/
Author: Смирягин А.П.
Tags: металлургия материаловедение цветные металлы металлы и сплавы металлургическая промышленность
Year: 1956
Text
А П СМИРЯГИН
ПРОМЫШЛЕННЫЕ
ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ
И СПЛАВЫ
ВТОРОЕ ПЕРЕРАБОТАННОЕ и ДОПОЛНЕННОЕ ИЗДАНИЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ
НАУЧНО ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ЛИТЕРАТУРЫ ПО ЧЕРНОЙ И ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
Москва 1956
ОГЛАВЛЕНИЕ
РЕЦЕНЗЕНТЫ; канд. техн, наук А. М. КОРОЛЬКОВ
и инж. Н. Н. ПОСТНИКОВ
АННОТАЦИЯ
В книге подробно изложены сведения о физи-
ко-химических, механических и технологических
свойствах важнейших промышленных цветных
металлов и сплавов. Дана общая характеристика
физических и коррозионных свойств каждой
группы сплавов, влияния на них добавок и вред-
ных примесей, а также указаны области приме-
нения этих сплавов.
Книга предназначена в качестве практического
руководства для инженерно-технических работни-
ков металлургических, металлообрабатывающих,
машиностроительных заводов, научно-исследова-
тельских институтов и проектных организаций.
Стр.
Предисловие .................................................. 7
Часть I. Медь техническая ..................................... 9
Влияние примесей на свойства меди ............................ 9
Анизотропия ................................................... 25
Коррозионные свойства меди v................................... 25
Химический состав, физические, механические и технологические
свойства меди ................................................. 30
Часть II. Латуни (медноцинковые сплавы) ................. 47
Общая характеристика и особенности обработки латуней .......... 47
Влияние примесей .............................................. 52
Коррозионные свойства латуней ................................. 55
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением ............ 59
Латунь Л96 ............................................. 59
Латунь Л90 ............................................. 63
Латунь Л85 ............................................... 68
Латунь Л80 ............................................. 73
Латунь Л75 ............................................. 79
! Латунь Л70 .................................................. 80
Латунь Л68 ............................................. 86
Латунь Л66 ............................................. 96
Латунь Л62 ............................................... 98
Латунь Л59 .............................................. 104
Многокомпонентные (специальные) латуни ........................ ИО
Латуни алюминиевые ......................................... 110
Латунь ЛА85-0.5 ......................................... 111
Латунь ЛА77-2 ............................................ ИЗ
Латунь ЛАЖ60-1-1 ......................................... И 5
Латунь ЛАН59-3-2 ......................................... 118-
Латунь ЛЖМц59-1-1 ........................................ 121
Латуни кремнистые ......................................... 124
Латунь ЛК80-3 ............................................ 125
Латунь ЛКС65-1.5-3........................................ 128
Латуни марганцевые ......................................... 130
Латунь ЛМц58-2 ........................................... 130>
Латунь ЛМцА57-3-1 ........................................ 133
Латуни никелевые ........................................... 134
Латунь ЛН65-5 ............................................ 136
4
Оглавление
Стр.
Латуни оловянные ........................................ 144
Латунь ЛО90-1 ........................................ 145
Латунь Л070-1 .......................................... 148
Латунь Л062-1 ......:................................... 154
Латунь Л060-1 ...................................... 157
Латуни свинцовые ......................................... 159
Латунь ЛС74-3 ........................................ 160
Латунь ЛС64-2 .......................................... 162
Латунь ЛС63-3 ........................................ 166
Латунь ЛС60-1 ........................................ 169
Латунь ЛС59-1 .......................................... 172
Латуни литейные .......................................... 177
Латуни вторичные в чушках .............................. 161
Припои ................................................... 184
Часть III. Бронзы ........................................... 185
Алюминиевые бронзы ..................................... 185
Алюминиевая бронза БрА5 ................................ 189
Алюминиевая бронза БрА7 ................................ 193
Алюминиевожелезная бронза БрАЖ9-4..........(............ 198
Алюминиевожелезомарганцевая бронза БрАЖМц 10-3-1,5 ..... 202
Алюминиевожелезоникелевая бронза БрАЖН10-4-4 ........... 206
Алюминиевомарганцевая бронза БрАМц9-2 .................. 210
Бериллиевые бронзы .......................................... 213
Влияние добавок и примесей ........................... 216
Коррозионные свойства бериллиевой бронзы ............... 018
Кремнистые бронзы ........................................... 224
Влияние добавок и примесей ............................ 225
Коррозионные свойства кремнистых бронз ................. 228
Кремнистомарганцевая бронза БрКМцЗ-1 ................... 230
Креминстоникелевые бронзы: БрКНЬЗ н БрКН0,5-2 .......... 236
Марганцевые бронзы .......................................... 238
Бронза БрМц5 ........................................... 239
Хромовые бронзы ............................................. 244
Бронза БрХ0,5 .......................................... 245
Литейные безоловянные бронзы-................................ 249
Оловянные бронзы ............................................ 251
Влияние добавок н примесей ............................. 255
Коррозионные свойства оловянных бронз ................... 263
Оловянные бронзы, обрабатываемые давлением ............... 266
Бронза БрОФб,5-0,4 ................................... 266
Бронза БрОФ4-0,25 ...................................... 277
Бронза БрОЦ4-3 ......................................... 283
Бронза БрОЦС4-4-2,5 .................................... 287
Оглавление
5
Стр.
Литейные оловянные бронзы ......................................... 289
Литейные оловянные бронзы ответственного назначения (нестан-
дартные) ............................................... 292
Бронза БрОЮ ............................................ 294
Бронза БрОФЮ-1 ......................................... 295
Бронза БрОЦЮ-2 ......................................... 296
Бронза БрОЦ8-4 ......................................... 298
Бронза БрОС8-12 ........................................ 299
Бронза БрОС5-25 ..............'......................... 600
Бронза БрОЦС6-6-3 ....................................... 301
Часть IV. Никелевые и медноникелевые сплавы ................. 302
Влияние компонентов и примесей .............................. 302
Светлый отжиг никелевых и медноникелевых сплавов ............ 311
Коррозионные свойства никеля ................................ 312
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы ........... 315
Никель технический НТ ................................ 316
Никель малблегированный НК0,2 для электровакуумной про-
мышленности ............................................ 322
Никель марганцевый НМц2,5 .............................. 324
Никель марганцевый НМц5 ................................ 327
Монель-металл НМЖМц28-2,5-1,5 .......................... 330
Мельхиор МНЖМц30-0,8-1 ................................. 338
Мельхиор МН 19 ......................................... 349
Нейзильбер МНЦ15-20 .................................... 356
Нейзильбер свинцовый МНЦС17-18-1.8 ..................... 362
Куниаль МНА13-3 (А) и МНАб-1,5 (Б) ..................... 364
Медноникелевый сплав МН5 ............................... 370
Гермоэлектродные никелевые и медноникелевые сплавы .......... 377
Сплав МН0,6 (ТП) ....................................... 377
Сплав МН 16 (ТБ) ....................................... 379
Копель МНМц43-0,5 ...................................... 382
Хромель НХ9.5 (1) и НХ9 (2) *........................... 387
Алюмель НМцАК2-2-1 ..................................... 392
Сплавы сопротивления ........................................ 398
Нихром Х20Н80 ........................................... 401
Ферронихром Х15Н60 ..................................... 403
Константан МНМц40-1,5 .................................. 409
Мангацин МНМцЗ-12 ...................................... 414
Магнитные сплавы ..................................... 420
Часть V. Алюминий н его важнейшие сплавы ..................... 421
Влияние примесей и газов..................................... 421
Коррозионные свойства алюминия ............................... 424
Алюминий технический ...................................... 425
Алюминиевые сплавы, обрабатываемые давлением ................ 431
Алюминиевые сплавы литейные ................................. 442
6
Оглавление
Стр.
Часть VI. Магний и его важнейшие сплавы ....................... 450
Влияние примесей .............................................. 450
Коррозионные свойства магния и его сплавов .................... 450
Магний технический ............................................ 451
Магниевые сплавы, обрабатываемые давлением .................... 452
Магниевые сплавы литейные ..................................... 455
Магниевые сплавы в чушках ..................................... 458
Часть VII. Олово и его важнейшие сплавы ....................... 459
Влияние примесей ............................................ 459
Коррозионные свойства олова ................................... 460
Олово техническое ............................................. 461
Сплавы на основе олова ........................................ 464
Часть VIII. Свинец и его важнейшие сплавы ..................... 465
Влияние примесей .............................................. 465
Коррозионные свойства свинца .................................. 465
Свинец технический ............................................ 466
Свинцовые сплавы ............................................ 470
Часть IX. Цинк и его важнейшие сплавы ......................... 472
Влияние примесей .............................................. 472
Коррозионные свойства цинка ................................... 473
Цинк технический ............................................. 474
Цинковые сплавы ............................................. 481
Часть X. Титан н его сплавы ................................... 482
Влияние газов и примесей на физико-химические свойства титана .... 483
Коррозионные свойства 'питана ................................. 487
Сплавы на основе титана ..................................... 491
Влияние добавок на свойства титана ............................ 492
Приложение ................................................. 497
Физико-химические свойства чистых металлов ................ 497
Кристаллическая структура металлов ........................ 515
Упругость паров важнейших элементов ....................... 523
Растворимость газов в металлах ............................ 526
Электродные потенциалы .................................... 528
Механические свойства чистых металлов ..................... 530
Свойства химических соединений ............................ 535
Температуры плавления солей и их смесей, применяемых в каче-
стве флюсов ........................................... 548
Эталоны для определения микроскопическим методом величины
зерна в металлах и однофазных сплавах .................... 554
Литература ................................................... 556
СВЕТЛОЙ ПАМЯТИ ДОРОГОГО J ЧИТЕЛЯ,
ЗАСЛУЖЕННОГО ДЕЯТЕЛЯ НАУКИ
И ТЕХНИКИ, ПРОФЕССОРА
АНАТОЛИЯ МИХАЙЛОВИЧА БОЧВАРА
АВТОР ПОСВЯЩАЕТ СВОЙ ТРУД
ПРЕДИСЛОВИЕ
В книге собраны сведения, необходимые для практической ра-
боты по изготовлению, обработке и применению важнейших цвет-
ных металлов и сплавов; приведены подробные данные о физико-
химических, механических, технологических свойствах и примене-
нии указанных металлов и сплавов. Книга иллюстрирована диа-
граммами, показывающими изменение свойств сплавов в зави-
симости от степени деформации, температуры отжига и величины
зерна, а также влияние высоких температур на свойства сплавов.
Для удобства пользования материалы о сплавах в книге рас-
положены по принципу изменения основного компонента, как это
принято в Государственных стандартах.
Второе издание книги вновь переработано и дополнено новей-
шими данными по физическим, механическим и химическим свой-
ствам важнейших цветных металлов и сплавов, а также в нем
уточнены и значительно дополнены диаграммы, характеризующие
изменение свойств цветных металлов и сплавов. Книга дополнена
разделами, касающимися весьма важных облагораживаемых
сплавов: бериллиевых, хромовых, кремнистоникелевых бронз
и др.
