Металлургия

Сплавы на базе меди

                                  Медные сплавы


      Для деталей машин используют сплавы меди с цинком , оловом, алюми-
нием, кремнием и др. (а не чистую медь) из-за их большей прочности: 30-40
кгс/мм^2 у сплавов и    25-29 кгс/мм^2 у технически чистой меди (табл. 35-
39).
      Медные сплавы (кроме бериллиевой бронзы и некоторых алюминиевых
бронз) не принимают термической обработки, и их механические свойства и
износостойкость определяются химическим составом и его влиянием на струк-
туру. Модуль упругости медных сплавов (900-12000 кгс/мм^2 ниже , чем у
стали).
      Основное преимущество медных сплавов - низкий коэффициент трения
(что делает особенно рациональным применением их в парах скольжения), со-
четающийся для многих сплавов с высокой пластичностью и хорошей стойко-
стью против коррозии в ряде агрессивных сред и хорошей электропроводно-
стью.
      Величина коэффициента трения практически одинакова у всех медных
сплавов, тогда как механические свойства и износостойкость, а также поведе-
ние в условиях коррозии зависят от состава сплавов , a следовательно, от
струк-
туры. Прочность выше у двухфазных сплавов, а пластичность у однофазных.


      Марки медных сплавов.


      Марки обозначаются следующим образом.
      Первые буквы в марке означают: Л - латунь и Бр. - бронза.
      Буквы, следующие за буквой  Л в латуни или Бр. В бронзе, означают:
А - алюминий, Б - бериллий, Ж - железо, К - кремний, Мц - марганец,
Н - никель, О - олово, С - свинец, Ц - цинк, Ф. - фосфор.
      Цифры, помещенные после буквы, указывают среднее процентное
содержание элементов. Порядок расположения цифр, принятый для латуней,
отличается от порядка, принятого для бронз.
      В марках латуни первые две цифры (после буквы) указывают
содержание основного компонента - меди. Остальные цифры, отделяемые друг
от друга через тире, указывают среднее содержание легирующих элементов.
Эти цифры расположены в том же порядке, как и буквы, указывающие
присутствие в сплаве того или иного элемента. Таким образом содержание
цинка в наименовании марки латуни не указывается  и определяется по
разности. Например, Л86 означает латунь с 68% Cu  (в среднем) и не имеющую
других  легирующих элементов, кроме цинка; его содержание составляет (по
разности) 32%. ЛАЖ 60-1-1 означает латунь с 60% Cu , легированную
алюминием  (А) в количестве 1% , с железом (Ж) в количестве 3% и марганцем
(Мц) в количестве 1%. Содержание цинка (в среднем) определяется вычетом из
100% суммы процентов содержания меди, алюминия, железа и марганца.
      В марках бронзы (как и в сталях) содержание основного компонента -
меди - не указывается, а определяется по разности. Цифры после букв,
отделяемые друг от друга через тире, указывают среднее содержание
легирующих элементов; цифры расположенные в том же порядке, как и
буквы, указывающие на легирование бронзы тем или иным компонентом.
Например, Бр.ОЦ10-2 означает бронзу с содержанием олова (О) ~ 4% и цинка
(Ц) ~ 3%.Содержание меди определяется по разности (из 100%). Бр.АЖНЮ-4-4
означает бронзу с 10% Al , 4% Fe и 4% Ni  (и 82% Cu). Бр. КМц3-1 означает
бронзу с 3% Si , и 1% Mn (и 96% Cu).

                1. Медно-цинковые сплавы. Латуни (табл. 35).
      По химическому составу различают латуни простые и сложные,
а по структуре - однофазные и двухфазные.
Простые латуни легируются одним компонентом: цинком.
      Однофазные простые латуни имеют высокую пластичность; она
наибольшая у латуней с 30-32% цинка (латуни Л70 , Л67). Латуни с более
низким содержанием цинка (томпаки и полутомпаки) уступают латуням Л68 и
Л70 в пластичности, но превосходят их в электро- и теплопроводности. Они
поставляются в прокате и поковках.
       Двухфазные простые латуни имеют хорошие ковкость (но главным
образом при нагреве) и повышенные литейные свойства и используются  не
только в виде проката, но и в отливках. Пластичность их ниже чем у
однофазных  латуней, а прочность и износостойкость выше за счет влияния
более твердых частиц второй фазы.
      Прочность простых латуней 30-35 кгс/мм^2 при однофазной структуре и
40-45 кгс/мм^2 при двухфазной. Прочность однофазной латуни может быть
значительно повышена холодной пластической деформацией. Эти латуни
имеют достаточную стойкость в атмосфере воды и пара  (при условии снятия
напряжений, создаваемых холодной деформацией).
                 2. Оловянные бронзы (табл. 36).

