Новые конструкционные материалы

Бронзы

Латуни

СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ МЕДИ

Латуни – двойные или многокомпонентные сплавы меди, в которых основным легирующим элементом является цинк.

Различают простые латуни – сплавы Cu + Zn и сложные латуни – сплавы Cu + Zn + Al, Pb, Ni, Fe и др. Классификация латуней приведена в табл.14.5.

Таблица 7.2.

Классификация латуней

Простые (Cu + Zn)	Сложные (Cu + Zn +Al, Fe, Sn, Ni и др.)
Деформируемые (Zn < 39 %) (однофазные)	Литейные (Zn = 39 - 45 %) (двухфазные)
Л62 Л68 Л70 Л – латунь, 62, 68, 70 – содержание Cu, остальное – Zn. Методом холо-дной пластиче-ской деформации изготавливают ленты, гильзы патронов и снарядов, трубки теплообменников, проволоку. Л80 - томпак Л96 – томпак Имеют цвет золота, применя-ются для изготовления ювелирных и декоративных изделий.	Л59   Детали изготав-ливают методом литья с последу-ющей обработкой резанием. .	ЛС 59-1 (автоматная латунь) (59 % Cu, 1% Pb)   Имеет повышенную обрабатываемость резанием.   ЛО 70-1 (морская латунь) (70 % Cu, 1 Sn %)   Имеет повышенную стойкость в морской воде.   ЛАН 59-3-2 (59 % Cu, 3 % Al, 2 % Ni) ЛАЖ 60-1-1 (60 % Cu, 1 % Al, 1 % Fe) ЛМцЖ 55-3-1 (55 % Cu, 3 % Mn, 1 % Fe)   Содержат Al, Ni, Fe, Mn для увеличения прочности.

Рассмотрим свойства простых латуней (рис. 7.6).

Деформируемые латуни. Сплавы, содержат менее 39 % Zn, однофазные. Состоят из фазы α, которая является твердым раствором Zn в Cu. Cплавы имеют высокую прочность и пластичность. Максимальная пластичность достигается при содержании Zn 30 %. Сплавы обрабатываются давлением.

Рис. 7.6. Влияние содержания цинка на механические свойства латуней

Литейные латуни. Сплавы, содержат 39 – 45 % Zn, двухфазные. Имеют структуру α + β, где β – твердый раствор на базе химического соединения CuZn, сплавы имеют высокую прочность, но малую пластичность. Максимальная прочность достигается при содержании Zn 45 %. Детали изготавливают методом литья. Сплавы имеют хорошие литейные свойства (малая склонность к ликвации, хорошая жидкотекучесть, концентрированная усадочная раковина), хорошо обрабатываются резанием.

Сплавы, содержащие более 45 % Zn, не применяются, так как имеют низкую прочность и низкую пластичность.

Бронзы – двойные или многокомпонентные сплавы меди с различными химическими элементами (Sn, Al, Si, Be, Рb, Zn и др.) среди которых цинк не является основным легирующим элементом. Бронзы классифицируют по названию основного легирующего элемента. Различают следующие виды бронз.

Оловянные бронзы – сплавы меди с оловом. Двойные сплавы дороги и имеют низкие литейные свойства (склонность к ликвации, низкая жидкотекучесть, рассеянная пористость). Для повышения механических и литейных свойств в состав оловянных бронз вводят легирующие добавки - Zn, Рb, Р, Ni и другие.

Зависимости механических свойств оловянной бронзы от содержания олова приведены на рис. 7.7.

Различают деформируемые и литейные оловянные бронзы.

Деформируемые оловянные бронзы содержат 3-7 % Sn. Сплавыоднофазные, имеют структуру твердого раствора олова в меди (α). Сплавы имеют высокую пластичность (δ = 30 – 50 %), подвергаются обработке давлением, поставляются в виде прутков, труб, лент. Достоинствами деформируемых оловянных бронз являются высокая упругость, высокая коррозионная стойкость, высокие антифрикционные свойства.

σ_в, МПа  

Рис. 7.7. Влияние содержания олова на механические свойства оловянной бронзы: 1 – деформируемые бронзы (3 – 7 % Sn); 2 – литейные бронзы (9 – 11 % Sn)

Литейные оловянные бронзы содержат 9 - 11 % Sn. Сплавы имеют двухфазную структуру α + (α + δ), где δ – химическое соединение Сu₃₁Sn₅. Эвтектоид (α + δ) придает сплавам повышенную хрупкость. Сплавы имеют низкую пластичность (δ = 5 – 10 %), не обрабатываются давлением, детали изготавливают методом литья. Достоинством литейных оловянных бронз являются малая объемная усадка (менее 1 %), хорошая жидкотекучесть, высокая коррозионная стойкость, высокие антифрикционные свойства.

