Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
За технічними властивостями мідних сплавів діляться на деформуються (ГОСТ18175-78) і ливарні (ГОСТ613-83); за здатністю до загартування - термоупрочняемие і нетермоупрочняемие; за хімічним складом на бронзи (Cu + інші елементи, крім Zn) і латуні (Сu + Zn і інші елементи).
У мідних сплавах легуючі елементи позначаються наступним чином: О-олово, С-свинець, А-алюміній, Ж-залізо, Мц-марганець, Н-нікель, К-кремній, Ф-фосфор, Б-берилій, Мн-марганець.
Бронзи маркуються буквами «Бр» (бронза) і буквами і цифрами: літери означають назву елемента, а цифри - його кількість в сплаві в процентах. Наприклад, Бр05Ц5С5 містить 5% олова, 5% цинку, 5% свинцю, інше - мідь.
Бронзи мають більш високі в порівнянні з латунями міцності, антифрикційні, коррозіоностойкой властивості, але є більш дорогими.
Мідь з цинком утворює твердий розчин високої концентрації. Латуні (ГОСТ17711-74) бувають подвійні (Сu + Zn) і багатокомпонентні (Cu + Zn + Pb, Ni, Si і т.д.). Подвійні латуні діляться на дві групи:
1. Однофазні (Zn <39 %), имеющие структуру –ά твердого раствора (Л62, Л68 и др.).
2.Двухфазние (Zn> 39%), що мають структуру (# 945; + # 946;) твердого розчину (Л60 і ін.)
Однофазні латуні пластичні, добре піддаються пластичної деформації в холодному, і гірше в гарячому стані, тому латунь застосовується для виготовлення листів, дроту, стрічки шляхом холодної прокатки. Для прокатки в гарячому стані застосовується двухфазная латунь.
Латуні мають хороші ливарні властивості, добре обробляються різанням, добре прірабативаются, поліруються і протистоять зносу. Електро і теплопровідність становить 20-50% від міді, корозійна стійкість гірше, ніж у міді через наявність домішок.
Механічні властивості латуней невисокі:
для # 945; -латунь: # 963; b = 260-300 МПа, # 948; % = 40-50%;
для # 945; + # 946; латуней: # 963; b = 350-400 МПа, # 948; % = 20-30%.
Багатокомпонентні латуні відносяться до спеціальних, мають додатково ті чи інші властивості. Зазвичай латуні легується Pb, Sn, Si, Ni, Al і ін.
Алюміній підвищує міцність, твердість і корозійну стійкість. Алюмінієва латунь ЛЦ21А2 має високу корозійну стійкість в морській воді.
Олово підвищує корозійну стійкість в морській воді, тому олов'яні латуні називаються «морськими» і застосовуються в суднобудуванні (ЛЦ8701, ЛЦ2901 і ін.)
Кремній поліпшує корозійну стійкість, жидкотекучесть, зварюваність, здатність до деформації як в холодному, так і гарячому стані, тому крем'янисті латуні. (Наприклад, ЛЦ17К3) застосовуються у вигляді складних фасонних виливків, поковок, прутків, штамповок і т.д.
Свинець поліпшує оброблюваність різанням, тому свинцеву латунь (наприклад, ЛЦ40С) називають «автоматної», тобто призначеної для обробки на верстатах-автоматах.
Нікель покращує механічні властивості і підвищує корозійну стійкість, тому нікелеві латуні типу ЛЦ30Н5 застосовуються в морському суднобудуванні і в хімічному машинобудуванні.
Бронзи - подвійні або багатокомпонентні сплави на основі міді. Як легуючі елементів застосовується олово (О), свинець (С), алюміній (А), залізо (Ж), марганець (Мц), нікель (Н), кремній (К), фосфор (Ф), берилій (Б) і інші елементи. Sn, Al, Ni, Si збільшують міцність, пружність і корозійну стійкість; Pb, P, Zn надають бронзі антифрикційні властивості; Mn і Si - жаростійкість, Fe і Ni - подрібнюють зерно і підвищують твердість і міцність; Be підвищує пружність і міцність.
За хімічним складом бронзи діляться на олов'яні (до 10% Sn по ГОСТ 613-79) і безолов'яні (ГОСТ18175-78), а за технологічними ознаками - на ливарні і оброблювані тиском.
Олов'яні бронзи добре обробляються різанням, добре паяются, гірше зварюються, мають дуже малу усадку (<1 %),но образуют рассеянную пористость, что препятствует получению из них герметичных деталей. Они имеют низкий коэффициент трения, хорошую притираемость и износостойкость при работе в паре со сталью, что в сочетании с высокой теплопроводностью и хорошими механическими свойствами позволяет использовать их для подшипников скольжения ответственного назначения, работающих при высоких давлениях и скоростях. Широкое распространение получили литейные оловянные бронзы Бр010Ф1, Бр03Ц12С5 и некоторые другие. Бронза Бр010Ф1, идущая на изготовление подшипников скольжения, имеет следующие свойства: σb =300 МПа, δ=3 %.
