Глава IX термическая обработка сплавов цветных металлов

§ 9.1. Термическая обработка меди и ее сплавов

Медь – широко применяют в электротехнике, различных отраслях машиностроения, радиоэлектронике и приборостроении. Медь обладает высокой пластичностью, тепло- и электропроводностью. Благодаря этим свойствам ее используют для изготовления проводов, шин, контактов, индукторов и других проводников электрического тока.

Медные изделия изготовляют в основном методом холодного деформирования. Для восстановления пластических свойств медь подвергают рекристаллизационному отжигу при температуре 500 – 600 °С с охлаждением в холодной воде. Охлаждение в воде устраняет окислы и окалину и придает меди чистый, красный цвет.

Пластичность резко повышается (σ = 45 ÷ 50%), а прочность снижается примерно в два раза и составляет 196 – 245 МПа (20 -– 25 кгс/мм²).

Медь выпускается следующих марок: М00 (примеси висмут и свинец 0,01 %), M1 (примеси – 0,1%), М2 (примеси – 0,3 %), М3 (примеси – 0,5 %).

Латуни – это сплавы меди с цинком. Они обладают высокими технологическими свойствами. Из них получают отливки и катаный полуфабрикат: листы, ленты, трубки, проволоку. Содержание меди и цинка отражают в наименовании марки. Например, латунь Л90 – среднее содержание меди в сплаве 90 % и 10 % цинка.

В однофазных α-латунях с содержанием меди не менее 61 % (Л70, ЛН65 – 5 и др.) нет фазовых превращений и поэтому они подвергаются только рекристаллизационному отжигу при температуре (100 – 700 °С) с охлаждением на воздухе или в воде для лучшего отделения окалины. Латунные листы, предназначенные для глубокой вытяжки с целью получения более мелкого зерна, отжигают при более низких температурах (450 – 550 °С).

Латунные детали, имеющие после деформации остаточные напряжения, в условиях влажной атмосферы подвержены самопроизвольному растрескиванию. Эти детали подвергают низкотемпературному отжигу при температуре 200 – 300 °С, в результате остаточные напряжения значительно уменьшаются.

Латуни, содержащие 3 – 12 % цинка (остальное медь), имеют цвет золота, и их применяют для ювелирных и декоративных изделий.

В специальные латуни для придания им тех или иных свойств дополнительно вводят различные элементы: свинец – для улучшения обрабатываемости; олово – для повышения сопротивления коррозии в морской воде; алюминий, никель и др. – для повышения механических свойств.

Бронзы – сплавы меди с оловом, свинцом, кремнием, алюминием и другими элементами. Маркируются буквами Бр. – бронза, зa которыми следуют заглавные буквы легирующих элементов и далее цифры, показывающие среднее содержание легирующих элементов в процентах (например, Бр.ОФ6,5 – 0,4 содержит 6,5 % олова, 0,4 % фосфора).

Оловянные бронзы (содержание олова до 20%) обладают хорошими литейными свойствами, высокой химической стойкостью и хорошими антифрикционными свойствами. Бронзы с 4 – 5 % олова являются однофазными и хорошо деформируются в холодном состоянии. Эти бронзы подвергаются рекристаллизационному отжигу при температуре 600 – 650 °С.

Алюминиевые бронзы содержат 5 – 10 % алюминия. Алюминиевые бронзы подвергаются нормализации с нагревом до 650 °С или закалке с 900 °С в воде. Алюминиевые бронзы хорошо сопротивляются коррозии и имеют высокие механические и технологические свойства.

Кремнистые бронзы превосходят оловянистые по механическим свойствам и являются более дешевыми.

Бериллиевые бронзы значительно повышают механические свойства в результате термической обработки. Закалка производится с температуры 760 – 780 °С с охлаждением в воде. Старение проводят при температуре 300 – 350 °С в течение 2 ч. Твердость возрастает до НВ 350 – 400. Бериллиевые бронзы обладают меньшей прочностью, хорошей обрабатываемостью и свариваемостью. Идут для изготовления ответственных деталей типа пружин, мембран, втулок, зубчатых колес и других деталей и инструмента для взрывобезопасных работ (при ударе не возникают искры). Бериллиевые бронзы содержат 2 – 2,5 % Be.