МЕДНЫЕ СПЛАВЫ
МЕДНЫЕ СПЛАВЫ
сплавы
на основе меди. М. с.- первые металлич. сплавы, созданные человеком (см.
Бронзовый
век). Примерно до сер. 20 в. по мировому произ-ву М. с. занимали 1-е
место среди сплавов цветных металлов, уступив его затем алюминиевым сплавам.
Со многими элементами медь образует широкие области твёрдых растворов замещения,
в к-рых атомы добавки занимают места атомов меди в гранецентри-рованной
кубич. решётке. Медь в твёрдом состоянии растворяет до 39% Zn, 15,8% Sn,
9,4% Al, a Ni - неограниченно. При образовании твёрдого раствора на основе
меди растут её прочность и электросопротивление, снижается температурный
коэфф. электросопротивления, может значительно повыситься коррозионная
стойкость, а пластичность сохраняется на достаточно высоком уровне. При
добавлении легирующего элемента свыше предела растворимости образуются
соединения, в частности электронные, т. е. характеризующиеся определённой
электронной концентрацией (отношением суммарного числа валентных электронов,
к числу атомов, к-рое может быть равно 3/2, 21/13 или 7/Этим соединениям условно приписывают формулы CuZn, CuCugAlсложные металлические соединения неустановленного состава, к-рые значительно
твёрже, чем раствор на основе меди, но весьма хрупки (обычно в двухфазных
и многофазных М. с. доля их в структуре намного меньше, чем твёрдого раствора
на основе меди).
М. с. получают сплавлением
меди с легирующими элементами или с промежуточными сплавами - лигатурами,
содержащими
легирующие элементы. Для раскисления (восстановления окислов) широко применяют
введение в расплав малых добавок фосфора (десятые доли % ). М. с. подразделяют
на деформируемые и литейные. Из деформируемых отливают (в изложницы или
непрерывным методом) круглые и плоские слитки, к-рые подвергают горячей
и холодной обработке давлением: прокатке, прессованию через матрицу или
волочению для произ-ва листов, лент, прутков, профилей, труб и проволоки.
М. с. хорошо обрабатываются давлением, и деформированные полуфабрикаты
составляют осн. долю всего объёма их произ-ва. Литейные М. с. обладают
хорошими литейными свойствами, из них отливкой в земляные и металлич. формы
получают фасонные детали, а также декоративно-прикладные изделия и скульптуру
(см. Бронза в искусстве).
Табл. 1. -Состав, типичные
механические свойства* и назначение латуней (1Мн/м2 0,1 кгс/мм2)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка
сплава
|
Состав
|
Предел
прочности GМн/m2
|
Относительное
удлинение
б, %
|
Твердость
HB, Мн/м2
|
Примерное
назначение
|
|
|
Л96
|
95
- 97% Сu, остальное Zn
|
240
|
50
|
470
|
Радиаторные
трубки
|
|
|
Л90
|
88-91%
Сu, остальное Zn
|
260
|
45
|
530
|
Листы
и ленты для плакировки
|
|
|
Л80
|
79-81%
Сu, остальное Zn
|
320
|
52
|
540
|
Проволочные
сетки в целлюлозно-бумажной пром-сти, сильфоны
|
|
|
Л68
|
67-70%
Сu, остальное Zn
|
320
|
55
|
550
|
Изделия,
получаемые холодной штамповкой и глубокой вытяжкой
|
|
|
Л63
|
62-65%
Сu, остальное Zn
|
330
|
49
|
560
|
Полосы,
листы, лента, проволока, трубы, прутки
|
|
|
ЛА77-2
|
76-79%
Сu, 1,75-2,5% А1 , остальное Zn
|
400
|
55
|
600
|
Конденсаторные
трубы
|
|
|
ЛАЖ60-1-1
|
58-61%
Сu, 0,75-1,5% А1, 0,75-1,5% Fe, 0,1 - 0,6% Мп, остальное Zn
|
450
|
45
|
950
|
Трубы
и прутки
|
|
|
ЛАЖМц66-6-3-2
|
64-68%
Си, 6-7% А1, 2-4% Fe, 1,5-2,5% Мп, остальное Zn
|
650
|
7
|
1600
|
Литые
массивные червячные винты, гайки нажимных винтов
|
|
|
ЛАН59-3-2
|
57-60%
Сu, 2,5-3.5% А1, 2-3% Ni, остальное Zn
|
380
|
50
|
750
|
Трубы
и прутки
|
|
|
ЛЖМц59-1-1
|
57-60%
Сu, 0,6-1,2% Fe, 0,5-0,8% Мп, 0,1-0,4% А1, 0,3-0,7% Sn, остальное Zn
|
450
|
50
|
880
|
Полосы,
проволока , прутки и трубы
|
|
|
ЛН65-5
|
64-67%
Сu, 5-6,5% Ni, остальное Zn
|
400
|
65
|
700
|
Манометрические
трубки, конденсаторные трубы
|
|
|
ЛО70-1
|
69-71%
Сu, 1 - 1,5% Sn, остальное Zn
|
350
|
60
|
590
|
Конденсаторные
трубы, теплотехническая аппаратура
|
|
|
ЛС74-3
|
72-75%
Сu, 2,4-3%Рb, остальное Zn
|
350
|
50
|
570
|
Детали
часов, автомобилей
|
|
|
ЛК80-ЗЛ
|
79-81%
Сu, 2,5-4,5% Si , остальное Zn
|
300
|
20
|
1050
|
Арматура,
подвергающаяся действию воды, детали судов
|
|
|
ЛКС80-3-3
|
79-80%
Сu, 2,5-4,5% Si, 2-4% Pb, остальное Zn
|
350
|
20
|
950
|
Литые
подшипника и втулки
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* Свойства деформируемых
латуней указаны для отожжённого состояния.