Полнее освещены вопросы, касающиеся влияния примесей, до-
бавок, анизотропии свойств и коррозионной стойкости цветных
металлов и сплавов. Учитывая пожелания многих читателей, рас-
ширен раздел о свойствах чистых металлов.
При составлении этой книги, кроме справочной литературы и
ГОСТов, учтены опубликованные в советской и заграничной печа-
ти научно-исследовательские работы, а также работы автора за
последние 30 лет.
ЧАСТЬ I
МЕДЬ ТЕХНИЧЕСКАЯ
Медь — химический элемент первой группы периодической си-
стемы Д. И. Менделеева с порядковым номером 29 и атомным ве-
сом 63,57 (физич. ат. вес 63,54). Известны стабильные изотопы
меди с массами 63 и 65. Получены искусственные радиоактивные
изотопы меди с массами: 58, 59, 60, 61, 62, 64, 66 и 67 и с перио-
дами полураспада от 3 сек. до 60 час.
Техническая медь обладает высокой электропроводностью, теп-
лопроводностью, коррозионной стойкостью; хорошо обрабаты-
вается давлением как в горячем, так и холодном состоянии, что
обусловливает широкое использование меди во всех областях про-
мышленности как в чистом виде, так и в виде разнообразных спла-
вов
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА СВОЙСТВА МЕДИ
В этом разделе рассматривается влияние на свойства меди
примесей как присутствующих в стандартных марках меди, так
и примесей, которые могут попасть в медь, например, при исполь-
зовании вторичных металлов или при раскислении.
Здесь же даны сведения о влиянии на медь некоторых элемен-
тов (селен, теллур), имеющих самостоятельное значение. Данные
о влиянии олова, никеля и цинка подробно рассматриваются в
разделах, посвященных латуням и бронзам.
Многие примеси, содержащиеся в меди, влияют на ее физиче-
ские и технологические свойства. Присутствие в меди некоторых
примесей даже в ничтожных количествах резко снижает ее элект-
ропроводность Влияние прИхчесей, обычно встречающихся в тех-
нической меди, а также добавок некоторых элементов на электро-
проводность и теплопроводность меди, показано на рис. 1, 2 и 3.
Алюминий в стандартных марках технической меди не
встречается и попадает в нее лишь случайно при использовании
вторичных металлов. На механические свойства меди и обработку
давлением алюминий заметного влияния не оказывает, но зато
повышает коррозионную устойчивость ее и, в частности, резко
уменьшает окисляемость при нормальной и повышенной темпе-
ратурах
Рис 1 Влияние примесей на элек-
тропроводность меди
Содержание доСавон, %
Электропроводность, ли/ам-л1М
Рис. 2 Влияние добавок на элек-
тропроводность меди
Рис. 3 Влияние добавок на теп-
лопроводность меди
Влияние примесей на свойства меди
11
Отрицательное действие алюминий оказывает на медь при
пайке и лужении, он также сильно понижает ее электропровод-
ность и теплопроводность.
Бериллий в ряде случаев применяется как раскислитель.
Его присутствие в незначительных количествах мало сказывается
на электрических и других физических свойствах меди. Примеси
бериллия повышают коррозионную стойкость меди при высоких
температурах.
Висмут практически не растворим в меди в твердом состоя-
нии. Диаграмма состояния Си — Bi представлена на рис. 4. Под
Рис 4. Диаграмма состояния
медь — висмут
Рис. 5. Диаграмма со-
стояния медь—железо
(сторона меди)
влиянием небольших количеств висмута (0,005%) медь легко
разрушается при горячей обработке давлением. При повышенном
содержании висмута медь делается хрупкой и в холодном состоя-
нии, поэтому он является весьма вредной примесью. На электро-
проводность меди висмут заметного влияния не оказывает.
Железо незначительно растворимо в меди в твердом состоя-
нии. При 1050° железо входит в твердый раствор до 3,5°/о, а при
температуре 635° растворимость его снижается до 0,15%. '
Диаграмма состояния Си — Fe представлена на рис. 5. Же-
лезо измельчает структуру, задерживает рекристаллизацию, повы-
шает прочность и снижает пластичность меди.
Электропроводность и теплопроводность меди под действием
железа резко снижаются, также заметно понижается и корро-
зионная устойчивость. Если железо присутствует в меди как са-
мрстоятельная фаза, то медь приобретает магнитные свойства.
Кислород мало растворим в меди в твердом состоянии. На
Рис. 6 показаны границы a-твердого раствора в системе Си — О.
12-
Медь техническая
При затвердевании меди кислород выделяется в виде эвтек-
тики медь — закись меди, располагающейся по границам кристал-
------------------------- литов. Содержание кислорода в
m
0,00 0,002 OflOO 0,005 0,008 0,010 0,01!
Содержание кислорода, %/вес.)
Рис. 6. Границы d-твердого раствора
в системе медь — кислород. Сторона
меди (А. П. Смирягин)
литой и деформированной меди
с большой точностью определя-
ется микроскопическим методом
по эталонам (см. ГОСТ 635—
52. Медь. Методы анализа), так
как количество эвтектики про-
порционально содержанию кис-
лорода в меди.
При рассмотрении под мик-
роскопом в рассеянном свете
закись меди имеет голубоватую
окраску.
В поляризованном свете за-
кись меди при скрещивании ни-
колей принимает рубиново-
красную окраску, что является
характерной особенностью для
закиси меди, так как другие со-
ставляющие, например сульфиды, фосфиды меди и др., в этих усло-
виях не дают вышеуказанной цветной окраски.
Кислород является вредной примесью, так как при повышен-
ном его содержании заметно понижаются пластичность и корро-
зионные свойства меди, а также затрудняются процессы пайки,
лужения и плакировки.
Влияние кислорода на механические и физические свойства
холоднотянутой и отожженной меди приведено в табл. 1.
Еще в большей мере кислород отрицательно влияет на техно-
логические свойства меди, в частности, медь, содержащая более
0,1»/о О, легко разрушается при горячей обработке давлением.
Попытки парализовать вредное действие кислорода введением
других элементов показали, что при определенном соотношении
некоторых весьма вредных примесей, например сурьмы и мышь-
яка, значительно ослабляется их отрицательное действие, а так-
же отрицательное действие кислорода.
В табл. 2 приведены данные, иллюстрирующие влияние кис-
лорода на механические и физические свойства меди в присутст-
вии мышьяка.
Из табл. 2 видно, что одновременное присутствие кислорода
и мышьяка не сказывается на механических свойствах меди, но
при этом весьма сильно снижается электропроводность.
Аналогичное влияние на механические свойства меди оказы-
вают примеси кислорода и сурьмы, а также кислорода, сурьмы
и мышьяка при совместном их присутствии (табл. 3).
Влияние примесей на свойства меди
13
Таблица 1
Влияние кислорода на свойства меди
Материал Содержание кислорода Предел проч- ности при растяжении КЗ/Л1Л12 Относитель- ное удлине- ние, % Относитель- ное сужение о/ /о Предел уста- лости при 5x10’ циклах KC.Al.U2 Электро- проводность % Плотность г смъ
Медь, деформи- 0,016 22,7 54 77 7,7 100 8,91
рованная и 0,040 22,4 50 72 9,4 100 8,90
отожженная 0,060 22,7 56 70 9,1 100 8,9
при 700°, 0,090 23,1 53 65 8,4 100 8,88
30 мин 0,170 24,1 49 57 7,7 99,0 8,84
0,360 25,9 55 39 7,7 96,2 8,76
Медь холодно- 0,036 26,2 30 73 12,9 99,6
0,049 26,2 29 68 12,2 98,9
тянутая 0,094 26;6 27 63 13,3 97,9
0,220 28; 7 27 1 49 11,9 94,6
Таблица 2
Влияние кислорода и мышьяка на свойства меди
(образцы после деформации отжигались при 700° в течение 30 мин.)
О % As 7о Предел прочности при рЯстя- ;кенпи кг/ммЛ Удлине- ние, % Сужение % Электро провод- ность, о/о Плотность г,сл13 Предел усталости при коле- бании 2x10? кг'мм*
0,016 0,053 22 57 72 85,5 8,91 9,8
0,005 0,093 22,4 57 70 76.9 8,89 10,1
о.ооз 0,36 22,7 60 79 45,3 8,92 9,5
0,009 0,60 23,4 55 62 33,7 8,85 10,1
0,013 0,86 23,8 56 66 25,6 8,86 10,5
0,006 1,04 23,8 59 79 ' 22,5 8,91 10,8
0,11 0,09 — — 58 73,9 В,87 10,8
0,039 0,09 22,7 62 70 75,3 8,9 9,5
0,04 0,24 23,1 57 71 55,1 8,89 10,8
0,06 0,25 22,7 58 67 54,8 8,88 10,5
0,07 0,30 23,1 55 66 49,9 8,88 10,5
0,058 0,34 23,4 56 64 46,4 8,88 10,2
0,071 0,44 23,1 59 67 40,8 8,88 10,8
0,034 0,45 23,8 62 72 37,9 8,90 11,2
0,05 0,93 24,8 61 72 24 8,9 10,8
5 0,005 1,40 — — 67 19,2 8,87 10,8
0,006 2,02 25,5 59 64 14,5 8,86 И,9
14
Медь техническая
Таблица 3
Влияние кислорода, сурьмы и мышьяка на свойства меди
(образцы отжигались при 700° в течение 30 мир.)
О Sb As % Предел прочности при рас- тяжении кг/.ил12 Относи- тельное Удлинение Сужение, X Электро- провод- ность % Плот- ность, 8/СЛ13 Предел усталости при 2x107 колебаний К8/Л1ЛС2
0,008 0,0035 . 22 63 75 100 8,91 8,4
0,013 0,021 — 22,4 63 74 97,4 8,91 9,1
0,005 0,046 22,4 60 72 94,8 8,9 9,1
0,015 0,092 — 23,4 49 73 94,1 8,92 9,1
0,016 0,22 — 23,1 67 77 75,6 8,92 10,8
0,014 0,47 —- 23,4 58 66 56,4 8,92 12,2
0,014 0,05 0,05 22,4 60 73 82,5 8,9 10,5
0,018 0,32 0,045 22,4 59 71 48,9 8,89 10,5
0,019 0,51 0,048 23,1 58 73 38,8 8,89 11,2
0,018 0,05 0,25 23,8 59 77 . 65,9 8,91 11,2
0,017 0,32 0,24 23,5 59 75 46,2 8,9 11,2
0,013 0,55 0,24 23,8 64 76 32 8,91 12,2
0,018 0,06 0,49 24,5 60 76 56,8 8,89 11,9
0,017 0,53 0,50 25,2 62 76 39,9 8,9 12,2
Однако при наличии в меди примесей кислорода, мышьяка
и сурьмы, ее электропроводность под влиянием суммы этих при-
месей резко снижается.
