Укажите влияние примесей на свойства меди. Перечислите марки меди.

В зависимости от чистоты медь изготавливают следующих марок: М00, М0, М1, М2, М3.

Медные сплавы обладают высокими механическими и техническими свойствами, хорошо сопротивляются износу и коррозии.
Al, Fe, Ni, Sn, Zn, Ag –повышают прочность и твёрдость меди и используются для легирования сплавов на её основе.

Свинец и висмут ухудшают мех свойства меди и однофазных сплавов на её основе.

Кислород, сера, селен и теллур – не вызывают красноломкости.

Кислород может приводить при отжиге в водороде к водородной болезни – разрушение металла при обработке давлением. Чрезмерное охрупчивание меди.

При повышении содержания цинка в a - латуни до 39% возрастает ее прочность и пластичность. При дальнейшем содержании цинка до 45% прочность продолжает расти, а пластичность снижается, особенно с появлением в структуре b¢ - фазы.
Ввиду малого расстояния между линиями ликвидус и солидус на диаграмме Cu-Zn дендритная ликвация у латуни выражена слабо, но эти сплавы склонны к образованию концентрированных усадочных раковин.
Поэтому латуни применяются, главным образом, как деформированные, а не литейные сплавы. Деформируемость a - латуни достаточно высока, как при комнатной, так и при высоких температурах. Значительные количества примесей (Bi и Pb) затрудняют деформацию a - латуни в горячем состоянии. Благодаря наличию хрупкой составляющей b¢ латуни a + b¢ лучше деформируются в горячем состоянии. Висмут и свинец в данном случае способны растворяться в b¢ - фазе и не образует легкоплавких эвтектик.
Кроме простых латуней, т.е. сплавов меди с цинком, в технике широко применяются специальные латуни с лучшими механическими и химическими свойствами, в состав которых входят: алюминий, кремний, железо, никель, олово и др.

2.Где применяется чистая медь?

Электротехника и электроника – это практически две единственные области, где применяется использование чистой меди, а не ее сплавов. Соединение меди с другими металлами позволяет изготавливать металлопрокат по более низкой себестоимости, чем его производство из чистой меди, что является особенно важным для всех сфер промышленности и строительства.
Именно поэтому в машиностроении и также производстве автомобилей и тракторов и различного оборудования намного чаще используются сплавы меди, из которых изготовляются всевозможные радиаторы и подшипники, а также химическое оборудование.

3.Чем отличаются латуни от бронзы? Как маркируются латуни и бронзы?

