Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Медные сплавы подразделяются на латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы.

Латуни

Латунями (ГОСТ 15527—70 и ГОСТ 17711—93) называют двойные и многокомпонентные (добавки Al, Sn, Fe, Mn, Ni, Si, Pb и др. элементы в сумме до 10 %) сплавы на основе меди, в которых главной добавкой является цинк, причем содержание цинка может меняться от 0 до 49 %.

По химическому составу латуни подразделяются на двойные (простые) и многокомпонентные (специальные), а по структуре - на одно- и многофазные. Простые латуни легируются только одним ком­понентом - цинком.

Медь с цинком образует твердый раствор с предельной кон­центрацией цинка 39 %.

Содержание в латунях цинка во многом определяет величину их механических свойств. Пока латунь имеет структуру α-твердого раствора, увеличение содержания цинка вызывает повыше­ние ее прочности и пластичности. Появление (≈30 % Zn) β'-фазы со­провождается резким снижением пластичности, но прочность про­должает повышаться до увеличения содержания Zn до 45 %, пока ла­тунь находится в двухфазном состоянии (α+ β'). Переход латуни в однофазное состояние (более 45 % Zn) со структурой β'-фазы вызы­вает резкое снижение прочности.

Простые латуни маркируются буквой «Л», следующая за ней цифра означает содержание меди. Легирующие элементы обознача­ются буквами. В марке многокомпонентной латуни после букв следуют цифры через дефис. Первая цифра указывает среднее содержание меди, остальные — содержание соответствующих леги­рующих элементов в том же порядке, как и буквы, их обозначающие. Содержание цинка в наименовании марки латуни не указывается иопределяется по разности. Например, в латуни ЛА85-1,5 — 85 % Сu и 1,5% А1, остальное — цинк.

Многокомпонентные латуни (ЛАЖ60-1-1, ЛЖМц59-1-1, ЛО62—1, Л070-1, ЛС59-1, ЛЦ40С, ЛЦ40МцЗЖ, ЛЦЗОАЗ и др.) могут легиро­ваться различными элементами и их комплексами:

- так, алюминий, кремний, никель и марганец повышают механические свойства латуней и увеличивают их коррозионную стойкость.

- олово повышает коррозионную стойкость латуни в морской воде.

- свинец (1...3 %) улучша­ет обрабатываемость латуней резанием (латуни со свинцом являются автомат­ными сплавами, их используют для из­готовления деталей в часовой и авто­тракторной промышленностях).

К однофазным (α -латуни) отно­сятся латуни, содержащие менее 32 % Zn. Эти латуни весьма пластичны, хо­рошо паяются, свариваются и обраба­тываются давлением в горячем и хо­лодном состояниях. Латуни, содержа­щие до 10 % Zn, называют томпаком ( Л96,Л 90), 10... 20 % Zn — полутомпа­ком, 20...30 % Zn — патронными (Л80, Л85, Л70). С увеличением содержания цинка цвет латуней изменяется от красноватого до светло-желтого, по­вышаются предел прочности от 270 до 320 МПа и твердость от 470 до 500 НВ.

Прочность однофазной латуни может быть значительно повышена холодной пластической деформацией.

Томпак имеет очень хорошую пластичность и высокую коррозионную стойкость. Он применяется для изготовления радиаторных трубок, деталей конденсационно-холодильного оборудования, уплотнительных прокладок, биметалла сталь-латунь, в ювелирном деле и др. Патронные латуни ис­пользуют для производства деталей электрооборудования, проволоки, гильз и др.

В двухфазных (α+β') латунях увеличение содержания цинка свыше 40 % приводит к росту предела прочности до 360 МПа и к по­вышению доли хрупкой фазы в их структуре (в α-фазе при 450 °С происходит упорядочение и образуется β'-фаза) и, как следствие, это ведет к ограничению применения таких латуней в машиностроении. Двухфазные латуни марок Л68...Л59 хорошо обрабатываются давле­нием в горячем состоянии, ковкой. Изделия из таких латуней (прово­лока, трубы, прутки, листы, ленты) изготавливаются холодной штамповкой и глубокой вытяжкой.

