Латуні позначаються літерою «Л», а бронзи «Бр», потім йдуть літери, що означають легуючі елементи: Про - олово, Ц - цинк, Мц - марганець, Ж - залізо, Ф - фосфор, Б - берилій, Х - хром, С - свинець, А - алюміній, Н - нікель, Су - сурма і т.д. І бронзи, і латуні підрозділяються на деформуються і ливарні, що відбивається в маркуванні.
У простих (нелегованих) деформуються латунях число, наступне за буквою «Л», означає% Cu. Наприклад, Л80 - 80% Сu, Zn - інше (20%). Якщо деформируемая латунь многокомпонентна, за буквою «Л» поспіль йдуть позначення всіх легуючих елементів. Наприклад, ЛАН59-3-2 (А - алюміній, Н - нікель). Перша цифра в марці - відсоток міді, наступні - відсоток легуючого елемента в тому ж порядку, що і літери, цинк - інше. Таким чином, ЛАН59-3-2 розшифровується так: деформируемая латунь з 59% Cu, 3% Al, 2% Ni, Zn - інше. Деформуємі бронзи маркуються також, тільки кількість міді не вказується, наприклад, БрОЦС8-4-3 розшифровується так: деформируемая олов'яна бронза, що містить 8% Sn, 4% Zn, 3% Pb, решта Cu.
На рис. 12.1 представлена діаграма Cu-Zn, де видно, що в міді розчиняється до 39% Zn. На рис. 12.2 показано, як змінюються властивості в залежності від вмісту цинку в латуні. Видно, що при розчиненні Zn збільшується не тільки міцність, але і пластичність латуні (максимум проходить при 30% Zn), таким чином, однофазні -латунь більш пластичні, ніж чиста мідь. Такі латуні (Л96, Л90 - томпак, Л80 - полутомпакі, Л68 - патронная (гільзового) і ін.) - піддаються обробці тиском. З них виготовляються листи, труби, дріт, сильфони, музичні інструменти, труби для теплообмінників та ін.
Мал. 12.1 Діаграма Cu-Zn
Мал. 12.2 Вплив Zn на механічні властивості латуней.
Двофазні латуні часто легируют, при цьому міцність підвищується, а пластичність падає.
Свинець поліпшує оброблюваність різанням (латуні ЛС60-1 і ЛС59-1 - автоматні), олово, нікель, алюміній і марганець збільшують антикорозійну стійкість. Наприклад, ЛО70-1, ЛО62-1 називаються «морські» латуні, ЛН65-5 для конденсаторних трубок.
З латуней деталі можна виготовляти не тільки тиском, а й литтям: вони мають гарну жидкотекучестью, мало схильні до ліквації, що пояснюється невеликим температурним інтервалом кристалізації (лінії ликвидус і солидус дуже близькі (див. Рис. 12.1). Зазвичай ливарні латуні багатокомпонентні, причому добавки поліпшують ливарні властивості, а також міцність і надають спеціальні властивості (антикорозійні, антифрикційні, жароміцні і т.д.). Наприклад, з латуні ЛЦ30А3 виготовляють деталі для суднобудування і машинобудування, з латуні ЛЦ25С2 - штуцера гідросистем автомобілів, з ЛЦ23А6ЖЗМц - відповідальні деталі і антифрикційні деталі.
Олов'яні бронзи є найстарішими металевими сплавами (бронзовий вік). Зараз олов'яні бронзи застосовуються все рідше через дефіцитності олова.
Бронзи легують: Zn - для здешевлення, Р - покращує ливарні властивості, Ni - підвищує механічні властивості, корозійну стійкість і щільність виливків, зменшує ликвацию, свинець - підвищує щільність виливків, покращує оброблюваність різанням і надає антикорозійні та антифрикційні властивості.
Деформуємі бронзи зазвичай однофазні, з них виготовляють прутки, стрічки, дріт, пружини або інші елементи. Наприклад, з БрОЦ4-3 роблять плоскі і круглі пружини, БрОФ7- 0,2 - прутки з високу корозійну стійкість і зносостійкість, а також з хорошими пружинними властивостями.
