книги из ГПНТБ / Хвойка И. Цветные металлы и их сплавы

Закалке, а затем холодной обработке с обжатием в пре­ делах 84% [41].

На свойства сплавов Си—Ті может оказывать влия­ ние легирование и другими элементами, такими как Mg (0,9— 1,5%), В, Zr или Сг. Достигается улучшение меха­ нических свойств, химической стойкости, уменьшаются размеры зерна и т. д. [42, 43].

Обрабатываемость меди резанием обычно улучшается при легировании селеном и теллуром. Для этой цели, однако, можно использовать и серу в количестве пример­ но 0,3%• Легированная серой медь обладает примерно в 4,5 раза лучшей обрабатываемостью, чем чистая медь. Обрабатываемость легированной меди составляет при­ мерно 90% обрабатываемости автоматной латуни MS58Pb. К сплавам, легированным серой, относится, на­ пример, сплав марки Amsulf, выпускаемый фирмой American Klimax Inc.

К более давно известным относятся сплавы типа Си—Сг, Си—Сг—Zr, Си—Сг—Cd, Си—Zr; к вновь вне­ дряемым— типа Си—Ті, Си—V, Си—Mg—Zr, Си—Mg— Сг и автоматный сплав Си—Сг—Cd—Те.

Дисперсионно твердеющие сплавы меди

Эффективными дисперсионными компонентами в этих сплавах могут быть Аі20 3, Zr02, Th02, BeO, Si02, MgO, карбиды (например, титана), силициды (например,

Co2Si) или бориды (например, ТіВ2). Наилучшие резуль­ таты получены для сплавов Cu—А120з, как это видно на рис. 22. Эти сплавы обладают лучшими по сравнению с медью свойствами при нагреве до высоких температур. Химическая стойкость этих сплавов также выше, чем чи­ стой меди, о чем свидетельствуют данные рис. 23 [44—46].

Японский сплав, содержащий 4% Co2Si, после термо­ обработки имеет прочность 77 кГ/мм2 и твердость по Виккерсу 240 кГ/мм2 [47].

Латуни

За рубелсом производится и стандартизовано боль­ шое число латуней, легированных свинцом (в пределах 1—3%). Так как латуни являются важным конструкци­ онным материалом для установок, работающих в усло­ виях очень низких температур, необходимо знать вели­ чины теплопроводности меди и ее сплавов в зависимости от температуры. Эти данные приведены па рис. 24.

Ma рис. 25 показано влияние содержания висмута и свинца на горячеломкость латуни при различных содер­ жаниях цинка. Было установлено, что уменьшение горячеломкости можно достичь путем присадки урана, как это видно на этом же рисунке [48].

В Польше уже давно выпускают и обрабатывают ла­ туни с низким содержанием меди (около 54—56%), кото­ рые легируют марганцем в количестве 3—4,2%.

Склонность латуней к коррозии под напряжением можно подавить легированием не только мышьяком (0,02—0,06%), но и магнием (например, 0,1%) [49]. Это относится как к бинарной латуни, так и к некоторым ви­ дам конденсаторных латуней.

Оловянные бронзы

Для улучшения горячей деформируемости этих спла­ вов было исследовано влияние некоторых присадок рас­ кислителей, например марганца [50]_.

С целью улучшения некоторых свойств были разра­ ботаны следующие новые типы сплавов:

1. Оловянная бронза, содержащая 5% Sn и 0,75% Т Путем термообработки можно достичь прочности

Рис. 24. Изменение теплопроводности латуни, меди и некоторых других медных сплавов в области низких температур:

/ — высокочнстая медь (99,999%) в отожженном состоянии; 2 — медь, получен­ ная способом порошковой металлургии и деформированная (в отожженном со­

Рис. 25. Влияние свинца н висмута на деформируемость латуни с раз­ личным содержанием цинка (a), a такж е влияние урана на обезврежи­ вание свинца в а-латунях (б):

J — горячеломкий; 2 — хорошо деформируемый при высоких температу­ рах

Алюминиевые бронзы

Свойства этих сплавов корректируют легированием, например железом, никелем и марганцем. Влияние этих присадок на интенсивность твердения показано на рис. 27. При этом применяют закалку в воде с темпера­

5—45%- Свойства этих сплавов корректируют легирова­ нием другими элементами, например марганцем (до 3,5%), железом (до 1,5%) и алюминием (до 1,5%). Спла­ вы, содержащие 45% Ni, известны за рубежом под наз­ ванием Ferry, Flecnum, Telconstan, HCR и др. Обозна­ чение Telcalloy 1—3 получили сплавы Си—Ni, содержа­ щие 5—25% Ni.

