Примечание. Буква «б» в названии
марок обозначает - безкислородная, а «р»
- раскисленная.
2) примеси Pb, Bi и др.
практически не растворимы в меди и при
очень малом их количестве образуют с нейлегкоплавкие эвтектики, которые
располагаются по границам зерен меди
и затрудняют горячую обработку давлением.
При содержании 0,005 % Bi, медь разрушается
при горячей обработке давлением. При более
высоком содержании Bi медь становится ещё
и хладноломкой. На электропроводность
эти примеси оказывают сравнительно небольшое
влияние;
3) примеси О2 и S образуют
с медью хрупкие химические соединения Си2О и Cu2S, располагающиеся
по границам зёрен меди. На электропроводность
эти примеси почти не влияют, но S улучшает
обрабатываемость резанием.
Н2 вызывает в
меди так называемую «водородную болезнь»,
что проявляется в появлении микротрещин
и дальнейшем разрушении детали.
Сu слабо окисляется на воздухе
и в воде, но плохо устойчива в сернистых
газах и аммиаке, легко обрабатывается
давлением, но плохо резанием и имеет не
высокие литейные свойства из-за большой
усадки.
Примерное назначение
технической меди приведено в таблице
16.
Таблица 16 - Примерное назначение
технической меди
Марка |
Примерное назначение |
М00 |
Для полупроводников |
М0 |
Для проводников тока и сплава
высокой частоты |
М 1 |
Для проводников тока, проката
и высококачественных сплавов |
М2 |
Для высококачественных полуфабрикатов
и сплавов на медной основе |
МЗ |
Для деформируемых и литейных
сплавов обыкновенного качества |
М4 |
Для различных неответственных
сплавов |
Для изготовления деталей машин
чистую медь применяют редко из-за её пониженной
прочности. Механические свойства меди
возрастают при введении в неё Zn, Sn, Al, Si, Bi и
др. Эти сплавы обладают более высокой прочностью,
лучшей обрабатываемостью резанием и лучшими литейными
свойствами.
Наиболее распространенные
технические медные сплавы и их условное
обозначение приведены в таблице 17.
Таблица 17 - Условное обозначение
медных сплавов
Сплав |
ГОСТ |
Обозначение |
условное |
смысловое |
Латуни:
литейные
обрабатываемые давлением |
17711-80
15527-70 |
ЛЦ40С
ЛЦ38Мц2С2
Л 96
ЛАЖ 60-1-1 |
Буква Л - латунь, последующие
буквы и цифры указывают легирующие элементы
и их процентное содержание Буква Л - латунь,
последующие буквы обозначают легирующие
элементы. Первые цифры указывают содержание
Си, последующие - содержание легирующих
элементов |
Бронзы:
оловянные литейные
безоловянныелитейныеоловянные
обрабатываемые давлениембезоловянныеобрабатываемые
давлением |
613-79
493-79
5077-74 |
БрОЮД1
БрОЗЦ4
БрА9ЖЗ
БрАПЖб
БрОФ7-2
БрОСЦ4-4-1 |
Буквы Бр - бронза, последующие
буквы и цифры указывают легирующие элементы
и их процентное содержание
Буквы Бр - бронза, последующие
буквы указывают легирующие элементы.
Цифры, стоящие после всех легирующих
элементов, указывают соответствующее
им процентное содержание |
Латуни - сплавы
меди (Си) и цинка (Zn). Они составляют
основную группу медных сплавов. Содержание Zn в
латунях обычно не превышает 45 %. Строение,
а следовательно и свойства латуней, зависят
от содержания в них Zn. ЕслиZn менее 39 %, то
латунь имеет однофазную структуру – α, представляющую
собой твердый раствор Zn в Сu. Такая латунь
называется а - латунью и
отличается мягкостью и пластичностью. Латунь
содержащая (40 – 45) % Zn имеет двухфазную
структуру и состоит из кристаллов двух твердых растворов
а+β и называется двухфазной a+ β латунью. β фаза
представляет собой твердый раствор на
основе химического соединения CuZn, Она
более твердая и хрупкая, чем а – фаза.
