Tipos de latón explicados: familias Alpha, Alpha{0}}Beta y Beta Brass

Por qué el latón no es un solo material

El latón es una aleación de cobre-zinc, pero el contenido de cobre cambia la estructura cristalina, y la estructura cambia todo lo demás: resistencia, ductilidad, si la aleación se puede formar en frío o debe trabajarse en caliente, cómo se mecaniza y cómo se comporta en el agua. Por lo tanto, cualquier discusión sobre los tipos de latón comienza con el diagrama de fases y no con el nombre del producto.

Del diagrama se desprenden dos hechos prácticos. En primer lugar, cuanto mayor sea el contenido de cobre, más dúctil y resistente a la corrosión será la aleación, y más cara será. En segundo lugar, a medida que aumenta el zinc, la aleación se vuelve más fuerte y dura, más fácil de trabajar en caliente y de mecanizar, y más susceptible a la descincificación en aguas que contienen cloruro-. Casi todas las decisiones entre calidades de latón son un intercambio entre esas dos direcciones, moderado por pequeñas adiciones como estaño, aluminio, arsénico, plomo o silicio.

Las tres familias estructurales

Los latones Alpha son grados de embutición profunda y de embutición-tubo. Se endurecen rápidamente cuando se trabajan en frío, por lo que se suministran en una variedad de estados de ánimo y se recocen entre operaciones de conformado. Los latones alfa-beta son grados de forja, extrusión y mecanizado, y cubren la mayor parte de la producción de válvulas, accesorios y sujetadores. Los latones beta son un grupo más reducido y se utilizan cuando el trabajo en caliente y la alta resistencia superan la ductilidad.

Composición de los Tipos Comerciales

El cuadro agrupa los grados más citados en el comercio de exportación por familia, con las designaciones que aparecen en los planos y órdenes de compra. Los límites de composición son los del estándar de aleación de cobre forjado aplicable, como la serie GB/T 5231 o las designaciones UNS correspondientes.

Las familias se superponen y los elementos de suma son los que separan grados que de otro modo serían similares. El estaño aumenta la resistencia al agua de mar y a la erosión, el aluminio forma una película protectora, el arsénico suprime la descincificación y el plomo mejora la maquinabilidad al tiempo que reduce la ductilidad y la resistencia a la corrosión.

Trabajabilidad y Procesamiento

Conformación en frío: los latón alfa, como el C26000 y la familia H62, se laminan, estiran, estampan y embutirán hasta lograr reducciones sustanciales. La ductilidad disminuye rápidamente con el trabajo en frío, por lo que se incluyen recocidos intermedios en el proceso.

Conformado en caliente: los grados alfa-beta se forjan y extruyen bien. La fase beta es dúctil a alta temperatura, razón por la cual los cuerpos de válvulas y accesorios se forjan en caliente a partir de estos grados.

Mecanizado: la máquina de calidades de corte-sin plomo al ritmo más alto de la familia. Cuando el plomo está restringido, se utilizan grados para cojinetes de bismuto o silicio, con una modesta penalización en la velocidad de mecanizado.

Unión: los latones se sueldan y sueldan fácilmente. La soldadura por fusión es difícil porque el zinc se volatiliza, por lo que normalmente se evitan las fabricaciones de latón soldado en favor de uniones soldadas o mecánicas.

Alivio de tensiones: cualquier latón que haya sido trabajado intensamente en frío y cualquier pieza de latón destinada a servicios húmedos o amoniacales debe aliviarse para eliminar la tensión residual que provoca el agrietamiento estacional.

Comportamiento de la corrosión por tipo

El contenido de cobre establece la base de resistencia a la corrosión, y las adiciones menores deciden los modos de falla específicos contra los cuales se debe diseñar.

Descincificación: ataque característico de los latones con alto contenido de zinc-en agua que contiene cloruro-, en el que el zinc se elimina selectivamente y la aleación se vuelve porosa. Las adiciones de arsénico, antimonio o fósforo lo inhiben en los latones alfa utilizados para tubos.

