al (Раздаточные материалы), страница 6

С в и н е ц ухудшает механические свойства, но улучшает обрабатыва-

емость резанием. Им легируют (1-2 %) латуни, которые подвергаются ме-

ханической обработке на станках-автоматах. Поэтому эти латуни называют

автоматными.

К р е м н и й ухудшает твердость, прочность. При совместном легиро-

вании кремнием и свинцом повышаются антифрикционные свойства латуни и

она может служить заменителем более дорогих, например оловянных бронз,

применяющихся в подшипниках скольжения.

Еще наиболее распространенными медными сплавами являются бронзы.

Б р о н з а м и называют все медные сплавы за исключением латуней.

Следовательно, бронзы-это сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием,

бериллием и другими элементами. Наиболее раннее применение нашли оло-

вянные бронзы, которые знали и широко использовали еще в древности.

Эти бронзы не утратили своего значения и в настоящее время, но в силу

высокой стоимости и дефицитности оловаисследователи искали и нашли ряд

заменителей оловянной бронзы, в которых олово содержится в меньшем ко-

личестве по сравнению с ранее применявшимися бронзами или не содержат

совсем.

В зависимости от легирования бронзы называют оловянными, алюминие-

выми, кремневыми, бериллиевыми и т.д. Марку бронз составляют из букв

Бр, характеризующих тип сплава-бронза; букв, указывающих перечень вхо-

дящих легирующих перечень входящих легирующих элементов в нисходящем

порядке их содержания, и цифр, соответсвующих их среднему количеству в

процентах. Указывать в марке содержание меди в противоположность лату-

ням нет необходимиости. В латунях два обязательно присутствующих не

указанных в марке элемента-медь и цинк, а в бронзах-только медь и ее

легко определить по разности от 100 %. Например, маркой Бр. ОЦС4-4-2,5

обозначают бронзу, содержащую 4% Sn, 4% Zn, 2.5% Pb и 100-(4+4+2.5)=

=89,5% Cu.

Принято все бронзы делить на оловянные и безоловянные.

Оловянные бронзы. Олово на механические свойства меди влияет анало-

гично цинку: оно повышает прочность и пластичность. Количественно это

влияние выражено еще более сильно. Кроме того, сплавы меди с оловом

обладают высокой антикоррозионной стойкостью и хорошими антифрикцион-

ными свойствами. Этим обусловливается применение бронз в химической

промышленности для изготовления литой арматуры, а также в качестве ан-

тифрикционного материала в других отраслях.

Бронза хорошо обрабатывается давлением и резанием. Она имеет очень

малую усадку при литье: менее 1%, тогда как усадка латуней и чугуна

составляет около 1,5%, а стали-более 2%. Поэтому, несмотря на склон-

ность к ликвации и сравнительно невысокую жидкотекучесть, бронзы при-

меняют для получения сложных по конфигурации отливок, включая худо-

жественное литье.

Оловянные бронзы легируют цинком, никелем и фосфором. Цинка добав-

ляют до 10%, в этом количестве он почти не изменяет свойств бронз, но

делает их дешевле. Свинец и фосфор улучшают антифрикационные свойства

бронзы и ее обрабатываемость резанием.

Оловянные бронзы дорогие, поэтому в народном хозяйстве их применяют

ограниченно.

Бронзы безоловянные. В настоящее время существует ряд марок бронз,

не содержащих олова. Это двойные или чаще многокомпонентные сплавы ме-

ди с алюминием, марганцем, железом, свинцом, никелем, бериллием и кре-

мнием.

Во многих случаях эти бронзы не только не уступают оловянным брон-

зам, но по некоторым свойствам и превосходят их. Алюминиевые, кремни-

евые и особенно бериллиевые бронзы превосходят их по механическим

свойствам, алюминиевые-по коррозионной стойкости, кремнецинковая-по

жидкотекучести.

Преимуществом некоторых из них (алюминиевой, бериллиевой) является

также и то, что они могут быть подвергнуты термической обработке, в

результате чего увеличивается их прочность. Величина усадки при крис-

таллизации у всех этих бронз более высокая, чем у оловянных. В этом

отношении оловянная бронза непревзойденный литейный сплав.

С п л а в ы м е д ь-ф о с ф о р не могут служить машиностроитель-

ным материалом, поэтому их нельзя отнести к бронзам. Однако они явля-

ются товаром на мировом рынке и предназначаются в качестве лигатура

при изготовлении многих марок фосфористых бронз, а также и для раскис-

ления сплавов на медной основе.

Среди других медных сплавов, кроме латуни и бронз, наиболее значимой

является группа м е д н о н и к е л е в ы х с п л а в о в.

Медь и никель имеют одинаковую кристаллическую решетку и почти оди-

наковый размер атомов, поэтому при сплавлении они образуют непрерывный

ряд твердых растворов. Изменение свойств тведого раствора в такой сис-

теме происходит тоже непрерывно. Поэтому деление медноникелевых спла-

вов на те, у которых основой является медь, и те, у которых основа ни-

кель, следует считать условным.

Никель, введенный в медь, сильно изменяет ее свойства. Твердость,

прочность и пластичность сплавов при увеличении содержания никеля воз-

растают. Электропроводность резко снижается, и это используют для соз-

дания сплавов на медной основе с высоким электросопротивлением. Леги-

рование никелем вызывает значительное повышение антикоррозионной стой-

кости. Изменяется и внешний вид сплавов-уже при 15% Ni получается се-

ребристо-белый цвет сплавов, совершенно отличный от цвета меди.

Назначение каждого медноникелевого сплава, как правило, узкое и впо-

лне определенное, соответствующее его основным свойствам. Так, сплав с

19% Ni красив по внешнему виду, пластичен, хорошо сопротивляются кор-

розии и истиранию, поэтому его применяют, в частности, для чеканки мо-

нет и медалей; сплав с 40% Ni, легированный марганцем имеет наиболее

высокое электросопротивление из всех медноникелевых сплавов, поэтому

его применяют для электротехнических целей, в термопарах и т.д.

Наиболее широко применяемые сплавы меди с никелем: мельхиор, ней-

зильбер, манганин, константин, конель, куниаль А, куниаль Б. В этих

сплавах, кроме химического состава, по основным элементам контролируют

содержание одиннадцати примесей, в числе которых кремний, углерод,

висмут, мышьяк, свинец, сурьма и т.д.

47