Медь и ее сплавы маркировка применение

Медь и сплавы на ее основе, маркировка, свойства и область применения

Медь – металл красно-розового цвета с температурой плавления 1083 о С; имеет плотность 8,94 г/см 3 ; очень хорошо проводит электрический ток и тепло, уступая только серебру. Медь легко деформируется и паяется; но плохо сваривается и обрабатывается резанием, дает большую усадку при литье.

Промышленность выпускает медь в виде листов, фольги, труб, прутков и проволоки для электротехнической, радиоэлектронной и др. отраслей промышленности. В зависимости от химического состава установлены следующие марки меди: М00, М0, М1, М2, М3, М4 с содержанием Cu от 99,99 до 99,0 %, соответственно.

Для повышения эксплуатационных свойств медь легируют различными элементами, для обозначения которых применяют следующие буквы: А – алюминий, Б – бериллий, Ж – железо, К – кремний, Мц – марганец, Н – никель, О – олово, С – свинец, Ф – фосфор, Х – хром, Ц – цинк и т.д.

По технологии получения заготовок медные сплавы традиционно делят на деформируемые и литейные, а по химическому составу – на латуни и бронзы:

Латунь – сплав на основе меди и цинка, но в нее могут входить и другие элементы;

Бронза – сплав меди с другими элементами, в числе которых, но наряду с другими, может быть и цинк.

Обозначение латуней начинается с буквы Л, а бронз – с букв Бр; далее следует сочетание букв и цифр; цифры, следующие за буквами, указывают содержание легирующих элементов в %. При этом в деформируемых латунях и бронзах сначала перечисляют все буквы, а затем следуют цифры через черточку, например, латунь ЛАЖ60-1-1 содержит 60 % Cu, 1 % Al, 1 % Fe, остальное Zn, а бронза БрОЦ4-3 – 4 % Sn, 3 % Zn, остальное Cu; в литейных сплавах цифры следуют непосредственно после букв, например, латунь ЛЦ30А3 содержит 30 % Zn, 3 % Al, остальное Cu, а бронза БрО3Ц12С5 – 3 % Sn, 12 % Zn, 5 % Pb, остальное Cu.

Латуни и бронзы за счет повышенного содержания отдельных элементов приобретают специфические технологические и эксплуатационные свойства:

— латуни с высоким содержанием меди (Л96 – томпак, Л85 – полутомпак) обладают высокой пластичностью и теплопроводностью, а также пониженной склонностью к коррозионному растрескиванию; легко обрабатываются давлением в холодном и горячем состоянии; используются для штамповки деталей сложной формы;

— латуни с высоким содержанием цинка (Л59, ЛС59-1 – автоматная латунь, Л60, Л62) обладают более высокой прочностью и очень хорошо обрабатываются резанием; применяются для изготовления мелких сложных деталей на станках-автоматах;

— оловянные латуни (ЛО62-1, ЛО70-1 – морские латуни) устойчивы против коррозии в морской воде;

— оловянные бронзы (БрОЦ4-3, БрО4Ц4С17 и др.) обладают высокими упругими и антифрикционными свойствами; используются для изготовления пружин, мембран, втулок, вкладышей подшипников, червячных пар и т.п.;

— алюминиевые бронзы (БрАЖ9-4, БрА10Ж3Мц2 и др.) хорошо сопротивляются коррозии в морской воде и тропическом климате, имеют высокие механические и технологические свойства; используются для изготовления арматуры и антифрикционных деталей

— кремнистые бронзы (типа БрКМц3-1) обладают высокими упругими и технологическими свойствами; применяются при изготовлении приборных пружин, работающих в морской воде и др. агрессивных средах;

— бериллиевые бронзы (БрБ2, БрБНТ1,7 и др.) обладают уникальными упругими и антифрикционными свойствами; используются для изготовления ответственных пружин, мембран и др. упругих элементов в точных приборах.