Fisuración por corrosión bajo tensión: promovida por tensiones residuales y por amoníaco o aminas. El alivio de tensiones después del conformado es la contramedida estándar.

Impacto y erosión: acelerados por la alta velocidad del agua y el aire arrastrado. El estaño en calidad naval y de almirantazgo y el aluminio en latón de aluminio mejoran la resistencia.

Ataque selectivo en agua agresiva: los grados bajos-de cobre y altos-zinc no son adecuados para un servicio prolongado; Se deben seleccionar los tipos de cobre más altos o una aleación de cobre-níquel.

Para el servicio de agua potable y contacto con alimentos, la elección del grado también debe satisfacer los requisitos nacionales aplicables, lo que en la práctica significa una aleación sin plomo-o con bajo-plomo en lugar de un grado de corte convencional sin plomo-.

Aplicaciones por tipo

Cómo seleccionar un tipo de latón

Comience con el proceso, no con el nombre del producto: puntos de conformado en frío hasta un grado alfa, forjado en caliente hasta un grado alfa-beta y mecanizado pesado hasta un grado de mecanizado con plomo o sin plomo-.

Luego defina el entorno: agua dulce, agua de mar, amoníaco, contacto con alimentos o servicio interior seco descartan un grupo diferente de aleaciones.

Luego arregle el estado de entrega, porque todos los requisitos mecánicos de un latón se cotizan por estado y no solo por grado.

Finalmente confirme la designación estándar en el certificado, ya que nombres comerciales como latón 58 o latón 62 no definen la composición.

Preguntas frecuentes

P: ¿Cuál es la diferencia entre latón alfa y alfa-beta?
El latón alfa es una aleación monofásica con más de un 64 % de cobre y tiene excelentes propiedades de trabajo en frío, lo que se adapta al embutición, estampado y conformado profundo. El latón alfa-beta tiene entre un 55 y un 63 % de cobre y una estructura de dos fases, lo que lo hace más fuerte y mejor para el forjado y el mecanizado en caliente, pero menos adecuado para el conformado en frío severo.

P: ¿Qué tipo de latón tiene la mejor resistencia a la corrosión?
La resistencia a la corrosión generalmente aumenta con el contenido de cobre, por lo que los latones alfa utilizados para los tubos son los más resistentes de los latones simples. Cuando se trata de agua de mar, se seleccionan latón naval que contiene estaño y latón de almirantazgo y aluminio que contienen arsénico, y en condiciones severas una aleación de cobre-níquel reemplaza al latón por completo.

P: ¿Por qué se agrega plomo a algunos metales?
El plomo actúa como rompevirutas y lubricante, por lo que aumenta sustancialmente la velocidad de mecanizado y mejora el acabado superficial. También reduce la ductilidad y la resistencia a la corrosión, y su uso está restringido en aplicaciones en contacto con agua potable y alimentos, razón por la cual se han desarrollado latón para mecanizado sin plomo-que contienen bismuto o silicio.

P: ¿Para qué se utiliza el latón naval?
El latón naval contiene aproximadamente un 60 % de cobre con una adición de estaño de aproximadamente un 0,5-1,0 %. El estaño mejora la resistencia al agua de mar y a la erosión, por lo que este grado se utiliza para hardware marino, componentes de ejes de hélice, placas de tubos de condensadores y otras piezas expuestas al flujo de agua de mar.

P: ¿Se puede soldar latón?
Los latones son difíciles de soldar por fusión porque el zinc se volatiliza en el baño de soldadura y provoca porosidad. La soldadura fuerte y la soldadura fuerte son los métodos de unión estándar, y cuando la soldadura es esencial, se elige un latón con silicio o aluminio con mejor soldabilidad en lugar de un simple grado alfa-beta.

P: ¿Cómo especifico latón correctamente en una orden de compra?
Indique la designación de la aleación junto con el estándar, el estado de entrega, las dimensiones y la forma. Cuando exista corrosión o contacto con alimentos, agregue el entorno de servicio, de modo que se suministre la familia de grados correcta en lugar de un grado más barato que esté en stock.