Медные сплавы

сплавы (далее М),М на основе меди. М — первые металлическиеМ, созданные человеком (см. Бронзовый век). Примерно до сер. 20 в. по мировому производству М занимали 1-е место среди сплавов цветных металлов, уступив его затем сплавам. Со многими элементами образует широкие области твердых растворов замещения, в которых добавки занимают места меди в гранецентрированной кубической решетке. в твердом состоянии растворяет до 39 % , 15,8 % , 9,4 % , a — неограниченно. При образовании твердого раствора на основе меди растут ее прочность и электросопротивление, снижается температурный коэффициент электросопротивления, может значительно повыситься коррозионная стойкость, а пластичность сохраняется на достаточно высоком уровне. При добавлении легирующего элемента свыше предела растворимости образуются соединения, в частности электронные, т. е. характеризующиеся определенной электронной концентрацией (отношением суммарного числа валентных электронов к числу которое может быть равно ³/₂, ²¹/₁₃ или ⁷/₄). Этим соединениям условно приписывают формулы , ₅, ₃₁₈, ₉₄, и другие. В многокомпонентных М часто присутствуют сложные металлические соединения неустановленного состава, которые значительно тверже, чем раствор на основе меди, но весьма хрупки (обычно в двухфазных и многофазных М доля их в структуре намного меньше, чем твердого раствора на основе меди).

М получают сплавлением меди с легирующими элементами или с промежуточными сплавами — лигатурами, содержащими легирующие элементы. Для раскисления (восстановления окислов) широко применяют введение в расплав малых добавок (десятые доли %). М подразделяют на деформируемые и литейные. Из деформируемых М отливают (в изложницы или непрерывным методом) круглые и плоские слитки, которые подвергают горячей и холодной обработке давлением: прокатке, прессованию через матрицу или волочению для производства листов, лент, прутков, профилей, труб и проволоки. М хорошо обрабатываются давлением, и деформированные полуфабрикаты составляют основную долю всего объема их производства. Литейные М обладают хорошими литейными свойствами, из них отливкой в земляные и металлические формы получают фасонные детали, а также декоративно-прикладные изделия и скульптуру (см. Бронза в искусстве).

Механические свойства М изменяются в широких пределах при холодной обработке давлением и при отжиге. Холодной деформацией можно увеличить твердость и предел прочности М в 1,5—3 раза при одновременном снижении пластичности (см. Наклеп), а последующий рекристаллизационный отжиг позволяет частично или полностью (в зависимости от температуры и его продолжительности) восстановить исходные (до деформации) свойства (см. Термическая обработка). Смягчающий отжиг М после холодной обработки давлением проводят при 600—700 °С. Большинство М не подвергают упрочняющей термической обработке (закалке и старению), так как эта обработка или в принципе невозможна, если сплав при всех температурах однофазен, или величина упрочнения очень мала. Для создания термически упрочняемых М используют такие легирующие элементы, которые образуют с или между собой интерметаллические соединения (например, , , ₃), растворимость которых в твердом растворе на базе меди с понижением температуры уменьшается. При закалке таких сплавов образуется пересыщенный твердый раствор, из которого при искусственном старении выделяются дисперсные интерметаллические соединения, упрочняющие М

М подразделяют на латуни, бронзы и медно-никелевыеМ. В латунях главной добавкой является в бронзах — любой элемент, кроме и Промышленные марки выпускаемых в СССР М начинаются с первых букв их названий — Л (латуни), Бр. (бронзы) и М (М). Легирующие элементы обозначают следующими буквами: А — Н — О — Ц — С — Ж — Мц — К — Ф — Т — В марке простой (двойной) латуни цифры указывают ср. содержание меди. Например, латунь Л90 содержит 90 % и 10 % . В марке многокомпонентной латуни первые цифры указывают среднее содержание меди, а последующие — легирующих элементов. Например, латунь ЛАН59-3-2 содержит 59 % , 3 % и 2 % (остальное В марках бронз и сплавов буквы и соответствующие им цифры указывают содержание легирующих элементов. Например, бронза Бр. АЖМц10-3-1,5 содержит 10 % , 3 % и 1,5 % . Буква Л в конце марки М обозначает, что он предназначен для фасонного литья (например, ЛК80-3Л). Состав, типичные механические свойства и примерное назначение М приведены в таблицах 1—3. Все М отличаются хорошей стойкостью против атмосферной коррозии. при комнатной температуре не действует на М; окись с ними не реагирует. Незагрязненный пар, сухой или влажный действует на бронзы очень слабо. Сероводород уже при незначительной влажности и особенно при повышенных температурах сильно реагирует с М и соляная кислоты действуют на латуни и бронзы очень сильно, серная — значительно слабее.

Таблица 1. — Состав, типичные механические свойства^* и назначение латуней (1 Мн/м² " 0,1 кгс/мм²)

