Химический состав латуней ( ГОСТ 17711-80)

Медные сплавы обозначают буквами и цифрами, непосредственно определяющими наименование сплава и его химический состав. Так, оловянные литейные бронзы обозначают следующим образом:

БрО5Ц5С5,где

Бр – бронза, содержащая олово (О);цинк (Ц) и свинец (С), а цифры показывают среднее содержание этих элементов в процентах.

Таким же образом обозначают и безоловянные бронзы и латуни.

Современные промышленные оловянные бронзы содержат 2-14%Sn, 4-5%Zn,4-20%Pb,1-5%Ni, до 1 % Р и другие компоненты. Олово повышает механические и
антифрикционные свойства, коррозионную стойкость сплава. Цинк
улучшает механические свойства, облегчает сварку или пайку.
Свинец повышает антифрикционные свойства. Никель повышает
антифрикционные и механические свойства, улучшает структуру
бронз со свинцом, способствуя измельчению свинцовых включений. Фосфор повышает износостойкость, антифрикционные и литейные
свойства (жидкотекучесть), но при содержании более 0,04 % снижает
прочностные свойства. Оловянная бронза плавится при 1000—
1050 °С, температура заливки 1100—1150 °С. Линейная усадка оло
вянной бронзы менее 1 %. Присадка алюминия в оловянную бронзу сильно снижает жидкотекучесть, прочность и увеличивает пористость отливок.

Бронзы, содержащие до 5 % Sn, называют низкооловянными, а больше 5 % Sn — высокооловянными. Расплавы бронз для отливок приготовляют из чистых материалов (главным образом из высоко­оловянных) и из вторичных сплавов стандартного состава (в основном низкооловянные бронзы) переплавкой лома и отходов.

Высокооловянные бронзы из-за дефицитности и высокой сто­имости олова применяют в ограниченном количестве, в основном для изделий ответственного назначения, от которых требуется высокая коррозионная стойкость и износостойкость.

Из бронзы БрО10Ф1 (10 % Sn и 1 % Р) изготовляют подшипники, шестерни и другие детали, от которых требуется высокая износо­стойкость при высоких давлениях и недостаточном смазывании. Бронзу БрОбЦбСЗ используют для втулок и арматуры. БрОЗЦ7С5Н1 для арматуры, работающей в среде воды, пара при давлении 246— 492 МПа, БрО10Ц2 для арматуры, работающей в морской воде под давлением до 30 МПа. Наиболее вредными примесями в оловянных бронзах считают алюминий и кремний. При содержании алюминия даже в тысячных долях резко снижаются механические свойства и герметичность.

Безоловянные бронзы. Олово дефицитно, поэтому в промышленно­сти широко применяют бронзы, не содержащие олова, но по ряду свойств превосходят оловянные и служат их заменителями. Боль­шинство безоловянных бронз, как правило, многокомпонентные сплавы. Механические свойства безоловянных бронз значительно выше, чем оловянных, и, кроме того, они имеют достаточно высокие антифрикционные свойства и коррозионную стойкость.

Наиболее распространены алюминиевые бронзы (8—10 % А1). Железо, входящее в состав ряда алюминиевых бронз, например, БрАЭЖЗЛ, измельчает структуру, повышает прочность и износо­стойкость при повышенных температурах (до 500 °С). Марганец повышает механические, коррозионные и технологические свойства алюминиевых бронз.

Для повышения антифрикционных свойств в литейные алюмини­евые бронзы вводят свинец. Алюминиевые бронзы, стойкие при работе в пресной и морской воде и во многих агрессивных средах, хорошо сопротивляются удару. Усадка алюминиевых бронз больше усадки оловянной бронзы. Алюминиевые бронзы склонны к трещино-образованиго при затрудненной усадке, имеют повышенные газо­насыщенность и окисляемость при неблагоприятных условиях плавки и заливки.

Кроме алюминиевых бронз, в машиностроении применяют крем­нистые, марганцевые, бериллиевые и другие безоловянные бронзы.

Литейные латуни. Наибольшее распространение получили крем­нистые, марганцевые, никелевые, свинцовые, алюминиевые латуни.

Кремнистую латунь применяют для производства фасонных отливок, так как она обладает высокими литейными свой­ствами. Отливки из кремнистой латуни хорошо обрабатываются. Введение в кремнистую латунь 3 % Pb придает сплаву хорошие анти­фрикционные свойства. Кремнистая латунь ЛЦ16К4 обладает по­вышенными антифрикционными свойствами и более высокой, чем оловянная бронза, химической стойкостью в серной кислоте.

Марганцовые латуни применяют в судостроении для отливок гребных винтов, лопастей и других изделий, работающих в морской воде в условиях значительных нагрузок. Марганцовую латунь ЛЦ40Мц1,5 используют для изготовления червячных шесте­рен и втулок, латунь ЛЦ40МцЗЖ для деталей морских судов и дета­лей, работающих при температурах выше 300 °С.

Многокомпонентные латуни обладают наиболее высокими из всех латуней прочностными свойствами; их применяют для подшипников и арматуры.

Свинцовую латунь ЛЦ40Сд применяют для изготовле­ния отливок под давлением, центробежным способом и жидкой штамповкой. Эта латунь хорошо обрабатывается резанием, имеет удовлетворительные механические свойства.

Литейные свойства медных сплавов. Оловянные бронзы имеют широкий интервал кристаллизации, вследствие чего их жидкотекучесть невысокая, а в отливках образуется рассредоточенная усадочная пористость, являющаяся причиной низкой герметичности. Усадка оловянных бронз зависит от состава и изменяется в преде­лах 1,4—1,45 %. Большое влияние на литейные свойства оловянных бронз оказывает содержание в них легирующих добавок и примесей. Цинк уменьшает температурный интервал кристаллизации и вслед­ствие этого повышает жидкотекучесть и герметичность отливок, уменьшает газонасыщенность расплава. Свинец улучшает герме­тичность сплава, выделяясь при кристаллизации между дендритами. Фосфор улучшает жидкотекучесть благодаря образованию легко­плавкой фосфидной эвтектики. Кислород образует оксиды с компо­нентами сплава, что резко снижает жидкотекучесть, герметичность отливок, их свойства. Столь же отрицательное влияние оказывают алюминий, сурьма, висмут, мышьяк.

Безоловянные алюминиевые бронзы имеют малый интервал кристаллизации, что обусловливает высокую жидкотекучесть, гер­метичность отливок, так как ,в них отсутствует рассредоточенная усадочная пористость, а образуются концентрированные усадочные пустоты, которые могут быть устранены установкой прибылей и холодильников. Усадка этих бронз достигает 2,5 %. При плавке и заливке алюминиевых бронз на поверхности расплава образуется плотная пленка оксидов алюминия, которая может разрываться при заливке, попадать в отливку и снижать ее герметичность. Во избежание этого заполнять формы алюминиевыми бронзами следует очень плавно, чтобы в форме не создавалось завихрений, брызг, резких поворотов. Латуни имеют удовлетворительные литейные свойства. Усадка кремнистых латуней достигает 2,3 %.