      Однофазные и двухфазные бронзы превосходят латуни в прочности и
сопротивлении коррозии (особенно в морской воде).
       Однофазные бронзы в катаном состоянии, особенно после значительной
холодной пластической деформации, имеют повышенные прочностные и
упругие свойства (?>= 40 кгс/мм^2).
       Для двухфазных бронз характерна более высокая износостойкость.
Важное преимущество двухфазных оловянистых бронз - высокие литейные
свойства; они получают при литье наиболее низкий коэффициент усадки по
сравнению с другими металлами, в том числе чугунами. Оловянные бронзы
применяют для литых деталей сложной формы. Однако для арматуры котлов и
подобных деталей они используются лишь в случае небольших давлений пара.
Недостаток отливок из оловянных бронз - их значительная микропористость.
Поэтому для работы при повышенных давлениях пара они все больше
заменяются алюминиевыми бронзами.
       Из-за высокой стоимости олова чаще используют бронзы, в которых
часть олова заменена цинком (или свинцом).
           3. Алюминиевые бронзы (табл. 37).

      Эти бронзы (однофазные и двухфазные) все более широко заменяют латуни
и оловянные бронзы.
       Однофазные бронзы в группе медных сплавов имеют наибольшую
пластичность (? до 60%). Их используют для листов (в том числе небольшой
толщины) и штамповки со значительной деформацией. После сильной холодной
пластической деформации достигаются повышенные прочность и упругость.
      Двухфазные бронзы подвергают горячей деформации или применяют в
виде отливок. У алюминиевых бронз литейные свойства (жидкотекучесть)
ниже, чем у оловянных; коэффициент усадки больше, но они не образуют
пористости, что обеспечивает получение более плотных отливок.Литейные
свойства улучшаются введением в указанные бронзы небольших количеств
фосфора. Бронзы в отливках используют, в частности, для котельной арматуры
сравнительно простой формы, но работающей при повышенных напряжениях.
      Кроме того, алюминиевые двухфазные бронзы, имеют более высокие
прочностные свойства, чем латуни и оловянные бронзы. У сложных
алюминиевых бронз, содержащих никель и железо, прочность составляет
55-60 кгс/мм^2.
      Все алюминиевые бронзы, как и оловянные, хорошо устойчивы против
коррозии в морской воде и во влажной тропической атмосфере.
      Алюминиевые бронзы используют в судостроении, авиации, и т.д..В
виде лент, листов, проволоки их применяют для упругих элементов, в
частности для токоведущих пружин.
                       4. Кремнистые бронзы (табл. 38)
      Применение кремнистых бронз ограниченное. Используются
однофазные бронзы как более пластичные. Они превосходят алюминиевые
бронзы и латуни в прочности и стойкости в щелочных (в том числе сточных)
средах.
      Эти бронзы применяют для арматуры и труб, работающих в указанных
средах.
      Кремнистые бронзы, дополнительно легированные марганцем, в результате
сильной холодной деформации приобретают повышенные прочность и
упругость и в виде ленты или проволоки используются для различных упругих
злементов.
                                 5. Бериллиевые бронзы.

      Бериллиевые бронзы сочетают очень высокую прочность (? до
120 кгс/мм ^2) и коррозионную стойкость с повышенной электропроводностью.
Однако эти бронзы из-за высокой стоимости бериллия используют лишь для
особо ответственных в изделиях небольшого сечения в виде лент, проволоки
для пружин, мембран, сильфонов и контактах в электрических машинах,
аппаратах и приборах.
      Указанные свойства бериллиевые бронзы после закалки и старения,
т.к. растворимость бериллия  в меди уменьшается с понижением температуры.
Выделение при старении частиц химического соединения CuBe повышает
прочность и уменьшает концентрацию бериллия в растворе меди.

