45951

Сплавы на основе меди: классификация, маркировка, свойства, применение

Доклад

Производство и промышленные технологии

По техническим свойствам медные сплавы делятся на деформируемыеГОСТ1817578 и литейные ГОСТ61383; по способности к закалке – термоупрочняемые и нетермоупрочняемые; по химическому составу на бронзы Cu другие элементы кроме Zn и латуни СuZn и другие элементы. Бронзы маркируются буквами Бр бронза и буквами и цифрами: буквы означают название элемента а цифры – его количество в сплаве в процентах. Бронзы имеют более высокие по сравнению с латунями прочностные антифрикционные коррозионостойкие свойства но являются более...

Русский

2013-11-18

21.83 KB

153 чел.

5. Сплавы на  основе меди: классификация, маркировка, свойства, применение.

Свойства меди. Медь – металл красновато – розового цвета, имеет гранецентрированную кубическую решетку с параметром а=3,60 нм. Плотность меди 8,94 г/см3, Тпл=1083°С. В зависимости от химического состава медь выпускается в виде технических марок МОО, МО, М1 (99,9 %Сu),М2, М3, М4(99,0 %Cu). Медь имеет высокую тепло и электропроводность (100 %- эталон электропроводности), пластичность, коррозионную стойкость, легко обрабатывается давлением, но плохо – резанием. Отожженная при Т=600°С медь имеет следующие свойства: σb=220МПа, δ=50 %. Медь прокатывается в тонкие листы, ленту, проволоку микронной толщины, склонна к наклепу. Медь легко полируется, хорошо паяется, сваривается. Примеси резко снижают тепло и электропроводность меди. Литейные свойства меди низкие из-за высокой усадки и низкой жидкотекучести.

Классификация и маркировка медных сплавов. По техническим свойствам медные сплавы делятся на деформируемые(ГОСТ18175-78) и литейные (ГОСТ613-83); по способности к закалке – термоупрочняемые и нетермоупрочняемые; по химическому составу на бронзы (Cu +другие элементы, кроме Zn) и латуни (Сu+Zn и другие элементы).В медных сплавах легирующие элементы обозначаются следующим образом: О-олово, С-свинец, А-алюминий, Ж-железо, Мц-марганец, Н-никель, К-кремний, Ф-фосфор,  Б-бериллий,  Мн-марганец. Бронзы маркируются буквами «Бр» (бронза) и буквами и цифрами: буквы означают название элемента, а цифры – его количество в сплаве в процентах. Например, Бр05Ц5С5  содержит 5 % олова, 5 % цинка, 5 %свинца, остальное – медь.

  Латуни маркируются буквой «Л» (латунь) и цифрой, показывающей содержание легирующего элемента в процентах. В марках легированных латуней кроме цифры, указывающей содержание цинка, даются буквы и цифры, обозначающие название и количество в процентах легирующих элементов. Например, ЛЦ35А3Ж2Мц1 содержит: 35%Zn, 3 %Al, 2 %Fe, 1%Mn, остальные 59 % составляет Cu.

 Бронзы имеют более высокие по сравнению с латунями прочностные, антифрикционные, коррозионостойкие свойства, но являются более дорогими.

Латуни. Медь с цинком образует твердый раствор высокой концентрации. Латуни(ГОСТ17711-74) бывают двойные (Сu+Zn) и многокомпонентные (Cu+Zn+Pb,Ni,Si и т.д.). Двойные латуни делятся на две группы:

1. Однофазные (Zn < 39 %), имеющие  структуру –ά твердого раствора (Л62, Л68 и др.).

         2.Двухфазные (Zn >39 %), имеющие структуру (α+β) твёрдого раствора (Л60 и др.)

   Однофазные латуни пластичны, хорошо поддаются пластической деформации в холодном, и хуже в горячем состоянии, поэтому латунь применяется для изготовления листов, проволоки, ленты путем холодной прокатки. Для прокатки в горячем состоянии применяется двухфазная латунь.

   Латуни имеют хорошие литейные свойства, хорошо обрабатываются резанием, хорошо прирабатываются, полируются и противостоят износу. Электро и теплопроводность составляет 20-50 % от меди, коррозионная стойкость хуже, чем у меди из-за наличия примесей.

    Механические свойства латуней невысоки:       

для α–латуней: σb =260-300 МПа, δ %=40-50 %;

для α+β латуней: σb=350-400 МПа, δ %=20-30 %.

      Многокомпонентные латуни относятся к специальным, имеющим дополнительно те или иные свойства. Обычно латуни легируются Pb, Sn, Si, Ni, Al и др.

      Алюминий повышает прочность, твердость и коррозионную стойкость. Алюминиевая латунь ЛЦ21А2 обладает высокой коррозионной стойкостью в морской воде.