Принята следующая маркировка медных сплавов. Сплавы обозначаются буквами "Л" - латунь или "Бр" - бронза, после чего следуют буквы основных элементов, образующих сплав. например, О - олово, Ц - цинк, Мц - марганец, Ж- железо, Ф - фосфор, Б - бериллий, Х - хром и. т. д. Цифры, следующие за буквами, указывают количество легирующего элемента.
Порядок цифр для бронз и латуней различен. В марках деформируемых латуней первые две цифры после буквы "Л" указывают среднее содержание меди в процентах. Например, Л70 - латунь, содержащая 70 % меди.
В случае легируемых деформируемых латуней указывают еще буквы и цифры, обозначающее название и количество легирующего элемента, например ЛАЖ60-1-1 означает латунь с 60 % меди, легированную алюминием (А) в количестве 1 % и железом в количестве 1 %. Содержание цинка определяется по разности от 100%.
В деформированных бронзах содержание основного компонента - меди - не указывается, а определяется по разности. Цифры после букв, отделенные друг от друга через тире, указывают среднее содержание легированных элементов в процентах; цифры расположены в том порядке, как и буквы, указывающие присутствие в бронзе того или иного элемента, например, бронза - БрОЦ4-3 - имеет следующий состав: олово (О) - 4 %, цинка (Ц) - 3 %. Содержание меди определяется по разности.
В литейных латунях и бронзах среднее содержание компонентов сплава в процентах становится сразу после буквы, обозначающей его название. Например, латунь ЛЦ40Мц1,5, содержит 40 % цинка (Ц) и 1,5 % марганца (Мц). Бронза БрА10Ж3Мц2 содержит алюминия (А) 10 %, железа (Ж) - 3 % и марганца (Мц) - 2 %.
Латуни. Сплавы меди с цинком называются латунями. На рис. 79 представлена часть диаграммы состояния системы Cu - Zn.
Все латуни по структуре можно разделить на две группы.
По своей сути латунь и бронза являются сплавами меди, для которых используются разные компоненты легирования. Латунь легируется при помощи цинка, в то время как бронза - разными металлами за исключением цинка и никеля. В обычных условиях бронза и латунь обладают примерно одинаковой прочностью: приблизительно шестьсот мегапаскалей. Примерно схожа и доля меди в сплаве: и в латуни, и в бронзе присутствует до 95% этого металла. Также легирующие компоненты этих сплавов могут использоваться как примеси к ним: некоторые марки латуни содержат олово, а часть марок бронзы использует цинк в качестве добавки.По механическим и антифрикционным свойствам бронза является лучшим сплавом, который существенно превосходит латунь по этим характеристикам. Все бронзовые изделия могут эксплуатироваться в морской воде, в то время как латунные детали для этого подвергают легированию алюминием, оловом или свинцом.Отличия существуют и во внешнем виде сплава, что должно учитываться при использовании его для декоративных элементов. Латунь обладает светлым желтоватым цветом, а ее структура состоит из мелких зерен. Для бронзы больше характерна крупнозернистость и темно-коричневый цвет, а в состав зачастую попадает и химическая патина. Цветовые оттенки также зависят от процентного содержания в этих сплавах цинка и олова.Используются латунь и бронза в машиностроении, автопромышленности, приборостроении, химической промышленности, при производстве кораблей, а также множества декоративных элементов. Их могут обрабатывать при помощи пайки и сварки, которые и применяются чаще всего. Также бронза и латунь могут обрабатываться при помощи холодного волочения, литья и прессования.Оба этих сплава имеют свои разновидности. Латунь разделяется на двухкомпонентную и многокомпонентную, а бронза бывает оловянной или безоловянной (в зависимости от легирующего металла выделяют также алюминиевые, кремнистые и другие типы бронзы). Обычно процентное содержание примеси легко определить по цвету этих сплавов. Красно-желтый цвет латуни указывает на содержание цинка, равное примерно 18%, буро-желтый – на тридцатипроцентное, а при сорокапроцентном содержании этого металла латунь становится светло-желтой. Бронза становится светло-желтой при содержании пяти процентов олова, а при повышении этого количества становится оранжевой или белой.

4.Как влияет цинк на механические и технологические свойства латуни? Укажите состав (марки), свойства и применение латуний.

цинк уменьшает пластичность

при увеличение цинка в альфа фазе повышает прочность твердость

бета фаза штрих снижает пластичность прочность повышается с увеличением цинка

5.Какую структуру имеет латунь, содержащая 20% Zn и 40% Zn?

Все латуни, содержащие более 20 % Zn, склонны к коррозионному растрескиванию. Это растрескивание проявляется при хранении и эксплуатации изделий, в которых имеются остаточные растягивающие напряжения, во влажной атмосфере с небольшим количеством аммиака или сернистого газа. Установлена определенная связь между данным явлением и временем года, что объясняется закономерными изменениями состава атмосферы. В связи с этим это явление было названо «сезонным растрескиванием» («сезонная болезнь»). Другой формой коррозии латуни является обесцинкование, которое характерно для латуней с повышенным содержанием цинка (Л68, ЛС59-1 и др.). Высокомедистые латуни практически не подвергаются обесцинкованию. Для уменьшения обесцинкования в латуни вводят небольшое количество мышьяка (0,02–0,06 %).

6.Какие Вы знаете многокомпонентные латуни? Какими элементами легируют латунь и зачем?

