Области применения: без оловянные бронзы
Тема: Медь и ее сплавы. Свойства меди, классификация, применение, маркировка по ГОСТу
Задание: рассмотреть все сплавы меди, вычленить в какой сфере жизни человека применяется каждый из сплавов. Рассмотреть маркировку по ГОСТу – значение каждого из маркеров.
Медь — немагнитный металл. Она обладает хорошей технологичностью: обрабатывается давлением, резанием, легко полируется, хорошо паяется и сваривается, имеет высокую коррозионную стойкость. Основная область применения — электротехническая промышленность.
Латуни — это медные сплавы, в которых основным легирующим элементом является цинк.
1. Однофазные (a) — латуни, содержащие до 39 % цинка (это предельная растворимость цинка в меди);
2. двухфазные (a+b|)- латуни, содержащие до 46 % цинка;
3. однофазные b|- латуни, содержащие до 50 % цинка;
Алюминиевые латуни используют для изготовления конденсаторных трубок, цистерн, втулок, а также для изготовления коррозионностойких деталей, работающих в морской воде. Марки латуней: ЛА77-2, ЛАЖ60-1-1, ЛАН59-3-2 (в электрических машинах, в хим. машиностроении). Из латуни ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5 изготовляют цельнотянутые круглые трубы для производства манометрических трубок и пружин в приборах повышенного класса точности. С помощью закалки и старения sв достигает 700 МПа.
Марганцевые латуни кроме хороших механических и технологических свойств (обрабатываются давлением в холодном и горячем состоянии) обладают высокой коррозионной стойкостью в морской воде, хлоридах и перегретом паре. Латуни ЛМц 58-2 и ЛМцА 57-3-1 применяются в основном для изготовления крепежных изделий арматуры.
Кремнистые латуни характеризуются высокой прочностью (sв до 640 МПа), пластичностью и вязкостью до минус 183 0С. Латунь ЛК80-3 применяют для изготовления арматуры, деталей приборов в судо- и общем машиностроении.
Свинцовистые латуни отлично обрабатываются резанием и обладают высокими антифрикционными свойствами. Латуни ЛС60-1, ЛС59-1 применяют для изготовления крепежных деталей, зубчатых колес, втулок.
Никелевая латунь обладает повышенными механическими (sв до 785 МПа) и коррозионными свойствами, обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии. Латунь ЛН65-5 применяется для изготовления манометрических и конденсаторных трубок, различного вида проката.
Литейные латуни содержат те же элементы, что и латуни, обрабатываемые давлением; от последних литейные отличает, как правило, большее легирование цинком и другими металлами. Вследствие этого они обладают хорошими литейными характеристиками.
Области применения:
ЛЦ38Мц2С2 | Конструкционные детали и аппараты для судов; антифрикционные детали несложной конфигурации |
ЛЦ30А3 | Коррозионностойкие детали; применяемые в судостроении и машиностроении |
ЛЦ23А6Ж3Мц2 | Ответственные детали, работающие при высоких знакопеременных нагрузках, при изгибе, а также антифрикционные детали |
ЛЦ16К4 | Сложные по конфигурации детали приборов и арматуры, работающие при температурах до 250°С и подвергающиеся гидровоздушным испытаниям; детали, работающие в морской воде при условии обеспечения протекторной защиты |
ЛЦ14К3С3 | Подшипники и втулки |
Бронзы — это сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием и другими элементами.
Оловянные бронзы. Наибольшее практическое значение имеют сплавы, содержащие до 10…12 % Sn. Предельная растворимость олова в меди 15,8%, однако в реальных условиях кристаллизации и охлаждения предельная растворимость снижается примерно до 6 %. К однофазным сплавам относятся бронзы с содержанием олова до 5…6 % и a — фаза, представляет твердый раствор олова в меди с ГЦК — решеткой. При большем содержании олова наряду с a — раствором присутствует эвтектоид (a + Сu31Sn8). Предел прочности бронзы возрастает с увеличением олова, но при его высоких концентрациях резко снижается из-за большего количества хрупкого интерметаллида Сu31Sn8.
Литейные оловянные бронзы. По сравнению с деформируемыми они содержат большее количество легирующих элементов, имеют ниже жидко текучесть, малую линейную усадку, склонны к образованию усадочной пористости. Бронзы БрОЗЦ7С5Н, БрО10Ф1, БрО6Ц6С3, БрО5С25 и другие применяются для изготовления арматуры, работающей в воде и водяном паре, подшипников, шестерен, втулок.