Данные о влиянии примесей кислорода и висмута, а также кис-
лорода и железа при их совместном присутствии на механические
и физические свойства меди приведены в табл. 4 и 5.
Таблица Т
Влияние кислорода и висмута на свойства меди
Материал О % B1 % Предел прочности при рас- тяжении КЗ/Л1Л12 1 Относитель- ное удлине- ние, % Относитель- ное сужение % Электропро- водность, °/0 I Плотность г/см3 Предел усталости при 2х 10’ колебаний кг/.им2
Отожженный при 700°, 0,015 0,002 22,4 66 68 100 8,9 9,4
30 мин. 0,016 0,006 23,1 62 72 100 8,92 9,4
0,011 0,016 23,4 60 74 100 8,91 9,4
0,015 0,015 23,1 64 72 99,5 8,89 10,5
Холоднотяну- тый (наклеп. 0,015 0,002 36,7 17 62 99,9 8,92 13,а
50%) 0,016 0,006 37,4 17 65 99,8 8,92 13,6
0,011 0,016 36,4 17 60 100 8,92 13,6
0,015 0,015 36,4 13 73 98,9 8,93 13,3
Влияние примесей на свойства меди
15
Таблица 5
Влияние кислорода и железа на свойства меди
Материал О г Fe 7о Предел прочности при растя- жении Относитель- ное удлине- ние, % Относитель- ное сужение То Электропро- водность, % Плотность г/с.и3 Предел усталости при 2x10? колебаний хг/мм2
0,014 0,06 22,7 57 73 100,0 8,9 9,8
0,003 0,20 22,4 60 73 54,1 8,92 9,4
Отожженный 0,004 0,008 0,40 0,73 23,4 26,2 60 52 80 80 40,8 42 8,92 8,91 10,1 10,1
При /Ои , 0,005 0,96 25,2 45 82 38,9 8,91 10,5
30 мин. 0,004 1,38 30,1 .30 79 37,7 8,91 10,8
0,007 1,80 31,1 - 29 79 37,7 8,91 11,2
0,008 2,09 34,7 34 79 37,9 8,9 14
При наличии примесей кислорода и висмута в указанных ко-
личествах электропроводность'меди почти не изменяется, относи-
тельное удлинение резко снижается, а пределы прочности и уста-
лости повышаются. Под действием примесей кислорода и железа,
одновременно присутствующих в меди, ее электропроводность и
удлинение резко снижаются, а пределы прочности и усталости,
как и в первом случае, заметно повышаются.
Позднейшими работами установлено, что вредное действие на
медь примесей кислорода и висмута при их одновременном при-
сутствии парализуется за счет образования окиси висмута. Та-
кая медь хорошо выдерживает горячую обработку давлением,
если содержание в ней висмута не превышает 10о/0 от содержа-
ния кислорода. Вредное действие примесей мышьяка, сурьмы и
висмута, одновременно содержащихся в меди, нейтрализуется об-
разованием комплексных- соединений висмута с окислами
мышьяка и сурьмы.
Поэтому, например, в мышьяковистой меди содержание вис
мута допускается до 0,02%. Кислород повышает температуру ре-
кристаллизации меди. Деформированная медь, в зависимости от
содержания в ней кислорода, рекристаллизуется в пределах тем-
ператур 180—230°. Чистая бескислородная медь рекристалли-
зуется при температуре 100°, а при величине зерна 0,008 мм и
степени деформации 95% спонтанная рекристаллизация протекает
при комнатной температуре.
Влияние кислорода на механические свойства меди в зависи-
мости от степени деформации, величины зерна и температуры от-
жига приведено на рис. 21 и 22.
Водород значительно растворим в твердой и жидкой
16
Медь техническая
меди. Данные по растворимости водорода в меди в зависимости
от температуры приведены в табл. 433. Водород незначительно
влияет на свойства меди. В электроосажденной меди твердость
может резко возрасти под воздействием внутренних напряжений.
Особенно отрицательное действие водород оказывает на медь,
содержащую кислород. Такая медь после отжига в водороде или
Рис. 7. Поверхность медной тру-
бы, разрушившейся от «водород-
ной болезни»
Рис 8. Структура медной трубы,
разрушившейся от «водородной
болезни»
восстановительной атмосфере, содержащей водород, делается
хрупкой и растрескивается, что в промышленности известно под
названием «водородной болезни». Сущность этого явления заклю-
чается в том, что водород, легко проникающий в медь при повы-
шенных температурах, реагирует с кислородом закиси меди с об-
разованием водяных паров. При этом водяных паров получается
довольно значительное количество, например при содержании в
меди 0,01% О после отжига в водороде образуется 14 см' водяных
паров на 100 г меди. Образовавшиеся водяные пары не обладают
способностью диффундировать и не диссоциируют при этих усло-
виях и, имея очень высокое давление, легко разрушают медь. На
рис. 7 представлена поверхность медной трубы, содержащей
0.065% О и разрушившейся при горячей гибке после нагрева в
восстановительной атмосфере. На рис. 8 показана микроструктура
Влияние примесей на свойства меди
17
этой трубы с резко выраженной «водородной болезнью». Явление
«водородной болезни» в меди легко устанавливается испытанием
образцов на изгиб или кручение, а также микроскопическим ана-
тазом. В такой меди после полировки отчетливо видны поры и
трещины.
В меди, содержащей менее 0,005% О и отожженной в атмо-
сфере водорода при 800°, явление «водородной болезни» можно
обнаружить под микроскопом. Однако механические свойства
Рис 9. Изменение растворимо-
сти водорода в литой меди
в зависимости от содержания
в ней кислорода
при этом изменяются настолько незначительно, что «водородную
хрупкость» в такой меди по механическим свойствам установить
не удается. На рис. 9 показано изменение растворимости водорода
в меди в зависимости от содержания кислорода.
Мышьяк растворим в меди в твердом состоянии до 7,5%.
Незначительные количества мышьяка не оказывают заметного
влияния на механические и технологические свойства меди, но
сильно понижают электропроводность и теплопроводность.
Мышьяк значительно нейтрализует вредное действие примесей
висмута, сурьмы и кислорода и заметно повышает температуру
рекристаллизации меди. Вследствие малой скорости диффузии
мышьяк вызывает в меди дендритную структуру. Под влиянием
мышьяка закись меди легко коагулирует в сфероиды.
Мышьяк значительно повышает жаростойкость меди и заметно
парализует вредное действие кислорода, поэтому мышьяковистая
медь с содержанием 0,3—0,5% As применяется для изготовления
распорных болтов к паровозным .топкам и других деталей спе-
циального назначения, работающих при повышенных температу-
рах в условиях восстановительной атмосферы. На рис. 23 и 24
показано влияние мышьяка на изменение механических свойств
меди в зависимости от степени деформации, температуры отжига
и исходной величины зерна.
Свинец практически не растворяется в меди в твердом со-
стоянии. На рис. 10 представлена диаграмма состояния системы
медь — свинец. Свинец не оказывает заметного влияния на элект-
2 А П. Смнрягин
Рис.’ 10. Диаграмма состояния системы медь — свинец
испытания, °C
100 200 300 400 SOO 600 700 800 ЭОО
0.036
0,026
орзо
0.032
0,005
Рис. II. Влияние свинца на хрупкость медных
труб при сплющивании при высоких температу-
рах. Исходный материал: трубы из меди марки
МЗС, отожженные при 600° I час
Влияние примесей на свойства меди
ропроводносгь и теплопроводность меди, но значительно улучшает
ее обрабатываемость резанием. При горячей обработке давлением
медь под действием свинца легко разрушается, поэтому свинец
является весьма вредной примесью.
На рис. 11 показано влияние свинца на хрупкость медных труб
при сплющивании при высоких температурах. Из диаграммы вид-
но, что с повышением содержания свинца зона хрупкости меди
расширяется. Влияние свинца на механические свойства меди при
высоких температурах показано на рис. 30—31.
Серебро при незначительном содержании (примесь) не
оказывает заметного влияния на электропроводность и теплопро-
водность меди, однако заметно повышает ее сопротивление ползу-
чести. Под влиянием серебра повышается температура рекристал-
лизации меди. В частности, при содержании в меди ~0,24о/о Ag
температура рекристаллизации ее повышается более чем на 100°.
Влияние серебра на механические свойства меди в зависимости
от степени деформации, температуры отжига и исходной величины
зерна показано на рис. 25—26.
Сурьма растворима в меди в твердом состоянии при тем-
пературе эвтектики 645° до 9,5э/о. На рис. 12 показана диаграмма
состояния системы медь — сурь-
ма do стороны меди. Из диа-
траммы видно, что с понижени-
ем температуры растворимость
сурьмы в меди резко уменьша-
ется. Сурьма оказывает отрица-
тельное влияние на пластич-
ность меди.
При штамповке изделий из
меди вредное влияние сурьмы
сказывается слабее, чем при
других видах деформации, и со-
держание сурьмы в меди здесь
может быть до 0,2о/«.
Сурьма понижает электро-
проводность и теплопровод-
ность меди, поэтому в марках
Рис. 12. Диаграмма состояния си- меди, применяемых для провод-
темы медь — сурьма. Сторона меди ников тока, содержание сурьмы
(А. п. Смирягин) не следует допускать выше
0,002®/с-
Вредное действие сурьмы на механические свойства меди в
значительной мере парализуется мышьяком.
Влияние сурьмы на механические свойства и электропровод-
ность меди, отожженной при 700°, приведено в табл. 6.
2*
20
Медь техническая
Влияние сурьмы на свойства меди
Содержание сурьмы, Предел прочности при растя н ении КЗ .ММ2 Относи тельное удлинение °/с
0,004 22,2 62
0,020 22,6 61
0,046 22,5 60
0,092 23,4 48
0,22 23,6 —
0,47 23,4 58
Таблица 6
Относи- тельное сужение % Предел усталости при 2х 107 колебании КЗ ММ2 Электропроводность 7о, при
15° 6 5°
74 5,4 86,0
74 5,9 97,4 83,4
72 5,8 94,8 81,3
78 5,9 94,1 80,7
— 7,0 75,6 66,6
66 7,8 56,4 51,4
Сера хорошо растворяется в расплавленной меди, при затвер-
девании же растворимость ее падает до нуля. Диаграмма состоя-
ния системы медь — сера (сторона меди) приведена на рис. 13а
Рис. 13, а—диаграмма состояния системы медь — сера;
б — участок диаграмм системы медь — сера в области твердого раст-
вора
Влияние примесей на свойства меди
21
и 136. Взаимодействие между сернистым газом и медью проте-
кает, очевидно, по следующей реакции;
6Cu + SO2 zi 2Cu,0 4- Cu2S,
гак как под микроскопом часто можно наблюдать совместное при-
сутствие включений сернистой меди и закиси меди.
Сера незначительно влияет на электропроводность и теплопро-
водность меди, но заметно снижает пластичность при горячей и
холодной обработке давлением.
При наличии серы значительно улучшается обрабатываемость
меди резанием.
Влияние серы на свойства меди (99,99»/0 Си) приведено
в табл. 7.
