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

172 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

70996. Розробка навчальної програми для вивчення Delphi 887 KB
  Мета роботи: створити програму для вивчення Delphi з ілюстраціями та прикладами того, що можна робити з її компонентами. Завдання роботи: викласти навчальний матеріал про середовище програмування Delphi, його основні вікна та компоненти з можливістю наглядної демонстрації...
70997. Злочини проти властності 69.78 KB
  Об’єктом дослідження є законодавство України що регулює суспільні відносини власності передусім відносини з приводу володіння користування і розпорядження майном а його предмет ndsh; проблемні питання злочинів проти власності.
70998. Призначення та класифікація системи охолодження 815.87 KB
  Система охолодження поділяєтьсь на повітряну та рідину. Основним недоліками системи рідинного охолодження є: більша складність конструкції і ТО взимку і менша надійність в роботі біля 20 усіх відказів двигуна припадає на рідинну систему охолодження.
70999. Електронні таблиці Microsoft Excel 372.41 KB
  Перевагою MS Excel є те, що програма допомагає оперувати більшими обсягами інформації. Робочі книги MS Excel надають можливість зберігання й організації даних, обчислення суми значень у комірках. MS Excel надає широкий спектр методів, що дозволяють зробити інформацію простою для сприйняття.
71001. Анализ финансовых результатов деятельности предприятия 2.72 MB
  Рассмотреть понятие финансовых результатов, их сущность и методику. Сформулировать пути улучшения финансовой деятельности предприятия. Изучить методику анализа финансовых результатов. Выполнить практическое задание по анализу финансового состояния предприятия по данным бухгалтерского баланса и отчета о прибылях и убытках.
71003. Бухгалтерский учет и анализ. Учет и анализ готовой продукции 95.88 KB
  Актуальность и значимость рассмотрения проблемы учета выпуска, отгрузки и реализации готовой продукции заключается в том, что результатом деятельности любого производственного предприятия или организации является выпуск готовой продукции, выполнение работ или предоставление услуг.
71004. Теоретичні та практичні аспекти вдосконалення форм організації праці 259 KB
  Актуальність вивчення основ організації праці та організації виробництва зумовлена тим що сучасне виробництво не може розвиватися інтуїтивно без наукового підходу та ігноруючи закони економіки праці організації виробництва тощо. Зміна техніки і технології виробництва вимагають відповідної...