Марка сплава	Состав	Предел прочности s_b, Мн/м²	Относительное удлинение d, %	Твердость , Мн/м²	Примерное назначение
Л96	95—97% , остальное	240	50	470	Радиаторные трубки
Л90	88—91% , остальное	260	45	530	Листы и ленты для плакировки
Л80	79—81% , остальное	320	52	540	Проволочные сетки и целлюлозно-бумажной промышленности, сильфоны
Л68	67—70% , остальное	320	55	550	Изделия, получае- мые холодной штамповкой и глубокой вытяжкой
Л63	62—65% , остальное	330	49	560	Полосы, листы, лента, проволока, трубы, прутки
ЛА77-2	76—79% , 1,75—2,5% , остальное	400	55	600	Конденсаторные трубы
ЛАЖ60-1-1	58—61% , 0,75—1,5% , 0,75—1,5% , 0,1—0,6% , остальное	450	45	950	Трубы и прутки
ЛАЖМц66-6-3-2	64—68% , 6—7% , 2—4% , 1,5—2,5% , остальное	650	7	1600	Литые массивные червячные винты, гайки нажимных винтов
ЛАН59-3-2	57—60% , 2,5—3,5% , 2—3% , остальное	380	50	750	Трубы и прутки
ЛЖМц59-1-1	57—60% , 0,6—1,2% , 0,5—0,8% , 0,1—0,4% , 0,3—0,7% , остальное	450	50	880	Полосы, проволока, прутки и трубы
ЛН65-5	64—67% , 5—6,5% , остальное	400	65	700	Манометрические трубки, конденсаторные трубы
ЛО70-1	69—71% , 1—1,5% , остальное	350	60	590	Конденсаторные трубы, теплотехническая аппаратура
ЛС74-3	72—75% , 2,4—3% , остальное	350	50	570	Детали часов, автомобилей
ЛК80-3Л	79—81% , 2,5—4,5% , остальное	300	20	1050	Арматура, подвергающаяся действию воды, детали судов
ЛКС80-3-3	79—80% , 2,5—4,5% , 2—4% , остальное	350	20	950	Литые подшипники и втулки

* Свойства деформируемых латуней указаны для отожженного состояния.

Таблица 2. — Состав, типичные механические свойства^* и назначение бронз (1 Мн/м² " 0,1 кгс/мм²)

Марка сплава	Состав	Предел прочности s_b, Мн/м²	Относительное удлинение d, %	Твердость , Мн/м²	Примерное назначение
Бр. ОФ10-1	9—11% , 0,8—1,2%	250	3	900	Подшипники, шестерни, венцы, втулки
Бр. ОФ4-0,25	3,5—4% , 0,2—0,3%	340	52	600	Трубки для манометрических пружин
Бр. ОЦС5-5-5	4—6% , 4—6% , 4—6%	150	6	600	Антифрикционные детали и арматура
Бр. ОЦСН3-7-5-1	2,5—4% , 6—9,5% , 3—6% , 0,5—2%	180	8	600	Арматура, работающая в морской и пресной воде, в атмосфере пара
Бр. А7	6—8%	420	70	700	Пружины и пружинящие детали
Бр. АЖ9-4	8—10% , 2—4%	600	40	1100	Шестерни, втулки, седла клапанов
Бр. АЖМц10-3-1,5	9—11% , 2,4% , 1—2%	610	32	1300	Шестерни, втулки, подшипники
Бр. АЖН10-4-4	9,5—11% , 3,5—5,5% , 3,5—5,5%	600	35	1500	Шестерни, седла клапанов
Бр. АМц9-2	8—10% , 1,5—2,5%	400	25	1600	Детали морских судов, электрооборудования
Бр. Мц5	4,5—5,5%	340	30	800	Поковки<
Бр. Б2	1,9—2,2% , 0,2—0,5%	1350	1,5	3500	Пружины и пружинящие детали в авиации и приборостроении
Бр. КН1-3	0,6—1,1% , 2,4—3,4% , 0,1—0,4%	600	12	1800	Направляющие втулки и другие детали ответственного назначения
Бр. С30	27—33%	70	5	450	Сальники<

* Свойства сплавов Бр. ОФ10-1, Бр. ОЦС5-5-5, Бр. ОЦСН3-7-5-1 и Бр. С30 указаны для отливок в земляные формы, сплавов Бр. Б2 и Бр. КН1-3 — для обработанных давлением изделий, подвергнутых закалке, соответственно при 780 и 850 °С и старению соответственно при 320 °С (2 ч) и 450 °С (4 ч), остальных сплавов — для отожженного состояния после обработки давлением.

Таблица 3. — Состав, типичные механические свойства^* и назначение сплавов (1 Мн/м² " 0,1 кгс/мм²)

Марка и наименование сплава	Состав	Предел прочности s_b, Мн/м²	Относительное удлинение d, %	Твердость , Мн/м²	Примерное назначение
МН19 (мельхиор)	18—20% ⁺	350	35	700	Изделия, получаемые штамповкой и чеканкой
МНЖМц30-0,8-1 (мельхиор)	29—33% ⁺, 0,8—1,3% , 0,6—1%	380	40	700	Конденсаторные трубы для судостроения, трубы термостатов
МНЦ15-20 (нейзильбер)	13,5—1,5% ⁺, 18—22%	400	45	700	Детали приборов точной механики, посуда
МНМц43-0,5 (копель)	42,5—44% ⁺, 0,1—1%	400	35	850	Проволока для термопар
МНМц40-1,5 (константан)	39—41% ⁺, 1—2%	450	30	800	Проволока для реостатов, термопар

* Свойства указаны для отожженного состояния.

М используют как конструкционные, пружинные, антифрикционные и коррозионностойкие материалы,М с высокой электро- и теплопроводностью, с высоким электросопротивлением и низким термическим коэффициентом электросопротивления,М для термопар, художественного литья и посуды. М применяют в общем машиностроении, авиа-, авто- и судостроении, на транспорте, в электротехнической промышленности, приборостроении, в производстве водяной и паровой арматуры и других изделий.

Лит.: Бочвар А. А., Металловедение, 5 изд., М., 1956; Смирягин А. П., Промышленные цветные металлы иМ, 2 изд., М., 1956.

И. И. Новиков.

		Новости 23.12.2024 09:29:19

	Copyright © 1999-2024 Oval.ru, All Rights Reserved.