Алюминиевые бронзы отличаются высокими механическими антикоррозионными свойствами, жидко текучестью, малой склонностью к дендритной ликвации. Из-за большой усадки трудно получить сложную фасонную отливку. Они морозостойки, немагнитны, не дают искры при ударах. По коррозионной стойкости превосходят латуни и оловянистые бронзы.
Кремнистые бронзы применяются в качестве заменителей оловянистых бронз. До 3 % кремний растворяется в меди, и образуется однофазный a-твердый раствор. При большем содержании кремния появляется твердая и хрупкая g-фаза. Никель и марганец улучшает механические и коррозионные свойства. Они не теряют пластичности при низких температурах, хорошо паяются, обрабатываются давлением, немагнитны и не дают искры при ударах. Их используют для деталей, работающих до 500 0С, а также в агрессивных средах (пресная, морская вода).
Бериллиевые бронзы. Содержат 2…2,5 % Ве. Эти сплавы упрочняются термической обработкой. Предельная растворимость бериллия в меди при 866 0С составляет 2,7 %, при 600 0С — 1,5 %, а при 300 0С всего 0,2 %. Закалка проводится при 760…800 0С в воде и старение при 300 0С в течение 3 ч. Сплав упрочняется за счет выделения дисперсных частиц g-фазы СuBe, что приводит к резкому повышению прочности до 1250 МПа при d = 3…5 %. Бронзы БрБ2, БрБНТ1,9 и БрБНТ1,7 имеют высокую прочность, упругость, коррозионную стойкость, жаропрочность, немагнитны, искробезопасны (искра не образуется при размыкании электрических контактов). Применяются для изготовления мембран, пружин, электрических контактов.
Свинцовые бронзы. Свинец практически не растворяется в жидкой меди. Поэтому сплавы после затвердевания состоят из кристаллов меди и включений свинца. Такая структура обеспечивает высокие антифрикционные свойства. Бронза БрС30 применяется для изготовления вкладышей подшипников скольжения, работающих при повышенных давлениях и с большими скоростями. По сравнению с оловянистыми бронзами, теплопроводность ее в 4 раза больше, поэтому она хорошо отводит теплоту, возникающую при трении. Прочность этих бронз невысокая sв = 60 МПа, d = 4 %.
Области применения: без оловянные бронзы
БрА9Ж3л | Арматура для работы в различных средах при температурах до 250°С; антифрикционные детали, работающие на истирание; массивные детали, получаемые литьем в песчано-глинистые формы. Могут быть использованы для замены бронз БрО8Ц12 и БрО6Ц6С3 |
БрА10Ж3Мц2 | Антифрикционные детали; детали в условиях высоких статических нагрузок; детали, работающие в среде соляной кислоте и сероводорода при температуре 30-90°С; арматура для работы в пресной воде, жидком топливе, паре при температуре до 260°С, кроме морской воды |
БрА10Ж4Н4л БрА11Ж6Н6 | Детали для нефтяной, химической и пищевой аппаратуры; детали, работающие при температурах до 500°С, антифрикционные детали, работающие на истирание при высоких давлениях и больших скоростях; арматура, работающая в морской воде. Бронза наиболее стойкая в морской воде по сравнению с другими без оловянными бронзами |
БрС30 | Антифрикционные детали, работающие при высоких скоростях скольжения и повышенных давлениях, знакопеременных нагрузках и температурах, когда обыкновенные баббиты непригодны |
Оловянные бронзы
БрО3Ц12С5 БрО4Ц7С5Н1 | Литые детали сложной тонкостенной арматуры с резкими переходами по толщине стенок различного назначения; антифрикционные детали |
БрО4Ц7С5 | Литые детали арматуры и антифрикционных узлов трения автомобилей и тракторов |
БрО5Ц5С5 БрО6Ц6С3 | Литые антифрикционные детали узлов трения; арматура, работающая в пресной воде и морской воде |
БрО8Ц4 | Арматура, фасонные части трубопроводов, насосов, работающие в морской воде, детали арматуры, работающие под высоким давлением и температурах до 250-280°С. |
БрО10Ф1 | Литые, работающие в узлах трения; арматура |