Латуни и бронзы
Бронзы являются многочисленную группу сплавов меди с цинком, в которых содержание цинка достигает 50%. Эти сплавы смогут быть не только двойными, но и многокомпонентными, содержащими не считая цинка и меди еще некое количество олова, свинца, алюминия, никеля, марганца, кремния и железа.
Диаграмма состояний сплавов меди с цинком представлена на рис. 1. Из солидного числа жёстких растворов, образующихся в совокупности, практический интерес воображают фазы а и ,8.
Фаза а есть жёстким раствором цинка в меди; она имеет пространственную решетку гранецентрированного куба. Эта фаза владеет высокой пластичностью.
Фаза Р представляет собой жёсткий раствор на базе химического соединения CuZn, имеет объемноцентрированную кубическую решетку и владеет меньшей пластичностью если сравнивать с фазой а.
Рис. 1. Диаграмма состояний сплавов меди с цинком
Рис. 2. пластичности латуни и Зависимость прочности от содержания цинка
Латуни, используемые на практике, подразделяются по структуре на три главные группы: а, а + р и р. Латуни а содержат до 39% цинка. Их пластичность и прочность возрастает с повышением количества цинка.
Латуни, которые содержат до 10% цинка, именуются томпаками, а до 20% — полутомпаками.
Латуни а I р содержат от 39 до 46% цинка. Они если сравнивать с бронзой а имеют более большую прочность, но меньшую пластичность. Латуни р содержат от 46 до 50% цинка. Они владеют еще большей твердостью и меньшей пластичностью и прочностью.
Изменение особенностей бронз в зависимости от содержания цинка характеризуется графиками, приведенными на рис. 161.
Для двигателей и летательных аппаратов используют бронзе марок Л80, Л68, Л62 и Л59, которые содержат соответственно 20 32, 38 и 41 % цинка, и ЛС59-1, содержащую не считая цинка и меди 1% свинца. Эта латунь именуется мунц-металлом.
Латунь применяют в виде страниц, труб, других полуфабрикатов и проволоки. пластичность и Прочность ее зависит от состояния материала.
Мягкая отожженная бронза в зависимости от состава имеет предел прочности от 30 до сорока килограмм/мм2, а относительное удлинение от 35 до 20%. По окончании холодной обработки давлением латунь владеет пределом прочности 45—55 кГ/мм2 и относительным удлинением 10%.
При эксплуатации время от времени отмечается коррозионное растрескивание бронзы, происходящее при наличии растягивающих напряжений и соответствующей коррозионной среды, к примеру кислорода и влаги, следов аммиака и сернистого газа, аминов, ртутных солей и других. Латунь марки Л80 применяют для сеток масляных фильтров, Л68 — для подробностей, изготовляемых глубокой штамповкой, шайб, уплотнительных прокладок, колец, патрубков и трубопроводов.
Эти изделия изготовляют и из бронзы Л62, которую применяют кроме этого для заклепок, контровочной проволоки и для проволоки, используемой для оплетки шлангов. Латунь Л59, имеющую структуру а + р и владеющую меньшей пластичностью, примёняют для втулок, гаек, колец, сухарей, угольников и некоторых вторых изделий.
Сплав ЛС59-1 используют для пружинящих мембран и контактов анероидов. Свинец придает данной латуни антифрикционные качества и хорошую обрабатываемость резанием.
Не считая обрисованных применяются и сложные латуни особого назначения. В их состав не считая меди и1, цинка входят железо и алюминий, улучшающие механические особенности, кремний, марганец и никель, повышающие механические и антикоррозионные особенности, олово, повышающее коррозионную стойкость бронзы, в частности в морской воде.
Благодаря этого сплав меди с оловом и цинком стал называться морской бронзе.
Бронзовый сплав, содержащий в среднем 20% никеля и 15% цинка, стал называться нейзильбера. Он имеет высокое сопротивление коррозии, хорошие механические особенности и используется при изготовлении устройств.
