Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Режимы упрочняющей обработки и механические свойства сплавов этого типа приведены в табл. 4.18 151. Сплавы с низким температурным коэффициентом модуля упругости. Для упругих элементов, часовых механизмов и т, д. применяют сплавы с низким температурным коэффициентом модуля упругости, что обеспечивает повышенную точность работы указанных изделий. Эти ферромагнитные, обычно на железоникельхромовой основе, сплавы упрочняются в результате термической нли термомеханической обработки (табл, 4 19 и 4,20), Сплавы 42НХТЮ и 42НХТЮА имеют постоянный модуль упругости при температуредо100 С,асплав44НХТЮ-до200 С.
Высокеэлектропроводные сплавы. К этой группе относятся бериллиевые бронзы, .фосфористая бронза и некоторые другие сплавы, преимущественно на основе меди. Из многочнсленнщс пружинных сплавов на основе меди наибольшее применение приобрели бериллиевые бронзы, содержащие от 0,4-0,7 до 2-2,5 % Ве и часто легированные никелем, кобальтом, титаном, серебром, а также весьма эффективно влияющим на их свойства магнием, количество которого не превышает 0,2 % (табл. 4.2!).
Бронзы с низким содержанием бериллия (0,25 — 0,7%), отличающиеся высокой электрической проводимостью, не производят, так как практически та же проводимость может быть достигнута у магниевых бронз БрМг0,3, БрМх0,5, Бра,8, а также кадниевой бронзы БрКд0,7, Широкое применение бериплиевых бронз в промышленности обьясняется тем, по наряду с высокими значениями предела упругости и релаксационной стойкости они обладают хорошей коррознонной стойкостью, немапппностью, повышенной электрической проводимостью и ценными технологическими свойствами- хорошо штампуются, паяются, свариваются и т.д. Таблица 4.21, Химический состав бериллиевых бреиз (ГОСТ 18175-78) Пр н и е чан н с.
Все указанные бронзы также содержат, % (мас,), нс более: 0,15 81; 0,15 А1; 0,005 РЬ; 0,15 Рс. По ТУ 482! 96-72. ' Бронза содержит 0,07-0,13% М8. Прочностные свойства бериялиевых бронз настолько высоки, что в ряде случаев именно оии независимо от физико-химических свойств определяют использование этих сплавов в промышленности. Предел уп1зугости берншшевых бронз — основное свойспю пружинных сплавов — не превышает значений, которые можно получить для сталей, ио благодаря почти в 1,5-2 раза меньшему модулю упругости (Е = 110...130 ГПа) бериллиевые бронзы характеризуются максимальной энергией упругой деформации и l(2Е) н максимальной упругой деформацией о„ /2Е, которые могут быть достигнуты в упругих элементах. Поэтому при одинаковом напряжении в упругих элементах из бериллиевой бронзы может быть достигнута большая упругая деформация, чем в упрупих элементах из стали (упругую деформацию часто используют как основной параметр при конструировании упругих элементов).
Соответственно при одинаковой упругой деформации в изделиях из бронзы будут меньше действующие напряжения, чем в стальных изделиях, и поэтому будут меньше значения упругого гистерезиса, упругого последействия и других свойсп1 несовершенной упругости, т. е.
основных показателей качества упругих элементов. Свойства отечественных бериллиевых брою в разном исходном состоянии— после закалки (мягкое состояние), а также последующей холодной пластической деформации с обжатием 30-40 % (твердое состояние) приведены в табл. 4.22. Там же приведены и свойства брою после упрочняющей обработки — старения, во время которого в структуре бронзы образуются зародыши или предвыделения 7-фазы, отвечающей по составу соединению Сне.
На рис. 4.1 и 4.2 представлены значения релаксации напряжений в бериллиевой бронзе при 20 С, а также при нагреве б80 о„МПа 700 о„МПа ©„МПа бВО а„МПа б80 103 103 104 т,ч Рис. 4.1. Релаксация напряжений а бронзах БрБ2 Щ, БрБ2,5 (2) и БрБНТ1,9 (3) при 20 С после закалки с 790 С и старения при 300 С, 1ч(а),320 С,2ч(6),320 С,З ч(е), 350 С, 1ч(г) и 370 С, 20 мин (д), а также после закалки. деформации с обяатием ЗО % и старения при 350 С, 30 мин (1, 2) и 1 ч (3) (еК5) еи 1 ео 1 «о 1 ФФ о ч! 3 л Ф и о ееъ и о м и о ЮЪ л! 3, и 3 л~ о еч л! е4 л! Ю е !' л! МЪ л! 1 е4' л! ФО и о «'ч 1 о о е~\ 1 1 о еч о еч 1 о Ф' 1 1 о еч ф о 1 1 Я 1 ФФ 66 Ф 6 $е\ 1 1 1 38 1 1 о 8 еч 1 1 8о ю «ч 1 ю ФГ$ "!. ю о еч 1 о л о" МЪ «~ю о еч 1 о - л о" ЧЪ "~ ю о еч 1 -л о Ю еч а о еч 1 о - л Ю еч о" еч 1 о - л о" ФГ$ еч Ю 1 о — л о" о" 1 о о о л~ л~ 3Г! еч о еч 1 -„л о" 1 1 1 а ! 1 о о еч Ф~Ф а л~ о о еч ! е«" л! а о «4ъ о еч 1 Фю о еч 1 1 1 о о «ч еч ~ф ф е ч~ 88 $8о е ю Чеч ч~ о о еь~ 1 1 о ФГФ еъ -- л о" о й "Х е4е ~ ~3 ю до 150 С вЂ” температуры, которая является предельно высокой для применения бериллиевых бронз, после упрочняющей термической обработки.
