Мета роботи. 1.1 Ознайомитись з мікроструктурою і властивостями сплавів на основі міді з різним хімічним складом

 

1.1 Ознайомитись з мікроструктурою і властивостями сплавів на основі міді з різним хімічним складом.

1.2 Вивчити маркування сплавів на основі міді та доцільність їх використання.

2 Теоретичні відомості

 

2.1 Металомікроскоп.

2.2 Набір мікрошліфів сплавів на основі міді.

2.3 Альбом мікроструктур.

 

3 Методичні вказівки до самостійної роботи

 

Опрацювати за підручником та конспектом лекцій з матеріалознавства розділ “Мідь та сплави на її основі”. Звернути увагу на прийняту класифікацію сплавів на основі міді, запам’ятавши, усі вони поділені на дві групи: латуні і бронзи.

Латуні – сплави міді з цинком. Технічне застосування мають сплави з вмістом до 45% цинку. На рисунку 14.1 подана діаграма стану сплавів мідь-цинк, з якої видно, що сплави з вмістом цинку до 39% утворюють твердий розчин a-латунь. Концентрація цинку більше 39% приводить до утворення хімічної сполуки CuZn на базі якої формується твердий розчин b-латунь. Отже, структура латуні з вмістом цинку від 39 до 45% буде складатись із зерен a і b-твердого розчину. Така латунь носить назву двохфазної (a+b-латунь).

Однофазна a-латунь у відпаленому стані має однорідну структуру, яка складається із кристалів a-твердого розчину. Відповідно двохфазна латунь складається із кристалів a і b- твердого розчину.

Із латуней переважно виготовляють катаний та тягнутий напівфабрикат(лист, профіль, дріт іт.д.). Однофазну a-латунь обробляють в холодному стані, а двохфазну a+b- латунь при температурі вище 500°С.

Прості латуні маркуються літерою Л з послідуючою цифрою, яка вказує на вміст міді (Л62, Л68, Л80).

Окрім простих латуней застосовують спеціальні латуні, в які, для надання їм тих, чи інших властивостей, вводять додаткові елементи. Наприклад. ЛС59-1, ЛС70-1, ЛК80-3, де С- свинець в кількості 1%, а К- кремній в кількості 3%. Доречі, кремниста латунь має прекрасні ливарні властивості і застосовується для литва під тиском.

Бронза – сплав міді з оловом, алюмінієм, берилієм, свинцем та іншими елементами, крім цинку. Цинк може знаходитись в бронзі, як легуючий елемент. Маркується бронза літерами Бр та літерою, яка вказує легуючий елемент: А- алюміній, Н – нікель, Ж – залізо, О – олово, Ц – цинк, Ф – фосфор і т.д. Складні бронзи легуються кількома елементами. Цифри, які стоять після букв, вказують на їх вміст у сплаві. Наприклад, БрБ2 (берилію міститься 2%), БрОЦС6-6-3 (6% олова, 6% цинку, і 3% свинцю).

Берилієві бронзи зміцнюються термічною обробкою – гартуванням і старінням. При нагрівання бронзи БрБ2 до 760-780^оС утворюється однорідний α -розчин, який зберігається в результаті швидкого охолодження у воді при нормальній температурі.

Після гартування бронза володіє малою міцністю σ в=450 Па, високою пластичністю (δ =40%) і здатністю зміцнюватися при старінні як безпосередньо після гартування, так і після пластичної деформації в загартованому стані.

Старіння проводять при температурі 300-350^оС і полягає в тому, що із перенасиченого α -розчину виділяються дисперсні частинки γ -фази (CuBe), які сильно підвищують міцність бронзи за рахунок створення напруженого стану навколо себе.

Бронза БрБ2 після гартування і старіння має σ в=1250МПа і δ =3-5%, а після гартування, холодної пластичної деформації і старіння σ в=1400МПа, δ =2%.

Широке застосування знаходять олов’янисті бронзи. Однофазні олов’янисті бронзи з вмістом олова до 5% достатньо пластичні і застосовуються у вигляді трубок, листів, стрічок в приладобудуванні для виготовлення водомірної апаратури.

 

 

Рисунок 14.1 – Діаграма стану мідь-цинк

 

Двохфазна бронза (вміст олова більше 6%) схильна до крихкості, а тому застосовується як ливарний матеріал. З метою здешевлення і покращення ливарних властивостей в олов’янисту бронзу вводять цинк, а для покращення анти­фрикційних властивостей вводять свинець. З таких бронз виготовляють підшипники ковзання.

Берилієва бронза БрБ2 застосовується для виготовлення пружин, мембран, пружинних контактів, безіскрового інструменту і т.д.

Алюмінієві бронзи БрА5, БрА7, БрА10 застосовують на заміну олов’янистих бронз. Вони мають високу міцність, корозійну стійкість і значно дешевші за олов’янисті бронзи.

4 Завдання і порядок виконання роботи

та оформлення звіту

 

4.1 Вивчити під мікроскопом мікроструктури заданих сплавів на основі міді.

4.2 Користуючись альбомом мікроструктур, схематично зари­сувати мікроструктури в зошит:

а) однофазна латунь;

б) двохфазна латунь;

в) однофазна бронза;

г) двохфазна бронза.

4.3 За маркою сплаву вказати його хімічний склад та область застосування.

5 Контрольні запитання

 

5.1 Які сплави називаються латунями? Бронзами?

5.2 Яка структура сплавів Л86? Л59?

5.3 Яке застосування латуней і бронз?

5.4 чому бронзи мають високу ліквацію?

 

Робота № 15

Структура і властивості сплавів на основі алюмінію