Технологические свойства латуней

 Все латуни хорошо паяются, легко обрабатываются режущим инструментом, хорошо полируются. Латуни легко поддаются обработке давлением (за исключением свинцовосодержащих), поэтому детали из них часто изготовляют методом глубокой вытяжки.

 Повышение содержания Zn удешевляет латунь, улучшает их обрабаты­ваемость резанием, способность прирабатываться и противостоять износу. Вместе с тем уменьшается теплопроводность и электрическая проводимость, которые составляют 20-30 % от характеристик меди.

 

2.2.13. Области применения латуней

 Однофазные латуни в основном выпус­кают в виде холоднокатаных полуфабрикатов: полос, лент, проволоки, листов, из которых изготовляют детали методом глубокой вытяжки (радиаторные труб­ки, снарядные гильзы, трубопроводы), а также детали, требующие по условиям эксплуатации низкую твердость (шайбы, втулки, уплотнительные кольца и другие).

Литейные латуни идут на изготовление арматуры и деталей для судостроения, гребных винтов, их лопастей, гаек нажимных болтов для сложных условий работы, вкладышей и подшипников.

Латуни широко используются в судостроительной промышленности как конструкционный материал там, где требуется высокая прочность и коррозионная стойкость: в трубопроводной арматуре.

 

Бронзы. Структура, свойства, классификация, маркировка, применение

Классификация и маркировка бронз

К бронзам относят сплавы меди с любым элементом, кроме цинка. По главному легирующему элементу различают бронзы оловянные, и безоловянные: алюминиевые, свинцовые, кремниевые, бериллиевые и др.

 По составу бронзы делят на однофазные и двухфазные; двойные и легированные.

По технологическому признаку бронзы подразделяются на деформируемые и литейные.

Деформируемые бронзы маркируют буквами Бр (бронза), затем буквами следует перечисление основных легирующих элементов и цифрами, обозначающими количество в процентах легирующих элементов. Цифры отделены друг от друга дефисом и расположены в той же последовательности, что и буквы.

 В деформируемых бронзах не указывается содержание меди, ее концентрация определяется по разности. Например, БрОФ6,5-0,15 – бронза: 6,5% Sn, 0,15% P, остальное – медь.

 В литейных бронзах количество каждого легирующего элемента ставится непосредственно за буквой, обозначающей его название. Содержание меди в литейных бронзах определяется по разности от 100%. Например, Бр05Ц5С5 – литейная бронза, содержащая 5% Sn, 5% Zn, 5% Pb, остальное – медь.

 

Оловянные бронзы

2.3.2.1. Структурный состав оловянных бронз

 

В соответствии с диаграммой состояния системы Cu – Sn (рис. 2.4, а) предельная растворимость олова в меди составляет 15,8%. Из диаграммы состояния следует, что медь образует с Sn твердый раствор замещения (a-твердый раствор) огра­ниченной концентрации. Кроме a- твердого раствора по перитектической реакции Ж+a®d при 798 °С образу­ется твердая и хрупкая d-фаза, являющаяся электронным соединением (Cu₃₂Sn₈) с оцк решеткой.

Рис. 2.4. Диаграмма состояния системы Cu-Sn (а) и зависимость механических свойств оловянной бронзы от содержания олова (б)

 

Диаграмма состояния характеризуется сравнительно большим расстоянием между линиями ликвидуса и солидуса. Поэтому особенностью двухкомпонентных оловянных бронз являются их повышенная склонность к ликвации, вызванная медленно проходящим процессом диффузии. В связи с этим, сплавы системы Сu-Sn характеризует склонность к неравновесной кри­сталлизации, в результате чего в реальных условиях охлаждения значительно сужается область a-твердого раствора.Концентрация Sn в a - растворе практически не меняется с понижением температуры, и при содержании олова более 5-8 % в структуре сплавов появляется (a + d)-эвтектоид. Появление в структуре бронз d -фазы, обладающей высокой твердостью и хрупкостью, вызывает резкое снижение их вязкости и пластичности, поэтому, несмотря на повышение прочности при уве­личении количества олова до 25 %, практическое значение как конструкционныйматериал имеют бронзы, содержащие только до 12 % Sn.

 

2.3.2.2. Механические свойства оловянных брон з

  Ввиду склонности оловянистых бронз к дендритной ликвации, участки эвтектоида в структуре литого сплава наблюдаются уже при содержании олова 6% (рис.2.4, б). Поэтому в бронзах, содержащих менее 6% олова, увеличение его концентрации повышает и прочность и пластичность. При увеличении олова более 6% в результате появления эвтектоида (α+δ) пластичность и прочность понижаются по мере увеличения твердой и хрупкой δ фазы.

 

Литейные оловянные бронзы

  Как отмечалось выше, диаграмма состояния системы Cu – Sn характеризуется сравнительно большим расстоянием между линиями ликвидуса и солидуса. Поэтому особенностью двухкомпонентных оловянных бронз являются их повышенная склонность к ликвации, вызванная медленно проходящим процессом диффузии, низкая жидкотекучесть и рассеянная пористость. По структуре оловянные бронзы в литом состоянии из-за значительного развития дендритной и междендритной ликвации, наряду с кристаллами основной a-фазы, по их гра­ницам обычно располагаются довольно значительные по протяженности участ­ки эвтектоидного строения (a + d). На рис.2.5 приведена микроструктура оловянной бронзы в литом состоянии (а) и после деформации и отжига (б). Светлые включения произвольной формы представляют собой эвтектоид (a+Cu₃₁Sn₈). Эти участки сохраняются даже после длительного нагрева из-за малой скорости диффузионных процессов. Деформированные бронзы с тем же содержанием олова, что и литейные, имеют после отжига однофазную структуру из зерен a-твердого раствора.

 

Рис.2.5. Микроструктура оловянной бронзы (х200): а – после литья; б – после деформации и отжига

 

В процессе метал­лургического передела деформированных бронз, включающего горячую и хо­лодную пластическую деформацию и ряд отжигов, устраняется неоднородность структуры ликвационного происхождения.

При концентрации олова 9-11% в структуре увеличивается количество хрупкой составляющей – эвтектоида, содержащего соединения Cu₃₁Sn₈, что исключает возможность пластической деформации. Такие бронзы применяются только в литом состоянии.