| » Статистика |
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0 |
|
Сплави кольорових металів
|
| 18.12.2013, 21:21 |
Сплави кольорових металів.
Сплави міді. Склад, структура, властивості, маркування та використання латуней і бронз
Латунями називають сплави міді з цинком. Вони бувають простими (якщо містять лише мідь і цинк) і багатокомпонентними (коли містять крім міді а цинку інші хімічні елементи). Технічне застосування мають латуні з вмістом цинку до 45%.
У марках однофазних латуней записують літеру "Л" і число, що показує середній вміст міді у відсотках. У марках легованих латуней крім числа, що показує вміст міді, записують літери та числа, які вказують на наявність певного елемента і його вміст у відсотках. Алюміній у латунях позначають літерою "А", нікель — Н, олово — О, свинець — С, фосфор — Ф, залізо — Ж, кремній — К, марганець — Мц, берилій — Б, цинк — Ц. У деформівних латунях записують спочатку всі літери, а потім числами через дефіс — вміст легуючих елементів, наприклад, ЛАН59-3-2 містить 59% Сu, 3%А1 і 2% Nі. У марках ливарних латуней вміст міді не пишуть, а після літери "Л" записують літери та числа — відсотки наявних елементів, наприклад, ЛЦ40МцЗА містить 40% Zn, 3% Мn, 1% А1 і 56% Сu.
Бронзами називають сплави міді з усіма елементами, крім цинку, який може бути наявним у невеликих кількостях як легуючий елемент. Назву бронза отримує за основним, крім міді, компонентом (олов'яниста, алюмінієва, кремниста, свинцева, берилієва тощо).
Найпоширенішою і давно відомою є олов'яниста бронза. Століттями застосовували машинну або гарматну бронзу з вмістом олова 9...12%, художню — 3...8% Sn, монетну — 4...5% Sn, а також бронзу для дзвонів з 20...25% Sn. Практичне застосування мають бронзи з вмістом олова до 10%. З метою здешевлення і для поліпшення технологічних властивостей олов'янисті бронзи легують цинком, свинцем, нікелем і фосфором.
Деформівні однофазні бронзи маркують літерами "Бр" (бронза), літерами "О, Ц, С, Ф, Н" і числами через дефіс, що показують вміст відповідно олова, цинку, свинцю, фосфору та нікелю у відсотках, наприклад, БрОЦС 4-4-2,5 містить 4% Sn , 4% Zn s 2,5% Рb. Ці бронзи мають високі електропровідність, корозійну стійкість та антифрикційні властивості, а також пружні властивості і опір втомі. Тому з них виготовляють круглі та плоскі пружини в точній механіці (годинники), електротехніці, хімічному машинобудуванні та інших галузях.
У марках ливарних бронз вміст кожного легуючого елемента пишуть одразу після літери, наприклад, БрОЗЦ7С5Н1 містить 2,5...4,0% Sn, 6,0...9,5% Zn, З...6% Рb і 0.5...2,0% Ni. Ливарні бронзи мають високі антифрикційні властивості (БрОЗЦІ2С5, БрО4-Ц4С17, БрО10Ц2). Висока корозійна стійкість бронз в атмосферних умовах, у морській та прісній воді дає змогу використовувати їх для пароводяної арматури, що працює під тиском. Сучасні технології литва дають змогу арматурі витримувати тиск до 30 МПа.
Замінником дорогих олов'янистих бронз є алюмінієві. Вони мають дещо вищі механічні властивості, високу рідкоплинність, дещо більшу усадку, добру герметичність і малу схильність до дендритної ліквації. Однофазні бронзи (БрА5, БрА7) мають високу пластичність і одночасно високу міцність (?в = 400...450 МПа, ? = 60%). З них виготовляють електричні контакти та хімічно стійкі деталі. Двофазні алюмінієві бронзи частіше ливарні, мають високу міцність (?в = 600 МПа) і твердість (> 100 НВ). Їх можна термічно зміцнювати.
Чисті алюмінієві бронзи мають також чимало недоліків: велику усадку, схильність до газонасичення і окиснення під час плавлення, крупно кристалічну структуру, погано піддаються паянню. Для усунення цих недоліків алюмінієві бронзи легують залізом, нікелем і марганцем.