Максимальной пластичностью обладает латунь, содержащая
30 % Zn. При содержании Zn свыше 45
% латунь приобретает низкую прочность и пластичность. Из
таких сплавов детали машин не изготавливают.
Латуни, содержащие до 10 % Zn, иногда называют томпаками, а
содержащие от 10 до 20 % Zn – полутомпаками.
Различают латуни, простые или двойные, состоящие
только из Сu и Zn и сложные или легированные, которые
кроме Сu и Zn содержат один или несколько
легирующих элементов, условное обозначение
которых приведено в таблице12. Некоторые
из этих элементов (Al, Ni, Fe) добавляют в латунь
для повышения механических свойств, другие
(Sn , Mn) – для повышения коррозионной стойкости
в морской воде. РЬ, в количестве (1 – 3)
% добавляют для улучшения обрабатываемости
резанием.
В зависимости от технологических
свойств, латуни, как и другие сплавы,
принято разделять на деформируемые, из
которых получают кованные, штампованные
или прокатанные заготовки и литейные, из
которых заготовки для деталей машин получают
литьем.
Механические свойства некоторых деформируемых латуней
и область их применения приведены в таблице
18.
Бронзы это сплав меди (Сu ) с оловом ( Sn ), который называется оловянным и сплав
меди (Сu) с Аl, Вi, Si Мn идругими компонентами,
которые являются главными, и в соотстветствии с
которыми, бронзы получают свое название,
Такие бронзы называются безоловянными (специальные)
Бронзы, как и латуни, подразделяются
на литейные и деформируемые.
Таблица 18 - Механические свойства
и область применения деформируемых латуней
Марка |
Струк- тура |
σв,
МПа |
δ, % |
Примерный перечень деталей |
Л 96 |
α |
240 |
52 |
Листы, ленты, полосы, проволоки
для деталей в электротехнике, для медалей
и значков |
Л 85 |
α |
310 |
52 |
Л 70 |
α |
330 |
56 |
Проволочные сетки, радиаторные
ленты, трубы для теплообменников, детали
получаемые глубокой вытяжкой |
ЛА 77-2 |
α |
350 |
60 |
Трубные детали для конденсаторов,
теплообменников, стойких в морской воде
деталей машин, высоконагружаемая арматура |
ЛАЖ 60-1-1 |
α +β |
420 |
15 |
Трубы, крышки для подшипников
скольжения |
ЛАН 59-3-2 |
α + β |
500 |
42 |
Трубы, прутки |
ЛЖМц 59-1-1 |
α + β |
450 |
50 |
Полосы, трубы, прутки, проволоки |
ЛН 65-5 |
α |
380 |
65 |
Листы, ленты, прутки, проволока |
Механические свойства некоторых литейных латуней
и область их применения приведены в табл.19.
Оловянные
бронзы. Это наиболее распространенные бронзы.
Их строение и свойства зависят от содержания
олова. Кроме Sn для улучшения свойств бронз,
дополнительно вводят Pb, Ni, P. Обработке давлением
поддаются лишь бронзы, содержащие не
более 6 % Sn. В выпускаемых промышленностью
оловянных деформируемых бронзах, кроме
олова содержится также P и Zn.
Оловянно-фосфорные бронзы
выпускаются в основном в виде проволоки
для сеток, применяемых в целлюлозно-бумажном
производстве. Сплавы отличаются высокой
износостойкостью и жесткостью благодаря
большому содержаниюSn в твердом растворе
и твердым мелким включением P.