Бронзи, оброблювані тиском, добре куються, штампуються, прокочуються. Олов'яні бронзи БР04Ц3, Бр04С4Ц4 застосовуються для виготовлення напівфабрикатів (стрічок, смуг, прутків) і деталей з них. Бр04С4Ц4 має наступні механічні властивості: # 963; b = 350 МПа, # 948; = 40%, НВ = 60. Деформуємі бронзи, поряд з хорошою електропровідністю, корозійну стійкість, антифрикційні, мають високі пружними властивостями і опором втоми. Їх використовують для виготовлення пружних деталей в багатьох галузях промисловості.
Алюмінієві бронзи відрізняються високими механічними, антифрикційними і антикорозійними властивостями. Вони мають високу жидкотекучестью, хорошою герметичністю, утворюють концентровану усадкову раковину. Алюмінієві бронзи діляться на однофазні (БрА5, БрА7 мають # 963; b = 450 МПа, # 948; = 60%) і двофазні (БрА10 мають # 963; b = 600 МПа, # 948; = 15%). Двофазні можна піддавати упрочняющей термообробці: загартуванню й наступній старіння. Легування алюмінієвих бронз покращує їх властивості: механічні, технологічні, експлуатаційні та ін. Так БрА10Ж4Н4 в Відпалений
стані має # 963; b = 650 МПа, # 948; = 35%, НВ = 160, після гарту має # 963; b = 800 МПа, # 948; = 3%. Алюмінієві бронзи застосовуються як у вигляді прокату і поковок (прутки, стрічки), так і у вигляді фасонних виливків для деталей відповідального призначення. З них виготовляють деталі, що працюють у важких умовах зносу при підвищених температурах (400-500 ° С): сідла клапанів, деталі насосів, турбіни, шестірні, вінці коліс і т.д.
Свинцюваті бронзи поєднують хороші антифрикційні властивості з високою теплопровідністю. Вони добре сприймають ударні навантаження і мають високу межу витривалості, тому застосовуються для відповідальних високонавантажених підшипників ковзання, що працюють при великих швидкостях. Найбільшого поширення набула бронза БрС30 (# 963; b = 160 МПа, # 948; = 8%), що застосовується для підшипників ковзання колінчастого вала КАМАЗ, тракторів та інших машин.
Крем'янисті бронзи мають хороші механічні властивості, в тому числі пружні і антифрикційні властивості, а також високу корозійну стійкість. Бронзи пластичні, добре обробляються тиском, добре зварюються, паяются, задовільно обробляються різанням. Ливарні властивості нижче, ніж у олов'яних. Леговані крем'янисті бронзи можуть піддаватися гарту і старінню. БрК1Н3 після загартування і старіння має # 963; b = 740 МПа, # 948; = 8%. З кременистих бронз виготовляють стрічки, смуги, прутки, дріт, що йдуть на виробництво пружин, мембран і тому подібних деталей.
Берилієві бронзи відрізняються надзвичайно високою межею пружності і міцності, твердістю, корозійну стійкість, підвищеним опором втоми, добре обробляються різанням і зварюються точковим зварюванням, не дають іскор при ударі, зберігають властивості до 500 ° С. Берилієві бронзи випускаються у вигляді смуг, стрічок, дроту, а також у вигляді фасонних виливків і можуть піддаватися упрочняющей термообробці загартуванню і старіння. Бронза БрБ2 після загартування і старіння має # 963; b = 1250 МПа, # 948; = 2,5%, НВ = 370. З берилієвих бронз виготовляють деталі особливо відповідального призначення: пружні елементи точних приладів, підшипники, інструменти (зубила, молотки і т.д.) не дають іскор.
Марганцеві бронзи відрізняються високу корозійну стійкість і жароміцність. Бронзи мають хорошу текучість, добре обробляються тиском. Найбільш широко застосовується бронза БрМц5, (# 963; b = 300 МПа, # 948; = 40%), яка зберігає властивості до температури 400 ° С. Бронза випускається у вигляді поковок, листів, стрічок, що йдуть на виготовлення деталей, що працюють при підвищених температурах (наприклад арматура парових котлів і т.д.).
Застосування сплавів на основі міді.
Титан - метал сірого кольору. Температура плавлення титану 1668 ° С. Титан має дві аллотропические модифікації: до 882 ° С існує # 945; -тітан (плотноссть 4,50 г / см 3), який кристалізується в гексагональної решітці з періодом а = 0,295нм. а при більш високих температурах # 946; -тітан (при 900 ° С щільність 4,32г / см 3), що має грати, період якої а = 0,3282нм. Технічний титан виготовляється трьох марок: ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ1-1.
Титан має високу корозійну і хімічну стійкість завдяки захисній окисною плівці на його поверхні. Він не кородує в прісній і морській воді, не розчиняється в багатьох органічних і мінеральних кислотах, в царській горілці і інших агресивних середовищах. Титан добре обробляється тиском при кімнатній і підвищеній температурі; тому з нього виготовляють листи, труби, дріт, поковки та інші деталі. Титан добре зварюється аргонно-дугового зварювання. Титан погано обробляється різанням (налипає на інструмент), має низькими антифрикційними властивостями, не володіє жароміцністю. Застосовується в хімічній промисловості для виробів, що працюють в сильно агресивному середовищі, в суднобудуванні для обшивки морських суден, підводних човнів і ін.
