая склонность к ликвации, хорошая жидкотекучесть, склонность к образованию концентрированной усадочной раковины. Обработка латуней давлением имеет ряд особенностей.

Твердый β'-раствор латуней при температуре выше 500°С обладает большей пластичностью и меньшей прочностью, чем α-латуни, в то время как при комнатной температуре прочность их выше, чем у α-латуней. В связи с этим для прокатки в горячем состоянии наиболее пригодны латуни, структура которых состоит из β-раствора или α+β-раствора.

При обработке давлением в холодном состоянии латуни получают значительный наклеп и для снятия напряжений их подвергают отжигу. На свойства латуней самым решающим образом влияет величина зерна. Свойства латуней и величина зерна находятся в зависимости от температуры и продолжительности отжига, а также от степени предшествующей деформации. Для получения мелкого зерна в α-латунях требуется температура отжига в пределах 360-450 °С.

В интервале температур 200-600 °С у латуней появляется хрупкость, связанная с образованием примесей свинца, сурьмы и висмута хрупких межкристаллитных прослоек. С повышением температуры эти прослойки растворяются и пластичность латуней резко возрастает.

Атмосферные условия, сухой пар, пресная и морская вода, сухие газы, уксусная кислота, сухой четыреххлористый углерод, фторированные органические соединения, хлористый метил и бромозамещенные соединения при отсутствии влаги не вызывают заметной коррозии латуни. Сильную коррозию латуней вызывают рудничные воды, растворы йодистых солей, окисляющие растворы, азотная, соляная, фосфорная и жирные кислоты, серный ангидрид, сероводород, растворы едких щелочей, растворы аммиака. Скорость коррозии резко возрастает при повышении температуры в морской и пресной воде, в уксусной кислоте, растворах едких щелочей и других средах. Значительно возрастает скорость коррозии латуней в газах с повышением их влажности. Большой ущерб промышленности наносится обесцинкованием и коррозионным растрескиванием латуней, которое происходит при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих напряжений. Склонность латуней к коррозионному растрескиванию возрастает с повышением содержания цинка и с увеличением до известного предела растягивающих напряжений. В латунях с высоким содержанием цинка коррозионное растрескивание наблюдается относительно редко, если внутренние напряжения менее 60 МПа. Коррозионное растрескивание нагартованной латуни может наблюдаться и при лежании во влажной атмосфере. Этот вид коррозии в сильной степени зависит от влажности атмосферы и проявляется во все времена года не одинаково интенсивно, поэтому ее иногда называют «сезонным растрескиванием».

Сплав рекомендуется для изготовления листов, лент, полос, труб, прутков, проволоки с пределом прочности не менее 620 МПа и относительным удлинением не менее 2,5 %.

Легирование латуней железом, алюминием, никелем, оловом, марганцем, свинцом и другими элементами позволяет регулировать эксплуатационные свойства сплавов. Легирование латуней способствует увеличению их прочностных характеристик, но уменьшению пластичности. Для повышения коррозионной стойкости в состав латуней вводят алюминий, цинк, кремний, марганец, никель. Обрабатываемость резанием и антифрикционные свойства латуней улучшаются при легировании их свинцом.