Механические свойства некоторых медных сплавов, например, алюминиевой латуни и бериллиевой бронзы могут быть существенно улучшены путем термической обработки, состоящей из закалки и искусственного старения.

Легирование меди никелем значительно повышает ее механические свойства, коррозионную стойкость, электросопротивление и термоэлектрические характеристики. Применяющиеся в промышленности медно-никелевые сплавы можно условно разделить на две основные группы: коррозионностойкие и электротехнические:

— в первую группу входят сплавы под названием мельхиор (МН19, МНЖМц30-1-1), нейзильбер (МНЦ15-20, МНЦС16-29-1,8) и куниаль (МНА13-3, МНА6-1,5), обладающие повышенной прочностью, хорошей обрабатываемостью давлением, высокой коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, органических кислотах и др. агрессивных средах;

— во вторую группу входят термоэлектродные сплавы для термопар – константан (МНМц40-1,5) и изготовления компенсационных проводов к термопарам (МН0,6; МН16), а также манганин (МНМц3-12), используемый для создания прецизионных катушек электросопротивления, т. к. он обладает малым температурным коэффициентом сопротивления.

Стоимость меди и сплавов на ее основе в зависимости от чистоты и содержания легирующих элементов в большинстве случаев в 8–35 раз превышает стоимость рядовой стали.

188.64.169.166 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

БРОНЗА

Бронзой называется сплав меди с алюминием, кремнием, оловом, бериллием и другими элементами, кроме цинка. Бронзы бывают алюминиевыми, кремниевыми, оловянными, бериллиевыми и т.д. – в зависимости от легирующего элемента.

Маркировка бронзы представляет собой определенную последовательность, начинающуюся с буквосочетания «Бр», после которого указываются легирующие элементы. Легирующие элементы перечисляются, начиная с элемента, который находится в максимальном процентном содержании относительно остальных.

Все бронзы подразделяются на оловянные и безоловянные

Оловянные бронзы применяются в химической промышленности и в качестве антифрикционных материалов благодаря высоким антикоррозийным и антифрикционным свойствам.

Легирующие элементы оловянных бронз – фосфор, цинк, никель. Цинк, входящий в состав оловянных бронз в количестве до 10%, служит для того, чтобы стоимость бронз стала меньше. Фосфор и свинец способствуют повышению антифрикционных свойств бронзы и улучшают их обрабатываемость резанием.

Литейные оловянные бронзы применяются:

· Деформированные бронзы — БрОФ6,5-0,4; БрОЦ4-3; БрОЦС4-4-2,5 – используются в качестве пружин, антифрикционных деталей, мембран

· Литейные бронзы — БрО3Ц12С5, БрО3Ц12С5, БрО4Ц4С17 – используются в антифрикционных деталях, арматуре общего назначения

Безоловянные бронзы – это двойные или многокомпонентные бронзы без олова, в состав которых входя такие элементы как марганец, алюминий, свинец, железо, никель, кремний, бериллий.

Алюминиевые бронзы обладают высокими технологическими и механическими свойствами, коррозийной стойкостью в условиях тропического климата и в морской воде. Для глубокой штамповки на практике используют однофазные бронзы, двухфазные бронзы применяются в виде фасонного литья и подвергают горячей деформации.

Алюминиевые бронзы, обладая более низкими литейными свойствами в сравнении с оловянными бронзами, способствуют более высокой плотности отливок.

Кремнистые бронзы. Кремний, входящий в состав бронзы (до 3,5%), повышает её пластичность и прочность. В сочетании с марганцем и никелем коррозийные и механические свойства кремнистых бронз повышаются. Они широко применяются при работе в агрессивной среде, для изготовления пружинящих деталей, которые должны работать при температуре до 2500°C.

Бериллиевыне бронзы обладают высокой прочностью благодаря термической обработке. Для них характерны высокие характеристики упругости, предела текучести и временного сопротивления, устойчивы к коррозии. Применяются в электронной технике, для пружинящих контактов, мембран, деталей, которые работают на износ.

Свинцовые бронзы представляют собой сплавы, состоящие из включения свинца, который практически не растворяется в меди, и кристаллов меди. Высокие антифрикционные свойства свинцовых бронз позволяют применять их для изготовления деталей, которые работают в условиях больших скоростей и повышенного давления (вкладыши подшипников скольжения). За счёт высокой теплопроводности, свинцовые бронзы БрС30 способствуют отведению теплоты, возникающей при трении.

Бронзы, легированные оловом и никелем, отличаются повышенными коррозийными и механическими свойствами.

Безоловянные бронзы применяются:

· Алюминиевые бронзы — БрАЖ9-4, БрАЖН10-4-4, БрА9Ж3Л, БрА10Ж3Мц2 – применяются для обработки давлением, в качестве деталей химической аппаратуры, арматуры и антифрикционных деталей

· Кремниевые бронзы — БрКМц3-1- применяются в качестве проволоки для пружин, лент, арматуры

· Бериллиевая бронза — БрБ2 – используется как прутки, проволоки для пружин, ленты, полосы

· Свинцовая бронза- БрС30- применяется в антифрикционных деталях

ЛАТУНЬ

Сплав меди с цинком, процентное содержание цинка в котором составляет от 5 до 45%, называется латунью. Латунь, в состав которой входит 2-20% цинка, называется томпак или красная латунь. Если содержание цинка равно 20-36%, то такая латунь называется жёлтой. Латуни, с более чем 45% цинка в своём составе, применяются крайне редко.

· Простые (двухкомпонентные) – сплавы которые состоят из цинка и меди с незначительными примесями других элементов;

· Специальные (многокомпонентные) латуни в своём составе помимо меди и цинка включают ряд других легирующих элементов.

Двухкомпонентные латуни обозначаются заглавной буквой «Л», за которой следует двузначная цифра, определяющая среднее значение процентного содержания меди в сплаве (Л80-латунь, в состав которой входит 80% меди и 20% цинка).

Классификация простых латуней приведена в таблице:

Медные сплавы

Медные сплавы – продукция металлургического производства, процесс изготовления которой человечество освоило с давних времён. Первый медный сплав – сплав меди с оловом – дал начало целой технологической эпохе истории цивилизации, получившей название «бронзовый век».

Мягкий, пластичный металл розовато-золотистого цвета. Его красота издревле привлекала человека, поэтому первыми изделиями из меди были украшения.

В присутствии кислорода медные слитки и изделия из меди приобретают красновато-жёлтый оттенок за счёт образования плёнки из оксидов. Во влажной среде в присутствии углекислого газа медь становится зеленоватой.

Медь имеет высокие показатели теплопроводности и электропроводности, что обеспечивает ей использование в электротехнике. Не меняет свойств в значительном диапазоне температур от очень низких до очень высоких. Не магнитная.

В природе залежи медной руды чаще, чем других металлов, находятся на поверхности. Это позволяет вести добычу открытым способом. Встречаются крупные медные самородки с высокой чистотой меди и медные жилы. Помимо этого медь получают из таких соединений:

Медные сплавы, их свойства, характеристики, марки

Изготовление медных сплавов позволяет улучшить свойства меди, не теряя основных преимуществ данного металла, а также получить дополнительные полезные свойства.

К медным сплавам относят: бронзу, латунь и медно-никелевые сплавы.

Бронза

Сплав меди с оловом. Однако, с развитием технологий появились также бронзы, в которых вместо олова в состав сплава вводятся алюминий, кремний, бериллий и свинец.

Бронзы твёрже меди. У них более высокие показатели прочности. Они лучше поддаются обработке металла давлением, прежде всего, ковке.

Маркировка бронз производится буквенно-цифровыми кодами, где первыми стоят буквы Бр, означающими собственно бронзу. Добавочные буквы означают легирующие элементы, а цифры после букв показывают процентное содержание таких элементов в сплаве.

Буквенные обозначения легирующих элементов бронз:

• А – алюминий,
• Б – бериллий,
• Ж – железо,
• К – кремний,
• Мц – марганец,
• Н – никель,
• О – олово,
• С – свинец,
• Ц – цинк,
• Ф – фосфор.

Пример маркировки оловянистой бронзы: БрО10С12Н3. Расшифровывается как «бронза оловянистая с содержанием олова до 10%, свинца – до 12%, никеля – до 3%».

Пример расшифровки алюминиевой бронзы: БрАЖ9-4. Расшифровывается как «бронза алюминиевая с содержанием алюминия до 9% и железа до 4%».

Латунь

Это сплав меди с цинком. Кроме цинка содержит и иные легирующие добавки, также и олово.

Латуни – коррозионно устойчивые сплавы. Обладают антифрикционными свойствами, позволяющими противостоять вибрациям. У них высокие показатели жидкотекучести, что даёт изделиям из них высокую степень устойчивости к тяжёлым нагрузкам. В отливках латуни практически не образуются ликвационные области, поэтому изделия обладают равномерной структурой и плотностью.

Маркируются латуни набором буквенно-цифровых кодов, где первой всегда стоит буква Л, означающая собственно латунь. Далее следует цифровой указатель процентного содержания меди в латуни. Остальные буквы и цифры показывают содержание легирующих элементов в процентном соотношении. В латунях используются те же буквенные обозначения легирующих элементов, что и в бронзах.

Пример маркировки латуни двойной: Л85. Расшифровывается как «латунь с содержанием меди до 85%, остальное – цинк».

Пример маркировки латуни многокомпонентной: ЛМцА57-3-1. Расшифровывается как «латунь с содержанием меди до 57%, марганца – до 3%, алюминия – до 1%, остальное – цинк».

Медно-никелевые сплавы

• Мельхиор — сплав меди и никеля. В качестве добавок в сплаве могут присутствовать железо и марганец. Частные случаи технических сплавов на основе меди и никеля:
• Нейзильбер – дополнительно содержит цинк,
• Константан – дополнительно содержит марганец.

У мельхиора высокая коррозионная устойчивость. Он хорошо поддаётся любым видам механической обработки. Немагнитен. Имеет приятный серебристый цвет.

Благодаря своим свойствам мельхиор является, прежде всего, декоративно-прикладным материалом. Из него изготавливают украшения и сувениры. В декоративных целях является отличным заменителем серебра.

Выпускается 2 марки мельхиора:

• МНЖМц – сплав меди с никелем, железом и марганцем;
• МН19 – сплав меди и никеля.

Область применения сплавов меди

Медь обладает невысоким удельным сопротивлением. Это свойство обеспечило меди широкое применение в электротехнической промышленности. Из меди изготавливаются проводники, провода, кабели. Медь используется при изготовлении печатных плат различных электронных устройств. Медные провода используются в электрических двигателях и трансформаторах.

У меди высокая теплопроводность. Это обеспечивает ей применение при изготовлении охладительных и отопительных радиаторов, кондиционеров, кулеров.

Прочность и коррозиоустойчивость меди послужили основанием для изготовления из неё труб, находящих значительную сферу применения: в водопроводных, газовых и отопительных системах, в охладительном оборудовании, в кондиционировании.

В строительстве медь применяется при изготовлении крыш и фасадных деталей зданий.

Бактерицидные особенности меди дают ей возможность использования в медицинских заведениях как дезинфицирующего материала: при изготовлении деталей интерьера, которых люди касаются больше всего – дверных ручек, перил, поручней, бортиков кроватей и т.п.

Медные сплавы имеют не меньшую сферу применения.

Бронзы (по маркам) применяются при производстве деталей машин: паровой и водяной арматуры, элементов ответственного назначения, подшипников, втулок. Оловянистые деформируемые бронзы используют для производства сеток, используемых в целлюлозно-бумажной промышленности.

Латуни (по маркам) находят применение при производстве деталей машин в области теплотехники и химической аппаратуры. Из них изготавливают различные змеевики и сильфоны. В автомобилестроении латуни используют для изготовления конденсаторных труб, патрубков, метизов. В судостроении и авиастроении латуни также используются для изготовления деталей, конденсаторных труб, метизов. Из латуней изготавливаются детали часовых механизмов, полиграфические матрицы.

Мельхиор МНЖМц используется для производства конденсаторных трубок морских судов, работающих в наиболее тяжёлых условиях. Мельхиор МН19 используется для изготовления медицинских инструментов, монет, украшений, столовых приборов.

Источники меди для вторсырья

Экономия ресурсов – важная экологическая и технологическая задача. Медь – слишком ценный элемент, чтобы запросто им разбрасываться. Поэтому при утилизации бытовых устройств и приборов (телевизоров, холодильников, компьютерной техники) нужно срезать все медь содержащие элементы и сдавать их на пункты сбора вторсырья. На производствах должен быть организован централизованный сбор списанных силовых кабелей и трансформаторов, электродвигателей, прочих медь содержащих деталей и устройств. Определённое содержание меди есть в испорченных люминесцентных лампах, что тоже стоит учитывать при утилизации.

Медь и медные сплавы, освоенные человечеством на самой заре цивилизации, остаются востребованными материалами и в технологическую эпоху, основу которой составляет железо. Современное промышленное производство невозможно себе представить без использования цветных металлов. В дальнейшем потребность в меди её сплавах будет только расти, поэтому очень важно относиться к данным материалам экономно и использовать их рационально.

Медь и ее сплавы. Алюминиевые сплавы. Маркировка и область применения

Медь и ее сплавы.

Медь относится к числу металлов непереходных групп, имеет кристаллическую решетку ГЦК. Медь обладает самой высокой электро- и теплопроводностью из всех металлов, уступая только серебру. Чем выше чистота меди, особенно по содержанию элементов, с которыми она образует твердые растворы, тем выше ее электропроводность. Чистая медь характеризуется весьма невысокой прочностью (s в =220 МПа) при очень высокой пластичности (d =45-50%). Пластичность при нормальных температурах зависит от содержания примесей — серы и кислорода, которые образуют в меди частицы включений сульфидов (Сu2S) и оксидов (Сu2О), соответственно. При температуре горячей деформации эвтектики меди со свинцом или с висмутом расплавляются, и тогда возникает явление горячеломкости. Присутствие висмута придает меди хрупкость при пониженных температурах, поскольку сам висмут обладает хрупкостью, и он часто располагается по границам зерен меди. Содержание свинца и висмута ограничивается величиной £ 5 х10-3 % и £ 2х10-3 % соответственно.

В меди, содержащей кислород в виде оксидов или в твердом растворе, при нагреве и водородосодержащей атмосфере возникают трещины на поверхности — «водородная болезнь». Их появление является результатом выхода из меди водяных паров, образовавшихся по реакции водорода с кислородом. Для снижения содержания кислорода используют метод вакуумной плавки.

Прочность меди может быть увеличена в результате холодной пластической деформации (более 60 — 70 %), что приводит к упрочнению до уровня s в » 450 МПа, но при этом, естественно, сильно снижается пластичность (d £ 5%). Рекристаллизационный отжиг меди обычно проводят при 300 — 350°С.

Сплавы меди с цинком называют латунями; за исключением сплавов с никелем, все другие ее сплавы называют бронзами.

Латуни обозначают буквой Л и цифрой, указывающей массовое содержание меди в сплаве в процентах (например, Л96, Л59). Если латунь легирована наряду с цинком другими элементами, то после буквы Л ставят условное обозначение этих элементов: С — свинец, О — олово, Ж — железо, А — алюминий, К — кремний, Мц — марганец, Н — никель. Числа после букв показывают массовое содержание легирующего элемента, кроме цинка (например, ЛМцЖ55-3-1 содержит

55 % Cu, 3 % Мn, 1 % Fe, Zn — ост.).

Как уже отмечалось, основной легирующий элемент в латуни — цинк. При его содержании до 39% сплавы являются однофазными, состоящими из a — твердого раствора цинка в меди.

При содержании Zn>39% из твердого раствора выделяются соединения CuZn с неупорядоченной (b -фаза) или упорядоченной (b ‘-фаза, существует ниже 468-454оС) структурой. В технике применяют латуни, содержащие до 43% цинка, поскольку при дальнейшем увеличении цинка в сплаве прочность латуни уменьшается, а хрупкость увеличивается. По сравнению с медью латуни обладают большей прочностью, твердостью, пластичностью, высокой коррозионной стойкостью и жидкотекучестью. В сложных (специальных) латунях общее содержание дополнительных легирующих компонентов не превышает 7-9%; все они (кроме свинца) увеличивают прочность, но уменьшают пластичность сплавов. Добавка свинца улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием.

Латуни подразделяют на деформируемые и литейные.

Бронзы маркируют буквами Бр, затем указывают основные легирующие элементы и их содержание в сплаве. Так БрОЦС6-6-3 содержит 6%Sn, 6%Zn и 2%Pb, Сu — ост. Обозначение элементов в бронзах то же, что и при маркировке латуней. Кроме того, фосфор обозначают буквой Ф, цинк — Ц, хром — X, бериллий — Б, цирконий — Цр.

Оловянные бронзы по структуре бывают однофазными (a -твердый раствор олова в меди) и двухфазными, состоящими из a — и d — (Cu31Sn8) фаз. d -фаза выделяется при содержании олова 7-9%. Она повышает твердость и хрупкость бронз. Оловянные бронзы характеризуются высокими антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью, низкой литейной усадкой, облегчающей получение отливок, от которых не требуется высокая герметичность (хорошо передает форму изделия). Из-за возрастающей хрупкости при увеличении олова в промышленности применяют бронзы, содержащие до 10-12 % Sn.

Оловянные бронзы применяют для литья художественных изделий. При дополнительном легировании фосфором их используют для изготовления деталей, работающих на трение в коррозионной среде: подпятники, подшипники, уплотняющие втулки, пояски поршневых колец, клапаны.

Алюминиевые бронзы могут быть как двойными (например, БрА5), так и дополнительно легированными никелем, марганцем, железом и др. Бронзы, содержащие до 4-5%Аl, характеризуются высокой пластичностью. При ускоренном охлаждении сплавов с 6-8%Аl в структуре наряду с пластичным a -твердым раствором алюминия в меди появляется твердая, хрупкая g ‘-фаза (Сu32Аl19). Поэтому двухфазные сплавы обладают более высокой прочностью, но пониженной пластичностью по сравнению с однофазными. Алюминиевые бронзы хорошо обрабатываются давлением, коррозионностойки, имеют высокие механические свойства, хорошие литейные свойства, однако при литье образуется концентрированная усадочная раковина. Многокомпонентные бронзы, содержащие >9-11%Аl, упрочняются закалкой и старением.

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 (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: σ_b =260-300 МПа, δ %=40-50 %;

для α+β латуней: σ_b=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 ( 3 ), который кристаллизуется в гексагональной решетке с периодом а=0,295нм , а при более высоких температурах β-титан (при 900°С плотность 4,32г/см 3 ), имеющий решетку, период которой а=0,3282нм. Технический титан изготовливается трех марок: ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ1-1.

Титан обладает высокой коррозионной и химической стойкостью благодаря защитной окисной пленке на его поверхности. Он не корродирует в пресной и морской воде, не растворяется во многих органических и минеральных кислотах, в царской водке и других агрессивных средах. Титан хорошо обрабатывается давлением при комнатной и повышенной температуре; поэтому из него изготавливают листы, трубы, проволоку, поковки и другие детали. Титан хорошо сваривается аргонно-дуговой сваркой. Титан плохо обрабатывается резанием (налипает на инструмент), обладает низкими антифрикционными свойствами, не обладает жаропрочностью. Применяется в химической промышленности для изделий, работающих в сильно агрессивной среде, в судостроении для обшивки морских судов, подводных лодок и др.

Сплавы титана.

Сплавы титана (ГОСТ19807-91) получили значительно большее применение, чем чистый титан, так как обладают лучшим сочетанием свойств: более высокой прочностью, жаростойкостью, жаропрочностью при хорошей пластичности, высокой коррозионной стойкости и малой плотности. Поэтому титановые сплавы получили широкое применение в авиации, ракетной технике, судостроении, химической, медицинской и других отраслях промышленности.

По технологии изготовления титановые сплавы делятся на деформируемые и литейные, а по свойствам – на сплавы нормальной прочности, высокопрочные, жаропрочные и повышенной пластичности.

Титановые однофазные сплавы с α — структурой (ВТ5, ВТ5-1) характеризуются средней прочностью, высокими механическими свойствами при криогенной температуре, хорошей жаропрочностью и жаростойкостью, отличной свариваемостью и коррозионной стойкостью. Обрабатываемость резанием удовлетворительная. Эти сплавы хорошо куются, прокатываются, штампуются, поэтому применяются в виде прутков, труб, сортового проката и др. Сплавы применяются для изготовления деталей, работающих при температуре до 400-500° С. Эти сплавы не упрочняются термообработкой, поэтому имеют σ_b=950МПа, δ=15 %, НВ =300.

Двухфазные (α+β) сплавы (ВТ6, ВТ8, ВТ14) имеют более высокие свойства, как механические, так и технологические. Они упрочняются термообработкой, имеют высокую прочность при комнатной и повышенной до 500°С температуре (ВТ16 имеет σ_b=1450 МПа, δ =6 %). Эти сплавы удовлетворительно обрабатываются резанием и свариваются, хорошо куются, штампуются и паяются. Поставляются в виде поковок, полос, листов, прутков.

Литейные титановые сплавы (ВТ5Л, ВТ14Л, ВТ21Л) имеют хорошие литейные свойства: высокую жидкотекучесть, плотность, малую склонность к образованию горячих трещин, малую усадку ( 3 ). Температура плавления магния 650°С, кристаллическая решетка гексагональная. Технический магний выпускается трех марок МГ90, МГ95 и МГ96. Механические свойства литого магния: σ_b =115МПа , σ_0,2=25 МПа, δ =8 %, 30НВ. На воздухе магний легко воспламеняется. Используется магний в пиротехнике и химической промышленности.

Медь и ее сплавы. Свойства, маркировка и применение.

М е д ь — пластичный металл красно-розового цвета плотностью 8,96 г/см3 и температурой плавления 1083 °С. Медь обладает высокой электропроводностью и теплопроводностью и лишь немного уступает по этим свойствам серебру. Электропроводность меди в 1,7 раза выше, чем алюми­ния, примерно в 6 раз больше, чем платины и железа, и в 300 раз выше электропроводности вольфрама. Медь хорошо сваривается и паяется, обладает высокой стой­костью в растворах щелочей и кислот, в морской воде и в атмосфере пара. Примесями меди являются сурьма, мышьяк, висмут, железо, фосфор и серебро.

Медь обладает высокой технологичностью и легко-прокатывается в листы, ленту и тонкую проволоку. Недостатками ее являются высокая плотность, плохая обрабатываемость на металлорежущих станках и низ­кие литейные свойства.

В природе медь встречается в виде сульфидных (CuS и Cu2S) и оксидных (Cu20) руд. Содержание металла в этих рудах 1—5%. Выплавляют медь пирометаллургическим и гидрометаллургическим способами.