Таблица 7
Влияние серы на свойства меди
Материал Содер- н ание серы {7о Предел текучести кг мм2 Предел прочности К2/Л1Л12 Относи- тельное удлинение Электро- провод НОСТЬ, °/о Обрабатыва- емость резанием °', по отно- шению к латуни ЛС59-1
0 35,6 36,6 21,4 99,7 15
0,15 34,8 36,7 14,3 97,8 24
Медь холоднотяну 0,23 36,1 зе;э 15,0 97,6 33
тая (наклеп 36%) 0,54 36,9 38,2 . 12,1 95,1 41
0,78 39,7 39,7 г 7,9 91,6 45
0,97 37,3 39,8 8,6 90,9 45
0 6,10 22,8 60,0 100 22
0,15 5,70 23,0 53,6 99,3 20
Медь отожженная 0,23 5,50 23,2 51,4 99,6 21
при 600°, 1 час 0,54 6,30 23,6 50,7 96,7 81
0,78 7,7 24,4 45,7 92,5 70
0,97 7.7 24,5 45,7 91,4 70
Селен действует на медь подобно сере. В твердом состоянии
в меди растворяется менее О,1«/о Se. При затвердевании селен вы-
деляется в виде соединения Cu2Se. При содержании его 2,2о/0 се-
лен образует с медью эвтектику, плавящуюся при температуре
1063°. На электропроводность и теплопроводность меди селен
Влияет незначительно, но снижает ее пластичность. Положительно-
влияет селен на обрабатываемость меди при резании.
Влияние селена на механические свойства, электропроводность
меди и обрабатываемость резанием приведено в табл. 8.
Теллур незначительно растворим в меди в твердом состоя-
вши (около 0,01о/о).
22
Медь техническая
Таблица 8
Влияние селена на свойства меди
Материал 1 Содепжэчие । селена, % Предел текучести при растя женил кг/ чи.2 Предел прочности при растя- жении К’/ Ч.Л12 Относи- тельное удлинение % Электро- провод- ность Обрабатывае- мость реза- нием, % по отношению к латуни ЛС59-1
Медь холоднотяну- 0,00 35,5 36,6 21,4 90,7 15,0
тая(нак теп 36 %) 0,11 36,0 37.4 19,0 93,9 38,0
0,26 36,3 37,2 15,7 98,0 64,0
0,48 35,8 37,6 15,7 97,4 89,0
1,01 35,1 37,5 Н.4 94,4 95,0
1,44 35,5 38,1 10,0 92,0 91,0
Медь отожженная 0,00 6,1 22,8 60,0 100 22
при 600°, 1 час 0,11 5,6 23,0 57,1 99,0 35
0,26 6,2 22,8 55,7 100 63
0,48 5.6 23,0 52,9 98,8 112
1,01 6,0 23,4 48,6 95.6 140
1,44 7,1 23,3 ‘ 42,1 94,4 150
На электропроводность меди теллур влияет очень мало. Он
сильно улучшает обрабатываемость резанием меди.
Влияние теллура на механические, технологические и электри-
ческие свойства меди приведено в табл. 9.
Табища 9
Влияние теллура на свойства меди
Материал Содержа- ние тел- лура, % Предел текучести при растя- жении кг/ им* Предел пропюсти при растя женин кг мм* Относи- тельное удлинение X Электро- прсвод- ность X Обрабаты- ваемость резанием °' по отноше- нию к латуни ЛС59 1
0,00 6,1 22,8 60,0 100 22
0,10 5,5 23,0 53,6 99,8 30
Медь отожженная 0,25 5,5 23,2 54,3 100,0 45
при 600°, 1 час 0,4,5 5,7 23,2 51,4 99,9 72
1,05 5,8 23,3 41,4 98,0 126
2,42 6.2 23,4 — 96,1 134
0,00 35,6 36,6 21,4 99,7 15
0,10 35,6 37,3 15,0 99,5 29
Медь холоднотяну - 0,25 36,2 37.5 14,3 98,9 45
тая (наклеп33%) 0,45 35,6 37,3 11,4 98,2 58
1,05 36,0 37,4' 10,7 97,1 91
2,42 35,9 38,4 7,1 94,5 91
Влияние примесей на свойства меди
23
Фосфор ограниченно растворим в меди в твердом состоянии,
предел насыщения a-твердого раствора при температуре 700е до-
стигает 1,3fl/o Р, а при 200° его содержание снижается до 0,4»/о-
Диаграмма состояния системы медь — фосфор (сторона меди)
представлена на рис. 14.
Рис. 14 Диаграмма состояния системы медь — фосфор.
Сторона меди
Фосфор сильно понижает электропроводность и теплопровод-
ность меди, но положительно влияет на ее механические свойства
и повышает-жидкотекучесть. Он оказывает положительное влия-
ние при сварке меди и широко применяется как раскислитель в
ч литейном деле.
Влияние фосфора на механические и физические свойства
меди, отожженной при 700° в течение 30 мин., приведено в
табл. 10.
Влияние примесей на пластичность меди при повышенных тем-
пературах и анизотропия механических свойств рассматриваются
ниже более подробно.
24
Медь техническая
Влияние фосфора на свойства меди
Таблица 10
Содержание фосфора, °/0 Предел прочности при растя женин Относи- тельное удлинение Относи- тельное сужение Электро провод- ность % Плотность г!см$ Предел усталости при 2х 107 циклов кг/мм2
0,014 24,1 62 - 73 94,3 8,92 7,7
0,030 22,4 59 82 78,2 8,91 8,4
0,045 22,7 50 86 72,4 8,92 8,7
0,096 23,1 62 80 55,5 8,92 9,9
0,148 23,8 63 85 45,2 8,92 10,5
0,178 24,5 61 85 42,5 8,90 9,2
0,254 24,8 63 84 33,1 8,90 9,4
0,494 26,9 62 90 19,7 8,87 10,8
0,690 26,9 63 84 15,5 8,86 11,5
0,790 28,0 64 81 14,0 8,84 12,2
0,950 28,0 66 85 11,6 8,82 11,9
Явление хрупкости («зона хрупкости») в некотором интервале
повышенных температур, наблюдаемое как в меди, так и в боль-
шинстве цветных металлов и сплавов, обусловливается влиянием
вредных примесей. К числу таких примесей относятся: свинец,
висмут, кислород и другие элементы с низкой температурой плав-
ления или малорастворимые (или практически не растворимые в
меди). В качестве примера рассмотрим, какое действие оказывает
присутствие свинца в меди. Как указывалось, свинец находится
в меди в виде включений элементарного свинца. С повышением
температуры свинец переходит в жидкое состояние и, распола-
гаясь по границам кристаллитов, нарушает связь между ними
Очевидно, что вредное действие свинца связано не только с его
концентрацией, но и. главным образом с характером распределе-
ния его в меди. Наиболее вредное действие свинец окажет в том
случае, если он распределен по границам зерен в виде тонких
прослоек. При небольшом зерне свинец, расположенный в меди в
виде отдельных мелких включений, не может оказать сильного
действия на пластичность меди. С увеличением величины зерна
в процессе рекристаллизации мелкие включения свинца концент
рируются по границам кристаллитов, вызывая хрупкость меди.
При высоких температурах (~800°) и выше, с повышением
растворимости свинца в меди происходит диффузия свинца в медь
до исчезновения жидкой фазы и, действительно, при этих темпе-
ратурах пластичность меди, содержащей 0,03% РЬ, повышается
(см. рис. 11, 30 и 31). Очевидно, что и другие легкоплавкие не
растворимые в меди примеси будут оказывать действие, аналогич-
ное свинцу.
Анизотропия
25»
АНИЗОТРОПИЯ
Анизотропия — неоднородность физических, механических и
других свойств кристаллов в различных направлениях.
При обработке давлением, особенно при штамповке изделий из
меди и других металлов и сплавов, анизотропия вызывает так
называемый брак по «фестонистости».
В поликристаллических телах с бессистемной ориентировкой
кристаллитов явление анизотропии не должно иметь места. На
практике, однако, это явление наблюдается на отожженном мате-
риале и обусловливается главным образом технологическими фак-
торами. В меди анизотропия свойств резко выражена в том слу-
Рис 15. Характер фестонов на штампованных
изделиях из меДи
чае, если холодная прокатка в последнем пропуске связана с силь-
ной деформацией, а отжиг- перед последним пропуском произ-
водится при пониженных температурах. Последний отжиг наготове-
(при любых температурах) не устраняет анизотропии, так как в
этом случае вместо текстуры деформации появляется текстурй
рекристаллизации. Анизотропию свойств поликристаллической
меди можно ослабить до минимума, применяя рациональную тех-
нологию. Однако такая оптимальная технология не может быть
одинаковой для всех сортов меди, так как на анизотропию свойств
прокатанной меди значительное влияние оказывают также при-
меси, присутствующие в металле. В частности, примесь сурьмы,
по данным Д. И. Лайнера, в значительной мере уменьшает явле-
ние фестонистости в меди. На рис. 15 показаны штампованные
изделия с резко выраженной фестонистостью.
53
Медь техническая
КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА МЕДИ
Потенциал меди Ц-0,34 в в ряду нормальных напряжений стоит
г-ыше водорода, а потому медь можно отнести к благородным ме-
таллам. Следовательно, коррозия меди не может протекать с вы-
делением водорода. В растворах солей электродный потенциал
меди менее благороден, в частности, в 3%-ном растворе поварен-
ной соли он равен ~0,02 в. Медь весьма устойчива против атмо-
сферной коррозии вследствие образования на ее поверхности тон-
кой защитной пленки, состоящей главным образом из основной
серномедной соли, отвечающей по своему составу минералу бро
хантиту CuSO4 • ЗСп(ОН)2.
Пресная вода на коррозию меди действует незначительно, и
скорость коррозии заметно повышается в присутствии примесей
аммиака, сероводорода, хлоридов и кислот, препятствующих об-
разованию прочных защитных пленок на меди.
Конденсат водяного пара в отсутствии СО2 и кислорода прак-
тически на медь не действует.
Скорость коррозии меди в морской воде в естественных усло-
виях (при небольших скоростях движения воды) незначительна
(~0,05 мм'год) вследствие образования на поверхности меди за-
щитной пленки, состоящей из оксихлорида меди.
В присутствии мышьяка скорость коррозии меди в морской
воде резко снижается. В неокислительных кислотах в отсутствии
кислорода скорость коррозии меди относительно невелика. В не-
окислительных растворах солей медь также весьма устойчива. Од-
нако в присутствии окисных солей железа, олова, ртути, меди и
комплексных аммиачных ионов скорость коррозии меди резко
возрастает.
Сухие газы-галогепы при комнатной температуре оказывают
незначительное влияние на медь, однако в присутствии влаги дей-
ствие их сильно возрастает.
Медь плохо сопротивляется действию аммиака, хлористого
аммония, щелочных цианистых соединений, но более устойчива
в отношении других щелочных растворов.
Медь сильно корродирует в окислительных минеральных кис-
лотах, в кислых растворах хромовых солей, а также под действием
серы и ее соединений. Медь хорошо сопротивляется действию мно-
гих агрессивных органических сред.
