Мідні сплави

Для деталей машин використовують сплави міді з цинком, оловом, алюмінієм

ням, кремнієм та ін (а не чисту мідь) через їх більшої міцності: 30-40

кгс / мм ^ 2 у сплавів і 25-29 кгс / мм ^ 2 у технічно чистої міді (табл. 35-39).

Мідні сплави (крім берилієвої бронзи і деяких алюмінієвих

бронз) не приймають термічної обробки, і їх механічні властивості та

зносостійкість визначаються хімічним складом і його впливом на струк-

туру. Модуль пружності мідних сплавів (900-12000 кгс / мм ^ 2 нижче, ніж у

стали).

Основна перевага мідних сплавів - низький коефіцієнт тертя

(Що робить особливо раціональним застосуванням їх в парах ковзання), со-

Подружжя для багатьох сплавів з високою пластичністю і хорошою стійко-

стю проти корозії в ряді агресивних середовищ і хорошою електропровідністю-

стю.

Величина коефіцієнта тертя практично однакова у всіх мідних

сплавів, тоді як механічні властивості і зносостійкість, а також поведе-

ня в умовах корозії залежать від складу сплавів, a отже, від струк-

тури. Міцність вище у двофазних сплавів, а пластичність у однофазних.

Марки мідних сплавів.

Марки позначаються наступним чином.

Перші букви в марці означають: Л - латунь і Бр. - Бронза.

Букви, наступні за буквою Л в латуні або Бр. У бронзі, означають:

А - алюміній, Б - берилій, Ж - залізо, К - кремній, Мц - марганець,

Н - нікель, О - олово, С - свинець, Ц - цинк, Ф. - фосфор.

 Цифри, поміщені після букви, вказують середнє відсоткове

вміст елементів. Порядок розташування цифр, прийнятий для латуней,

відрізняється від порядку, прийнятого для бронз.

 У марках латуні перші дві цифри (після букви) вказують

зміст основного компонента - міді. Інші цифри, відокремлюються один

від одного через тире, вказують середній вміст легуючих елементів.

Ці цифри розташовані в тому ж порядку, як і букви, що вказують

присутність в сплаві того чи іншого елемента. Таким чином зміст

цинку в найменуванні марки латуні не вказується і визначається за

різниці. Наприклад, Л86 означає латунь з 68% Cu (в середньому) і не має

інших легуючих елементів, крім цинку; його зміст становить (по

різниці) 32%. Лаж 60-1-1 означає латунь з 60% Cu, леговану

алюмінієм (А) в кількості 1%, з залізом (Ж) у кількості 3% і марганцем

(Мц) у кількості 1%. Вміст цинку (у середньому) визначається вирахуванням з

100% суми відсотків вмісту міді, алюмінію, заліза та марганцю.

 У марках бронзи (як і в сталях) зміст основного компонента -

міді - не вказується, а визначається по різниці. Цифри після букв,

відокремлюються один від одного через тире, вказують середній вміст

легуючих елементів; цифри розташовані в тому ж порядку, як і

букви, що вказують на легування бронзи тим чи іншим компонентом.

Наприклад, Бр.ОЦ10-2 означає бронзу з вмістом олова (О) ~ 4% і цинку

(Ц) ~ 3%. Зміст міді визначається по різниці (з 100%). Бр.АЖНЮ-4-4

означає бронзу з 10% Al, 4% Fe і 4% Ni (і 82% Cu). Бр. КМц3-1 означає

бронзу з 3% Si, і 1% Mn (і 96% Cu).

1. Мідно-цинкові сплави. Латуні (табл. 35).

 За хімічним складом розрізняють латуні прості і складні,

а за структурою - однофазні і двофазні.

Прості латуні легується одним компонентом: цинком.

Однофазні прості латуні мають високу пластичність; вона

найбільша у латуней з 30-32% цинку (латуні Л70, Л67). Латуні з

низьким вмістом цинку (томпаку і полутомпакі) поступаються латунь Л68 і

Л70 в пластичності, але перевершують їх в електро-та теплопровідності. Вони

поставляються в прокаті і поковках.

 Двофазні прості латуні мають хороші Ковкість (але головним

чином при нагріванні) і підвищені ливарні властивості і використовуються не

тільки у вигляді прокату, а й у виливках. Пластичність їх нижче ніж у

однофазних латуней, а міцність і зносостійкість вище за рахунок впливу

більш твердих частинок другої фази.

