Матеріалознавство

Прості, однофазні латуні мають структуру твердого розчину цинку в міді. В них вміст цинку не перебільшує 39%. Ці латуні досить пластичні, добре паяються,  зварюються,  обробляються тиском  в  гарячому і  холодному стані, мають високу корозійну стійкість. Їх використовують для виготовлення радіаторних трубок, деталей конденсаторно-холодильного обладнання, ущільнювальних прокладок, дроту, гільз, деталей електрообладнання, штампованих та пресованих деталей. Приклад: Л96, Л80, Л70, Л68, Л59.

Багатокомпонентні латуні  можуть бути леговані різними компонентами  чи їх комплексами.  Легуючі елементи в латунях суттєво змінюють їх властивості. Так Al, Si, Ni, Mn підвищують механічні властивості латуней і збільшують їх корозійну стійкість;  Sn – збільшує корозійну стійкість в морській воді; Pb – покращує оброблюваність різанням. Леговані латуні застосовують для виробів, що працюють при більших навантаженнях та у більш складних    умовах  експлуатації.    Приклад:  Л  АЖ  60-1-1,    ЛЖМц  59-1-1, ЛС 59-1,  ЛЦ40С,  ЛЦ40Мц3Ж.

Завдяки гарному поєднанню механічних, технологічних і широкому діапазону споживчих властивостей, порівняльній дешевизні латуні є одні з найбільш розповсюджених конструкційних матеріалів.

 

 

15.3. Бронза.

 

Бронзою називають сплави  міді з оловом чи деякими іншими елементами: алюмінієм, кремнієм, берилієм, свинцем та інш.  Назву конкретний вид бронзи отримує по основному компоненту, що входить у сплав із міддю. На-

 

приклад: олов’яні бронзи, кременисті бронзи. До складу бронзи також можуть входити і легуючі  елементи.

Структура та властивості бронзи змінюються в залежності від швидкості охолодження при кристалізації сплавів, виду термічної обробки і характеру обробки тиском. Для покращення властивостей їх піддають  термічній обробці: відпалюванню, гартуванню з відпущенням або пластичному деформуванню з метою наклепу. Більшість бронз (крім алюмінієвих) гарно піддаються зварюванню і паянню.

Олов’яні   бронзи. Вміщують до 14% олова, збільшення кількості якого підвищує твердість і міцність. Однак, внаслідок високої вартості олова його частку замінюють свинцем чи цинком. Додаткове легування здійснюють Zn, Pb, Ni, P.  Фосфор покращує ливарні властивості і збільшує твердість, Свинець і цинк покращують оброблюваність різанням і антифрикційні властивості. Олов’яні бронзи мають високі антифрикційні властивості, корозійну стійкість і досить високі пружні властивості. З них виготовляють різний прокат, дріт для пружин, ливарних деталей корпусів складної форми, деталей високого навантаження, опорні шайби, шестерні, деталі пароі гідроапаратури. Приклад: БрОФ10-1, БрОФ8,5-0,3, БрЩ4Ц4С17.

Алюмінієві бронзи. Вміщують 5…11%Al. Вони є найбільш розповсюдженими дешевими замінниками олов’яних бронз і навіть   перевищують їх по ряду властивостей: ливарним, порівнювально вищою міцністю, жаростійкістю, хімічною стійкістю. Недоліком цих бронз є важке паяння і зварювання. Бронзи, що містять до 7,5%Al однофазні, дуже пластичні, стійкі до стирання і використовуються для виготовлення напівфабрикатів різного профілю, стрічки, листів, дроту для пружних елементів і струмопровідних пружин. Двофазні бронзи зазвичай леговані Ni, Mn, Fe. Нікель (Ni) – підвищує механічні  і  фізичні властивості,  жаростійкість,  корозійну  стійкість.  Марганець (Mn) – підвищує технологічні властивості, морозостійкість, оброблюваність тиском.  Залізо (Fe) – в комплексі з іншими елементами суттєва підвищує міцність і зносостійкість. З цих бронз виготовляють фасонні виливки, шестерні, втулки, деталі турбін і двигунів, деякі застосовують для виготовлення литих підшипників і втулок. Приклад: БрА5, БрА7, БрАЖМц 10-3-1,5.

Кременисті бронзи. Вміщують до 3,0%Si. Основними легуючими еле-

ментами є Mn   і   Ni. Ці бронзи перевершують інші в міцності і стійкості в лужних середовищах, тому використовуються для виготовлення труб і арматури хімічної промисловості. В багатьох випадках вони є замінниками дорогих олов’яних чи берилієвих бронз і латуней. Кременисті бронзи легко обробляються тиском, різанням і зварюються, однак їх ливарні характеристики низькі. Приклад: БрКМЦ3-1,

Берилієві бронзи. Містять до 1,8…2,5% Be. Легуючими елементами в них є Mn, Ni, Fe, Co, Ti та інші. Ці бронзи  крім високої міцності характеризуються високою пружністю і електропровідністю. Вони добре обробляються різанням і зварюються. З виду високої вартості ці бронзи використовуються для особливо відповідальних виробів контрольно-вимірювальних приладів,

 

контактів, роз’ємів, різних пружних елементів в авіаційній апаратурі, радіотехніці, зв’язку тощо. Приклад: БрБ2, БрБНТ 1,7; БрБНТ 1,9.

Свинцеві бронзи. Містять до 27…33% свинцю (Pb). За рахунок того, що свинець практично не розчиняється в міді, в цих бронзах по границям зерен розміщується евтектика у вигляді крапель. Саме така структура й забезпечує основну характеристику свинцевої бронзи – антифрикційність. Однак механічні характеристики їх не високі. Легують ці бронзи Ni і Sn. Використовують свинцеві бронзи в вузлах тертя, підшипниках ковзання, біметалевих виробів. Приклад: БрС30, БрСН60-2,5, БрСО12-8.

 

 

15.4. Мідно-нікелеві сплави.

 

Cu з  Ni утворюють тверді розчини. Ni збільшує твердість, міцність і електроопір, зменшує коефіцієнт лінійного розширення, підвищує корозійну і теплостійкість. Мідно-нікелеві сплави виділені в особливу групу  (ГОСТ 492

– 73). Їх поділяють  на конструкційні – мельхіор, нейзильбер, куніаль, та електротехнічні – копель, константан, манганін. З мельхіору (МНЖМц30-0,8-1) виготовляють конденсаторні трубки, медичний інструмент, деталі точної механіки і хімічної апаратури; нейзильбер (МНЦ15-20) використовують для електротехнічних плоских пружин, реле, термопар, реостатів, деталей карбюраторів; куніаль (МНА13-3) застосовують для деталей підвищеної міцності, пружин; копель (МНМц43-0,5) і константан (МЕМц40,1,5) ідуть на виготовлення дроту вимірювальних і нагрівальних приладів, термопар, компенсаторів; манганін (МНМц3-12) має малу термо е.д.с та електроопір і використовується в резисторах, електроприладах.