Фенольные смолы, органические кислоты (уксусная, лимонная,
молочная, щавелевая, жирные кислоты и'пр.), спирты (амиловый,
изобутиловый, метиловый, пропиловый, фениловый и др.) оказы-
вают незначительное действие на медь, поэтому она широко при-
меняется в химической промышленности (перегонные кубы, испа-
рители, насосы, трубопроводы, холодильники и резервуары для
хранения). Следует отметить, что кислород значительно понижает
Коррозионные свойства меди
27
коррозионную стойкость меди. В частности медь, содержащая за-
кись меди, легко разрушается при соприкосновении с горячей
уксусной кислотой. Медь вследствие очень низкого предела упру-
гости не чувствительна к коррозии под напряжением в атмосфер-
ных условиях (т. е. не подвергается коррозионному растрескива-
нию). В контакте с медными сплавами, никелем, оловом и свин-
пом во влажной атмосфере, в пресной воде и слабых соляных рас-
творах коррозия меди практически не наблюдается. Однако в этх
условиях следует избегать контакта меди с алюминием, магнием
и цинком вследствие их быстрого разрушения.
Примечание. Переводные коэффициенты коррозионных единиц.
W = kv у,
г ;е W — потеоя веса металла, г/м? сутки'
k — переводной коэффициент, равный 2/4; '
v—скорость коррозии, мм/год;
у— удельный вес метал та.
Окисление меди. Взаимодействие меди с кислородом
начинается уже при комнатной температуре.
При низких температурах (100°) на поверхности меди обра-
зуется пленка окиси меди черного цвета (кристаллическая ре-
шетка СиО— моноклинная, а = 4,66—3,44 A, Z = 4), скорость
образования которой пропорциональна логарифму времени.
В дальнейшем, однако, с утолщением пленки эта закономерность
нарушается. С повышением температуры (при 400° и выше) ско-
рость окисления меди с достаточным приближением описывается
параболическим уравнением:
х2 = Kt,
где х — вес окисной пленки, г/см2;
t — продолжительность выдержки, сек.;
К — константа.
Значения константы К для чистой меди при различных темпе-
ратурах приведены в табл. 11.
Значения константы К для чистой меди Таблица 11
Среда—кислород Среда- -ВОЗД'X
Температура, °C к Температура, °C | к
400 ХЮ“10 0,044 700 ХЮ-10 8,03
500 0,44 800 79,7
600 3,24 900 336,0
700 16,00 1000 1350,0
800 900 950 1000 86,9 349,0 730,0 1780,0
28
Медь техническая
При высоких температурах скорость окисления меди сильно
возрастает с образованием на поверхности плотной пленки закиси
меди красного цвета (кристаллическая решетка Си2О— кубиче-
ская, а = 4,252 A, Z = 2). Окись меди при этом не образуется, так
как она при высоких температурах полностью диссоциирует на
закись меди и свободный кислород.
Значения упругости диссоциации закиси и окиси меди при
высоких температурах даны в табл. 12
Таблица 12
Упругость диссоциации закиси и окиси меди
Запись мечи Оьи'ь меди
темперит\ pa, °с л прут ость диссоии апии, мм рт ст температ} ра. °C упругость диссоци ации, мм рт. ст.
500 6- к ~18 . 900 15,8
600 6- 10-п 950 37,5
700 6-10“12 1000 99,0
800 2-10“9 1010 121,0
900 2- К Г1 1020 143,0
100О 1-10”° 1030 171,0
1064 1,4 1(”'! 1040 204,0
1090 3,7- 1и“4 1050 239,0
1150 1,4-1 (-3
1250 3-10 "2
Таблица 13
Коэффициенты диффузии и скорость
проникновения кислорода в медь
Темпера- тура, °C L Коэффициент диффузии D см^/сек (об- щее содер жание кис лорода в меди 0,41 ’и) Скорость про ншшовения кис- лорода на глу- бину 0,5 мм, час. (Общее содержа- ние кислорода в мели 0,24 )
1 ,06 —9
600 • Ю 8 11 000
700 1,47 • 10 7 656
800 1,28 • Ю-6 65
900 1,12 • 10-6 8,7
950 1,90 10 3,9
Скорость проникнове-
ния кислорода в медь и
значения коэффициента
диффузии даны в табл. 13.
Водяной пар также
может вызвать окисление
меди, так как при высоких
температурах он диссоции-
рует на кислород и водо-
род.
В присутствии катали-
заторов, например окислов
железа, диссоциация во-
дяных паров значительно
возрастает.
Коррозионные свойства меди
29
Степень диссоциации водяных паоов в зависимости от темпе-
ратуры и давления приведена в табл. 14.
Таблица 14
Степень диссоциации водяных паров
Температура, °C Давление, ат
0,01 0,1 1,0 10,0
Диссоциация ларов воды, j
750 1200 1700 2200 14-10 5 0,10 2,7 16 6,5 10 5 0,047 1,26 8 3 • ю 5 0,022 0,58 4 1 4 • 10 5 0,010 0,27 2
Из табл. 14 видно, что с повышением температуры парциаль-
ное давление настолько возрастает, что газовая смесь перестает
быть нейтральной и реакция окисления будет зависеть от пар-
циального давления кислорода образующегося окисла. * '
Процесс окисления меди паром протекает по следующей реак-
ции:
2Си 4- Н2О^±Си2О + Н2.
Ниже приведены значения константы равновесия этой реакции,
т. е. отношений парциальных давлений водяного пара к водо-
роду К = —- , при которых происходит окисление меди:
₽Н2
Температура, °C
рн2
900 50 100
950 37 700
1000 25 100
1050 18 600
Примеси и добавки резко влияют на скорость окисления
меди.
Под влиянием алюминия, бериллия и магния медь окисляется
незначительно даже при высоких температурах вследствие
образования на поверхности меди прочных защитных окисных
пленок.
30
Медь техническая
В присутствии мышьяка, церия, хрома и марганца скорость
Рис 16 Влияние добавок на скорость окисления
меди при температуре 800°
влияние различных добавок на скорость окисления меди при
температуре 800°.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ФИЗИЧЕСКИЕ, МЕХАНИЧЕСКИЕ
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕДИ
Из меди различной чистоты готовят проволоку, прутки, листы,
полосы, ленты, фольгу, трубы, профили разных размеров, порошки
и слитки.
В табл 15—22 приведены физические, механические и техно-
логические свойства меди.
В табл 23 и 24 приведен химический состав различных марок
меди
Химический состав, физические и механические свойства меди
31
Химический состав марок меди по ГОСТ 859—41
Примечания 1 В меди марки М’С содерж-ние фосфора допускается де 0,04 %
2 Методы химического анализа по ГОС! 635—52
-32
Медь техническая
О < 3 . Я ' 3 о »я ь- о X о о
Таблица Применение X >ч 8 J н о % * х с д о S ’X зг « и Я §- я Ё Я 0J >» СП £ я S н ag с я я »я 5 О Е- я СП Я S со >» я § х со >» ° X X 3 3 S о
о о_ СП о со х с ш с с
Химический состав, %, различных марок меди по техническим условиям
цэээнпйп олээя 1 1 0,01 о, ю|
9 1 1 1 1 ] >0,002
' d 0,003 ! 0,003 1 о
S 0 005 1 0,005 1 ю
1 HZ 0,003 0,003 1 о
1 е 2 S HS 1 1 0,002 । 0,002 L 1 0,002
s’ •V S- qj ш ) ,002 0,005 । 0,002 0,005 1 1 1 0,005 0,007
дл 0,005 ( । 1 ю 1-0
। 0,002 cn 1 О~
1 QS 0,002 (N о I о
TJ сч 0.0021 •1 о
6- ПК 1 1 I i 0-1—0 с
К о ЭЭНЭИ 0И ПЭ 99,97 1 СТ) СТ) 99,99 99,96
Материал Медь бескислород- ная, сорт А по ЦМТУ: 3302-53, 3303-53 и 3304—53 Медь бескислород- ная, соот Б по ЦМТУ: 3302-53, 3303—53 и 3304—53 Медь вакуумная по ЦМТУ: 3205—52 и 3206-52 Ct сч X Ю Я l я 1 3 |8 Я Я СО я 5 О 2 >3 Е< —‘ О -< с
Таблица 17
Физические и механические свойства технической меди
Наименование Значение Примечание
Температура плавления, °C Температура кипения, °C 1083 2360 *
Плотность при 20°, г/см2 Коэффициент линейного расширения при 20° Теплопроводность, кал/см-сек- °C Вязкость при 1100°, пуазы Удельное электросопротивление при 20°, ом 8,94 16,4 • 10-6 0,923 0,036 По ГОСТ 1535—42
мм2/м: прутки мягкие 0,01748
» твердые 0,01790 То же
проволока 0,017241 По международ- ному стандарту
Проволока высокой чистоты Температурный коэффициент электро- 0,0168 По международ- ному стандарту
сопротивления 0,00433 Медь мягкая
Модуль нормальной упругости, кг'мм2 .... То же Модуль сдвига, кг/ мм2 I кг 1—1 Модуль сжатия S [ мм2] 10 800 13 000 4 240 0,074 • 10-3 Твердая
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 . . 22—24 Мягкая
То же 45 Твердая
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 . . 17 Литая
Относительное удлинение, % (среднее значение) 50 Мягкая
То же 6 Твердая
Относительное сужение, % (среднее значение) . 75 Мягкая
। То же 35 Твердая
- Предел пропорциональности, кг/мм2 2,2 Мягкая
1 Предел упругости, кг/мм2 2.5 »
То же 30 Твердая
Предел текучести, кг/мм2 7 Мягкая
То же 38 Твердая
Предел усталости, кг/мм2 Предел ползучести, кг/мм2. 7—12 См. табл. 22
1 при 20° ' » 200° » 400° 7 5 1,4 См. рис. 32
’Ударная вязкость, кем/см2 ' 16—18 Мягкая
Предел прочности иа срез, кг/мм2 19 »
/То же 43 Твердая
Предел прочности при сжатии, кг/мм2 157 Литая в кокиль
/ Осадка при сжатии, % 65 То же
'Твердость по Бринелю, кг/мм2 45 Мягкая
То же 120 Твердая
» » Коэффициент трения: 40 п Л Литая
со смазкой 0,011 »
без смазки 0,43 »
Примечание. Здесь и в дальнейшем величина коэ{фициента трения дается по
значениям, полученным при испытании металла на машине Амслера в паре с осевой
Железнодорожной сталью. Смазка—веретенное масло № 2.