Механич. свойства М. с. изменяются
в широких пределах при холодной обработке давлением и при отжиге. Холодной
деформацией можно увеличить твёрдость и предел прочности М. с. в 1,5-3
раза при одновременном снижении пластичности (см. Наклёп), а последующий
рекристаллизационный отжиг позволяет частично или полностью (в зависимости
от темп-ры и его продолжительности) восстановить исходные (до деформации)
свойства (см. Термическая обработка). Смягчающий отжиг М. с. после
холодной обработки давлением проводят при 600-700 оС. Большинство
М. с. не подвергают упрочняющей термич. обработке (закалке и старению),
т. к. эта обработка или в принципе невозможна, если сплав при всех темп-pax
однофазен, или величина упрочнения очень мала. Для создания термически
упрочняемых М. с. используют такие легирующие элементы, к-рые образуют
с медью или между собой интерметаллич. соединения (напр., СuВе, NiBe, Niрастворимость к-рых в твёрдом растворе на базе меди с понижением темп-ры
уменьшается. При закалке таких сплавов образуется пересыщенный твёрдый
раствор, из к-рого при искусств, старении выделяются дисперсные интерметаллич.
соединения, упрочняющие М. с.
М. с. подразделяют на латуни,
бронзы и медно-никелевые сплавы. В латунях тл. добавкой является
цинк, в бронзах - любой элемент, кроме цинка и никеля. Промышленные марки
выпускаемых в СССР М. с. начинаются с первых букв их названий - Л (латуни),
Бр. (бронзы) и М (медно-никелевые сплавы). Легирующие элементы обозначают
след. буквами: А - алюминий, Н - никель, О - олово, Ц - цинк, С - свинец,
Ж -железо, Мц - марганец, К - кремний, Ф - фосфор, Т - титан. В марке простой
(двойной) латуни цифры указывают ср. содержание меди. Напр., латунь Л90
содержит 90% Си и 10% Zn. В марке Многокомпонентной латуни первые цифры
указывают ср. содержание меди, а последующие - легирующих элементов. Напр.,
латунь ЛАН59-3-2 содержит 59% Си, 3% А1 и 2% Ni (остальное цинк). В марках
бронз и медно-никелевых сплавов буквы и соответствующие им цифры указывают
содержание легирующих элементов. Например, бронза 'Бр. АЖМцЮ-3-1,5 содержит
10% А1, 3% Fe и 1,5% Мп. Буква Л в конце марки М. с. обозначает, что он
предназначен для фасонного литья (напр., ЛК80-ЗЛ). Состав, типичные механич.
свойства и примерное назначение М. с. приведены в табл. 1-3. Все М. с.
отличаются хорошей стойкостью против атмосферной коррозии. Кислород при
комнатной темп-ре не действует на М. с.; окись углерода с ними не реагирует.
Незагрязнённый пар, сухой или влажный действует на бронзы очень слабо.
Сероводород уже при незначительной влажности и особенно при повышенных
температурах сильно реагирует с М. с. Азотная и соляная кислоты действуют
на латуни и оловянные бронзы очень сильно, серная - значительно слабее.
М. с. используют как конструкционные,
пружинные, антифрикционные и коррозионностойкие материалы, сплавы с высокой
электро- и теплопроводностью, с высоким электросопротивлением и низким
термич. коэфф. электросопротивления, сплавы для термопар, художеств, дитья
и посуды. М. с. применяют в общем машиностроении, авиа-, авто- и судостроении,
на железнодорожном транспорте, в электротехнической промышленности, приборостроении,
в производстве водяной и паровой арматуры и др. изделий.
