Реферат: Сплавы на базе меди

 

    Медныесплавы

Для деталеймашин используют сплавы меди с цинком, оловом, алюми-

нием, кремнием и др. (а не чистуюмедь) 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 термическойобработки, и их механические свойства и

износостойкость определяютсяхимическим составом и его влиянием на струк-

туру. Модуль упругости медныхсплавов (900-12000 кгс/мм^2 ниже, чем у

стали).

Основноепреимущество медных сплавов — низкий коэффициент трения

(что делает особенно рациональнымприменением их в парах скольжения), со-

четающийся для многих сплавов свысокой пластичностью и хорошей стойко-

стью против коррозии в рядеагрессивных сред и хорошей электропроводно-

стью.

Величинакоэффициента трения практически одинакова у всех медных

сплавов, тогда как механическиесвойства и износостойкость, а также поведе-

ние в условиях коррозии зависят отсостава сплавов, a следовательно, от струк-

туры. Прочность выше у двухфазныхсплавов, а пластичность у однофазных.

Марки медных сплавов.

Маркиобозначаются следующим образом.

Первые буквы вмарке означают: Л — латунь и Бр. — бронза.

Буквы, следующиеза 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. Порядокрасположения цифр, принятый для латуней,

отличается от порядка, принятогодля бронз.

                Вмарках латуни первые две цифры (после буквы) указывают

содержание основного компонента — меди. Остальные цифры, отделяемые друг

от друга через тире, указываютсреднее содержание легирующих элементов.

Эти цифры расположены в том жепорядке, как и буквы, указывающие

присутствие в сплаве того или иногоэлемента. Таким образом содержание

цинка в наименовании марки латунине указывается  и определяется по

разности. Например, Л86 означает латуньс 68% Cu  (в среднем) и не имеющую

других  легирующих элементов, кроме цинка; егосодержание составляет (по

разности) 32%. ЛАЖ 60-1-1 означаетлатунь с 60% Cu, легированную

алюминием  (А) в количестве 1%, с железом (Ж) вколичестве 3% и марганцем

(Мц) в количестве 1%. Содержаниецинка (в среднем) определяется вычетом из

100% суммы процентов содержаниямеди, алюминия, железа и марганца.

                Вмарках бронзы (как и в сталях) содержание основного компонента -

меди — не указывается, аопределяется по разности. Цифры после букв,

отделяемые друг от друга черезтире, указывают среднее содержание

легирующих элементов; цифрырасположенные в том же порядке, как и

буквы, указывающие на легированиебронзы тем или иным компонентом.

Например, Бр.ОЦ10-2 означает бронзус содержанием олова (О) ~ 4% и цинка

(Ц) ~ 3%.Содержание медиопределяется по разности (из 100%). Бр.АЖНЮ-4-4

означает бронзу с 10% Al, 4% Fe и4% 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).

                Похимическому составу различают латуни простые и сложные,

а по структуре — однофазные идвухфазные.

Простые латуни легируются однимкомпонентом: цинком.

Однофазныепростые латуни имеют высокую пластичность; она

наибольшая у латуней с 30-32% цинка(латуни Л70, Л67). Латуни с более

низким содержанием цинка (томпаки иполутомпаки) уступают латуням Л68 и

Л70 в пластичности, но превосходятих в электро- и теплопроводности. Они

поставляются в прокате и поковках.

 Двухфазные простые латуни имеют хорошиековкость (но главным

образом при нагреве) и повышенныелитейные свойства и используются  не

только в виде проката, но и вотливках. Пластичность их ниже чем у

однофазных  латуней, а прочность и износостойкость вышеза счет влияния

более твердых частиц второй фазы.

Прочностьпростых латуней 30-35 кгс/мм^2 при однофазной структуре и

40-45 кгс/мм^2 при двухфазной.Прочность однофазной латуни может быть

значительно повышена холоднойпластической деформацией. Эти латуни

имеют достаточную стойкость в атмосфереводы и пара  (при условии снятия

напряжений, создаваемых холоднойдеформацией).

2. Оловянные бронзы (табл. 36).

Однофазные идвухфазные бронзы превосходят латуни в прочности и

сопротивлении коррозии (особенно вморской воде).

 Однофазные бронзы в катаном состоянии,особенно после значительной

холодной пластической деформации,имеют повышенные прочностные и

упругие свойства (δ>= 40кгс/мм^2).

 Для двухфазных бронз характерна более высокаяизносостойкость.

Важное преимущество двухфазныхоловянистых бронз — высокие литейные

свойства; они получают при литьенаиболее низкий коэффициент усадки по

сравнению с другими металлами, втом числе чугунами. Оловянные бронзы

применяют для литых деталей сложнойформы. Однако для арматуры котлов и

подобных деталей они используютсялишь в случае небольших давлений пара.

Недостаток отливок из оловянныхбронз — их значительная микропористость.

Поэтому для работы при повышенныхдавлениях пара они все больше

заменяются алюминиевыми бронзами.

 Из-за высокой стоимости олова чаще используютбронзы, в которых

часть олова заменена цинком (илисвинцом).

3. Алюминиевые бронзы (табл. 37).

Эти бронзы(однофазные и двухфазные) все более широко заменяют латуни и оловян­ные бронзы.

 Однофазные бронзы в группе медных сплавовимеют наибольшую

пластичность (δ до 60%). Ихиспользуют для листов (в том числе небольшой

толщины) и штамповки созначительной деформацией. После сильной холодной

пластической деформации достигаютсяповышенные прочность и упругость.

