Характеристики

  • Химический состав медных сплавов
  • Технические характеристики
  • Физико-механические свойства

Химический состав медных сплавов и технические характеристики

Во многих отраслях промышленности широко используются различные сплавы на основе меди, подразделяющиеся на бронзы и латуни. Бронзами называют медные сплавы, в которых основными легирующими компонентами являются: олово, алюминий, марганец, кремний, бериллий, железо и другие элементы. Название бронзы дается по основному легирующему компоненту. Изготавливают бронзы оловянные, в которых преобладающим легирующим компонентом является олово, и безоловянные (специальные) – сплав меди с алюминием, железом, марганцем, никелем и др. Химический состав оловянных литейных бронз должен соответствовать ГОСТ 613-79, безоловянных – ГОСТ 493-79.

Химический состав литейных бронз по ГОСТ 493-79, 613-79
Марка Основные компоненты Примеси, не более
Олово Цинк Свинец Алюминий Железо Прочие Медь
Sn Zn Pb Al Fe Cu
БрО5Ц5С5 4-6 4-6 4-6 - - - Остальное 1,3
БрО8C12 7-9 - 11-13 - - Никель < 2,0 0,75
БрО8C21 7-9 - 19-23 - - Никель < 2,0 0,75
БрО10Ф1 9-11 - - - - Фосфор 0,4 – 1,1 1
БрА9Ж3л - - - 8-10,5 2-4 - 2,7
БрА10Ж3Мц2 - - - 9-11 2-4 Марганец 1,0 – 3,0 1
БрА10Ж4Н4л - - - 9,5-11 3,5-5,5 Никель 3,5 – 5,5 1,5

Прочность и твердость бронз увеличивается с возрастанием содержания упрочняющих легирующих элементов.

Латуни представляют собой сплав меди с цинком, в котором могут содержаться также и другие элементы (кремний, алюминий, железо, марганец, свинец).

Химический состав литейных латуней по ГОСТ 17711-80
Марка Основные компоненты Примеси, не более
Медь Алюминий Железо Марганец Свинец Räni Цинк
Cu Al Fe Mn Pb Si Zn
ЛЦ38Мц2С2 57-60 - - 1,5-2,5 1,5-2,5 - Остальное 2,2
ЛЦ30А3 66-68 2-3 - - - - " 2,6
ЛЦ23А6Ж3Мц2 64-68 4-7 2-4 1,5-3,0 - - " 1,8
ЛЦ16К4 78-81 - - - - 3,0-4,5 " 2,5
ЛЦ14К3С3 77-81 - - - 2-4 2,5-4,5 " 2,3

Физико-механические и технологические свойства медных сплавов

Основное преимущество медных сплавов состоит в том, что они обладают высокой коррозионной стойкостью, тепло- и электропроводностью, хорошим сопротивлением износу, низким коэффициентом трения, хорошей притираемостью в паре с другими более твердыми материалами, хорошо работают при отрицательных температурах до -250С.

Из литейных оловянных бронз получают главным образом литые детали, работающие под давлением или в условиях трения.

Литейные безоловянные бронзы отличаются высокой прочностью и хорошими антифрикционными и коррозионными свойствами, а так же обладают рядом специальных свойств – высокими электропроводностью, теплопроводностью и паростойкостью. Применяются при изготовлении деталей, работающих в особо тяжелых условиях (зубчатые колеса, втулки, клапаны, шестерни для сверхмощных кранов и мощных турбин, червяки, работающие в паре с азотированными или цементированными сталями, подшипники, работающие при высоких удельных давлениях и ударных нагрузках). Благодаря особым свойствам (большая объемная усадка, повышенная окисляемость при плавлении и заливке) эти бронзы применяются главным образом для литья деталей простых форм.

Наибольшее распространение из безоловянных бронз получили алюминиевые бронзы. Они имеют хорошую коррозионную стойкость в пресной и соленой воде, хорошо противостоят разрушению в условиях кавитации, обладают меньшим, чем оловянные бронзы, антифрикционным износом.