Таблица 19 - Механические свойства
и область применения литейных латуней
Марка |
Способ литья |
σв,
МПа |
δ,
% |
Твердость, НВ |
Область применения |
ЛЦ40С |
П
К
Ц |
215
215 |
12
20 |
70
80 |
Для фасонного литья арматуры,
втулок и сепараторов шариковых и роликовых
подшипников |
Лц40СД |
Д
К |
196
264 |
6 8 |
70
100 |
Для литья под давлением деталей
арматуры (втулки, тройники, переходники,
сепараторы подшипников), работающие в
среде воздуха и пресной воды |
ЛЦМц1,5 |
П
К
Ц |
372
392 |
20
20 |
100
100 |
Для изготовления деталей простой
конфигурации, работающих при ударных
нагрузках, а также деталей узлов трения,
работающих в условиях спокойной нагрузки,
при температурах не выше 600 °С |
ЛЦ40Мц3Ж |
П
К
Д |
441
490
392 |
18
10
10 |
90
100
90 |
Для изготовления не сложных
по конфигурации деталей ответственного
назначения и арматуры морского судостроения,
работающих при температуре 300 °С, массивных
деталей, гребных винтов и их лопастей |
ЛЦ40Мц3А |
Ц |
441 |
15 |
115 |
Для изготовления деталей не
сложной конфигурации |
ЛЦЗО A3 |
П
К |
294
392 |
12
15 |
80
90 |
Для изготовления коррозионно-стойких
деталей |
ЛЦ25 С2 |
П |
146 |
8 |
60 |
Для изготовления штуцеров гидросистем автомобиля |
Примечание. В графе «Способ литья» буквы
обозначают: П - литьё в песчаные формы;
К - литьё в кокиль; Д - литьё под давлением;
Ц - центробежное литьё.
Zn целиком входит в твердый раствор,
так что сплав в отожженном состоянии
однофазен. В отожженном состоянии бронза
имеет предел прочности (100 – 200) МПа, относительное
удлинение (4 – 5) %, твердость НВ – (60 –
80). Горячую обработку оловянных бронз
ведут при (700 – 750) оС, отжиг
при (600 – 650) оС.
По назначению литейные
оловянные бронзы можно разделить
на три группы.
Первая группа – литейные стандартные бронзы,
предназначены для получения различных
деталей путем фасонного литья. К этим
бронзам помимо литейных свойств, предъявляются
такие требования как хорошая обрабатываемость
резанием, высокая плотность отливок,
достаточная коррозионная стойкость,
высокие механические свойства. Эти бронзы
легированы одновременно Sn, Pb, а иногда Ni, Zn и Pb,
что повышает житкотекучесть и плотность
и их антифрикционные свойства.
Вторая группа – литейные нестандартные бронзы (ответственного
назначения), обладающие высокими антифрикционными
свойствами. Эти сплавы применяются для
изготовления подшипников скольжения.
Основной легирующий элемент этой группы
– Pb.
Третья группа – бронзы для художественного
литья (БХ1, БХ2, БХ3).
Безоловянные бронзы
Алюминиевые бронзы в зависимости от содержания
А1 могут быть однофазными растворами
на основе Сu ИЛИиметь
двухфазную структуру. Бронзы содержащие
до 9 % А1 представляют собой а - твёрдый раствор, т.е.
являютсяоднофазными. Эти
бронзы хорошо обрабатываются давлением
в холодном и горячем состоянии.
Бронзы, содержащие (8 – 10) % А1
можно обрабатывать давлением только
при высоких температурах. Вместе с тем,
эти бронзы обладают повышенными литейными свойствами
и их применят для фасонного литья.
Алюминиевые бронзы устойчивы
против коррозии. Железо (Fe), добавленное
к алюминиевым бронзам, измельчает структуру
и заметно повышает механические
свойства.
Введение никеля (Ni) обеспечивает более высокие механические
свойства бронз при повышенных температурах.
Кремниевые бронзы превосходят оловянные по механическим
свойствам и в тоже время являются более
дешевыми.
Кремниевая бронза обладает
высокой устойчивостью против коррозии
в ряде агрессивных сред особенно в щелочах.
В промышленности применяются однофазные
кремниевые бронзы, как обладающие высокой пластичностью.