Твердеющие сплавы Си—Ni—Si подразделяются на три группы в зависимости от степени легирования: Си+

М а р г а н е ц — эффективный раскислитель, способст­ вует повышению прочности, стойкости против коррозии и

1 — 66 дней; 2 — 22 дня

О200 Ш 600700

эрозии, а также повышению температуры рекристаллиза­ ции. Влияние содержания марганца на твердость при различных температурах показано на рис. 29.

А л ю м и н и й. Влияние температур старения на твер­ дость сплавов Си—Ni—Al показано на рис. 30.

Проводятся исследования по легированию сплавов Си—Ni другими металлами, например молибденом, нио­ бием, танталом, бериллием, хромом, магнием, в количе­ стве 0,1—4%. Например, сплав 1N—732-Х содержит, кро­ ме 67% Си и 30% Ni, также 3% Сг. Сплавы Си—Ni яв­ ляются важным конструкционным материалом для уста­ новок, работающих в условиях очень низких температур. Прочность на растяжение некоторых из этих сплавов при температурах до —200° С приведена на рис. 31. Литей­ ные сплавы Си—Ni легируют дополнительно оловом, марганцем или свинцом [54—56].

Сплавы меди с высоким удельным сопротивлением

Сплавы с высоким удельным сопротивлением приме­ няются следующих типов: Си—Ni, Си—Мп, Си—Мп—Zn, Си—Mn—Ni, Си—Мп—А1, Си—Si, Си—Si—Мп и др.

Сплавы Си—Ni, содержащие 40—45% Ni, известны под названием Ferry Еѵгіса и т. д.

Существует большое число сплавов марки монель, на­

Сплавы Си—Мп содержат обычно 2—7% Мп, но мо­ гут быть дополнительно легированы и другими элемен­ тами.

Сплавы Си—Мп—Ni содержат 2—10% Ni. Важное значение имеют сплавы Си—Мп—А1, известные под на­ званием Isabelin, Novoconstant, Therlo, Kumanal и др. Сплавы типа Си—Мп—Ni продаются под названием Manganin (ФРГ), Minalpha (Англия), Telcuman, Tarnac и др.

Сплавы Си—Si содержат обычно 1—4% Si и другие элементы, например марганец. Это — сплавы марок Everdur A, PMG-10, PMG-19 и др.

К сплавам типа Си—Мп—Zn относится сплав, содер­ жащий 50—60% Си, 2—30% Мп, остальное цинк. Иногда эти сплавы легируют с целью улучшения их обрабаты­ ваемости свинцом в количестве 2—3%. К сплавам с вы­ соким удельным сопротивлением относятся также сплавы Си—Ni—Cr (например, 71% Ni, 12% Cu, остальное хром); Cu—Ni—Zr (легированные, например, и 2—4% Со); Си—Sn—Р (содержащие до 10% Sn); спла­ вы Си—As (содержащие до 40% As) и др.

Сплавы меди особого назначения

. Для изготовления форм для стекольной промышлен­ ности используют сплав Incrament 800, который содержит 11% AI, 15% Ni, 1—2% Со и до 1% Fe [57]. Для полу­ чения отливок литьем под давлением используют и не­ которые специальные сплавы, имеющие низкую точку плавления. Это, например, сплавы следующего состава: Си—Zn—Ni—Р, содержащие до 6% Р [58].

Сплавы для демпфирования вибрации известны под названием Sonoston (например, 25—50% Си, 2,5—6% А1, 0,5—3,5% Ni, остальное марганец). Если мягкая сталь обладает демпфирующей способностью, равной 1,5%, а латунь M s70 — всего 0,35%, то сплавы Sonoston имеют демпфирующую способность 30%■

5 . НИКЕЛЬ И ЕГО СПЛАВЫ

В СССР проводятся обширные исследования с целью установления влияния присадок и примесей на деформи­ руемость никеля, причем определяли и значения суже­ ния при различных температурах деформации. При тем­ пературе около 1000°С чистый никель имеет наиболее благоприятные показатели относительного сужения, тог­ да как относительное сужение при пониженных темпера­ турах (например, 400—900° С) увеличивается под влия­ нием ряда элементов (например, титан, цирконий, гаф­ ний, магний,бор,лантан, церий) [59].

Низколегированные сплавы никеля

Низколегированные никелевые сплавы содержат до 99,5% Ni. Такие сплавы применяются, например, в элек­