Сплавы на медной основе. В технике используют сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием, марганцем, никелем, свинцом.
Легирование меди обеспечивает повышение её механических, технологических и антифрикционных свойств.
Сплавы меди с цинками называются латунями и томпаками. Все другие её сплавы за исключением сплавов с никелем называют бронзами.
Латуни.
По сравнению с медью латуни прочнея и твёрже.
Устойчивее к коррозии и обладают жидко текучестью. Существуют также специальные латуни, содержащие железо, марганец, никель, олово, кремний. Массовое содержание легирующих компонентов в специальных латунях не превышает 7-9%. Некоторые специальные латуни по прочности не уступают среднеуглеродистым сталям.
По ГОСТу 15527 – 70
Латуни обозначаются буквой Л
Л68 ГОСТ 15527 – 70
Л – обозначается латунь.
68 – массовая доля меди в %, остальное цинк.
ЛЖМц59 – 1 – 1 ГОСТ 15527 – 70
ЛЖ – обозначаются латуни железомарганцевые.
Мц – буквы – входящие элементы
Ж – железо
Мц – марганец
А – алюминий
Н – никель
О – олово
С – свинец
К – кремний
Мш - мышьяк
59 – массовая доля меди в %
1 – 1 – среднее содержание элементов входящих в обозначение в процентах.
Легирующие элементы. Кроме свинца, увеличивают прочность, но уменьшают пластичность сплавов. Свинец улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резаньем.
Бронзы.
Бронзы подразделяют на
1) Оловянные
2) Алюминиевые
3) Кремнистые
4) Никелевые
Оловянные бронзы.
Обладают повышенной твёрдостью и хрупкостью. А так же пониженной вязкостью и пластичностью сплавов. Высокая коррозионная стойкость, жидко текучесть и повышенные антифрикционные свойства. Простые оловянные бронзы применяются редко. В стандартных литейных бронзах массовое содержание олова не превышает 6%.
По ГОСТу – оловянные бронзы маркируются
Бр О3Ц – 7С5Н1 ГОСТ 1585 – 85
Бр – обозначает бронзы
Буквы основные входящие элементы.
О – олово
Ц – цинк
С – свинец
Н – никель
Ф – фосфор
Цифра после буквы среднее содержание элемента в %
Бр – бронза оловянная
О3 – 3% олова
Ц – 7 – 7% цинка
С5 – 5% свинца
Н1 – 1% никеля
Остальное медь в %.
Цинк - повышает жидко текучесть бронз. Плотность отливок их прочность, улучшает свариваемость.
Свинец – улучшает антифрикционные свойства. Обрабатываемость резаньем.
Никель – способствует повышению коррозионной стойкости.
Среди сплавов на медной основе оловянные бронзы имеют самую низкую литейную усадку (около 1%) и лучшую жидко текучесть.
Алюминиевые бронзы.
Содержат до 11% алюминия. Устойчивы к коррозии и износу. Более пластичны, чем оловянные бронзы. Недостаток. Большая литейная усадка (2,3%) и пониженная жидко текучесть.
Добавка к алюминиевой бронзе железа, марганца еще больше повышает её механические свойства.
Маркируются бронзы без оловянной (алюминиевой).
Бр А10Ж3Мц2 ГОСТ 493 – 79
Бр – обозначение бронзы
А – 10% алюминия
Ж – 3% железа
Мц – 2% марганца
Остальное медь.
Кремнистая бронза.
Содержит 2 – 3% кремния. Имеет высокую прочность и заменяет во многих случаях оловянную бронзу. Её свойства улучшают добавками марганца, никеля и другими.
Бр КМц3
Медно никелевые сплавы маркируются буквой М а по легирующим элементам как бронзы.
Легкие металлы.
К лёгким относятся сплавы на основе алюминия, магния и титана.
Алюминиевые сплавы.
Для алюминиевых сплавов характерна малая плотность до 2,85 г|см3. При удельной прочности которая для некоторых марок близка к прочности высокопрочных сталей. Из сплавов на основе алюминия получили распространение сплавы с медью, марганцем.
Для улучшения прочности, коррозионной стойкости, жаропрочности алюминиевых сплавов используют никель, литий, титан, бериллий. Алюминиевые литейные сплавы содержат чаще всего медь, кремний, магний. Сплавы алюминия с кремнием называются силуминами. После термической обработки эти сплавы имеют высокие механические свойства. Недостатками их является большая литейная усадка. Поэтому применяют их для изготовления небольших деталей.
Сплавы алюминия с магнием для литья содержат 4,5 – 11 % магния. Эти сплавы прочные, коррозионно-стойкие. Упрочнение отливок производят закалкой и старением. Внутренние напряжение в отливках снимают отжигом.
Алюминиевые сплавы обрабатывают давлением, подразделяя на не упрочняемые и упрочняемые термической обработкой.
Сплавы с марганцем и магнием относят к не упрочняемым. Высокая пластичность после отжига. Их невысокая прочность определяется, их применение для деталей не несущих больших напряжений. Эти сплавы стойкие к коррозии.
К упрочняемым сплавам относятся Дюралюминий (обозначается Д1, Д16). Основными компонентами упрочнения дюралюминия являются медь, магний, и кремний.
Дюралюминий применяется в промышленности особенно в авиационной и ракетной. Спеченные алюминиевые порошки (САП) получают методом порошковой металлургии. САП – состоит из алюминия и оксида алюминия. По жаропрочности САП превосходит все алюминиевые сплавы. Его используют для изготовления деталей работающих при температуре до 500 С. Когда требуется высокая прочность и коррозионная стойкость. САП хорошо обрабатывается давлением, резаньем и удовлетворительно сваривается.
Сплавы на основе магния. Из сплавов на основе магния получили распространение его сплавы с марганцем, алюминием и цинком. Для повышения механических свойств магниевых сплавов добавляют цирконий, церий. Магниевые сплавы упрочняют закалкой для них характерна низкое сопротивление к коррозии, поэтому готовые изделия защищают оксидирваньем, и последним покрытием специальными лаками, красками, эпоксидными плёнками. Достоинство это высокая удельная прочность. Применяется для изготовления различных деталей самолетов, вагонов, автомобилей.
Титановые сплавы. Титан стоек в агрессивных средах (серной и соляной кислотах). Поэтому он используется в химической, машиностроении. В электроноядерной и других областях техники. В авиа и ракетостроении чистый титан не применяется из-за его невысокой жаропрочности. Для легирования титановых сплавов используют алюминий, олово, марганец, хром, ванадий, железо.
Помимо высокой прочности и малой прочности титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах. Применяется для изготовления деталей авиационных, обшивки сверхзвуковых самолетов, в судостроении.