                              Медные сплавы. Оловянные бронзы.
|марка   |химический состав                    |назначение    |
|        |      |      |      |      |      |              |
|        |Sn    |P     |Zn    |Ni    |Pb    |              |
|        |обрабатываемые давлением (однофазные)|              |
|        |по ГОСТ 5017–49                      |              |
|Бр.ОФ6,5|      |0,1–0,|      |      |     -|Ленты, сетки в|
|–0,15   |6–7   |25    |-     |-     |      |аппаратостроен|
|        |      |      |      |      |      |ии, бумажной  |
|        |      |      |      |      |      |              |
|        |      |      |      |      |      |пром..Мембраны|
|        |      |      |      |      |      |, пружины,    |
|        |      |      |      |      |      |детали        |
|        |      |      |      |      |      |работающие на |
|        |      |      |      |      |      |трение.       |
|Бр.ОЦ4–3|      |     -|      |      |     -|              |
|        |3,5   |      |2,7–3,|-     |      |              |
|        |      |      |3     |      |      |              |
|        |                 литейные            |              |
|        |(двухфазные) по ТУ                   |              |
|Бр.ОЦ10–|      |     -|      |      |     -|шестерни,     |
|2       |9–11  |      |2–4   |-     |      |втулки,       |
|        |      |      |      |      |      |подшипники.   |
|Бр.ОФ10–|      |      |      |      |     -|То же,        |
|1       |9–11  |0,8–0,|-     |-     |      |пластичность  |
|        |      |12    |      |      |      |выше.         |
|Бр.ОНС11|      |      |      |      |      |То же, при    |
|–4–3    |-     |-     |-     |4     |3     |нагреве.      |
|        |      |      |      |      |      |Втулки        |
|        |      |      |      |      |      |клапанов.     |
|Алюминиевые бронзы   (по ГОСТ 18175–72)                        |
|марка   |химический состав                    |назначение    |
|        |Al         |Fe         |Ni         |              |
|        |высокой пластичности (однофазные)    |              |
|Бр.А5   |4–6        |-          |-          |Ленты, полосы,|
|        |           |           |           |для пружин.   |
|        |высокой прочности (двухфазные)       |              |
|Бр.АЖ   |8–10       |2–4        |-          |Шестерни,     |
|9–4     |           |           |           |втулки,       |
|        |           |           |           |арматура,     |
|        |           |           |           |в.т.ч для     |
|        |           |           |           |морской воды. |
|Бр.АЖН10|9,5–11     |3,5–5,5    |3,5–5,5    |То же, при    |
|–4–4    |           |           |           |больших       |
|        |           |           |           |давлениях и   |
|        |           |           |           |трении.       |


                                        Кремнистые бронзы (по ГОСТ
18175–72)
| марка  |химический состав                    |назначение    |
|        |Si         |Mn         |Ni         |              |
|Бр.КМц  |2,75–3,5   |1–1,5      |-          |Пружины,      |
|3–1     |           |           |           |трубы, втулки |
|        |           |           |           |в             |
|        |           |           |           |судостроении, |
|        |           |           |           |авиации,      |
|        |           |           |           |химической    |
|        |           |           |           |промышленности|
|        |           |           |           |.             |
|Бр.КН   |0,6–1,1    |0,1–0,4    |2,4–3,4    |Втулки,       |
|1–3     |           |           |           |клапаны,      |
|        |           |           |           |болты,        |
|        |           |           |           |и др. детали  |
|        |           |           |           |для работы в  |
|        |           |           |           |морской и     |
|        |           |           |           |сточных водах.|


                 Бериллиевые бронзы (по ГОСТ 18175–72)
| марка  |химический состав                    |назначение    |
|        |Be      |Ni      |Ti      |Mg      |              |
|Бр.Б2   |1,8–2,1 |0,2–0,5 |-       |-       |              |
|        |        |        |        |        |              |
|        |        |        |        |        |Высокопрочные |
|        |        |        |        |        |и токоведущие |
|        |        |        |        |        |пружины,      |
|        |        |        |        |        |мембраны,     |
|        |        |        |        |        |сильфоны.     |
|Бр.БНТ1,|1,6–1,85|0,2–0,4 |0,1–0,25|-       |              |
|7       |        |        |        |        |              |
|Бр.БНТ1,|1,85–2,1|0,2–0,4 |0,1–0,25|-       |              |
|9       |        |        |        |        |              |
|Бр.БНТ1,|1,85–2,1|0,2–0,4 |0,1–0,25|0,07–0,1|              |
|9Mr     |        |        |        |3       |              |


