- •Содержание
- •Введение
- •1. Общие сведения о цветных металлах и сплавах
- •1.1 Классификация и свойства чистых металлов
- •1.2. Цветные сплавы
- •1.1.3. Термическая обработка цветных сплавов
- •1.3. Принципы разработки литейных сплавов
- •1.3.1. Общие положения синтеза сплавов
- •1.3.2. Оптимизация состава сплавов
- •2. Легкие цветные сплавы
- •2.1. Алюминиевые сплавы
- •2.1.1. Состав и свойства первичного алюминия
- •2.1.2. Классификация и маркировка алюминиевых сплавов
- •2.1.3. Взаимодействие алюминия с другими элементами
- •2.1.4. Литейные алюминиевые сплавы
- •2.1.5. Новые поршневые сплавы и режимы их термической обработки
- •2.2. Магниевые сплавы
- •2.2.1. Состав и свойства первичного магния
- •2.2.2. Выбор основы и легирующих элементов
- •2.2.3. Классификация магниевых сплавов
- •2.2.4. Литейные магниевые сплавы
- •2.2.5. Сверхлегкие магниевые сплавы.
- •2.3. Титановые сплавы
- •2.3.1. Состав и свойства чистого титана
- •2.3.2. Взаимодействие титана с другими элементами
- •2.3.3. Классификация титановых сплавов
- •2.3.4. Литейные титановые сплавы
- •2.3.4.1. Особенности литейных свойств
- •2.3.4.2. Термическая обработка титановых сплавов
- •2.3.4.3. Области применения титановых сплавов
- •3. Тяжелые цветные сплавы
- •3.1. Медные сплавы
- •3.1.1. Состав и свойства чистой меди.
- •3.1.2. Классификация и маркировка медных сплавов.
- •3.1.3. Взаимодействие меди с другими элементами.
- •3.1.4. Литейные латуни
- •3.1.5. Оловянные бронзы
- •3.1.6. Безоловянные бронзы
- •3.1.6.1.Алюминиевые бронзы
- •3.1.6.2. Свинцовая бронза
- •3.1.6.3. Прочие безоловянные бронзы
- •3.1.7. Медно-никелевые сплавы
- •3.2. Никелевые сплавы
- •3.2.1. Состав и свойства чистого никеля
- •3.2.1. Взаимодействие никеля с другими элементами
- •3.2.2. Жаропрочные литейные никелевые сплавы
- •3.3. Сплавы тугоплавких металлов
- •3.4. Цинковые сплавы
- •3.4.1. Состав и свойства чистого цинка
- •3.4.2 Литейные цинковые сплавы
- •Марки и химический состав литейных цинковых сплавов (гост 25140–93)
- •Некоторые физические и технологические свойства литейных цинковых сплавов (гост 25140–93)
- •3.4.3. Антифрикционные цинковые сплавы
- •3.5. Сплавы на основе олова и свинца
- •3.6. Легкоплавкие сплавы
- •3.7. Сплавы благородных металлов
- •3.7.1. Золото и его сплавы
- •3. Тяжелые цветные сплавы Медные сплавы. Классификация и маркировка медных сплавов
- •Методические указания
- •Плавка цветных сплавов
3.1.2. Классификация и маркировка медных сплавов.
Для литейщиков наиболее важным является то, что медь служит основой для ряда деформируемых и литейных сплавов, которые обладают высокими механическими и другими ценными свойствами. Медные сплавы отличаются высокой коррозионной стойкостью, тепло- и электропроводностью, хорошим сопротивлением износу, низким коэффициентом трения, хорошей притираемостью в паре с другими более твердыми материалами. Они хорошо работают при температурах до -250 оС.
Медные сплавы имеют особые названия в зависимости от преобладающей легирующей добавки. Сплавы меди с цинком называются латунями, а сплавы меди с другими элементами – бронзами. Латуни разделяются на двойные (простые) и многокомпонентые. Бронзы могут быть оловянными и безоловянными (специальными). Специальные бронзы получают название по главной добавке: алюминиевые, свинцовые, марганцевые, сурьмянистые и др.
Маркировка медных сплавов производится с помощью букв и цифр, обозначающих элемент и его среднее содержание в сплаве. Приняты следующие буквенные обозначения элементов: А – алюминий; Ж – железо; К – кремний; Мц – марганец; Н – никель; О – олово; С – свинец; Су – сурьма; Ф – фосфор. Маркировка латуней начинается с буквы Л, а бронз – с букв Бр. Буква Л в конце марки ставится для того, чтобы отличить литейный сплав от деформируемого, если их состав одинаков. Так, например: ЛЦ23А6Ж3Мц2 – латунь со средним составом:23 % Zn, 6 % Al, 3 % Fe, 2 % Mn, остальное Cu.; Бр.А9Ж4Н4Мц1 – бронза состава: 9 % Al, 4 % Fe, 4 % Ni, 1 % Mn, остальное Cu. В научно-технической литературе и справочниках прежних лет маркировка бронз и латуней была несколько иной. Выше приведенные сплавы обозначались следующим образом: ЛАЖМЦ 66-6-3-2 и Бр. АЖНМц 9-4-4-1. Наиболее значимое отличие в маркировке латуней. Первые цифры показывали среднее содержание Cu, содержание Zn – остальное
3.1.3. Взаимодействие меди с другими элементами.
Медь образует непрерывные твердые растворы с 6 элементами, 10 элементов имеют растворимость больше 10 % (ат) и 21 элемент больше 1 % (ат). В таблице 3 приведены параметры начальных двойных диаграмм состояния меди с некоторыми элементами. Полные сведения о диаграммах состояния приведены в работе //.
Условиями выбора основных легирующих элементов для наиболее распространенных сплавов меди являются: Ср > 7; Кр > 0,3. Этим условиям отвечают 19 элементов. Если исключить дорогостоящие (Ga, Ge, Tc, Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au), то останется 9 элементов (Be, Mg, Al, Si, Ti, Mn, Ni, Zn, Sn). Условиями выбора легирующих добавок второго разряда являются Ср > 0,1; Кр > 0,01. Таких элементов насчитывается 21, среди которых 12 относятся к дорогостоящим. Остаются 9 вспомогательных добавок (Cr, Cd, Sb, Zr, Li, P, Co, Fe, Pb).
К вредным примесям можно отнести 14 элементов у которых Ср > 0,001; Кр > 0,02. Наиболее вредное влияние на медь и медные сплавы оказывают H, O, S, Se, Te, Bi, Sr.
Легирующие элементы и примеси для меди показаны на рис. 2.
Наиболее подходящими элементами для легирования меди можно признать Zn, Sn, Al. Как правило, в медные сплавы вводится один основной легирующий элемент, который определяет комплекс механических и технологических свойств, и несколько вспомогательных добавок, усиливающих действие основной. Большинство медных сплавов и основано на двойных системах Cu – Sn, Cu – Zn и Cu – Al.