Олов'яні бронзи мають розсіяну усадкову раковину, в той же час зовнішні обриси дуже точно копіюють форму, тому їх застосовують для деталей дуже складної конфігурації, а також художнього лиття.
а) - діаграма Cu-Al
б) - вплив концентрації
алюмінію на механічні
властивості алюмінієвих бронз
а) - діаграма Cu-Be
б) - вплив концентрації
берилію на механічні
властивості берилієвих бронз
Двофазні бронзи мають дуже високі антифрикційні властивості, тому з них роблять вкладиші підшипників, черв'ячні пари і т.д. Наприклад, з бронзи БрО10С10 відливають підшипники ковзання, БрО5Ц5С5 - арматура, вкладиші підшипників.
Алюмінієві бронзи.В зв'язку з тим, що Al не є дефіцитним металом, алюмінієві бронзи застосовуються найбільш широко. Al в міді розчиняється до 9% (див. Рис. 12.3), при утриманні більше 9% Al в сплаві з'являється евтектоід ( '), де' - хімічна сполука Cu32 Al9. Однофазна алюмінієва бронза БрА5 пластична, використовується для виготовлення монет, медалей і має високу корозійну стійкість.
При вмісті більше 11% Al міцність знижується (рис. 12.3, б) через крихкість, тому більше 11% Al не додають. Двофазні бронзи зазвичай легують: залізо подрібнює зерно і підвищує механічні та антифрикційні властивості: нікель покращує механічні властивості і зносостійкість як при низьких, так і високих температурах. Бронзи БрАЖН10-4-4 і БрАЖН11-6-6 є найбільш міцними з усіх алюмінієвих бронз, при цьому вони володіють хорошими антифрикційними властивостями, хімічною стійкістю, тому з них виготовляють деталі хімічної і харчової промисловості, що труться деталі.
Ливарні властивості алюмінієвих бронз нижче, ніж у олов'яних, але вони забезпечують високу щільність виливків і міцніші.
Берилієві бронзи (БрБ2, БрБНТ1, 9 та ін.) Містять до 2% берилію. Гранична розчинність берилію (див. Рис. 12.4) в міді становить 2,7%, а при 300 0 С - 0,2%. При нагріванні бронзи до температури гарту 760-780 0 С утворюється однофазний -розчин, а при охолодженні у воді виходить пересичений розчин берилію в міді. При старінні 300-350 0 С протягом 3 год. з пересичені -розчину виділяються дисперсні частки -фази (Cu Be), що сильно підвищує міцність (рис. 12.4, б) і твердість (= 1250 МПа, = 3-5%, НВ375). Берилій дорогий і рідкісний метал, проте комплекс властивостей цих бронз настільки високий, що їх виробництво економічно виправдане.
Берилієві бронзи використовують у приладобудуванні для виготовлення відповідальних пружин, мембран та інших пружних деталей. Вона володіє хімічною стійкістю, хорошою зварюваністю і оброблюваністю ріжучим інструментом.
Берилієва бронза є искробезопасной, тому з неї роблять електричні контакти і ударний інструмент для роботи у вибухонебезпечних атмосферах.
Свинцюваті бронзи (БрС30, БрС60Н2, 5 та ін.) Застосовуються для виготовлення вкладишів підшипників ковзання. Свинець практично не розчиняється в рідкої міді, тому не утворюється евтектики, і інтервал кристалізації становить понад 600 0. що призводить до ліквації. Для її запобігання сплав треба прискорено охолоджувати або легувати. Після затвердіння сплав складається з кристалів міді і включень свинцю. У порівнянні з олов'янистими бронзами теплопровідність Бр30 в 4 рази більше, тому вона добре відводить теплоту, що виникає при терті.
Через невисокі механічних властивостей (= 60МПа, = 4%) свинцюваті бронзу наплавляют тонким шаром на сталеві труби (стрічки).
Такі біметалічні підшипники прості у виготовленні, легко замінюються при зношуванні і дешевші. Для зміцнення кристаллитов міді БрС30 легируют Sn і Ni.
Крім олов'яних, свинцевих, алюмінієвих і берилієвих бронз застосовуються кремнієві, марганцеві, сурмяністие, кадмієві і ін. Бронзи.