3 А. П. Смирягин
Таблица 18
Сравнительная таблица механических и физических свойств различных марок меди
Свойства Марки меди
МО Ml М3 М4
твердая мягкая твердая 1 мягкая твердая 1 мягкая твердая мягкая
Температура плавления, °C Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расширения а • 106 . . . Теплопроводность, кал/см сек - °C Электропроводность, % при 20° Модуль нормальной упругости, кг/мм3 Предел прочности при растяжении, кг; мм- .... Относительное удлинение, % Предел упругости, кг]мм3 Предел текучести, кг/мм3 Предел усталости при 300-106 циклов, кг]мм3 . . Твердость по Роквеллу (шкала F) 1 083 8,90 17,7 0,96 100 11 200 37 3 28 35 11,9 91 17,7 0,96 ю'о 11 200 22,4 46 2,1 4,2 33 1 080 8,9 17,7 0,95 100 11 200 37,1 4 29,5 34 92 17,7 0,95 100 11 200 23 45 4,9 7,7 45 1 080 8,89 17,4 11 200 42 4 38,5 98 8,89 17,4 11 200 25,9 43 6,3 10,5 42 1 080 8,89 17,3 11 200 38,5 10 28 34,3 10,5 90 _ & Qi 8,89 °* 17,3 | к Л * — е 11 200 23 40 3 4,9 7 25 1
t *• 'X' 1 Холоднотянутая (наклеп 93%) МО отожженная УД — To же, отожженная To же, закаленная To же, горячекатаная Электролитическая холодно- катаная Марка меди Химический состав, физически Механические свойства ме,
1 1 1 о со g g 1 1 QO со — Э О О 00 11 I I 00 NO 00 4b — NO 1 1 00 ~N NO DCOO 1 NO СП g 1 1 1 -N g g g 11 00 N N0 СО оо о Темпера- т$ра, °C
СП 4ь 4ь 4ь 4ь о cd оо оо о О СО ОТ ОО NO to NO NO co c^ w CO ND 4b NO NO NO NO NO О 00 -N CO NO NO 00 QO ОТ 4ь CO NO NO ОТ 40 4b CO NO NO NO NO ОТ СП co — t-O СП ОТ NO СП N0 ~ СП со Предел прочности кг/л1Л12 е и механические ci хи при низких темпер
1 1 II 1 О) СП СП СП ОС NN О О D СП 4ь NO 00 О CO o 00 ' 17,5 21’4 СП СП СП СП NO О -N 00 СП Предел текучести кг/мм^
NO — — — — О CD NO СО — оо s s СП 4ь 4b 4b 4b 4b GC DN NC'OC 1 50,5 50 50,5 37,5 60 СП СП СП СП ~N ~N ОТ СП - - - 1 NO СО N0 — NO 00 N0 4ь Относитель ное удлине- ние, % й ° S s * а
СП СП СП СИ СП оо О) ОТ ОТ ОТ “N -4 CD CD О ^4 О 4ь N 00 ОТ 71,4 73,6 83,3 СП -4 70 70 67 68 ОТ СП СП — ат — N0 ОТ СП Относитель ное суже- ние, •ди 35 аблица 19
36
Медь техническая
Продолжение табл 19
Марка меди Темпера тура, °C Предел прочности Кг ЛМ<2 Предел ; текучести кг мм% 1 1 | Относитель- ное удлине- ние, °/, 1 Относитель ное суже- ние, %
То же (наклеп 73%) . . 20 41,1 2,0 57
0 41,9 — 2,1 57
—20 42,9 — 2,0 57
-30 43,5 .— 3,0 57
- 60 44,9 — 4,0 57
Медь техническая (99,9%), 17 24 29 70
отожженная и закаленная — 196 38 — 41 72
при 800° в воде -253 46 — 48 74
Таблица 20'
Механические свойства меди при высоких температурах
Медь высокой чистоты (99,97 Си), деформированная на 25
Свойства Температх ра, °C
20 ! 150 250 375 500 625 750 875 1000
Предел прочности при растя- жении, кг/мм1 . . Относительное удлинение, % Относительное сужение, % 33,8 18 58 29,4 15 60 22,4 14 47 10,7 54 72 6,2 58 94 3,6 56 96 2,2 52 98 1,4 79 95 0,8 77 100
Продолжение табл 20
Свойства Медь высокой чистоты (99,95°/) Си и 0,03 /0 Оз), прокатанная и отожженная
20 Температура, °C
300 450 500 600 700 800 900
Предел прочности при растя- жении, кг/мм? Относительное удлинение, % 21,5 18,9 15 12,3 7,5 5 3,5 2
52,2 50 40 28 17,5 21 17 16
Относительное сужение, % 70,5 76,2 56 38 37,3 38 33 34
Химический состав, физические и механические свойства меди
37
Продолжение табл 20
Продолжение табл 20
Медь чистая электролитическая.
Проволока 0 4,5 мм, деформированная
Свойства
Температура, °C
— 18з) —78 I 20
104 192 315 329 345 411
Предел прочности при растя
жении, кг/мм2 . . .
Относительное удлинение, °0
Предел упругости, кг/мм?
39,3
8,4
31,6
37,9 34,7 18,5
5,3’ 8,5 24
29 3 26,5 13
15,9
41,6
7
14,5
40,1
5,6
Продолжение табл 20
Свойс гва 20 Меть (99,93°/ Си и 0,05 6 Г) отожженная
300 Температура, °C 800 900
400 500 600 700
Предел прочности при растя- жении, кг,'ммг ... Относительное удлинение, % 24,4 18,9 16,8 12,9 10,5 4,73 3,78 1,54
53,6 41,8 41,3 41,6 39,5 41,6 41 ,4 38,6
Относительное сужение, % 70 73,8 78 5 83 92 95,6 99,3 99,7
38
Медь техническая
Таблица 21
Технологические свойства и режимы обработки меди
Свойства и материал Значение Применение
Температура литья, °C .... 1150—1230
Температур а горячей обработ- ки, °C . . . : 800-950 Прессование
То же 820—860 Прокатка
Температура отжига, °C ... . 500-700
Обрабатываемость резанием, %J 18
Температура рекристаллиза- ции, °C . Линейная усадка, % 180—230 2,1 В зависимости от чистоты Литая в кокиль
Жидкотекучесть, см2 35 » в песок
Травитель Смазка для изложниц 10%-ный раствор H2SO! в воде Керосин и голландская сажа 9:1 Травление полуфаб- рикатов после от> жига
Защитный покров при плавке Древесный уголь
Атмосфера для светлого отжига: бескислородной меди . . . Водород, генераторный газ. Пары воды. Смесь уг- лекислого газа и окиси углерода. Смесь азота с 2—3%Н
Технической меди, содержа- щей 0,02—0,03% кислорода Пары воды при отсутствии веществ, вызывающих ее диссоциацию. Смесь азо- та с 2— 3%Н -
Примечания: 1. Здесь и в дальнейшем обрабатываемость резанием дается в
сравнении с обрабатываемостью латуни ЛС63-3 на приборе Кестнера, которая принята
за 100 /0.
2. Здесь и в дальнейшем жидкотекучесть выражается длиной спирали, полученной
заливкой жидкого металла в земляную {орму по общепринятому методу (см. А. Г.
Спасский «Основы литейного производства), Металлур!издат, 1950 г., стр. 36—37,
рис. 1). Температура запивки на 100° выше точки плавления.
Химический состав, физические и механические свойства меди
39
Таблица 22
Предел усталости меди в зависимости от состояния материала
Вид изделия и материал Содержание меди (осталь- ное примеси) '7о Предел проч- ности при растяжении кг/мм% Относитель- ное уд лин е- ние((е=50мм) о/ /о Относитель- ное суже- 1 ние, % Предел уста- лости Число цик- лов, млн.
Полоса:
мягкая 99,95 21,9 35 — 7,7 100
наклеп 20% 99,95 31 8 __ 9,1 100
наклеп 50% 99,95 36,6 2 — 9,8 100
Пруток:
^наклеп 20% 99,997 35,7 14 88 12 300
отожженный при 700°
30 мин 99,96 20,3 60 — 8,7 30
отожженный (следы Fe, Ni и Sn) 99,96 22,7 59 74 8 30
» при 700° . . . 99,98 22,7 57 72 7 500
» при 650° 1 час. — 21,7 53 74 7 500
то же . . . . — 22,4 58 72 7,3
холоднокатаный • - 22 59 72 8,7
отожженный — 22,4 51 70 9,1 10
отожженный при 600° . . . 99,92 21,7 60 69 7 100
холоднокатаный — 36,4 12 53 11,2
полутвердый — 32,5 14 56 11,5
холоднотянутый — 28,3 27 67 9,1
» 99,92 25,2 32 84 12,2 30
» 99,95 26,2 30 73 12 50
z холоднокатаный * 28,3 25 66 9
40
Медь техническая
Таблица 23
Механические свойства полуфабрикатов из меди по стандартам
Вид изделия Материал Предел прочности пгри растя жен ии кг м и2 Относи- тельное удлинение о/ 10 Примечание
не м енее
Листы холоднокатаные Мягкий Твердый 20 30 30 3 ГОСТ 495—50
Листы горячекатаные . . 20 30 ГОСТ 495-50
Листы и ленты . . Мягкий Твердый 21 30 30 3 ГОСТ 1173—49
Прутки тянутые диам. 5—40 мм Мягкий Т вердый 20 27 38 6 ГОСТ 1535—48
Прутки прессованные диам 14—20 мм — 20 30 ГОСТ 1535—48
Прутки катаные диам 35—100 мм, • — 25 8 ГОСТ 1535-48
Проволока дтя заклепок 24 15 ГОСТ 770—41
Трубы Мягкий 21 । 35 ГОСТ 617—53 ЦМТУ 3279—53
Трубы тянутые Твердый 30 3,5 ЦМТУ 3341—53
Ленты толщиной 0,35 мм и выше Мягкий 20 1 30 1 ГОСТВЮ18—54
Химический состав, физические и механические свойства меди
41
Таблица 24
Глубина выдавливания по Эриксену листов и лент из меди %
Изделия и материал Радиус пуансона мм Глубина выдавливания мм Примечание
Листы мягкие толщи -
иой, мм
0,4—0,5 10 8
0,6—1,1 10 9 ГОСТ 495-50
1,2-1,5 10 10
Ленты мягкие голщи-
НОЙ, мм
0,10—0,15 10 7,5
0,10—0,15 4 3,4
0,18—0,25 10 8,0
0,18—0,25 4 3,8
0,30—0,55 10 9,0 ГОСТ 1173-49
0,30-0,55 4 4,0
0,6—1,1 10 9,5
<1,2—1,5 10 10,0
На рис. 17—34 приведены диаграммы, показывающие свой-
ства меди в различных состояниях.
