Материаловедение. 10 л.р.. Коллекция макрошлифов, изломов и сварных швов
 Скачать 3.64 Mb.
|
|
Общая характеристика и классификация медных сплавов. Для повышения прочностных свойств медь легируют цинком, оловом, алюминием, марганцем, железом, кремнием, никелем. Повышая прочность медных сплавов, легирующие элементы практически не снижают, а некоторые из них (цинк, алюминий) увеличивают пластичность. Высокая пластичность – отличительная особенность медных сплавов. По прочности медные сплавы уступают сталям. Сплавы меди устойчивы против коррозии, обладают хорошими антифрикционными, технологическими и механическими свойствами и широко используются в качестве конструкционных материалов. По технологическим свойствам медные сплавы подразделяют на деформируемые (обрабатываемые давлением) и литейные. Из деформируемых медных сплавов изготавливают трубы, листы, ленту, проволоку, из литейных путем литья различные фасонные детали. По способу упрочняться с помощью термической обработки медные сплавы делятся на упрочняемые и неупрочняемые термической обработкой. По химическому составу медные сплавы подразделяются на две основные группы: латуни и бронзы. Медные сплавы маркируют по химическому составу, используя буквы для обозначения элементов и числа для указания их массовых долей. В медных сплавах буквенные обозначения отличаются от обозначений, принятых для сталей. Алюминий в них обозначают буквой – А, бериллий – Б, железо – Ж, кремний – К, магний – Мr, марганец – Mц, медь – М, мышьяк – Мш, никель – Н, олово – О, свинец – С, серебро – Ср, сурьма – Су, фосфор – Ф, цинк – Ц, цирконий – Цр, хром – Х. Латуни. Сплавы меди с цинком, а иногда с добавками небольшого количества других элементов называют латунями. Из цветных сплавов латуни являются самыми распространенными. По назначению и технологическим признакам латуни подразделяются на деформируемые и литейные. Латуни маркируются буквой Л. в деформируемых латунях, не содержащих кроме меди и цинка других элементов, за буквой Л ставится число. Показывающее среднее содержание меди. В многокомпонентных латунях после Л ставятся буквы-символы элементов, а затем числа, указывающие содержание меди и каждого легирующего элемента. Например, латунь марки Л68 содержит 68% меди, остальное цинк. Латунь ЛЖМц 59-1-1 содержит 59% меди, 1% железа, 1% марганца, остальное – цинк. В марках литейных латуней указывается содержание цинка, а количество каждого легирующего элемента становится непосредственно за буквой, обозначающей его. Например, латунь ЛЦ40Мц3А содержит 40% цинка, 3% марганца, 1% алюминия, остальное – медь. Цвет (от красноватого до светло-желтого) и механические свойства латуни изменяются при увеличении содержания в них цинка. Структура латуней зависит от их состава и может быть установлена по известной диаграмме состояния системы медь-цинк (Сu – Zn). В системе Сu – Zn образуется шесть твердых растворов: α, β, γ, δ, σ, η, но практическое применение имеют латуни, содержащие до 45% цинка. Левая часть диаграммы состояния Сu – Zn, включающая область однофазных (α) и двухфазных (α+ β) латуней, приведена на рис. 46. Однофазная α-латунь представляет собой твердый раствор цинка в меди с решеткой ГЦК и может содержать до 39% цинка. Однофазная α-латунь характеризуется высокой пластичностью. При содержании более 39% цинка в структуре появляется хрупкая β-фаза. β-фаза – это электронное соединение Сu Zn с решеткой ОЦК. Существуют две модификации β-фазы: выше 454…486ºС устойчива пластичная β-фаза, имеющая неупорядоченное расположение атомов. Ниже этих температур – более твердая и хрупкая β-фаза, которая характеризуется упорядоченным расположением атомов меди и атомов цинка.  Рис. 46. Левая часть диаграммы Рис. 47. Влияние цинка на состояния Cu-Zn механические свойства латуней Двухфазные (α+ β) – латуни могут содержать до 45%. В соответствии с изменением структуры меняются механические свойства латуней. Влияние цинка на механические свойства латуней приведены на рис. 47. β-фаза появляется в структуре латуней при содержании цинка около 30%. Поэтому в сплавах, содержащих менее 30% цинка, увеличение его концентрации повышает и прочность, и пластичность. Затем пластичность начинает уменьшаться, а после появления в структуре значительных качеств β-фазы происходит резкое падение пластичности. Прочность продолжает повышаться при увеличении цинка до 45%, пока латунь находится в двухфазном состоянии, а потом также резко снижается. Сплавы с большим содержанием цинка отличаются высокой хрупкостью. Химический состав некоторых промышленных латуней (ГОСТ 15527-0, ГОСТ 1774-93) и их механические свойства приведены в табл.14,15. Латуни обычно хорошо обрабатываются давлением. Наибольшую пластичность имеют однофазные α-латуни (содержание цинка до 39%) и они хорошо поддаются холодной пластической деформации, которая значительно повышает их прочность и твердость. Таблица 14 Химический состав и механические свойства деформируемых латуней после отжига (ГОСТ 15527-70)
Таблица 15 Механические свойства и область применения литейных латуней (ГОСТ 17711-93)
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||