Многокомпонентные латуни (ЛАЖ60 - 1 - 1, ЛЖМц59 - 1 - 1, ЛО62 - 1, Л070 - 1, ЛС59 - 1, ЛЦ40С, ЛЦ40МцЗЖ, ЛЦЗОАЗ и др.) могут легироваться различными элементами и их комплексами. Так, алюминий, кремний, никель и марганец повышают механические свойства латунеи и увеличивают их коррозионную стойкость. Олово повышает коррозионную стойкость латуни в морской воде.
7.Как влияет олово на механические свойства и структуру бронз?

Влияние олова на механические свойства бронзы аналогично влиянию цинка, но проявляется оно более резко. Бронза с содержанием 10 % олова имеет высокую износостойкость и является одним из лучших антифрикционных сплавов. Однако из-за дефицитности олова содержание его должно быть уменьшено, а если возможно, оно должно быть заменено более дешевыми элементами. [1Влияние олова на механические свойства меди аналогично влиянию цинка, но более резко (фиг. Уже при содержании 5 % Sn пластичность начинает падать. Прочность начинает падать при содержании около 20 % Sn, когда в структуре слишком много о-фазы и сплав становится хрупким. [2]

8.Какие Вы знаете безоловянистые бронзы? Укажите их состав (марки), свойства и применение.

Безоловянистые бронзы БрАМл9 - 2Л, БрАМцЮ - 2, БрАЖ9 - 4Л и БрАЖМцЮ - 3 - 1 5 имеют значительно более высокие механические свойства и успешно заменяют оловянистые бронзы. Однако высокая стоимость и сравнительно плохие литейные свойства безоловянистых бронз затрудняют их применение в производстве. По этим причинам безоловянистые бронзы применяют только для отливок ответственного назначения. [2] Избезоловянистых бронз, обрабатываемых давлением, изготовляют полуфабрикаты: листы, полосы, ленты, прутки профили, трубы, проволоку и поковки. [8]Избезоловянистых бронз наиболее известны алюминиевые бронзы, содержащие до 11 5 % алюминия. Они имеют хорошую жидкоте-кучесть, высокую усадку (до 3 %), склонность к поглощению газов в жидком состоянии и грубое кристаллическое строение при затвердевании. Добавка в сплав железа, никеля и марганца и соблюдение установленного порядка плавки и термической обработки позволяют получать хорошие отливки с мелкозернистой структурой. Они применяются для деталей, работающих в условиях сильной коррозии и эрозии, когда оловянистые бронзы не выдерживают. [9]Избезоловянистых бронз марок БрАМц 9 - 2, ВрАЖ9 - 4, БрАЖМцЮ - 3 - 1 5, ВрАЖНЮ - 4 - 4, БрКМцЗ - 1, ВрКШ - 3 по ГОСТ 1628 - 60 выпускаются прутки круглые прессованные диаметром от 16 до 160 мм (классы точности 8 - й и 9 - й); прутки квадратные прессованные из БрАЖ9 - 4 (сторона квадрата 160 3 мм) длиной не менее 500 мм. [10]

9.Какую термическую обработку проходят бериллиевые бронзы и где они применяются?

Бериллиевую бронзу закаливают в воде от температуры 760-780В° С (см. рис. 132, температура при этом избыточная фаза выделиться не успевает, и после закалки сплав состоит из пересыщенного твердого раствора α и обладает небольшой твердостью (НВ 100-120) и прочностью [σ = 45 -50 кгс/мм2 (450-500 МН/м2)] и большой пластичностью (δ = 25-30%). После закалки проводится отпуск (старение) при 300-350В° С с выдержкой 2 ч. При других температурах твердость получается более низкой. В процессе старения почти весь бериллий выделяется из пересыщенного твердого раствора в виде вторичных кристаллов СиВе (растворимость бериллия в меди при температуре 20В° С приблизительно 0,2%). Микроструктура закаленной и состаренной бериллиевой бронзы Бр. Б2 (1,8-2,1% Be; 0,2-0,5% Ni) приведена на рис. 133 (по границам и внутри зерен α-фазы включения СиВе). После закалки и старения бериллиевая бронза становится прочной и твердой [σв = 120-130 кгс/мм2 (1200- 1300 МН/м2), НВ до 400]; относительное удлинение после старения снижается до 2-5%.

Дата добавления: 2015-10-21