Табл. 2.-Состав, типичные
механические свойства* и назначение бронз (1 Мн/мг0,1
кгс/мм2)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка
сплава
|
Состав
|
Предел
прочности GМн/m2
|
Относительное
удлинение б, %
|
Твердость
HB Мн/м2
|
Примерное
назначение
|
|
|
Бр.
ОФ10-1
|
9-11%
Sn, 0,8-1,2% Р
|
250
|
3
|
900
|
Подшипники,
шестерни, венцы, втулки
|
|
|
Бр.
ОФ4-0.25
|
3,5-4%Sn,
0,2-0,3%P
|
340
|
52
|
600
|
Трубки
для манометрических пружин
|
|
|
Бр.
ОЦС5-5-5
|
4-6
% Sn , 4-6 % Zn , 4-6%Pb
|
150
|
6
|
600
|
Антифрикционные
детали и арматура
|
|
|
Бр.
ОЦСНЗ-7-5-1
|
2,5-4%
Sn, 6-9,5% Zn, 3-6% Pb, 0,5-2% Ni
|
180
|
8
|
600
|
Арматура,
работающая в морской и пресной воде, в атмосфере пара
|
|
|
Бр.
А7
|
6-8%
Al
|
420
|
70
|
700
|
Пружины
и пружинящие детали
|
|
|
Бр.
АЖ9-4
|
8-10%
Al, 2-4% Fe
|
600
|
40
|
1100
|
Шестерни,
втулки, сёдла клапанов
|
|
|
Бр.
АЖМцЮ-3--1,5
|
9-11%
Al, 2,4% Fe, 1-2% Mn
|
610
|
32
|
1300
|
Шестерни,
втулки, подшипники
|
|
|
Бр.
АЖН10-4-4
|
9,5-ll%Al,
3,5-5,5% Fe, 3,5-5,5% Ni
|
600
|
35
|
1500
|
Шестерни,
сёдла клапанов
|
|
|
Бр.
АМц9-2
|
8-10%
Al, 1,5-2,5% Mn
|
400
|
25
|
1600
|
Детали
морских судов, электрооборудования
|
|
|
Бр.
Мц5
|
4,5-5,5%
Mn
|
340
|
30
|
800
|
Поковки
|
|
|
Бр.
Б2
|
1,9-2,2%
Be, 0,2-0, 5% Ni
|
1350
|
1,5
|
3500
|
Пружины
и пружинящие детали в авиации и приборостроении
|
|
|
Бр.
КН1-3
|
0,6-1,1%
Si, 2,4-3,4%Ni, 0,1-0,4% Mn
|
600
|
12
|
1800
|
Направляющие
втулки и др. детали ответственного назначения
|
|
|
Бр.
СЗО
|
27-33%
Pb
|
70
|
5
|
450
|
Сальники
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* Свойства сплавов Бр. ОФ10-1,
Бр. ОЦС5-5-5, Бр. ОЦСНЗ-7-5-1 и Бр. СЗО указаны для отливок в земляные
формы, сплавов Бр. Б2 и Бр. КН1-3-для обработанных давлением изделий, подвергнутых
закалке соответственно при 780 и 850°С и старению соответственно при 320°С
(2 ч) и 450°С (4 ч), остальных сплавов-для отожжённого состояния
после обработки давлением.
Табл. 3.- Состав, типичные
механические свойства* и назначение медно-никелевых сплавов (1 Мн/м*хв,
1
кгс/мм2)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка
и наименование сплава
|
Состав
|
Предел
прочности GМн/m2
|
Относительное
удлинение б, %
|
|
Примерное
назначение
|
|
|
МН19
(мельхиор)
|
18-20%
Ni+Co
|
350
|
35
|
700
|
Изделия,
получаемые штамповкой и чеканкой
|
|
|
МНЖМцЗО-0,8-1
(мельхиор)
|
29-33%
Ni+Co, 0,8-1,3% Mn, 0,6-1% Fe
|
380
|
40
|
700
|
Конденсаторные
трубы для судостроения, трубы термостатов
|
|
|
МНЦ15-20
(нейзильбер)
|
13,5-16,5%
Ni+Co, 18-22% Zn
|
400
|
45
|
700
|
Детали
приборов точной механики, посуда
|
|
|
МНМц43-0,5
(ко-пель)
|
42,5-44%
Ni+Co, 0,1 - 1% Mn
|
400
|
35
|
850
|
Проволока
для термопар
|
|
|
МНМц40-1,5
(кон-стантан)
|
39-41%
Ni+Co, 1-2% Mn
|
450
|
30
|
800
|
Проволока
для реостатов, термопар
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* Свойства указаны
для отожжённого состояния.
Лит.: Бочвар А. А.,
Металловедение, 5 изд., М., 1956; Смирягин А. П., Промышленные цветные
металлы и сплавы, 2 изд., М., 1956. И. И. Новиков.
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
