Сплавы на основе меди

Категория:
Сплавы


Сплавы на основе меди

Сплавы меди с цинком называются латунями, все другие медные сплавы называются бронзами.

Латуни. При добавлении к меди цинка в количестве до 39% образуется однофазный а-твердый раствор цинка в меди; при большем количестве цинка в структуре латуни появляются кристаллы твердого раствора.

С увеличением р-фазы прочность латуни уменьшается, а хрупкость увеличивается, поэтому практическое применение имеет латунь, содержащая до 43% цинка.

На рис. 1 приведены кривые изменения механических свойств латуни в зависимости от количества цинка.

По сравнению с чистой медью латуни имеют большую прочность, пластичность и твердость. Кроме того, они более жидкотекучи и коррозионностойки.

Следует отметить, что, так как цинк дешевле меди, то и латунь дешевле меди.

Кроме простой латуни, применяются специальные латуни с добавками железа, марганца, никеля, олова, кремния и др.

Количество легирующих компонентов в специальных латунях не превышает 7—8%. Специальные латуни имеют повышенные механические свойства; некоторые из них по прочности не уступают среднеуглеродистой стали.

По ГОСТ латуни обозначаются буквой Л и цифрой, указывающей количество меди в сплаве. Например, марка Л96 обозначает латунь, содержащую около 96% Си, марка Л62 — латунь, содержащую около 62% Си и т. д. Обозначение легирующих компонентов следующее: Ж — железо; Мц — марганец; Н — никель; О — олово; К — кремний; С — свинец. Количество легирующего компонента указывается цифрами. Например, марка ЛМцЖ-52-4-1 обозначает марган-цово-железную латунь, содержащую около 52% Си, 4% Мп и 1% Fe (остальное — цинк).

Латуни, как и все сплавы цветных металлов, принято разделять на литейные (применяемые для фасонного литья) и подвергаемые обработке давлением.

Латунь применяют для изготовления листов, проволоки, гильз, всевозможной литой и штампованной арматуры, посуды и т. д.

Бронзы. Важнейшими из бронз являются оловянные, алюминиевые, кремнистые, никелевые.

Оловянные бронзы, подобно латуни, по структуре бывают однофазными (до 8% Sn) представляющими твердый раствор олова в меди, и двухфазными (8—22% Sn), содержащими смесь кристаллов названного твердого раствора и кристаллов химического соединения Cu3Sn. Бронзы с содержанием более 22% Sn хрупки и поэтому не применяются.

Рис. 1. Зависимость механических свойств латуни от содержания цинка

Оловянные бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью, хорошей жидкотекучестыо и повышенными антифрикционными свойствами. Из них изготовляют

главным’образом отливки. Бронзы с 4—7% Sn применяются для художественного литья. Бронзы с содержанием 5—7% Sn употребляются для изготовления различных частей машин. Раньше из 10-процентной бронзы отливали стволы пушек, поэтому ее называли пушечной. Бронза такого же состава, но с добавкой 1% фосфора, идет для отливки вкладышей подшипников и называется подшипниковой или антифрикционной бронзой.

Простые оловянные бронзы применяются в настоящее время сравнительно редко, так как введением дополнительных элементов (цинка, свинца, никеля) можно достигнуть тех же или даже лучших свойств при меньшем содержании дефицитного олова.

По ГОСТ оловянные бронзы маркируются буквами БрО и цифрой, показывающей содержание олова; последующие буквы и цифры показывают наличие и количество в бронзе дополнительных элементов. Для обозначения дополнительных элементов применяют те же буквы, что и при маркировке специальной латуни; кроме того, цинк обозначается буквой Ц, а фосфор буквой Ф. Например, маркировка БрОЦС6-6-3 обозначает оловянно-цинково-свинцовую бронзу, содержащую около 6% Sn, 6% Zn и 3% Pb (остальное — медь).

Рис. 2. Зависимость механических свойств бронзы от содержания олова

Олово — дорогой металл, поэтому в практике бронзы с повышенным содержанием олова применяются редко. Заменителями оловянной бронзы являются алюминиевая, кремнистая, марганцовая и другие бронзы.

Алюминиевая бронза применяется с содержанием до 11% А1. По структуре эта бронза в основном (до 9,7% А1) однофазная и представляет твердый раствор алюминия в меди. По механическим свойствам алюминиевая бронза лучше оловянной, она обладает также большей пластичностью, коррозионной стойкостью и износоупорностыо. Недостатки алюминиевой бронзы заключаются в ее большой усадке при охлаждении от жидкого состояния (2,3% вместо 1,0— 1,3% у оловянных бронз), а также в легком образовании окислов алюминия в жидкой бронзе, что ухудшает ее жидкотекучесть.

Введение в алюминиевую бронзу дополнительных элементов (железа, марганца и др.) еще больше повышает ее механические свойства. Например, предел прочности (опч) алюминиево-железно-марганцовой бронзы БрАЖМц10-3-1,5 составляет не менее 50 кг/мм 2.

Кремнистая бронза применяется с содержанием 2—3% Si; относится к однородным сплавам — твердым растворам. Эта бронза обладает высокими механическими и литейными свойствами и с успехом заменяет во многих случаях оловянную бронзу.

Для повышения свойств в кремнистые бронзы вводятся марганец, никель и другие элементы.

Никелевые бронзы и сплав ы широко распространены в машиностроении. Никель сообщает меди повышенную стойкость против коррозии и улучшает ее механические и литейные свойства.

Бронзы, содержащие только никель, не применяются ввиду высокой стоимости никеля. Обычно никель вводится в сочетании с другими элементами (например, железом). Примером высокопрочной бронзы, содержащей никель, является бронза марки БрАЖН 10-4-4.

В промышленности распространены также никелевые сплавы, имеющие специальные названия: мельхиор (сплав меди с 18—20% никеля) — применяется для гильз, имеет белый цвет и высокую коррозионную стойкость; констаитан — сплав меди с 39—41% никеля и др. Константин имеет большое электрическое сопротивление и применяется в виде проволок и лент для реостатов, электроизмерительных приборов и пр.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум