Назовите области применения меди.

Из-за низких значений предела текучести и высокой стоимости  чистая медь как конструкционный материал не применяется. Медь принято считать эталоном электрической проводимости и теплопроводности по сравнению с другими металлами. Около половины производимой меди используется в электро- и радиотехнике. Служит основой медных сплавов – латуней, бронз. Медь и ее сплавы являются традиционными материалами, используемыми в технике низких температур.

Латуни. Структура, свойства, классификация, маркировка, применение.

2.2.1. Какие сплавы называют датунями?   Латунями называются сплавы  меди с цинком.

Какова максимальная растворимость меди в цинке?

На рис.2. 2.1, приведен участок диаграммы сплавов системы Cu-Zn. 

Рис.2.2.1. Диаграмма состояния Cu-Zn

Из диаграммы видно, что Zn растворяется в меди в количестве до 39%.

Каков структурный состав латуни?

Согласно диаграмме, сплавы, содержащие свыше 39% Zn в структуре, кроме α-фазы содержат избыточную β'-фазу, которая представляет собой соединение особого типа CuZn. Сплавы, содержащие от 39 до 46% Zn, - двухфазные, причем количество β'-фазы от ноля (39% Zn) до 100% (46% Zn). Избыточная β'-фаза является твердой и хрупкой составляющей. Ввиду этого практическое использование находят латуни, содержащие не более 43% Zn.

Сплавы, содержащие до 39% цинка – однофазная α-латунь, представляющая собой твердый раствор цинка в меди с решеткой ГЦК. Однофазная α-латунь характеризуется высокой пластичностью.

Сплавы, содержащие от 39 до 46% Zn, - двухфазные; кроме α-фазы они содержат избыточную β'-фазу, которая представляет собой соединение особого типа CuZn, причем количество β'-фазы от ноля (39% Zn) до 100% (46% Zn). Избыточная β'-фаза является твердой и хрупкой составляющей. Ввиду этого практическое использование находят латуни, содержащие не более 45% Zn.

Как подразделяют латуни по составу?

      По составу латуни делят на простые и специальные: простые состоят только из меди и цинка; специальные, кроме меди и цинка, содержат элементы, которые вводятся с целью изменения в нужном направлении свойств сплава.

 Обрабатываемость резанием латуней улучшается присадкой в состав латуни небольшого количества свинца, например, латунь марки ЛС59-1 называют “автоматной латунью”.

Двухфазные (α+ β)-латуни легируют дополнительно алюминием, железом, никелем для увеличения прочности. Наибольшей прочностью обладают латуни, дополнительно легированные алюминием, железом, марганцем. Если предел прочности при растяжении простой латуни марки Л60 (60% меди и 40% цинка) в кованом состоянии 350-400 МПа, то  у специальных латуней предел прочности может достигать 800 МПа, т.е. вдвое выше предела прочности обыкновенной углеродистой стали.

Как изменяются механические свойства латуней в зависимости от содержания цинка?

Механические свойства латуней изменяются при увеличении содержания цинка (рис.2.2.2). 

 

Рис.2.2.2.  Влияние содержания цинка на механические свойства латуней

Увеличение содержания цинка более 43% ведет к резкому снижению пластичности ввиду значительного содержания в сплаве твердой и хрупкой β'-фазы.

В отличие от равновесного состояния β'-фаза появляется уже при концентрации цинка более 30%. Поэтому в сплавах, содержащих менее 30% Zn, увеличение его концентрации повышает и прочность и пластичность. При увеличении содержания цинка выше 30% пластичность сплавов начинает уменьшаться, а после появления в структуре значительного количества β'-фаза происходит резкое падение пластичности. Прочность при увеличении содержания цинка растет до 45%, а потом также резко падает ввиду значительного содержания в сплаве твердой и хрупкой β'-фазы.