Наиболее распространенный пиро-металлургический способ позволяет извлекать из руды кроме меди и другие металлы и состоит из следующих основных технологических операций:

флотация, при которой измельченную руду сме­шивают с небольшим количеством минерального масла, загружают в камеру с водой и продувают воздухом. Б результате металлосодержащие фракции руды, плохо смачиваемые водой, обволакиваются маслом и всплы­вают в виде масляной пены. Просушив пену, получают концентрат, содержащий 10—20% меди;

обжиг концентрата в печах при температуре 800—850°С. Этот процесс сопровождается выгоранием значительной части примеси руды — серы — в виде оксида S02. Содержание меди в концентрате повыша­ется от 20 до 35 %;

плавка концентрата в печах при температуре 1500—1600 °С и получение жидкого штейна, содержа­щего 35—50% меди (рис. 24);

продувка штейна в малых конвертерах с оконча­тельным удалением серы и повышение содержания меди до 98,5—99,0%;

огаевое рафинирование черновой меди в окисли­тельной среде повторной продувкой;

электролитическое рафинирование и повышение содержания меди до 99,99%.

Медные сплавы. Свойства, маркировка и примене­ние. В качестве конструкционных материалов применяют главным образом сплавы меди, которые, сохраняя положительные свойства меди, обладают высокими механическими, технологическими, антифрикционными и другими свойствами. По технологическим показателям сплавы меди делятся на деформируемые и литейные, а по химическому составу — на бронзы и латуни.

Бронзами называются сплавы меди с оловом, алю­минием, кремнием, цинком, бериллием и другими леги­рующими элементами, среди которых цинк не является основной добавкой. По названию основных легирующих элементов бронзы подразделяются на оловянные, алю­миниевые, кремнистые, бериллиевые, свинцовые и др. При этом безоловянные бронзы служат не только за­менителями дорогих оловянных бронз, но и в ряде случаев превосходят их по своим основным свойствам.

Бронзы тверже меди, хорошо обрабатываются резанием, имеют высокие литейные и антифрикционные свойства, хорошую коррозионную стойкость.

Деформируемые бронзы маркируют буквами «Бр» за которыми следуют буквы, обозначающие название легирующего элемента, и цифры, показываю­щие их процентное содержание.

Латунями называются сплавы меди с цинком. Ла­тунь тверже меди, имеет высокую коррозионную стой­кость, теплопроводность и электропроводность, хорошо обрабатывается резанием. Наибольшей пластичностью обладают латуни, содержащие около 3% цинка, а наи­большей твердостью и прочностью — содержащие до 45% цинка. Чтобы повысить механические свойства и химическую стойкость латуней, в них добавляют леги­рующие элементы. Легированные латуни применяются для изготовления деформируемых полос, труб, прово­локи и другой металлопродукции. Литейные латуни обычно имеют высокое содержание цинка и легирующих элементов. Наиболее распространенными легирующими элементами в латунях являются алюминий, олово, кремний, никель и др.

Алюминий повышает твердость, прочность и корро­зионную стойкость латуней, олово — коррозионную стойкость латуней в морской воде, кремний — техноло­гические свойства, коррозионную стойкость и особенно жидкотекучесть, никель — механические свойства и кор­розионную стойкость латуней. Алюминиевые латуни применяются в судостроении; кремнистые — для изго­товления проката, поковок и штамповок, а также при производстве сложных отливок в судостроении и прибо­ростроении; детали из никелевых латуней используются в морском судостроении.

Латуни маркируются буквой «Л» (латунь) и циф­рой, выражающей процентное содержание меди. На­пример, Л70—латунь, содержащая около 70% меди и 30% цинка. В легированных латунях после буквы «Л» следуют буквенное обозначение основных добавок и цифры, характеризующие содержание меди и доба­вок. Например, ЛС59-1 — латунь, содержащая около 59% меди и 1% свинца, остальное (40%)—цинк, а ЛК80-3 — латунь, содержащая около 80% меди и 3% кремния, остальное (17%)—цинк.