Міцність простих латуней 30-35 кгс / мм ^ 2 при однофазному структурі і

40-45 кгс / мм ^ 2 при двофазної. Міцність однофазного латуні може бути

значно підвищена холодною пластичною деформацією. Ці латуні

мають достатню стійкість в атмосфері води і пари (за умови зняття

напружень, створюваних холодної деформацією).

2. Олов'яні бронзи (табл. 36).

Однофазні і двофазні бронзи перевершують латуні в міцності і

опорі корозії (особливо в морській воді).

 Однофазні бронзи в катанні стані, особливо після значної

холодної пластичної деформації, мають підвищені міцнісні і

пружні властивості (δ> = 40 кгс / мм ^ 2).

 Для двофазних бронз характерна більш висока зносостійкість.

Важлива перевага двофазних олов'янистих бронз - високі ливарні

властивості; вони отримують при лиття найбільш низький коефіцієнт усадки по

порівнянні з іншими металами, у тому числі чавунами. Олов'яні бронзи

застосовують для литих деталей складної форми. Однак для арматури котлів і

подібних деталей вони використовуються лише у випадку невеликих тисків пари.

Недолік виливків з олов'яних бронз - їх значна мікропористість.

Тому для роботи при підвищених тисках пари вони все більше

замінюються алюмінієвими бронзами.

 Через високу вартість олова частіше використовують бронзи, у яких

частина олова замінена цинком (або свинцем).

3. Алюмінієві бронзи (табл. 37).

Ці бронзи (однофазні і двофазні) все більш широко замінюють латуні і олов'яні-ні бронзи.

 Однофазні бронзи в групі мідних сплавів мають найбільшу

пластичність (δ до 60%). Їх використовують для листів (у тому числі невеликий

товщини) і штампування зі значною деформацією. Після сильної холодної

пластичної деформації досягаються підвищені міцність і пружність.

Двофазні бронзи піддають гарячої деформації або застосовують у

вигляді відливок. У алюмінієвих бронз ливарні властивості (жидкотекучестью)

нижче, ніж у олов'яних; коефіцієнт усадки більше, але вони не утворюють

пористості, що забезпечує отримання більш щільних отлівок.Літейние

властивості поліпшуються введенням в зазначені бронзи невеликих кількостей

фосфору. Бронзи в виливках використовують, зокрема, для котельні арматури

порівняно простої форми, але працює при підвищених напругах.

Крім того, алюмінієві двофазні бронзи, мають більш високі

міцнісні властивості, ніж латуні і олов'яні бронзи. У складних

алюмінієвих бронз, які містять нікель і залізо, міцність становить

55-60 кгс / мм ^ 2.

Всі алюмінієві бронзи, як і олов'яні, добре стійкі проти

корозії в морській воді і у вологому тропічної атмосфері.

Алюмінієві бронзи використовують у суднобудуванні, авіації, і т.д.. В

вигляді стрічок, листів, дроту їх застосовують для пружних елементів, в

Зокрема для струмоведучих пружин.

4. Крем'янисті бронзи (табл. 38)

Застосування кременистих бронз обмежене. Використовуються

однофазні бронзи як більш пластичні. Вони перевершують алюмінієві

бронзи і латуні в міцності і стійкості в лужних (у тому числі стічних)

середовищах.

Ці бронзи застосовують для арматури і труб, які працюють у зазначених

середовищах.

Крем'янисті бронзи, додатково леговані марганцем, в результаті сильної холодної деформації набувають підвищені міцність і

пружність і у вигляді стрічки або дроту використовуються для різних пружних

злементов.

                                 5. Берилієві бронзи.

Берилієві бронзи поєднують дуже високу міцність (σ до

120 кгс / мм ^ 2) і корозійну стійкість з підвищеною електропровідністю.

Однак ці бронзи через високу вартість берилію використовують лише для

особливо відповідальних у виробах невеликого перетину у вигляді стрічок, дроту

для пружин, мембран, сильфонів і контактах в електричних машинах,

апаратах і приладах.

Зазначені властивості берилієвий бронзи після гартування і старіння,

тому розчинність берилію в міді зменшується з пониженням температури.

Виділення при старінні частинок хімічної сполуки CuBe підвищує

міцність і зменшує концентрацію берилію в розчині міді.