Медноникелевый сплав с 25—35% никеля именуется никелином, отличается высоким электросопротивлением и используется для того чтобы. Сложный медноникелевый сплав, содержащий не считая меди 30% никеля, 1% марганца и 1% железа, именуется мельхиором, владеет высокой коррозионной стойкостью и пластичностью и используется для некоторых подробностей, трудящихся в морской воде.
Латуни. Оловянистые латуни известны с старейших времен как материалы для того чтобы изготовить оружие и орудия труда.
С VII века до нэ латуни являются материалом для художественного литья. Они имеют весьма хорошую жидкотекучесть, способны заполнять самые узкие отпечатки литейной формы и по сравнению со всеми вторыми литейными сплавами владеют минимальной усадкой при затвердевании, составляющей при литье в почву 0,9%, а в кокиль — 1,4%.
Все другие латуни имеют усадку при литье в почву до 1,7%, а в кокиль — до 2,0%.
Рис. 2. Диаграммы состояний двойных сплавов меди с оловом (а) и с алюминием (б)
Диаграмма состояний сплавов меди с оловом, дающая представление о структурах оловянистых латуней, приведена на рис. 162.
Базой структуры есть жёсткий раствор а меди и олова, имеющий пространственную решетку гранецентрирован-ного куба.
Не считая жёсткого раствора а в сплавах меди с оловом образуются жёсткие растворы р, у и г. Жёсткий раствор р имеет в базе химическое соединение Cu5Sn, его кристаллическая структура характеризуется кубической объемноцентрированной решеткой. Жёсткий раствор у образуется на базе химического соединения Cu3iSn8, именуемого фазой 8, а жёсткий раствор е — на базе соединения Cu3Sn, существующего в сплавах при комнатной температуре и имеющего хорошо упакованную гексагональную решетку.
Сплавы с 7—8% олова при кристаллизации в простых условиях имеют структуру чистого жёсткого раствора. Но уже при 10% олова образуется эвтектоид состава а 4- Cu3iSne.
В качестве примесей в оловяиистых латунях смогут находиться цинк, фосфор и свинец. Сужая промежуток температур кристаллизации, цинк усиливает жидкотекучесть латуни.
Свинец, выделяясь по границам зерен жёсткого раствора, образует легкоплавкие прослойки и есть вредной примесью. Фосфор при содержании до 0,3% находится в жёстком растворе, а более чем — в виде выделений фосфида меди СизР.
Алюминиевые латуни сами по себе применяются, но многокомпонентные сплавы на их базе взяли достаточно широкое распространение. Диаграмма состояний сплавов меди с алюминием приведена на рис.
162,6. Алюминий способен растворяться в меди числом до 9,5%, образуя жёсткий раствор а. При большем содержании алюминия структура сплава складывается из жёсткого раствора а и эвтектоида.
Многокомпонентная алюминиевая латунь БрАЖН 10-4-4 употребляется для того чтобы подшипников, направляющих сёдел и втулок клапанов, маслоуплотнительных колец и некоторых шестеренок. Она подвергается упрочняющей термической обработке, складывающейся из закалки с 900° и отпуска при 650°.
В следствии нагрева под закалку эвтектоид о + 8 преобразовывается в раствор. При резком охлаждении в воде сплав получает мартенситную структуру.
Последующий отпуск приводит к образованию мелкодисперсной смеси, владеющей высоким комплексом механических особенностей.
Не считая приведенных латуней применяются и многие другие. Для пружинящих стопоров и деталей используется кремнистая латунь с марганцем БрКМцЗ-1, а для важных пружин, пружинящих мембран и контактов — бериллиевая латунь БрБ2, имеющая благодаря влиянию бериллия при дисперсионном упрочнении прочность легированной стали и высокую стойкость протиЬ обгорания и искрения контактов электрических прерывателей.