Безоловянные бронзы (алюминиевые, кремнистые, бериллиевые, свинцовые и другие) имеют название по виду основного легирующего элемента. Некоторые марки, свойства и области применения безловянных бронз приведены в таблице 7. 6.

Таблица 7.6.

Классификация бронз

Оловянные	Алюминиевые
Деформируемые (3 - 7 % Sn) (однофазные)	Литейные (9 - 11 % Sn) (двухфазные)
БрОФ6,5 – 0,15 (6,5 % Sn, 0,15 % Р, Cu – остальное)   БрОЦ4 – 3 (4 % Sn, 3 %, Cu – ос­тальное)   Свойства: повышенная упругость, высокая кор­розионная стойкость, высокие антифрикци­онные свойства. Применение: изготавли­вают пружины, мем­браны, антифрикцион­ные детали, проволоч­ные сетки.	БрО10Ц2 (10 % Sn, 2 % Zn, Cu – остальное) БрО10Ф1 (10 % Sn, 1 % Р, Cu – ос­тальное) Свойства: высокие ли­тейные качества (малая объемная усадка - менее 1%, хорошая жидкоте­кучесть), высокие анти­фрикционные качества. Изготавливают: зуб-чатые колеса, венцы, втулки, подшипники скольжения, художе-ственное литье. БрО11Н4Ц3Л (10 % Sn, 4 % Ni, 3 % Zn, Cu – остальное) Свойства и применение: те же. Допускают экс-плуатацию при повы-шенных температурах. БХ (бронза художественная) (5 - 7 % Sn, 5 - 7 % Zn, 1 - 4 % Pb, Cu – остальное) Применение: художест-венное литье.	БрА5 (5 % Al, 95 %Cu)   Свойства: высокая кор­розионная стойкость, жаропрочность, высокая стойкость к истиранию. Изготавливают: мо­неты, детали, работаю­щие в морской воде, де­тали химических аппа­ратов.   БрА10Ж4Н4Л (10 % Al, 4 % Fe, 4 % Ni, остальное Cu, Л - ли­тейная бронза)   Свойства: высокая прочность и коррози­онная стойкость. Изготавливают: детали аппаратов для хими-ческой и пищевой про­мышленности.

Продолжение таблицы 7.6.

Кремнистые	Бериллиевые	Свинцовые
БрКМц3-1 (3 % Si, 1 % Mn, Cu – остальное) Свойства: повышенная упругость, высокая кор­розионная стойкость, жаростойкость. Изготавливают: авиа­ционные пружины, де­тали, работающие в аг­рессивных средах, на­пример, в морской воде, а также при нагреве до 500°С. БрКН1 -3 Свойства: повышенная коррозионная стой­кость. Изготавливают: дета- ли, работающие в сточных водах (краны, задвижки).	БрБ2 (2 % Be, Cu – остальное)   БрБНТ 1,9-1-1 (1,9 % Be, 1 % Ni, 1 % Тi, Cu – остальное)   Свойства: повышенная упругость, высокая кор-розионная стойкость, хорошая свариваемость, хорошая обрабатыва-емость резанием. Изготавливают: пру-жины, мембраны, пру-жинящие контакты, искробезопасный инс-трумент для работы во взрывоопасных усло-виях.	БрС30 (30 % Рb, Cu – остальное)   Свойства: низкий коэф-фициент трения. Изготавливают: вкла-дыши подшипников скольжения.   БрСН60-2,5   (60 % Рb, 2,5 % Ni, Cu – остальное)   Свойства: низкий коэф-фициент трения. Изготавливают: вкла-дыши подшипников скольжения.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные свойства алюминия.

2. Как классифицируют алюминиевые сплавы по диаграмме равновесия?

3. Какай состав имеет дюралюминий?

4. Как изменяются механические свойства дюралюминия в процессе старения?

5. Назовите основные свойства меди.

6. Что такое латуни?

7. Что такое бронзы?

8. Расшифруйте марки сплавов: Л62, ЛС-59-1, ЛАН-59-3-2, БрОФ 6,5-0,15, БрО11Н4Ц3Л, БрБ2, БрС30.

Дата добавления: 2017-01-13