---Материал с зерном S,o/Smm
---Материал с зеонамрр4Вм
Рис. 17. Зависимость механических
свойств меди марки МО (без кисло-
рода) от степени деформации и ве-
личины зерна. Исходный материал
листы мягкие толщиной 1 мм
Рис. 18. Зависимость механических
свойств меди марки МО (без кисло-
рода) от температуры отжига и ис-
ходной величины зерна. Продолжи-
тельность отжига 1 час. Исходный
материал: листы толщиной 1 мм, де-
формированные на 5О°/о
Рис. 19 Зависимость механических
свойств и удельного электросопротив-
ления меди марки Ml от степени
деформации
условные оразнавения 4
—Материал с зерном ор/бмм
—Материал с зерном оолр^м
Рис. 21. Зависимость механиче-
ских свойств меди марки Ml,
содержащей 0,5% закиси меди,
от степени деформации и вели-
чины зерна. Исходный матери-
ал листы мягкие толщиной
1 мм
Рис 20 Зависимость механических
свойств и удельного электросопротивле
ния меди марки Ml от температуры
отжига. Продолжительность отжига
1 час
----Материал с зерном QO/Smm
----Материал с зерном 0045мм
Рис. 22. Зависимость механических
свойств меди марки Ml, содержа-
щей 0,5% закиси меди, от темпера-
туры отжига и величины зерна. Про-
должительность отжига 1 час.
Исходный материал листы толщиной
1 мм, деформированные на 50%
Условные обозначения
----Материал с зерном 0,02мм
----Материал с зернам 0,05мм
----Материал озерном 0,02мм
----Материал с зернам ОО5мм
Рис 23. Зависимость механиче-
ских свойств меди, содержащей
0,45% As и 99,5% Си, от степени
деформации и величины зерна.
Исходный материал листы мяг-
кие толщиной 1 мм
Рис 24 Зависимость механических
свойств меди, содержащей 0,45% As
и 99,5% Си, от температуры отжига
и величины зерна. Продолжитель-
ность отжига 1 час. Исходный мате-
риал' листы толщиной 1 мм, дефор-
мированные на 50%
— Материал с .зерном ортбми
---Материал с зерном орзумм
£/ ——1—1--—LJ—[--L....LJ L-J—
’ ЮС 200300400500600 700 800
§ Температура отжига, °C
Условные обозначения
----Материал с зерном О, О!5мм
----Материал с зерном 0,035мм
fjpefai прочности при растяжении б^нг/мм1
Рис. 25. Зависимость меха-
нических свойств меди, со-
держащей 0,03% Ag, от
степени деформации и ве-
личины зерна. Исходный
материал: листы мягкие
толщиной 1 мм
Рис. 26. Зависимость механических
свойств меди, содержащей 0,03% Ag,
от температуры отжига и величины
зерна. Продолжительность отжига
1 час. Исходный материал: листы
толщиной 1 мм, деформированные на
50%
Рис 27 Изменение механических
свойств бескислородной меди при
высоких температурах. Исходный
материал: полоса, деформирован-
ная на 6%
Рис 28. Изменение механических
свойств меди, содержащей 0,04% О
и 99,93% Си, при высоких темпера-
турах. Исходный материал' прутки
диам 25 мм, деформированные на
25%
Рис. 29. Изменение механических
свойств меди, раскисленной фосфо-
ром, при высоких температурах.
Исходный материал: полосы холод-
нокатаные
%
Рис. 30 Изменение механических
свойств меди при высоких тем-
пературах. Исходный материал:
трубы из меди марки МЗС, содер-
жащей 0,005% РЬ, отожженные
при 600° 1 час
Рис 31. Изменение механических
свойств меди при высоких темпе-
ратурах. Исходный материал:
трубы из меди марки МЗС, содер-
жащей 0,036% РЬ, отожженные
при 600° 1 час
g 'аманшрЛ ааГпдд
Продолжительность испыта-
ния, чос
Рис 32. Ползучесть ме-
ди при 200° в зависи-
мости от напряжения и
продолжительности ис-
пытания Исходный ма
териал: проволока из
меди, содержащей
0,019% Р, деформирован-
ная на 84%
температура, °C
Рис 33. Изменение удельного электро-
сопротивления и термоэлектродвижущей
силы меди при высоких температурах
ЗОООмк
300
200
400
I
$ 100
1000
IO 20 30 40 50 60 70 80 90
Стелень деформации, %
Рис 34. Диаграмма рекристаллизации
меди
ЧАСТЬ II
ЛАТУНИ (МЕДНОЦИНКОВЫЕ СПЛАВЫ)
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСОБЕННОСТИ
ОБРАБОТКИ ЛАТУНЕЙ
Благодаря высоким механическим й технологическим свойст-
вам сплавы меди с цинком (латуни) являются самыми распро-
страненными из медных сплавов.
Рис 35. Диаграмма состояния системы медь — цинк
^Диаграмма состояний медь — цинк приведена на рис. 35. Об-
ИЪ твердого раствора а при температуре 455° простирается до
48
Латуни (медноцинковые сплавы)
39% (вес ) Zni. Все сплавы этой области весьма пластичны, от-
лично ведут себя при сварке, пайке и лужении и хорошо подда-
ются обработке давлением в горячем и холодном состоянии.
Латуни, содержащие более 39% Zni, имеют двухфазную струк-
туру а +[3 или однофазную [3. Эти сплавы имеют низкую пластич-
ность и хорошо обрабатываются давлением лишь в горячем со-
стоянии.
Практическое применение имеют латуни, содержащие до 50%
Zrt, механические и физические свойства которых видны из
рис 36—43.
Основные характеристики структуры фаз приведены в табл. 25.
Таблица 25
Характеристика структур фаз системы медь—цинк
Содержание цинка “/„(атомн ) Обозначение фаз Электронные соединения Тип структуры Периоды решеток а о А Атомный объем о А
химнче ская формула число ва лентных электро НОВ К ЧИС av атомов
0—38 а — __ Кубическая гранецент- рированная 3,608 3,693 —
45- 49 М' CuZn 3/2 Кубическая объемно- центрированная 2,94 12,7
56—66 Y Cu5 Zn8 21/13 Кубическая объемно центрированная 8,83 13,4
77-86 98—100 е *1 Си Zn3 7/4 Гексагональная ком- пактная 2,74 2,76 2,172 2,659 14,1
При обработке давлением в горячем и холодном состоянии и
термической обработке латуни имеют ряд особенностей.
Хотя однофазная область а-латуней при комнатной темпера-
туре простирается до 61% Си, включения кристаллов [3-фазы ча-
сто наблюдаются в сплавах, содержащих до 70% Си. При по-
следующей деформации и термообработке эти включения исче-
зают.
Присутствие небольших количеств |3-фазы почти всегда на-
блюдается в «однофазных» сплавах, близких к пределу насыще-
ния (т. е в латунях, содержащих 62—66% Си), так как диффу-
зионные процессы в латунях указанной концентрации протекают
довольно медленно Однако имеющиеся включения |3-фазы нахо-
Рис. 36 Зависимость механических
свойств медноцинковых сплавов от
содержания цинка Исходный мате
риал- сплавы, деформированные на
40’/о и отожженные при 550°, 2 час
Рис 37 Температуры ис-
парения (/), литья (2) и
плавления (3) медноцин-
ковых сплавов
Рис. 38 Теплоты образова-
ния медноцинковых сплавов
Смирягин
Рис. 39. Электрические свойства медноцинковых
сплавов
медноцинковых сплавов
ТермоэлеЮпродВи>кущая сила.мЪ
Z/£ % ttec)
Рис. 41. Термоэлектродвижу-
щая сила медноцинковых
сплавов
Общая характеристика и особенности обработки латуней.
51
Рис. 43. Зависимость механических
свойств медноцинковых сплавов от
состава
Рис. 42. Элсктродвижущая си-
ла растворения медноцинковых
сплавов
дятся в столь малом количестве, что заметного влияния на свой-
ства а-латуней не оказывают, и данные сплавы при обработке
давлением практически ведут себя так же, как чистые а-латуни.
Структура, т. е. состав фаз, размер и форма зерен играют боль-
шую роль в технологическом процессе обработки латуней.
При прокатке, волочении и штамповке с глубокой вытяжкой
предпочтительна мелкокристаллическая структура с величиной
зерна менее 0,05 мм.
Двухфазные латуни, в которых a-фаза расположена на основ-
ном фоне кристаллов (3 в форме тонких игл, обладают большей
пластичностью, чем латуни, в которых a-фаза выделилась в виде
круглых мелких включений.
Величина зерна, а следовательно и свойства латуней, зависят
от температуры отжига, степени деформации и продолжительно-
сти отжига. Чем выше температура отжига, тем быстрее протекает
процесс рекристаллизации.
Чем выше степень предшествующей холодной деформации, тем
мельче получается зерно и тем ниже температура рекристаллиза-
ции.
Скорость рекристаллизации латуней в значительной степени
зависит от их химического состава. С увеличением содержания
Цинка температура начала рекристаллизации а-латуней сни-
жается. При отжиге сильно деформированной двухфазной латуни
рекристаллизация a-фазы начинается при температуре 300°. Од-
нако (3-фаза в этих условиях совершегно не изменяется, и рекри-
52
Латуни (медноцинковые сплавы)
сталлизация ее происходит при более высокой температуре. Та-
ким образом процесс рекристаллизации зависит от состава фаз.
Между тем неполная рекристаллизация отрицательно влияет на
пластичность.
Особенно сильное влияние на рекристаллизацию латуней ока-
зывают примеси других металлов. В частности, примеси железа,
никеля и других элементов значительно задерживают скорость ре-
кристаллизации.
Величина зерна в рекристаллизованных латунях является важ- ’
ным фактором и характеризует их качество.
Эталоны (микрофотографии) для определения величины зерна
в однофазных сплавах микроскопическим методом даны в прило-
жении.
Скорость охлаждения двухфазных латуней оказывает влияние
на их механические свойства. Быстрое охлаждение двухфазных
прокатанных латуней после отжига ведет к сохранению вторич-
ных выделений (3-фазы и образованию строчечной структуры. Го-
рячую прокатку латуней, являющихся двухфазными при низких
температурах и однофазными при высоких, следует вести в зоне’
высоких температур гомогенной области |3-фазы.
При горячем прессовании прутков и труб часто наблюдается
резкое различие в свойствах переднего и заднего концов изделий.
Передний конец имеет преимущественно мелкую игольчатую
структуру и хорошие механические свойства, а задний конец
вследствие захолаживания имее’г зернистую структуру и пони-
женные свойства.
У латуней, так же как и у большинства технических цветных
металлов и сплавов, в зоне средних температур (200—600°) в за-
висимости от состава наблюдается явление хрупкости. Это про-
исходит главным образом под влиянием примесей (свинца, сурь-
мы, висмута и др.), образующих в этих условиях хрупкие межкри-
сталлические прослойки. Однако с повышением температуры пла-
стичность латуней вновь резко возрастает, что указывает на рас-
творимость этих примесей при высоких температурах.
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ
Под влиянием легирующих компонентов изменяются механиче-
ские и технологические свойства, а также структура латуней.
Сдвиг фаз, т. е. изменение границ фазовых превращений в си-
стеме медь — цинк под влиянием третьего компонента, опреде-
ляется по эмпирическим формулам:
Л' =____ 100л . = Ю0 (А—А') ,
~ 100+ ?(/ — !) ’ 9 Л'Р-I) ’
Влияние примесей
53
/ = 1 + 100 — ,
аА'
~где А' — кажущееся содержание меди, % (вес.);
А —действительное содержание меди, % (вес.),
q —количество третьего компонента, % (вес.);
t —коэффициент эквивалентности, равный: для кремния
10—-12, алюминия 6, олова 2, свинца 1; железа 0,9,
марганца 0,5 и никеля— 1,4
Таким образом, по химическому составу можно судить о струк-
туре и технологических свойствах сложных латуней.