Залізо модифікує алюмінієві бронзи, підвищує їх міцність, твердість і антифрикційні властивості, зменшує схильність до крихкості. Термічна обробка легованих залізом бронз, наприклад БрАЖ9-4 (нормалізація або гартування і відпускання), дає змогу підвищити твердість до 175... 180 НВ. З них виготовляють корозієстійкі гвинти, вали тощо. Нікель поліпшує технологічні та механічні властивості алюмінієво-залізистих бронз при звичайних і підвищених температурах. З алюмінієво-залізисто-нікелевих бронз виготовляють деталі, які працюють у важких умовах стирання при високих температурах (400...500°С): сідла клапанів, напрямні втулки випускних клапанів, деталі насосів і турбін, шестерні та інші деталі. Високі механічні властивості характерні для алюмінієво-залізистих бронз, легованих дешевшим марганцем (БрАЖМц10-3-1,5). З них виготовляють жаростійкі деталі.
Кремнисті бронзи характеризуються високими механічними, пружними та антифрикційними властивостями. Вони добре зварюються і паяються, задовільно обробляються різанням і мають низькі порівняно з іншими бронзами та латунями ливарні властивості. Для підвищення ливарних властивостей їх легують цинком, марганцем і нікелем. Свинець поліпшує антифрикційні властивості та оброблюваність різанням. Кремнисті бронзи використовують замість дорожчих олов'янистих для виготовлення антифрикційних деталей
Берилієві бронзи мають дуже високі межі пружності і міцності, твердість і корозійну стійкість разом з підвищеною стійкістю до втоми, повзучості та спрацювання. Ці бронзи жароміцні до 310...340°С, мають високу тепло- і електропровідність, добре зварюються точковим і шовним зварюванням, практично не зварюються плавленням. З берилієвих бронз (БрБ2) виготовляють дуже відповідальні пружини (карбюраторів, бензонасосів), пружні контакти, мембрани, деталі, що працюють на стирання (кулачки, шестерні, черв'ячні колеса), підшипники ковзання для високих температур, швидкостей і тисків. Берилієва бронза є іскробезпечним матеріалом (не створює іскор при ударі по каменю чи металу). Тому з неї виготовляють електричні контакти та ударний інструмент для роботи у вибухонебезпечних умовах (інструменти гірників). Основним недоліком берилієвих бронз є їх висока вартість. Тому 0,1...0,3% Ве замінюють Мn, Nі, Ті, Со (БрБНТ1,7; БрБНТ1,9) без зниження механічних властивостей.
Свинцеві бронзи поєднують в собі високі антифрикційні властивості з високою теплопровідністю, ударною в'язкістю і втомною міцністю. Тому з них виготовляють високонавантажені підшипники ковзання для високих швидкостей (авіаційні та дизельні двигуни, потужні турбіни). Такі бронзи містять до 25...30% Рb. Для підвищення міцності та твердості ці бронзи легують розчинними у міді оловом, нікелем, марганцем (Бр СН60-2,5).
Сплави міді з нікелем називають мельхіорами (20...30% Ni, решта мідь), куніалями (5...15% Ni, 1,2...3,0% Аl), нейзільберами (13,5...16,5% Ni, 18...22% Zn або 1,6...2,0% Рb). Усі вони корозієстійкі в атмосфері, морській та прісній воді, багатьох органічних рідинах, розчинах солей тощо, а також немагнітні.
Сплави алюмінію. Склад, структура, властивості,
маркування та застосування силумінів, дуралюмінів,
високоміцних і жаростійких сплавів
Сплави алюмінію вирізняються високою питомою міцністю, здатністю протидіяти інерційним і динамічним навантаженням та високими технологічними властивостями. Більшість алюмінієвих сплавів мають добру корозійну стійкість (за винятком сплавів з міддю), високі тепло- та електропровідність, добре обробляються тиском, зварюються точковим зварюванням, а деякі і плавленням, добре обробляються різанням, алюмінієві сплави пластичніші, ніж сплави магнію та більшість пластмас.
