HomeЦветные металлы и сплавы › Сплавы меди с цинком — латуни

Сплавы меди с цинком — латуни

В технике находят широкое применение сплавы меди с различными элементами, известные под разными названиями. Технические сплавы меди с цинком имеют общее название — латуни. Различают латуни простые, являющиеся в основе двойными сплавами меди с цинком с некоторыми примесями, не имеющими существенного значения, и латуни сложные — легированные, заключающие в себе ряд элементов, оказывающих существенное влияние на сплав.

 

Система Си -Zn. Для изучения латуней нужно обратиться к диаграмме состояний (равновесия) системы Си-Zn. В этой системе практический интерес представляют лишь начальные области со стороны Си: область одного твердого раствора, ограниченного линией ABE и обозначенного буквой а, и следующая за ней область, начинающаяся от линии ВтЕ, в которой встречаются две фазы а + р (или ).

 

Отсюда и разделяют латуни по их физико-химическому составу на однофазные (а-латуни) и двухфазные. Границей между ними служит линия ВтЕ, которая является линией насыщения (пределом насыщения) а-твердого раствора и от точки т и до нормальной температуры отвечает 39% Zn (61 % Си).

 

Таким образом, 39% Zn является границей между однофазной и двухфазной латунями.

Количество второй фазы (р\’) непрерывно увеличивается по мере увеличения содержания Zn в сплаве, при уменьшении количества а-фазы, которая, наконец, исчезает при достижении 46% Zn (линия OF). Свыше этого содержания в сплаве будет одна фаза:

Р -твердый раствор, который представляет аллотропическую модификацию твердого раствора р, существующего при высоких температурах (выше 453°) и получающегося из жидкости (при первичной кристаллизации).

 

Между областями одних твердых растворов аир (р\’), как видно из диаграммы, имеется ряд превращений: перитектическое по линии BCD, увеличение предела насыщения (Вт) и аллотропическое — по линиям тпо и npoq: Эти превращения обусловливают возможность получения -неравновесных состояний в сплавах соответствующих составов.

 

Следует только иметь в виду, что эта граница соответствует лишь сплавам, находящимся в полном равновесии; при неполном же равновесии вторая фаза (р\’) может наблюдаться и при несколько меньшем содержании цинка, чем 39%.

 

Согласно новейшим исследованиям, в условиях чрезвычайно длительной выдержки (тысячи часов) можно обнаружить выделения по линии ху (фиг. 207, пунктир). Однако, практически эти выделения обычно не наблюдаются.

 

2 Фаза — представляет пример электронного соединения, указанного в § 29.

3 Вторая часть диаграммы с фазами \»J, е и \»Ц не рассматривается ввиду ее малой практической важности.

Структура латуней. Однофазные латуни имеют структуру твердого раствора, т. е. дендритную (если имеет место внутрикристалли-ческая ликвация и концентрация твердого раствора в зернах не выравнена) или зернистую — полиэдрическую (при выравненном составе).

 

Дендритная структура а-латуни, приведенная на фиг. 208, наблюдается в необработанных отливках, охлажденных в условиях неполного равновесия. После отжига и выравнивания концентрации в зернах дендритная структура исчезает и получается обычная зернистая структура

 

 Если же латунь подвергалась механической обработке давлением и рекристаллизации, то в зернах структуры наблюдаются характерные полоски двойников.

 

Поскольку в области а-фазы нет линий превращений и фазовых изменений, постольку в а-латуни нельзя получать неравновесные состояния и, следовательно, нельзя производить закалку. Структурные изменения в них проявляются лишь в размерах (величине) зерен в связи с процессом рекристаллизации при отжиге после наклепа или при горячей механической обработке.

 

Существующие для а-латуней рекристаллизационные диаграммы, аналогичные таковым для меди, указывают на рост зерна и позволяют получать зерно любой величины. Структуры в связи с температурой при рекристаллизации этой латуни были приведены.

 

В двухфазных латунях в структуре, кроме а, наблюдаются также и р\’ участки, как это показано на фиг. 212, а, 6 для латуни с 40% Zn литой и прокатанной.

 

Свойства латуней. На фиг. 213 показаны графики изменения механических свойств латуней (при нормальной температуре) в связи с составом (% Zn) и соответственно диаграмме состояний (фиг. 207). Из них следует, что в области, однофазных а-латуней наблюдается

Зернистая структура прокапластичности (8%), сначала даже возрастающей по мере повышения процента Zn в сплаве и достигающей максимума (~65%) при содержании 30-32% Zn.

Таким образом а-латунь представляет материал относительно невысокой твердости и прочности, обладающий чрезвычайной пластичностью (при нормальной температуре). Далее, при переходе за предел насыщения (39% Zn) с появлением второй фазы (р\’) наблюдается более резкое повышение твердости и прочности при убывании пластичности.

Фиг. 212. Латунь мунцевая: а — литая (х 100); б — прокатанная (х 100).

 

Это находит объяснение в том, что р\’-фаза является твердой и хрупкой, и по мере увеличения ее количества в сплаве наблюдается непрерывное повышение твердости и хрупкости сплаве— . Прочность же при этом сперва повышается, но до некоторого предела (около 42% Zn), за которым также непрерывно снижаются в связи с увеличением количества хрупкой р\’-фазы.

 

Здесь имеем такую же закономерность в изменении механических свойств по мере увеличения твердой и хрупкой фаз, какая была указана выше для сталей по мере увеличения цементита в пластичной фазе—феррите.

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.