На рис. 4.3 и 4.4 приведены зависимости деформации и скорости ползучести бронзы БрБНТ1,9 при 20, 100 и 150 С после закалки и старения, а на рис. 4.5 — сопротивление усталости бериллие- вых бронз. Представленные выше данные позволяют конструкторам рассчитывать упругие элементы и прогнозировать стабильность их службы в условиях эксплуатации. Для технологов кроме указанных данных также важны зависимости свойств бериллиевых бронз от температуры закалки (рис. 4.6).
Оптимальная температура закалки составляет 780 С; после такой закалки бронза характеризуется мелким зерном, хорошей пластичностью и высоким уровнем упрочнения после старения. Скорость охлаждения при закалке должна быть значительной (в воде), поскольку при замедлении охлаждения происходит высокотемпературный распад твердого раствора с выделением, особенно по границам зерен, мелкодисперсных частиц.
На рис. 4.7 показано изменение свойств бериллиевых бронз в зависимости от продолжительности старения при 320 н 340 С, Представленные зависимости позволяют выбрать оптимальный режим старения по основному показателю — пределу упругости аоеп. Ниже приведены температуры и продолжительности оптимальных режимов ста- рения бериллиевых бронз: БРБ2,5 БрБ2 БРБНТ1,9 БРБНТ1,9М БрБНТ1,7 Раким!... 320 С,Зч 320 С,4-5ч 320 С,4ч 320 С,5ч 320 С,5ч Режим2... 340 С,2ч 340 С,1,5-2ч 340 С,2-3ч 340 С,3-4ч 340 С,Зч Уровень упрочнения бериллиевых бронз повышается при использовании ступенча-" того старения сначала при более низкой (210 С, 1 ч), затем при более высокой температуре (340 С), 1,5 ч для бронзы БрБНТ1,9 и 2 ч дяя бронзы БрБНТ1,9Мг.
Такая обработка способствует получению более высокодисперсной структуры, чем при обычном старении, что и обеспечивает повышенный предел упругости. Так, если после обычного старения бронзы БрБНТ1,9 предел упругости аеооз = 570 МПв, то после ступенчатого— аоооз = 620 МПа. Кроме того, после ступенчатого старения вазраспзет и релаксационная стойкость примерно на 5 — 7 %. Помимо ступенчатого старения для повышения уровня упрочнения (предела упругости) используют динамическое старение, т. е, старения под нагрузкой, прилагаемой в том же направлении, что и в условиях эксплуатации изделия. Оно оказывается наиболее эффективным после основного старения и поэтому по существу является динамическим достариванием.
В частности, если после старения бронзы БрБНТ1,9Мг при 340 С, 3 ч провести достаривание при 200 С, 1 ч под напряжением 1000 МПа, предел упругости окоо возрастет с 750 до 1030 МПа при увеличении деформации ползучести, возникаю- щей под действием нагрузки, что следует учитывать при назначении этого режима для упрочнения конкретных изделий. После динамического старении приблизительно вдвое возрастает релаксационная стойкость изделий из бронзы.
231 10З а4 2 (о,1оа) 100 ~е 160 92 вв ео о 20 60 100 г, С О 100 200 ЗОО 400 т, ч У- оса 0,8ослаз= 500 МПа; И- ос= оае,* =620МПа; IИ-ос =ЪР.овгз= т40МПа ка и старение по оптимальным режимам «и'10 ° с Ь 10~,% 30 20 вОО 10 400 10~ 1О5 У 10~, циклы О 0 400 500 600 сг, Мпа 1 — БрБ2; 2 — БрЮ,5; 3 — БрБНТ1,9; 4 — БрБНТ1,9Мг Рис. 4Л. Температурные зависимости релаксационной стойкости о,/оа (1) и остаточиой деформации (0) бериллиевых бронз БрБ2 (1), БрБ2Мг (2), БрБ2,5 (3), БрБНТ1,9 (4), БрБНТ1,9Мг(5), БРБНТ1,9МГФ (6) за 1000 ч при ае= = 700 МПа Нсходюе состояние — закал- Рис.
44. Зависимости деформации ползучести Ь за 500 ч О') и ее скорости мв Ф) бронзы БрБНТ1,9 при 20 (1), 100 (2) и 150 С (3) от приложенного напряжения о Рис. 43. Временные зависимости деформации ползучести Ь бронзы БрБНТ1,9 при 20 (У), 100 (2) и 150 С (3) после закалки и старения при 300 С, 3 ч (5]: Рис.
4Л. Сопротивление усталости бериллиевых броиз после закалки и старения по оптимальным режи- мам: 113, мкм Лаз, мкм 3О го "о, го 10 1 НЧО1 380 760 780 с, 'С б 710 730 750 770 790 с, 'С Рис. 4.6. Влияние режима закалки на структуру и свойства бериллие- вых бронз: а — зависимость величины зерна а-твердого раствора от времени выдержки н температуры закалки; 6 — зависимость физико-механических свойств от тем- пературы закалки (после старения прн 320 С, 4 ч): 1 — БрБНТ1,9; 2 — БрБ2,5; 3 — БрБ2,5; 4 — БрБНТ!,7 Таблица 4.23. Влияние степени ебжатия при холодной пластической деформации на свойства бернллиевых броиз БрБНТ1,9 (в числителе) и БрБг (в знаменателе) 233 Максимальный уровень упрочнения бериллиевых бронз достигается в результате НТМО, технология которой заключается в закалке, холодной пластической деформации и старении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