Сплави титану (ГОСТ19807-91) отримали значно більше застосування, ніж чистий титан, так як мають краще поєднанням властивостей: більш високою міцністю, жаростійкістю, жароміцних при хорошої пластичності, високої корозійної стійкості і малої щільності. Тому титанові сплави отримали широке застосування в авіації, ракетній техніці, суднобудуванні, хімічній, медичній та інших галузях промисловості.
За технологією виготовлення титанові сплави діляться на деформуються і ливарні, а за властивостями - на сплави нормальної міцності, високоміцні, жароміцні і підвищеної пластичності.
Титанові однофазні сплави з # 945; - структурою (ВТ5, ВТ5-1) характеризуються середньою міцністю, високими механічними властивостями при кріогенної температурі, хорошою жароміцністю і жаростійкістю, відмінною зварюваністю і корозійну стійкість. Різанням задовільна. Ці сплави добре куються, прокочуються, штампуються, тому застосовуються у вигляді прутків, труб, сортового прокату та ін. Сплави застосовуються для виготовлення деталей, що працюють при температурі до 400-500 ° С. Ці сплави не зміцнює термообробкою, тому мають # 963; b = 950МПа, # 948; = 15%, НВ = 300.
Двофазні (# 945; + # 946;) сплави (ВТ6, ВТ8, ВТ14) мають більш високі властивості, як механічні, так і технологічні. Вони упрочняются термообробкою, мають високу міцність при кімнатній і підвищеній до 500 ° С температурі (ВТ16 має # 963; b = 1450 МПа, # 948; = 6%). Ці сплави задовільно обробляються різанням і зварюються, добре куються, штампуються і паяются. Поставляються у вигляді поковок, смуг, листів, прутків.
Ливарні титанові сплави (ВТ5Л, ВТ14Л, ВТ21Л) мають хороші ливарні властивості: високу текучість, щільність, малу схильність до утворення гарячих тріщин, малу усадку (<1 %). Однако плавку и разливку нужно вести в вакууме или в среде нейтральных газов из-за высокой склонности к поглощению газов. Литейные сплавы обладают более низкими механическими свойствами, чем деформируемые (ВТ5Л σb =900 МПа, δ =12 %), но литьем можно получать сложные фасонные отливки весом до 500 кг в том числе и трубные заготовки. Наиболее прочный литейный сплав ВТ21Л имеет σb =1100 МПа, δ=7 % при достаточно высокой вязкости.
Табліца8.1 Застосування титанових сплавів
Харчова промисловість (посуд), медицина (штучні суглоби), художнє лиття, сільськогосподарське машинобудування тощо.
9. підшипниковий СПЛАВИ.
Антифрикційні сплави на основі свинцю та олова називаються бабітом. Вони застосовуються для заливки підшипників ковзання. До бабітом пред'являється кілька різноманітних вимог: низький коефіцієнт тертя при роботі в парі з залізовуглецевих сплавів; висока корозійна стійкість в середовищі масел, висока теплопровідність, високу межу витривалості, хороші технологічні властивості: низька температура плавлення, хороша адгезія, висока прірабатиаемость при достатній твердості, висока питома в'язкість (для роботи в умовах ударних навантажень), невисокий модуль пружності. Цим умовам задовольняють бабіти олов'яні (Б88, Б83 та ін.), Свинцеві (БК2 і ін.), Олов'яно-свинцеві (Б16, БН і ін.)
Олов'яні бабіти володіють найкращим поєднанням антифрикційних і фізико-механічних властивостей, а так само високу корозійну стійкість. Склад типового олов'яного бабіту Б83: Sb = 11%. Cu = 6%, решта Sn. З огляду на великий вміст дорогого олова олов'яні бабіти застосовуються для підшипників відповідального призначення, що працюють при великих швидкостях і високих навантаженнях (парові турбіни, дизелі, турбокомпресори і т. Д.)
Свинцеві бабіти є найдешевшими, так як леговані кальцієм і натрієм і містять мало дефіцитного олова. Склад БК2: Sn = 2%, Ca = 0.5%, Sb = 0.3%. Mg = 0.1%, Pb - інше. Ці бабіти застосовуються для підшипників гірничорудних машин, міського транспорту, залізничного транспорту, дизельних двигунів і ін.
Міцність бабітів невелика # 963; b = 60 - 120 МПа, що забезпечує хорошу передачу навантаження на більш міцну, сталеву основу при біметалічної структурі підшипників.
Магній - метал світло-сірого кольору. Характерною властивістю магнію є його мала щільність (1,74 г / см 3). Температура плавлення магнію 650 ° С, кристалічна решітка гексагональна. Технічний магній випускається трьох марок МГ90, МГ95 і МГ96. Механічні властивості литого магнію: # 963; b = 115МПа. # 963; 0,2 = 25 МПа, # 948; = 8%, 30НВ. На повітрі магній легко запалюється. Використовується магній в піротехніці і хімічної промисловості.