      Олово повышает коррозионную стойкость в морской воде, поэтому оловянные латуни называются «морскими» и применяются в судостроении (ЛЦ8701, ЛЦ2901 и др.)

Кремний улучшает коррозионную стойкость, жидкотекучесть, свариваемость, способность к деформации как в холодном, так и горячем состоянии, поэтому кремнистые латуни.(например,ЛЦ17К3) применяются в виде сложных фасонных отливок, поковок, прутков, штамповок и т.д.     

Свинец улучшает обрабатываемость резанием, поэтому свинцовую латунь (например, ЛЦ40С) называют «автоматной»,то есть предназначенной для обработки на станках-автоматах.

     Никель улучшает механические свойства и повышает коррозионную стойкость, поэтому никелевые латуни типа ЛЦ30Н5 применяются в морском судостроении и в химическом машиностроении.

Бронзы. Бронзы - двойные или многокомпонентные сплавы на основе меди. В качестве легирующих элементов применяется  олово (О), свинец (С), алюминий (А), железо (Ж), марганец (Мц), никель (Н), кремний (К), фосфор (Ф), бериллий (Б) и другие элементы. Sn, Al, Ni, Si увеличивают прочность, упругость и коррозионную стойкость; Pb, P, Zn придают бронзе антифрикционные свойства; Mn и Si – жаростойкость, Fe и Ni – измельчают зерно и повышают твёрдость и прочность; Be повышает упругость и прочность.

     По химическому составу бронзы делятся на оловянные (до 10 % Sn по ГОСТ 613-79) и безоловянные(ГОСТ18175-78), а по технологическим признакам - на литейные и обрабатываемые давлением.

    Оловянные бронзы хорошо обрабатываются резанием, хорошо паяются, хуже свариваются, имеют очень малую 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 %.

    Бронзы, обрабатываемые давлением, хорошо куются, штампуются, прокатываются. Оловянные бронзы БР04Ц3, Бр04С4Ц4 применяются для изготовления полуфабрикатов  (лент, полос, прутков) и деталей из них. Бр04С4Ц4 имеет следующие механические свойства: σb =350 МПа, δ=40 %, НВ=60. Деформируемые бронзы, наряду с хорошей электропроводностью, коррозионной стойкостью, антифрикционностью, обладают высокими упругими свойствами и сопротивлением усталости. Их используют для изготовления пружинящих деталей во многих отраслях промышленности.

   Алюминиевые бронзы отличаются высокими механическими, антифрикционными и антикоррозионными свойствами. Они обладают высокой жидкотекучестью, хорошей герметичностью, образуют концентрированную усадочную раковину. Алюминиевые бронзы делятся на однофазные (БрА5, БрА7 имеющие σb=450 МПа, δ=60 %) и двухфазные (БрА10 имеющие σb=600 МПа, δ=15 %). Двухфазные можно подвергать упрочняющей термообработке: закалке и последующему старению. Легирование алюминиевых бронз улучшает их свойства: механические, технологические, эксплуатационные и др. Так БрА10Ж4Н4 в отожженом

состоянии имеет σb=650 МПа, δ=35 %, НВ=160, после закалки имеет σb=800 МПа, δ=3 %. Алюминиевые бронзы применяются как в виде проката и поковок (прутки, ленты), так и в виде фасонных отливок для деталей ответственного назначения. Из них изготавливают детали, работающие в тяжелых условиях износа при повышенных температурах (400-500°С): седла клапанов, детали насосов, турбины, шестерни, венцы колёс и т.д.

    Свинцовистые бронзы сочетают хорошие антифрикционные свойства с высокой теплопроводностью. Они хорошо воспринимают ударные нагрузки и имеют высокий предел выносливости, поэтому применяются для ответственных  высоконагруженных подшипников скольжения, работающих при больших скоростях. Наибольшее распространение получила бронза БрС30 (σb=160 МПа, δ=8 %), применяемая для подшипников скольжения коленчатого вала КАМАЗА, тракторов и других машин.

    Кремнистые бронзы  имеют хорошие механические свойства, в том числе пружинящие и  антифрикционные свойства, а также высокую коррозионную стойкость. Бронзы пластичны, хорошо обрабатываются давлением, хорошо свариваются, паяются, удовлетворительно обрабатываются резанием. Литейные свойства ниже, чем у оловянных. Легированные кремнистые бронзы могут подвергаться закалке и старению. БрК1Н3 после закалки и старения имеет σb=740 МПа, δ=8 %. Из кремнистых бронз изготавливают ленты, полосы, прутки, проволоку, идущие на производство пружин,  мембран и тому подобных деталей.

