Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Материаловедение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ СПЛАВЫ

Медь и ее сплавы

Медь — металл красного (светло-розового) цвета с плотностью 8,9 Мг/м3 и температурой плавления 1083 °С; имеет кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку; не подвержен аллотропическим превращениям.

Широкое применение меди обусловлено рядом ее ценных свойств, и прежде всего высокой электро- и теплопроводностью, пластичностью, коррозионной стойкостью, хорошей жидкотекучестью и др. Медь и ее сплавы обрабатываются давлением, свариваются всеми видами сварки и легко поддаются пайке.

Механические характеристики чистой меди (прокатанной и отожженной): св = 250—270 МПа; 5 = 40—50%; г = 75%; НВ 45.

На структуру и свойства меди существенное влияние оказывают примеси. Например, алюминий, железо, мышьяк, фосфор и сурьма снижают электро- и теплопроводность меди. Примеси, нерастворимые в меди, отрицательно сказываются на механических и технологических свойствах. Так, висмут вызывает хладноломкость меди, кислород понижает пластичность и коррозионные свойства, водород делает ее хрупкой и при деформировании вызывает растрескивание. Это явление известно под названием «водородной болезни». Свинец, взаимодействуя с медью, образует легкоплавкую эвтектику (326 °С) и приводит к горячеломкости меди. Кислород с медью образует соединение Си90, которое отрицательно влияет на пластические свойства, технологичность и коррозионные свойства. Сера с медью образует соединение Cu2S, которое приводит к хладноломкости и снижает пластичность при горячей и холодной обработке давлением. Фосфор повышает механические свойства и жидкотекучесть, он способствует сварке и широко применяется как рас- кислитель. Селен и теллур образуют с медью соединения Cu2Se и Си2Те, которые ухудшают свариваемость, снижают пластичность, но значительно улучшают обрабатываемость резанием.

Медь применяется для изготовления электрических проводов и кабелей, используется в качестве легирующей добавки в различные


металлические сплавы; в машиностроении идет на изготовление теплообменников, сварочной проволоки, деталей и узлов подвижного состава железных дорог, судов, самолетов и т.д. На основе меди получены важные промышленные сплавы (латуни, бронзы, медноникелевые и др.).

Бронзами называют сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием, кадмием, хромом и другими элементами. Бронзы называют по основным легирующим элементам: оловянные, алюминиевые, бериллиевые, кремнистые и т.д. Обозначают бронзы двумя буквами Бр, затем ставят первые буквы основных легирующих элементов (О — олово, Ж — железо, Ф — фосфор, Б — бериллий, X — хром и т.д.) и цифры, показывающие их процентное содержание. Так, например, БрОФЮ-1 содержит 10% олова и 1% фосфора, остальное — медь.

Широкое применение в промышленности находят оловянные бронзы для изготовления водяной и паровой аппаратуры, подшипников, зубчатых колес, пружин и др.

Механические свойства сплавов медь — олово

Рис. 4.1. Механические свойства сплавов медь — олово


Зависимость механических свойств литой бронзы от содержания в ней олова показана на рис. 4.1. Олово значительно изменяет свойства бронзы, уже при содержании 5% олова резко снижается пластичность бронз. Прибавление к меди олова изменяет цвет бронзы. При содержании в ней олова около 5% она имеет желтый цвет, при 10— 12% — оранжевый, а начиная с 28% — белый. Бронза характеризуется высокой стойкостью против истирания и поэтому считается одним из лучших антифрикционных сплавов. При этом необходимо иметь в виду и то, что бронзы обладают малой усадкой, а также высокой химической стойкостью. В оловянные бронзы вводят добавки: цинк (5—10%) — для удешевления; свинец (3—5%) — для лучшей обрабатываемости; фосфор (~ 1 %) — для придания пластичности.

Чаще всего используются оловянные бронзы следующих марок: литейные бронзы БрОЮ (ав = = 250 МПа, 5 = 5%), БрОЦС5-5 (св = = 170 МПа, 5 = 8%) и др.; деформируемые бронзы БрОЦ4-3 (ов = = 320 МПа, 5 = 40%), БрОЦС4-4-2,5 (ав = 325 МПа, 5 = 40%) и др.

Безоловянные бронзы широко применяются в промышленности.

Самыми распространенными являются алюминиевые (двойные и сложные) бронзы, превосходящие оловянные по механическим свойствам.

Так, БрА7 в отожженном состоянии имеет следующие механические характеристики: ов = 420 МПа, 8 = 70%, а БрАЖН 10-4-4 — ов = 650 МПа, 8 = 40%. Из этих бронз изготовляют мелкие ответственные детали машин.

Отливки из кремнистых бронз отличаются боле высокой коррозионной стойкостью, механическими свойствами и плотностью. Поэтому бронзы марки БрКЦ4-4 являются заменителями бронз марки БрОЦС5-5-5.

Бериллиевые бронзы (БрБ2 и др.) характеризуются высокой прочностью (ов = 1200 МПа в закаленном и состаренном состояниях) и упругостью, химической стойкостью, свариваемостью и обрабатываемостью резанием. Из них изготовляют мембраны и пружины.

Свинцовистые бронзы (например, БрСЗО) являются хорошими антифрикционными материалами для подшипников.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>