                                   Латуни
|марка   |химический состав                    |назначение    |
|        |Cu    |Al    |Pb    |Sn    |другие|              |
|Простые латуни                                                 |
|        |Пластичные  (однофазные),            |              |
|        |деформируемые в холодном и горячем   |              |
|        |состоянии                            |              |
|Л96     |95,0–9|-     |-     |-     |-     |Трубки        |
|(томпак)|7,0   |      |      |      |      |радиаторные,  |
|        |      |      |      |      |      |листы, ленты. |
|        |      |      |      |      |      |              |
|Л80     |79,0–8|-     |-     |-     |-     |Трубки, лента,|
|(полутом|1,0   |      |      |      |      |проволока.    |
|пак)    |      |      |      |      |      |              |
|Л68     |67,0–7|-     |-     |-     |-     |Листы, ленты  |
|        |0,0   |      |      |      |      |для глубокой  |
|        |      |      |      |      |      |вытяжки.      |
|        |Меньшей пластичности (двухфазные),   |              |
|        |деформируемые в горячем состоянии и  |              |
|        |литейные.                            |              |
|ЛС59–1  |57,0–6|-     |0,8–1,|-     |-     |Листы, трубы, |
|        |0,0   |      |9     |      |      |литье; хорошая|
|        |      |      |      |      |      |обрабатываемос|
|        |      |      |      |      |      |ть резанием.  |
|Сложные  латуни                                                |
|        |Обрабатываемые давлением (однофазные)|              |
|ЛА 77–2 |76,0–7|1,7–2,|-     |-     |-     |Трубы в       |
|        |9,0   |5     |      |      |      |морском и     |
|        |      |      |      |      |      |общем         |
|        |      |      |      |      |      |машиностроении|
|ЛО70–1  |69,9–7|-     |-     |1–1,5 |-     |Трубы         |
|        |1,0   |      |      |      |      |подгревателей |
|        |Литейные (двухфазные) по ГОСТ        |              |
|        |17711–72                             |              |
|ЛА      |66–68 |2–3   |<=1,0 |-     |-     |Отливки в     |
|67–2,5  |      |      |      |      |      |морском и     |
|        |      |      |      |      |      |общем         |
|        |      |      |      |      |      |машиностроении|
|Сложные латуни повышенной прочности и стойкости против коррозии|
|ЛАН     |57,0–6|2,5–3,|-     |-     |2–3 Ni|Трубы, тяжело |
|59–3–2  |0,0   |5     |      |      |      |нагруженные   |
|        |      |      |      |      |      |детали в      |
|        |      |      |      |      |      |моторо- и     |
|        |      |      |      |      |      |судостроении  |
|ЛАЖ     |58,0–6|0,75–1|<=0,4 |-     |0,8–1,|              |
|60–1–1  |1,0   |,5    |      |      |5 Fe  |              |
|        |Литейные (двухфазные) по ГОСТ        |              |
|        |17711–72                             |              |
|ЛМцЖ    |53–58 |-     |<=0,5 |1,3–4,|0,5–1,|Массивное     |
|55–3–1  |      |      |      |5     |5 Fe  |литье в       |
|        |      |      |      |      |4–3 Mn|судосроении.  |
|        |      |      |      |      |      |              |
|ЛмцОС   |57–60 |-     |0,5–2,|1,5–2,|1,5–2,|Шестерни,     |
|58–2–2–2|      |      |5     |5     |5 Mn  |зубчатые      |
|        |      |      |      |      |      |колеса        |



-----------------------



Медные сплавы.

Оловянные бронзы

.

химический состав

марка

       Sn

         P

       Zn

      Ni

      Pb

назначение

обрабатываемые давлением (однофазные) по ГОСТ 5017–49

Бр

.

ОФ6

,

5–

0

,15

      6–7

0,1–0,25



-



-



-

Бр

.

ОЦ4–3

      3,5



-

    2,7–3,3



-



-

Ленты

,

сетки в

аппарато

строении

,

бумажной

пром

 ..

Мембраны

,

пружины

,

детали

работающие на трение

.



литейные (двухфазные) по ТУ

Бр

.

ОЦ10–2

    9–11



-

     2–4



-



-

шестерни

,

втулки

,

подшипники

Бр

.

ОФ10–1

    9–11

  0,8–0,12



-



-



-

То же

,

пластичность

выше

Бр

.

ОНС11–

4–3



-



-



-

       4

       3

То же, при нагреве

.

Втулки клапанов

Алюминиевые бронзы

   (

по ГОСТ 18175–72)

химический состав

марка

Al

Fe

Ni

назначение

высокой пластичности (однофазовые)

Бр

.

А5

4–6

-

-

Ленты

,

полосы

,

для

пружин

высокой прочности (двухфазные)

Бр

.

АЖ 9–4

8–10

2–4

-

Шестерни

,

втулки

,

арматура

,

в

.

т

.

ч



для

морской воды

Бр

.

АЖН10–

4–4

9,5–11

3,5–5,5

3,5–5,5

То же

,

при больших

давлениях и трении



Кремнистые б

ронзы (по ГОСТ 18175–72)

химический состав



марка

Si

Mn

Ni

назначение

Бр

.

КМц 3–1

2,75–3,5

1–1,5

-

Пружины, трубы,

втулки в судостроении

,

авиации, химической

промышлен

ности

Бр

.

КН 1–3

0,6–1,1

0,1–0,4

2,4–3,4

Втулки, клапаны,

болты,

и др

.

детали для

работы в

морской и сточной

водах

Бериллиевые бронзы (по ГОСТ 18175–72)

химический состав



марка

Be

Ni

Ti

Mg

назначение





смотреть на рефераты похожие на "Сплавы на базе меди "