Двухфазныебронзы подвергают горячей деформации или применяют в

виде отливок. У алюминиевых бронзлитейные свойства (жидкотекучесть)

ниже, чем у оловянных; коэффициентусадки больше, но они не образуют

пористости, что обеспечиваетполучение более плотных отливок.Литейные

свойства улучшаются введением вуказанные бронзы небольших количеств

фосфора. Бронзы в отливкахиспользуют, в частности, для котельной арматуры

сравнительно простой формы, ноработающей при повышенных напряжениях.

Кроме того,алюминиевые двухфазные бронзы, имеют более высокие

прочностные свойства, чем латуни иоловянные бронзы. У сложных

алюминиевых бронз, содержащихникель и железо, прочность составляет

55-60 кгс/мм^2.

Все алюминиевыебронзы, как и оловянные, хорошо устойчивы против

коррозии в морской воде и вовлажной тропической атмосфере.

Алюминиевыебронзы используют в судостроении, авиации, и т.д… В

виде лент, листов, проволоки ихприменяют для упругих элементов, в

частности для токоведущих пружин.

4. Кремнистые бронзы (табл. 38)

Применениекремнистых бронз ограниченное. Используются

однофазные бронзы как болеепластичные. Они превосходят алюминиевые

бронзы и латуни в прочности истойкости в щелочных (в том числе сточных)

средах.

Эти бронзыприменяют для арматуры и труб, работающих в указанных

средах.

Кремнистыебронзы, дополнительно легированные марганцем, в результате сильной холоднойдеформации приобретают повышенные прочность и

упругость и в виде ленты илипроволоки используются для различных упругих

злементов.

                                 5. Бериллиевыебронзы.

Бериллиевыебронзы сочетают очень высокую прочность (σ до

120 кгс/мм ^2) и коррозионнуюстойкость с повышенной электропроводностью.

Однако эти бронзы из-за высокойстоимости бериллия используют лишь для

особо ответственных в изделияхнебольшого сечения в виде лент, проволоки

для пружин, мембран, сильфонов иконтактах в электрических машинах,

аппаратах и приборах.

Указанныесвойства бериллиевые бронзы после закалки и старения,

т.к. растворимость бериллия  в меди уменьшается с понижением температуры.

Выделение при старении частицхимического 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) поГОСТ 5017–49

Бр.ОФ6,5–0,15

      6–7

0,1–0,25

      ―

      ―

     ―

Ленты, сетки в аппара­то­строении, бумажной 

пром..Мембраны, пружины,детали рабо­тающие на трение.

Бр.ОЦ4–3

      3,5

     ―

    2,7–3,3 

      ―

     ―

                 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)

марка

химический состав

назначение

Al

Fe

Ni

высокой пластичности (однофазные)

Бр.А5

4–6

Ленты, полосы, для пружин.

высокой прочности (двухфазные)

Бр.АЖ 9–4

8–10

2–4

Шестерни, втулки, арматура, в.т.чдля морской воды.

Бр.АЖН10–4–4

9,5–11

3,5–5,5

3,5–5,5

То же,при больших давлениях и трении.

                                               Кремнистыебронзы (поГОСТ 18175–72)

 марка

химический состав

назначение

Si

Mn

Ni

Бр.КМц 3–1

2,75–3,5

1–1,5

Пружины, трубы, втулки в судостроении, авиации, химической промышлен­ности.

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 сточных водах.

Бериллиевые бронзы (поГОСТ 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.БНТ1,7

1,6–1,85

0,2–0,4

0,1–0,25

Бр.БНТ1,9

1,85–2,1

0,2–0,4

0,1–0,25

Бр.БНТ1,9Mr

1,85–2,1

0,2–0,4

0,1–0,25

0,07–0,13

Латуни

марка

химический состав

назначение

Cu

Al

Pb

Sn

другие

Простые латуни

Пластичные  (однофазные), деформируемые в холодном и горячем состоянии

Л96 (томпак)

95,0–97,0

Трубки радиаторные, листы, ленты.

Л80 (полутом­пак)

79,0–81,0

Трубки, лента, проволока.

Л68

67,0–70,0

Листы, ленты для глубо­кой вытяжки.

Меньшей пластичности (двухфазные), деформируемые в горячем состоянии и литейные.

ЛС59–1

57,0–60,0

0,8–1,9

Листы, трубы, литье; хорошая обрабатывае­мость резанием.

Сложные  латуни

Обрабатываемые давлением (однофазные)

ЛА 77–2

76,0–79,0

1,7–2,5

Трубы в морском и общем машиностроении

ЛО70–1

69,9–71,0

1–1,5

Трубы подгревателей

Литейные (двухфазные) поГОСТ 17711–72

ЛА 67–2,5

66–68

2–3

<=1,0

Отливки в морском и общем машиностроении

Сложные латуни повышенной прочности и стойкости против коррозии

ЛАН 59–3–2

57,0–60,0

2,5–3,5

2–3 Ni

Трубы, тяжело нагруженные детали в моторо- и судостроении

ЛАЖ 60–1–1

58,0–61,0

0,75–1,5

<=0,4

0,8–1,5 Fe

Литейные (двухфазные) поГОСТ 17711–72

ЛМцЖ 55–3–1

53–58

<=0,5

1,3–4,5

0,5–1,5 Fe

4–3 Mn

Массивное литье в судосроении.

ЛмцОС 58–2–2–2

57–60

0,5–2,5

1,5–2,5

1,5–2,5 Mn

Шестерни, 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–

,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

.

<table cellpadding=«0» cellspacing=

еще рефераты
Еще работы по металлургии