Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [ 58 ] 59 60 61 62 63 64 65


Рис. 9.8. Микроструктуры латуней:

я - однофазной; б - двухфазной (темная - Р-фаза, светлая - а-фаза)

2) двухфазные со структурой (а -I- Р)-фаз (рис. 9.8,6).

В связи с высокой пластичностью однофазные латуни хорошо поддаются холодной пластической деформации, которая значительно повышает их прочность и твердость. Рекристаллиза-ционный отжиг проводится при 600-7(Х)°С.

Повьциение содержания цинка удешевляет латуни, улучшает их обрабатываемость резанием, способность прирабатываться и противостоять износу. Вместе с тем уменьшаются теплопроводность и электрическая проводимость, которые составляют 20-50% от характеристик меди.

Примеси повышают твердость и снижают пластичность латуней. Особенно неблагоприятно действуют свинец и висмут, которые в однофазных латунях вызывают красноломкость. Поэтому однофазные латуни в основном выпускают в виде холоднокатаных полуфабрикатов: полос, лент, проволоки, листов, из которых изготовляют детали методом глубокой вытяжки (радиаторные трубки, снарядные гильзы, силь-фоны, трубопроводы), а также детали, требующие по условиям эксплуатации низкую твердость (шайбы, втулки, уплотнительные кольца и др.).

В двухфазных латунях вследствие ai Р-превращения легкоплавкие эвтектические фазы находятся не по границам, а внутри зерен твердого раствора и не влияют на их способность к горячей пластической деформации. Иногда добавляют свинец для улучшения обрабатываемости резанием и повышения антифрикционных свойств. Ввиду малой пластичности при низких температурах эти латуни выпускают в виде горячекатаного полуфабриката: листов, прутков, труб, штамповок. Из них изготовляют втулки, гайки, тройники, штуцеры, токо-проводящие детали электрооборудования и др.

Вследствие небольшого температурного интервала кристаллизации двойные латуни обладают низкой склонностью к дендритной ликвации, высокой жидкотекучестью, малой рассеянной усадочной пористостью и хорошей герметичностью. Но, несмотря на это, они практически не применяются для фасонных отливок, так как имеют довольно большую концентрированную усадочную раковину. Этот недостаток в меньшей степени присущ легированным латуням.

Легированные латуни применяют как для деформируемых полуфабрикатов, так и в виде фасонных отливок. Ли-



тейные латуни, как правило, содержат большее количество цинка и легирующих элементов.

Помимо свинца для легирования латуней используют А1, Fe, Ni, Sn, Si. Эти элементы повышают коррозионную стойкость латуней. Поэтому легированные латуни широко применяют в речном и морском судостроении (конденсаторные и манометрические трубки и другие детали). Оловянные латуни (ЛО70-1) называют морскими.

Алюминий повышает прочность, твердость латуней. Практическое применение находят высокомедистые латуни с добавлением алюминия до 4% (ЛА77-2), которые благодаря однофазной структуре хорошо обрабатываются давлением. Алюминиевые латуни дополнительно легируют никелем, железом, марганцем, кремнием, обладающими переменной растворимостью в а-твердом растворе, что позволяет упрочнять эти латуни с помощью закалки и старения. Временное сопротивление после такой обработки достигает 700 МПа. Хорошая пластичность в закаленном состоянии позволяет дополнительно упрочнять сплавы с помощью пластической деформации (перед старе-

бд, МПа


нием). Обработка по схеме <аакалка -I--I- пластическая деформация -I- старение» обеспечивает повышение временного сопротивления до 1000 МПа.

Кремний улучшает жидкотекучесть, свариваемость и способность к горячей и холодной пластической деформации латуней. Кремнистые латуни характеризуются высокой прочностью, пластичностью, вязкостью не только при 20-25 °С, но и при низких температурах (до -183 °Q. При легировании латуни для получения однофазной структуры используют небольшие добавки кремния (ЛК80-3). Эти латуни применяют для изготовления арматуры, деталей приборов, в судо- и общем машиностроении.

Никель повышает растворимость цинка в меди и улучшает механические свойства латуней. Никелевые латуни (например, ЛН65-5) хорошо обрабатываются давлением в холодном и горячем состояниях.

Бронзы. Оловянные бронзы. Из диаграммы состояния Cu-Sn следует, что предельная растворимость олова в меди соответствует 15,8% (рис. 9.9, а). Сплавы этой системы характеризует склонность к неравновесной кристаллизации, в ре-

а 1 a+S

1 -1

1 -1

1

Рис. 9.9. Диаграмма состояния Си -Sn (а) и влияние олова на механические свойства меди (б)

Си 10 20 J О Sn.°,

20 6)

30 Sn°/o



зультате чего в реальных условиях охлаждения значительно сужается область а-твердого раствора, его концентрация практически не меняется с понижением температуры, не происходит эвтектоидного превращения 5-фазы (см. штриховые линии диаграммы) и при содержании олова более 5-8% в структуре сплавов присутствует эвтектоид (а + 5), где 5-фаза-электронное соединение CujiSng со сложной кубической решеткой (рис. 9.10,6). Оно обладает высокой твердостью и хрупкостью. Появление 5-фазы в структуре бронз вызывает резкое снижение их вязкости и пластичности (рис. 9.9,6). Поэтому, несмотря на повьппение прочности при дальнейшем увеличении количества олова до 25%, практическое значение имеют бронзы, содержащие только до 10% Sn. Двойные оловянные бронзы применяют редко, так как они дороги. Широкий температурный интервал кристаллизации обусловливает у них большую склонность к дендритной ликвации, низкую жидкотекучесть, рассеянную усадочную пористость и поэтому невысокую герметичность отливок.

Оловянные бронзы легируют Zn, Pb, Ni, P. Для экономии более дорогостоящего олова в бронзы добавляют от 2 до 15% Zn. В таком количестве цинк пол-

ностью растворяется в а-твердом растворе, что способствует повышению механических свойств. Уменьшая интервал кристаллизации оловянных бронз, цинк улучшает их жидкотекучесть, плотность отливок, способность к сварке и пайке. Свинец повышает антифрикционные свойства и улучшает обрабатываемость резанием оловянных бронз. Фосфор, являясь раскислителем оловянных бронз, повышает их жидкотекучесть, износостойкость улучшается благодаря появлению твердых включений фосфида меди CujP. Кроме того, он повышает временное сопротивление, предел упругости и выносливость бронз. Никель способствует измельчению структуры и повышению механических свойств.

Бронзы хорошо обрабатываются резанием, паяются, хуже свариваются.

Среди медных сплавов оловянные бронзы имеют самую низкую линейную усадку (0,8% при литье в землю и 1,4% при литье в металлическую форму), поэтому они используются для получения сложных фасонных отливок. Двойные низколегированные литейные бронзы содержат 10% Sn. Для удешевления оловянных бронз содержание олова в некоторых стандартизованных литейных бронзах снижено до 3-6%. Большое количество Zn и РЬ повышает


Рис. 9.10. Микроструктуры бронз:

я - деформированной однофазной с 5% Sn после рекристаллизации; б - литой двухфазной с 10% Sn



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [ 58 ] 59 60 61 62 63 64 65