Все латуни по способу производства делят на две группы: де­формируемые (например, ЛС59-1, ЛАЖ60-1-1), из которых изготовляют листы, ленты, трубы, проволоку и другие полуфабрикаты (методом глубокой вытяжки), и ли­тейные (например, ЛЦ40С, ЛЦ40МцЗЖ) для фасонного литья. Лату­ни, предназначенные для фасонного литья, содержат больше присадок, улучшающих их литейные свойства. Литейные латуни обладают высокой жидкотекучестью, мало склонны к ликвации. Применяются для втулок, вкладышей и др. деталей.

Основным видом термической обработки латуней является смягчающий отжиг перед пластическим деформированием при 600...700 °С с медленным охлаждением. Если требуется повышение прочности и твердости для многофазных латуней, охлаждение от ука­занных температур проводят ускоренно.

Латуни, за исключением содержащих свинец, легко поддаются обработке давлением в холодном и горячем состояниях. Все латуни хорошо паяются твердыми и мягкими припоями. Хорошие техноло­гические и широкий диапазон потребительских свойств, красивый цвет и сравнительная дешевизна латуни делают их наиболее распро­страненными медными сплавами.

При вылеживании или эксплуатации в латунных изделиях ино­гда возникают трещины — «сезонное растрескивание». Это явление наблюдается, главным образом, в латунях с содержанием более 20 % Zn и отчетливо обнаруживается в изделиях, полученных холодной деформацией (прутках, полых изделиях и др.). Сезонное растрескива­ние усиливается в химически активных средах (напр., в присутствии влаги). Образование трещин является в этом случае результатом совместного действия остаточных напряжений, вызванных холодной деформацией, и химически актив­ными средами.

Основное применение латуней – изготовление лент, патронов, гильз, радиаторных труб, проволоки.

Бронзы

Бронзами называют сплавы меди с различными элементами, среди которых олово, алюминий, кремний, бериллий, свинец и др. Конкретное наименование бронзы получают по основному легирую­щему элементу системы, образующей сплав, так, например, оловян­ные бронзы. Цинк и никель могут вводиться в бронзы как дополни­тельные легирующие элементы (и в небольшом количестве).

Бронзы отличаются своими более высокими механическими и физическими свойствами. Фазовый состав бронз описывается диаграммами состояния двух основных элементов, например, для оловянных бронз — диа­граммой Сu — Sn.

Структура и свойства бронз изменяются в зависи­мости от скорости охлаждения кристаллизующихся сплавов, вида термической обработки и характера обработки давлением.

Примеси сурьмы, мышьяка, висмута, серы, цинка и фосфора отрицательно влияют на все виды бронз, понижая их механические и технологические свойства.

Бронзы немагнитны, коррозионно-стойки, имеют высокие ко­эффициенты тепло- и электропроводности, обладают антифрикцион­ными свойствами. Для улучшения свойств их подвергают термиче­ской обработке: отжигу, закалке и отпуску или пластическому де­формированию с целью наклепа. Отжиг проводится для снятия напряжений, устранения наклепа, получения однородной структуры; закалка от 700...750 °С без отпуска - для повышения пластичности, а с отпуском - для повышения твердости и прочности бронзы.

Большинство бронз (за исключением алюминиевых) хорошо поддаются сварке и пайке твердыми и мягкими припоями.

Бронзы маркируются буквами Бр, далее следует буквенное и цифровое обозначение содержащихся элементов (обозначение меди не указывается, а содержание определяется по разности). В марке об­рабатываемых давлением бронз после Бр стоит буквенное обозначе­ние легирующих элементов в порядке убывания их концентраций, а в конце в той же последовательности через дефис указываются концен­трации соответствующих элементов. Например, БрОФ10-1 —бронза оловянно-фосфорная, содержащая 10 % Sn и 1 % Р. В литейных брон­зах после каждого буквенного обозначения легирующего элемента указывается его содержание.