Медные сплавы. Свойства, маркировка и примене­ние

В качестве конструкционных материалов применя­ют главным образом сплавы меди, которые, сохраняя положительные свойства меди, обладают высокими механическими, технологическими, антифрикционными и другими свойствами. По технологическим показателям сплавы меди делятся на деформируемые и литейные, а по химическому составу — на бронзы и латуни.

Бронзами называются сплавы меди с оловом, алю­минием, кремнием, цинком, бериллием и другими леги­рующими элементами, среди которых цинк не является основной добавкой. По названию основных легирующих элементов бронзы подразделяются на оловянные, алю­миниевые, кремнистые, бериллиевые, свинцовые и др. При этом безоловянные бронзы служат не только за­менителями дорогих оловянных бронз, но и в ряде случаев превосходят их по своим основным свойствам.

Бронзы тверже меди, хорошо обрабатываются реза­нием, имеют высокие литейные и антифрикционные свойства, хорошую коррозионную стойкость.

Деформируемые бронзы маркируют буквами «Бр» (бронза), за которыми следуют буквы, обозначающие название легирующего элемента, и цифры, показываю­щие их процентное содержание. Например, бронза БрОЦС-8-4-3 содержит: 8% олова, 4% цинка, 3% свинца, остальное (85%)—медь. В марках литейных бронз содержание каждого легирующего элемента ста­вится сразу после буквы, обозначающей его название. Например, Бр04Ц4С17 содержит 4% олова, 4% цинка, 17% свинца. Оловянные бронзы содержат до 14% олова и легируются цинком, свинцом, никелем и фосфором. Содержание цинка колеблется от 2 до 15% и повышает жидкотекучесть сплавов, плотность и механические свойства отливок. Свинец улучшает антифрикционные свойства и технологичность, никель — плотность, меха­нические свойства и коррозионную стойкость бронз, а фосфор, являясь раскислителем, повышает их литейные и антифрикционные свойства и износостойкость.

Литейные оловянные бронзы содержат более 6% олова и значительное количество легирующих добавок. Они обладают высокой коррозионной и химической стойкостью, хорошо обрабатываются резанием, имеют низкую усадку и коэффициент трения, высокие механи­ческие и физические свойства, поэтому широко исполь­зуются для изготовления пароводяной и химической арматуры, сложных фасонных отливок, подшипников скольжения и других изделий. Деформируемые оловян­ные бронзы содержат до 8% олова и меньшее число легирующих добавок по сравнению с литейными. Они обладают высокой пластичностью, хорошими упругими свойствами и износостойкостью и выпускаются в виде листов, полос, лент, трубок и проволоки, а также при­меняются для изготовления различных пружинящих деталей в электротехнике, приборостроении и других отраслях промышленности.

Алюминиевые бронзы содержат от 5 до 11% алюми­ния и обладают более высокими механическими свойст­вами и коррозионной стойкостью по сравнению с оло­вянными бронзами, но уступают им в литейных свойствах. Бронзы, содержащие более 10% алюминия, могут подвергаться термической обработке, которая повышает их твердость и прочность, но снижает плас­тичность. Недостатками алюминиевых бронз являются склонность к окислению и газонасыщению в процессе плавки, сложность пайки и др. Улучшению свойств алюминиевых бронз способствует легирование их же­лезом, никелем и марганцем. Железо улучшает струк* туру и повышает прочность алюминиевых бронз, никель и марганец — механические и технологические свойст­ва, а также коррозионную стойкость. Из алюминиевых бронз изготавливают зубчатые колеса, шестерни, ло­патки турбин, втулки и другие детали, работающие в условиях повышенного давления, температуры и износа.

Кремнистые бронзы содержат до 3% кремния; обла­дают высокой упругостью, хорошими антифрикционны­ми свойствами, но уступают оловянным и алюминиевым бронзам в литейных свойствах; в промышленности при­меняются в качестве заменителей дорогостоящих оло­вянных и бериллиевых бронз. Кремнистые бронзы леги­руются никелем и марганцем, которые улучшают их литейные свойства, повышают твердость, прочность и коррозионную стойкость. Из кремнистых бронз изготав­ливают детали машин и приборов, работающие в усло­виях повышенной температуры и трения, водяную и химическую арматуру, а также ленты, проволоку, прутки, полосы и другие изделия.

Бериллиевые бронзы содержат до 3% бериллия, отличаются высокой твердостью, прочностью и упру­гостью, хорошей стойкостью к коррозии и износу. Эти бронзы поддаются термической обработке, повышаю­щей их твердость и прочность. Из бериллиевых бронз изготавливают наиболее ответственные детали машин: пружины, шестерни, подшипники, работающие в усло­виях повышенной температуры, давления и трения, а также ударный инструмент.

Свинцовые бронзы содержат до 30% свинца, обла­дают высокими антифрикционными свойствами и теп­лопроводностью, хорошо воспринимают различные удар­ные нагрузки. Эти бронзы легируются никелем, оловом, марганцем, которые повышают их твердость и проч­ность. Свинцовые бронзы применяются для производ­ства ответственных подшипников авиационных двига­телей внутреннего сгорания и др. Из сплавов на основе меди широкое распространение получили медно-никеле­вые сплавы — мельхиоры и нейзильберы, обладающие высокой коррозионной стойкостью, пластичностью и красивым внешним видом. Например, мельхиор МН-19 применяется для изготовления медицинского инстру­мента, деталей в точной механике, разменной монеты и др., и нейзильбер МНЦ15-20—для изготовления при­боров точной механики, деталей часовых механизмов и изделий широкого потребления.

Латунями называются сплавы меди с цинком. Ла­тунь тверже меди, имеет высокую коррозионную стой­кость, теплопроводность и электропроводность, хорошо обрабатывается резанием. Наибольшей пластичностью обладают латуни, содержащие около 3% цинка, а наи­большей твердостью и прочностью — содержащие до 45% цинка. Чтобы повысить механические свойства и химическую стойкость латуней, в них добавляют леги­рующие элементы. Легированные латуни применяются для изготовления деформируемых полос, труб, прово­локи и другой металлопродукции. Литейные латуни обычно имеют высокое содержание цинка и легирующих элементов. Наиболее распространенными легирующими элементами в латунях являются алюминий, олово, кремний, никель и др.

Дата добавления: 2015-06-27