Полезные ископаемые

 

 

 

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.