Медь и сплавы на основе меди

Деформируемые латуни

К этим латуням относят медноцинковые сплавы с содержанием 4-10% Zn (томпаки марок Л96 и Л90); 15-20% Zn (полутомпаки марок Л85 и Л80); 30-50% Zn (латуни марок Л70, Л68, Л63 и Л60), а так же специальные илимногокомпонентные латуни, легированные алюминием, кремнием, оловом, никелем, свинцом и т.д. (с содержанием легирующих элементов примерно 2%), например, алюминиевая латунь ЛА77-2, алюминийжелезистая латунь ЛАЖ60-1-1 и др.

Деформируемые латуни обрабатывают прессованием, прокаткой, волочением и штамповкой. Применяют латуни для изготовления труб, листов, лент, полос, прутков и поковок для деталей машин, приборов и агрегатов.

Литейные латуни

К ним относят медноцинковые сплавы с содержанием 14-38% Zn, легированные алюминием, марганцем, кремнием, железом и свинцом (с содержанием легирующих элементов более 3%) К литейным латуням относят ЛА67-2,5; ЛКС80-3-3; ЛАЖМц66-6-3-2; ЛМцС58-2-2; ЛМцЖ55-3-1 и др.

Литейные латуни используют для изготовления фасонных отливок в виде подшипников, втулок и других антифрикционных деталей для арматуры и деталей морского судостроения и т.д.

Славы бронзы

Бронзами называют сплавы меди с оловом, алюминием, марганцем, кремнием, берилием и другими элементами, которые являются основными легирующими элементами.

Бронзы делят на две основные группы:

Оловянистые, в которых основным легирующим элементом является олово;

Специальные, в которых основными элементами являются алюминий, марганец, кремний, берилий и т.д.

Название специальных бронз дается по основному легирующему элементу: алюминиевые, марганцовистые, кремнистые и т.п.

Бронзы обозначают буквами «Бр» и первыми буквами основных легирующих элементов, за которыми следуют цифры, показывающие их процентное содержание. Например, БрОФ6,5-0,4 означает, что бронза оловянофосфористая с содержанием 6,5% Sn и 0,4% P, остальное медь; БрА7 – содержит 7% Al, остальное медь и т.д.

Рис 2. Диаграмма состояния системы медь – олово (а) и механические свойства литой бронзы в зависимости от содержания олова (б)

Весьма широкое применение получили технические оловянистые бронзы с содержание 10-12% Sn и реже до 20-22% Sn. Из диаграммы состояния медь – олово рис 2 а) (левая часть полной диаграммы) видно, что меднооловянистые сплавы при 800-700 ◦С образуют:

твердый α-раствор олова в меди (при содержании до 13,5% Sn);

сесь двух фаз α+β (при содержании 13,5-22% Sn).

В отличие от латуней в бронзе β-фаза существует только при высоких температурах и на диаграмме имеется горизонтальная линия между α+β-фазой, β-фазой и α+δ-фазой. Это означает что такие материалы можно подвергать закалке и старению.

При медленном охлаждении с 588 ◦С кристаллы β-фазы претерпевают эквивалентный распад с образованием смеси α-фазы и g-фазы, а при 520 ◦С кристаллы твердого раствора g-фазы распадаются на смесь фаз α и δ. В свою очередь при 350 ◦С δ-фаза распадается на твердый α-раствор и ε-фазу (соединение Cu3Sn). В результате медленного охлаждения при комнатной температуре микроструктура оловянистой бронзы состоит из смеси фаз α+ε. При реальных условиях охлаждения последнее превращение не успевает произойти и бронза состоит из фаз α+δ (соединение Cu31Sn8)

Оловянистые бронзы по технологическому признаку разделяют на литейные и деформируемые.

Литейные оловянистые бронзы

К ним относят бронзы марок БрО10, БрОФ10-1, БрОЦ10-2, Бр ОЦС5-5-5, БрОЦС6-6-3, БрОНС11-4-3 b и др. Эти бронзы, содержащие свыше 5-6% Sn, относят к двухфазным. Наличие в макроструктуре, кроме твердого α-раствора, эвтектоида (α+δ) обуславливает их хрупкость.

Деформируемые оловянистые бронзы

Используются для получения лент, полос, прутков, проволоки, пружин, трубок, подшипниковых деталей и т.д., относят бронзы марок БрОФ4-0,25, БрОФ6,5-0,4, БрОЦ4-3, БрОЦС4-4-2,5 и др. Эти бронзы однофазные (твердый α-раствор); они обладают удовлетворительной пластичностью.

Механические свойства бронзы в зависимости от содержания олова представлены на рис 2 б). Увеличение прочности с повышением до 18-20% Sn сопровождается снижением пластичности.

Кроме того, различают специальные, или безоловянистые, бронзы, к которым относяталюминивые, марганцовистые, кремнистые и другие, обладающие в ряде случаев более высокими механическими и антикоррозийными свойствами, чем оловянистые, поэтому они нашли широкое приминение в промышленности. В зависимости от назначения и механических свойств специальные бронзы делятся на деформируемые и литейные.

Деформируемые специальные бронзы

К ним относят однофазные бронзы с содержанием основного легирующего элемента 5-10%. Эти бронзы хорошо обрабатываются в горячем и в ряде случаев в холодном состоянии. Они обладают высокой коррозийной стойкостью и предназначены для производства листов, лент, труб, прутков и профилей, получаемых прессованием и прокаткой. Бронзу БрА5 широко применяют для изготовления монет. Примерами деформируемых специальных бронз являются: алюминивые бронзы марок БрА7, БрА5, как говорилось выше, алюминевожелезомарганцевая БрАЖМц10-3-1,5, алюминевожелезоникелевая БрАЖН10-4-4, алюминевомарганцевую БрАМц9-2, кремнивомарганцевая БрКМц3 – 1, марганцевистая БрМц5 и др.

Литейные специальные бронзы

Эти бронзы используют для фасонного литья в авиа- и машиностроении при получении шестерен, втулок, седел капанов, пружин, ободов подшипников для различных массивных деталей, работающих в агрессивных средах и при больших давлениях,а также для антифрикционных деталей. К таким бронзам относят алюминевожелезную БрАЖ9-4, алюминевожелезномарганцевую БрАЖМц10-3-1,5, берилиевую БрБ2, кремнистую БрКМц3-1, марганцовистую БрМц5 и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

В.Т. Жадан, П.И. Полухин, А.Ф. Нестеров, А.Ф. Вишкарев, Б.Г. Гринберг «Материаловедение и технология материалов», М, Металлургия, 1994 г.