Физико-механические и технологические свойства литейных бронз
Марка Способ литья Временное сопротив- ление σВ, МПа (кгс/мм2) Относительное удлинение после разрыва δS, % Твердость по Бринеллю НВ, МПа (кгс/мм2) Плот- ность г/см3 Коэффициент трения Темп. заливки С°
Не менее Со смазкой Без смазки
БрО5Ц5С5 Песчаные формы 147,0 (15) 6 588(60) 8,82 0,0093 0,15 1150 – 1200
В кокиль 176,2 (16) 4 588(60) 8,84
БрО8C12 Песчаные формы 147,0 (15) 5 588(60) 9,1 0,005 0,1 1000 – 1040
В кокиль 147,0 (15) 5 637(65)
БрО8C21 Песчаные формы 147,0 (15) 5 392(40) 9,3 0,005 0,1 1000 – 1040
БрО10Ф1 Песчаные формы 215,5 (22) 3 784(80) 8,58 0,008 0,1 1050 – 1150
В кокиль 245,0 (25) 3 882(90) 8,76
БрА9Ж3л Песчаные формы 392,0 (40) 10 980(100) 7,5 0,054 0,18 1120 – 1200
В кокиль 490,0 (50) 12 980(100)
БрА10Ж3Мц2 Песчаные формы 392,0 (40) 10 980(100) 7,5 0,063 0,19 1120 – 1200
В кокиль 490,0 (50) 12 1176(120)
Центро- бежный 490,0 (50) 12 1176(120)
БрА10Ж4Н4л Песчаные формы   5 1568(160) 8,2 0,12 0,23 1120 – 1240
В кокиль 587,0 (60) 6 1668(170)
Центробеж - ный   5 1568(160)

*Для бронз всех марок характерны невысокая горячеломкость, высокая герметичность, средняя склонность к газонасышению и высокая коррозионная стойкость; рабочие температуры 280 – 286С .

Латуням присущи все положительные свойства меди и других медных сплавов – высокая электропроводность и теплопроводность при более высокой прочности. Механические свойства отливок из латуней в значительной степени зависят от способа литья. Лучшими механическими свойствами обладают отливки, полученные литьем в кокиль.

Физико-механические и технологические свойства литейных латуней
Марка Способ литья Временное сопротив- ление σВ, МПа (кгс/мм2) Относит. удлинение после разрыва, δS, % Тверд. по Бринеллю НВ, МПа (кгс/мм2) Плотность, г/см3 Sulamis- temp. С° Темп. заливки С° Коэффициент трения Литей- ная усадка, %
Не менее Со смазкой Без смазки
ЛЦ38Мц2С2 Песчаные формы 245 (25) 15 80 8,5 880 940- 1080 0,016 0,24 1,8
В кокиль 343 (35) 10 85 1,5-1,6
ЛЦ30А3 Песчаные формы 294 (30) 12 80 8,5 995 1055- 1155 - - 1,55
В кокиль 392 (40) 15 90
ЛЦ23А6Ж3Мц2 Песчаные формы 686 (70) 7 160 8,5 900 960- 1080 - - 1,8
В кокиль    
Центробеж. 705 (72) 165
ЛЦ16К4 Песчаные формы 294 (30) 15 100 8,5 900 960- 1080 0,01 0,19 1,7
В кокиль 343 (35) 110
ЛЦ14К3С3 Песчаные формы 245 (25) 7 90 8,6 909 970- 1090 0,009 0,15 1,7

По механическим свойствам ряд многокомпонентных латуней превосходит оловянные бронзы и почти не уступает безоловянным бронзам (например, алюминиевым). Отливки из латуней имеют более однородные свойства в разных сечениях по сравнению с отливками из оловянных бронз. Латуни дешевле большинства литейных бронз. Литейные латуни применяют для изготовления фасонных отливок, которые нельзя выполнить или невыгодно изготовлять из деформированных полуфабрикатов. Для фасонного литья применяют сложнолегированные латуни; простые латуни используются сравнительно редко. Отливки из литейных латуней обладают высокой герметичностью и способны выдерживать давление до 30 – 40 Мпа.

Наверх