Сплавы на основе меди

Конструкционные медные сплавы делятся на три основные группы: латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы.

Латунями называют двойные или многокомпонентные сплавы в которых главный легирующий элемент цинк. Содержание цинка может изменяться от 4 до 46%. Для улучшения свойств латуни дополнительно легируются Al, Mn, Fe, Ni, Pb, Si, Sn.

Латуни обладают высокой прочностью при повышенных температурах, упругостью, технологичны, но склонны к самопроизвольному коррозионному растрескиванию. Это наиболее дешёвые и распространённые в машиностроении сплавы.

Латуни по технологическому признаку делятся на деформируемые (обрабатываемые давлением) и литейные.

Деформируемые латуни применяются для изготовления листов, лент, труб, проволоки и других полуфабрикатов. Они обладают высокими коррозионными свойствами в атмосферных условиях, пресной и морской воде и применяются для деталей используемых в судостроении.

Литейные латуни обладают хорошей жидкотекучестью и высокими антифрикционными свойствами, высокой коррозионной стойкость. С помощью присадок можно улучшать необходимые свойства (например, прочность). Литейные латуни используются для фасонного литья арматуры, деталей приборов, работающих в тяжёлых условиях и деталей ответственного назначения.

Бронзы — это сплавы меди с другими элементами (кроме цинка). По химическому составу различают бронзы оловянные, в которых основным легирующим элементом является олово, и безоловянные.

Деформируемые оловянные, обрабатываемые давлением, бронзы изготовляются в виде прутков, лент и проволоки. Эти бронзы используются для пружин и пружинящих деталей приборов и механизмов (биметаллических пластин, токоведущих пружин контактов и др).

Литейные оловянные бронзы имеют достаточно хорошие литейные свойства и позволяют получать фасонные отливки.

Безоловянные, бронзы дешевле оловянных, т.к. содержат менее дорогостоящие, чем олово, элементы: алюминий, кремний, бериллий и др..

Алюминиевые бронзы используются в качестве заменителей оловянных. Бериллиевые бронзы отличаются износостойкостью, упругостью, имеют высокую рабочую температуру до 350°С.

Обозначают бронзы буквами Бр. Названия бронз происходят от названий легирующих элементов. Наиболее распространены оловянные, алюминиевые, кремнистые, бериллевые бронзы. Легирующие элементы в бронзах обозначаются теми же буквами, что и в латунях. Фосфор обозначается буквой Ф, цинк —Ц, хром— Х, бериллий —Б. Например, деформируемая бронза БрОФ6, 5–0, 4 содержит 6, 5% олова, 0, 4% фосфора, остальные 73, 1% – медь. Для литейных бронз после букв Бр следует буквенное обозначение основного легирующего элемента и цифра, указывающая его содержание в процентах, а затем в таком же порядке буквы и цифры для других легирующих элементов. Например, литейная бронза БрО10Ф1 содержит 10% олова, 1% фосфора, остальные 89% — медь.

Медно-никелевые сплавы. Промышленные медно-никелевые сплавы условно делятся на две группы: конструкционные (коррозионностойкие и высокопрочные) и элктротехнические (термоэлектродные сплавы и сплавы сопротивления)

К конструкционным сплавам относятся: мельхиор, нейзильбер, куниаль.

Мельхиорами называют двойные и более сложные сплавы на основе меди легированные никелем. Для повышения коррозионной стойкости в морской воде их дополнительно легируют железом и марганцем. Являясь твёрдыми растворами, мельхиоры обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии.

Нейзильберы, дополнительно легируются цинком, прочнее мельхиора, обладают высокой коррозионной стойкостью. Применяются для изготовления проводов с высоким сопротивлением для реостатов, контактных пружин, лент и др. Дешевле константана, но существенно уступают ему в свойствах.

Куниалями называются сплавы Cu—Ni—Al. Все медно-никелевые сплавы отличаются высокими механическими и коррозионными свойствами и применяются для изготовления трубок теплообменных аппаратов в морском судостроении, медицинского инструмента, деталей точных приборов, в химической промышленности, для изготовления посуды, в электро- и радиотехнике.

 

Контрольные вопросы к главе VI.

1. Чем характеризуется кристаллическое строение металлов?

2. Какие типы кристаллических решёток Вам известны?

3. Каковы основные дефекты кристаллических решёток?

4. Что такое полиморфизм?

5. Что такое анизотропия?

6. Какие механические свойства у конструкционных материалов?

7. Чем отличается сталь от чугуна?

8. Что происходит со сталью при нагревании и охлаждении?

9. Что такое легирование?

10. Какие сплавы алюминия Вам известны?

11. Какие сплавы меди Вам известны?

12. Как получают чугун?

13. Как получают сталь?