    Бериллиевые бронзы отличаются чрезвычайно высоким пределом упругости и прочности, твердостью, коррозионной стойкостью,  повышенным сопротивлением  усталости, хорошо обрабатываются резанием и свариваются точечной сваркой, не дают искр при ударе, сохраняют свойства до 500°С. Бериллиевые бронзы выпускаются в виде полос, лент, проволоки, а также в виде фасонных отливок и могут подвергаться упрочняющей термообработке закалке и старению. Бронза БрБ2 после закалки и старения имеет σb=1250 МПа, δ=2,5 %, НВ=370. Из бериллиевых бронз изготавливают детали особо ответственного назначения: упругие элементы точных приборов, подшипники, инструменты (зубила, молотки  и т.д.) не дающие искр.

   Марганцевые бронзы отличаются высокой коррозионной стойкостью и жаропрочностью. Бронзы имеют хорошую жидкотекучесть, хорошо обрабатываются давлением. Наиболее широко применяется бронза БрМц5, (σb=300 МПа, δ=40 %), которая сохраняет свойства до температуры 400°С. Бронза выпускается в виде поковок, листов, лент, идущих на изготовление деталей, работающих при повышенных температурах (например арматура паровых котлов и т.д.).

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

                                                                                                       Таблица 7.1.

Применение сплавов на основе меди.

№ п./п

Марка

                                    Назначение

1

2

      

Л62,

Л68

                

Изготовление листов, лент, полос, труб, прутков, проволоки, фольги.

3

ЛЦЛ    ЛЦ23А6Ж3Мц2

Массивные червячные колеса, чашки нажимных винтов, подшипники, втулки, арматура.

4

ЛЦ17 К3

Шестерни, литая арматура, работающая при Т<250°С и подвергаемая гидроиспытаниям, детали, работающие в морской воде.

5

ЛЦ40С

Арматура, втулки, сепараторы шариковых и роликовых подшипников.

6

ЛЦ30А2

Коррозионостойкие детали в морском и общем машиностроении.

7

ЛЦ3701

Штуцера гидросистем, судовая арматура

                                                   ЛАТУНИ

 

                                                       БРОНЗЫ

№ п./п

Марка

Назначение

1.

Бр05Ц5С5

Ползуны, ходовые гайки, малонагруженные венцы, втулки, вкладыши, детали водяной арматуры (пробки, корпусы, буксы и т.д.)

2.

БРС30

Подшипники коленчатых валов, втулки в ДВС и других узлах трения.

3.

Бр010 Ф1

Подшипники, шестерни, венцы, втулки для высоких удельных давлений.

4.

БрМц5

Арматура паровых котлов, работающая при Т<250°C

5.

БрК1Н3

Пружинящие детали, работающие в агрессивной среде, ленты, полосы, проволока, резервуары.

6.

БрБ2

Пружины, работающие до Т=500°С, упругие элементы точных приборов, контакты, шестерни, кулачки, зубила, подшипники, работающие при высоких скоростях.

7.

БрА10Ж4Н4

Седла клапанов, направляющие втулки выпускных клапанов, детали турбин, шестерни.

                                     


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60178. Школа виживання. Спортивно-інтелектуальна розвага 315.5 KB
  Форма проведення: змагання Хід змагання І Етап орієнтації Добрий день дорогі друзі Сьогодні ми запросили вас взяти участь у грі назва якої Школа виживання ІІ. Етап проектування А зараз послухайте про етапи змагань.
60179. Відкриймо серце для любові. Виховний захід 71 KB
  Мета: формувати у школярів найвищі людські цінності: любов доброту милосердя; показати красу взаємної любові й пошани до рідних та близьких; плекати духовність засобами християнської педагогіки привернути їх до першооснов Добра і Любові...
60180. Сценарий праздника «Посвящение в первоклассники» 100 KB
  Вас можно назвать настоящими учениками. 1ый ученик: Поступил я осенью в школу в 1ый класс Я считаюсь школьником с первого числа 2ой ученик: Пришли мы в нашу школу в просторный светлый дом Где много дней веселых вместе проведем.
60181. Традиції святкування Масляної в Україні 497 KB
  Зима’’ Чайковського Ведуча: Масляна - час ігор і розваг. З’являється Цариця Зима з наказом ЦЗ: Я - цариця Зима. Цариця Зима. Ведуча: Так ось воно що отже зима не хоче поступатися своїм місцем Весні.
60182. Японія – далека і близька. Інтегрований позакласний захід 98.5 KB
  Давня назва Японії Ніппон що означає джерело Сонця. Звязок Японії з іншими країнами світу здійснюється морським шляхом. Державний герб Японії і особиста емблема імператора жовта хризантема...
60186. Стройові прийоми і рух без зброї 131 KB
  Строї та їх елементи стройове положення повороти на місці рух стройовим і похідним кроком вихід зі строю підхід до начальника повернення до строю. вихід зі строю підхід до начальника повернення до строю.