Основними компонентами сплавів алюмінію є мідь, магній, кремній, марганець і цинк, деколи використовують літій, нікель і титан.
Сплави алюмінію класифікують за технологією виготовлення деталей (деформівні, ливарні, порошкові), за придатністю до термічної обробки (зміцнювані і незміцнювані) та за властивостями.
Деформівні сплави алюмінію розділяють за придатністю до термічної обробки. До незміцнюваних належать сплави системи Аl-Мn, що маркуються літерами АМц і числом — номером сплаву, та сплави системи А1-Мg, в марках яких записують літери АМг та номер сплаву. Ці сплави придатні для умов, що вимагають високої корозійної стійкості, наприклад, трубопроводів для бензину і мастил, зварних баків тощо. Зі сплавів АМг і АМц, які мають межу міцності 110...430 МПа, виготовляють також заклепки, перегородки, корпуси та щогли суден, деталі ліфтів, рами вагонів, кузови автомобілів тощо.
Сплави алюмінію, які зміцнюються термічною обробкою, поділяють на сплави з нормальною міцністю — дуралюміни, в марках яких записують велику літеру Д і числовий номер сплаву, та високоміцні, в марках яких записують велику літеру "В" і числовий номер. Серед деформівних сплавів виокремлюють сплави для обробки тиском — ковкі. В їх марках записують літери "АК" та числовий номер сплаву.
Дуралюміни характеризуються добрим співвідношенням міцності та пластичності і належать до сплавів системи А1-Сu-Мg. Дуралюміни мають невисоку корозійну стійкість, тому їх поверхню покривають тонким шаром чистого алюмінію — плакують. Товщина шару алюмінію становить 3...5% товщини листа. Паяння і зварювання дуралюміну не створюють рівноміц-ного з основним металом шва. Тому для нєрознімного з'єднання деталей з дуралюміну переважають заклепкові з'єднання. Заклепки також виготовляють з дуралюміну, причому пластичність загартованих заклепок із сплаву Д1 зберігається лише 2 год, а із сплаву Д16 — 20 хв. Тому для заклепок використовують сплав Д18, в якому завдяки меншому вмісту міді та магнію пластичність зберігається і після старіння.
Дуралюміни широко застосовують в авіації, будівництві та машинобуду-ванні (лопаті повітряних гвинтів (Д1), шпангоути, тяги керування (Д16), деталі будівельних конструкцій, кузови вантажних автомобілів, обсадні труби тощо).
Ковкі сплави алюмінію (АК4-1, АК-4), крім високої міцності, мають високу пластичність у нагрітому стані. За хімічним складом вони близькі до дуралюмінів і відрізняються більшим вмістом кремнію. Їх додатково легують залізом, нікелем і титаном. Ці сплави використовують для виготовлення поршнів, головок циліндрів, обшивки літаків.
Ливарні сплави алюмінію при густині 2,65 т/м3, що менша за густину чистого алюмінію, мають межу міцності від 130 до 360 МПа і твердість від 50 до 100 НВ. Ці сплави поділяють на 5 груп.
Найпоширенішими є сілуміни, що містять 6…13 % кремнію. Вони добре зварюються, мають високу рідкоплинність, малу усадку, не схильні до утворення гарячих тріщин, герметичні. Маркіруються літерами АК (міст кремнію у %). АК12, АК9, АК7 тощо використовуються для мало- та середньонавантажуваних литих деталей складної форми.
Мідні сілуміни (АК5М, АК8М3, АК12М2МгН та ін.) характеризуються високою міцністю при звичайних та підвищених температурах. Вони добре обробляються різанням і зварюються, але ливарні властивості гірші. Застосовуються для виготовлення корпусів компресорів, головок і блоків циліндрів двигунів.
До ливарних відносяться також сплави системи А1-Cu (AM5) мають найбільш високу міцність, добре обробляються різанням і зварюються. Ливарні властивості цих сплавів є низькими.
|
|
Категорія: Мої файли | Додав: Margo
|
| Переглядів: 2089 | Завантажень: 0
| Рейтинг: 1.0/1 |
|
|
|