Алюминий как примесь не оказывает отрицательного влия-
ния на свойства латуней.
В латуни некоторых марок добавляется до 0,5% А1 для умень-
шения угара цинка. При этом на поверхности расплавленной ла-
туни образуется защитная пленка из окиси алюминия, препятст-
вующая испарению цинка.
Железо очень мало растворимо в латунях в твердом состоя-
нии. Имеющиеся отдельные литературные данные о растворимо-
сти железа в латунях в количестве 0,35% не имеют достаточного
основания, так как: а) при таком содержании железа в латунях
оно обнаруживается под микроскопом в виде круглых включений
железистой составляющей; б) в чистых меди и цинке раствори-
мость железа не превышает 0 01%, и в) при содержании железа
более 0,03% латуни обнаруживают магнитные свойства. Поэтому
в латунях, применяемых для изготовления антимагнитных дета-
лей, содержание железа допускается не свыше 0,03%.
Железо задерживает рекристаллизацию латуней и измельчает
зерно, в связи с чем значительно повышаются механические и тех-
нологические свойства сплавов
Особенно благоприятное действие железо оказывает на латуни
в сочетании с марганцем, никелем и алюминием Такие латуни
широко распространены в промышленности и отличаются высокой
прочностью и коррозионной устойчивостью. На кремнистые латуни
железо влияет отрицательно. При содержании железа свыше 0,5%
резко снижаются антифрикционные свойства кремнистых латуней,
при содержании железа 1—2% они быстро корродируют, дают
|ЙКтье плохого качества.
Жг Крем ни й. Под влиянием примесей кремния технологический
Жк>цесс сварки и пайки латуней улучшается.
|* Марганец в незначительном количестве не оказывает за-
Юётйого влияния на структуру и свойства латуней.
& Никель в небольших количествах не оказывает заметного
ИШяния на физические и технологические свойства латуней.
ВТ Свинец весьма ограниченно растворим в медноцинковых
Ийавах в твердом состоянии, вероятно, менее 0,1%.
54
Латуни (медноцинковые сплавы)
При затвердевании сплава свинец выделяется в элементарном
виде и обнаруживается под микроскопом в форме Мелких темных
включений.
Под влиянием примеси свинца ухудшается пластичность «-ла-
туней при повышенных температурах. Поэтому содержание свинца
в а-латунях ограничивается до О,ОЗ19/».
Сурьма и сера являются вредными примесями в медно-
цинковых сплавах. Под влиянием примесей сурьмы латуни легко
разрушаются как при горячей, так и при холодной обработке дав-
лением. Склонность латуней к коррозионному растрескиванию под
влиянием сурьмы заметно увеличивается.
Сера обычно не встречается в латунях, но в присутствии ее ме-
ханические свойства латуни резко снижаются.
Мышьяк растворим в латуни в твердом состоянии в коли-
честве около 0,1%. При повышенном содержании мышьяка (свы-
ше 0,5%) латуни теряют свою пластичность вследствие образова-
ния хрупких прослоек по границам кристаллов. Однако латуни
с добавкой мышьяка представляют большой интерес при изготов-
лении деталей, работающих в условиях морской воды. Мышьяк
в количестве 0,02% предохраняет латунь от обесцинкования, так
как образующаяся на поверхности изделий прочная защитная
пленка в значительной мере предохраняет латунь от коррозион-
ного действия морской воды.
Фосфор незначительно растворим в медноцинковых сплавах
в твердом состоянии; при затвердевании сплава он выделяется в
виде отдельной составляющей с температурой плавления около
700°, повышая твердость и резко снижая пластичность латуней.
Влияние фосфора на механические свойства латуни Л68, отлитой
в металлическую изложницу, приведено в табл. 26.
Таблица 26
влияние фосфора на механические свойства латуни Л68, отлитой в кокиль
Содержание । фосфора, % Предел проч ности при растяжении ке ммЛ Предел теку- чести при растяжении кг!мм% Предел упругости кг/ммЛ Относитель- ное удлине- ние, % Относитель- ное сужение % Ударная вяз кость нгм/см* Твердость по Бринелю КВ/ММЛ
0,06 30,0 9,0 8,1 50 52 6,00 65
0,15 32,0 9,5 8,0 48 44 5,50 66
0,45 33,0 П,2 9,0 35 37 1,30 68
0,93 30,0 12,5 10,5 15 20 0,38 78
1,90 29,0 20,0 17,0 5 8 0,20 100
Небольшие количества фосфбра оказывают положительное
влияние на латуни, повышая их механические свойства и измель-
Коррозионные свойства латуней
55
взерно в литом состоянии, но при рекристаллизации деформи
Мишиных латуней фосфор ускоряет рост зерна.
И Фосфор в качестве раскислителя медноцинковых сплавов при
-менять не следует, так как в условиях плавки латуней цинк яв-
ляется более энергичным раскислителем, чем фосфор.
Реакция раскисления в жидкой ванне и взаимодействие с кис-
'-лородом произойдут в первую очередь с тем элементом, окислы
которого имеют наименьшую упругость диссоциации. Упругость
же диссоциации определяется следующим термодинамическим
уравнением Нернста:
lgp =----------HSV1,75 lg Т+ + + . . . +£у
4,571 4,571 • х
где W— теплота реакции при 0°;
SV — сумма реагирующих молекул газообразных
веществ;
ХУр и Lnp! — суммы коэффициентов теплоемкостей газо-
образных и жидких веществ;
i-Ул- — сумма интеграционных констант процессов
испарения отдельных реагирующих веществ.
Из указанного уравнения видно, что величина 1g </Оз для
большинства металлов зависит лишь от первого члена уравнения,
т. е. от теплового эффекта реакции окисления, который является
основным критерием для качественного суждения о сродстве ме-
талла к кислороду. Однако при сравнении металла с близкими
тепловыми эффектами образования окислов, например цинка или
фосфора, это упрощение приводит к ошибочным выводам и в по-
добных случаях расчет реакции раскисления необходимо прово-
дить по вышеуказанному полному уравнению Нернста.
При оценке качества раскислителей это уравнение показывает,
что в условиях плавки латуней раскислителем закиси меди, если
таковая присутствует в сплаве, является цинк, а не фосфор или
марганец, которые целиком должны остаться в латуни.
КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ЛАТУНЕЙ
В атмосферных условиях латуни корродируют медленно. Ско-
рость коррозии латуней в атмосфере сельской местности равна
>-0,0001—0,00075 мм!год, а в городской и морской — 0,0013—
©,0038 мм/год. Сухой пар при малых скоростях на коррозионную
стойкость латуни влияет незначительно (менее 0,00025 мм/год).
Однако скорость коррозии резко возрастает, если в паровом кон-
денсате присутствует кислород, двууглекислый газ или аммиак.
f Влажный насыщенный пар при больших скоростях
Н-1000 м/сек) вызывает на латунях ударную коррозию. Для пе-
регретого пара латуни не применяются вследствие снижения их
Механических свойств в этих условиях.
56
Латуни (медноцинковые сплавы)
Скорость коррозии латуней в пресной воде при температуре
~20° незначительна и равна ~0,0025—0,025 мм/год, а в морской
воде — 0,0075—0,1 мм1год. С повышением температуры скорость
коррозии латуней в этих средах резко возрастает.
Латуни сильно корродируют в рудничных водах, особенно в
присутствии ионов Fe2(SO4)3.
Присутствующие в воде фтористые соли влияют на латуни не-
значительно, хлористые — заметно сильнее, а иодистые — очень
сильно. Также сильно действуют на латуни окислительные рас-
творы (К2СГ2О7, Н2СгО4 и др.). Минеральные кислоты (азотная
и соляная) действуют на латуни очень сильно. Серная кислота
действует значительно медленнее, однако в присутствии окисли-
тельных солей (К2СГ2О7, Fe2(SO4)3- скорость коррозии латуней
увеличивается в 200—250 раз. Сухие газы: фтор, бром, хлор, а
также хлористый водород, фтористый водород, угольный ангид-
рид, окись углерода и азот, при температуре 20° и ниже практиче-
ски не действуют на латуни, однако в присугсчвии влаги действие
галогенов на латуни резко возрастает. Сернистый ангидрид вызы-
вает коррозию латуней при концентрации его в воздухе ~1°/о и
влажности воздуха выше 70%.
Сероводород значительно действует на латуни при всех усло-
виях, однако латуни с повышенным содержайием цинка (>30%)
более устойчивы, чем медь и латуни с низким содержанием цинка.
Во влажных парах сероводорода при температуре 100° скорость
коррозии латуней ЛС59-1, ЛО70-1 равна 0,05—0,075 мм/год, а
латуни Л85 и меди— 1,22—1,6 мм/год. В растворах чистой фос-
форной кислоты латуни корродируют со скоростью ~0,5 мм/год.
В уксусной кислоте в спокойном состоянии скорость коррозии ла-
чуней равна 0,025—0,75 мм/год и резко возрастает (в 100 раз)
с повышением температуры и аэрации.
Жирные кислоты сильно действуют на латуни (0,25—
1,3 мм/год).
Однако чистая олеиновая кислота в отсутствии кислорода на
латуни практически не действует. В растворах едких щелочей без
перемешивания латуни корродируют со скоростью ~0,5 мм/год,
а в присутствии воздуха и при повышенных температурах — со
скоростью до 1,8 мм/год. В растворах аммиака скорость коррозии
больше, чем в щелочах (NaOH), и достигает 6 мм/год.
Антифризы (незамерзающие растворы в радиаторах): метанол,
этанол, этиленгликоль оказывают незначительное влияние на ла-
туни (0,005—0,06 мм/год). Сухой четыреххлористый углерод не
вызывает коррозии латуней, однако в присутствии влаги действие
его довольно значительно. Хлористый этил, хлористый метил, а
также бромозамещенные соединения в отсутствии влаги действуют
на латуни незначительно (менее 0,03 мм/год), поэтому латуни
широко применяются при обработке этих соединений
Коррозионные свойства латуней 57
Фторированные органические соединения, например фреон
]2(CF2C12), практически на латуни не действуют, а потому ла-
туни широко применяются в конструкциях холодильного оборудо-
вания.
Латуни в контакте с железом, алюминием и цинком применять
не следует, так как последние быстро разрушаются. Однако ука-
занные металлы или сплавы на их основе с успехом применяются-
в качестве протекторов для защиты, например, латунных конден-
саторных трубок. Наиболее распространенными формами корро-
зии латуни, наносящими огромный ущерб промышленности, явля-
ются: обесцинкование и коррозионное или так называемое «се-
зонное» растрескивание. При обесцинковании вначале происходит
растворение латуни. В дальнейшем же медь в результате обмен-
ной реакции с латунью осаждается из раствора в виде губчатой
медной пленки. Эта пленка, создавая пару с латунью, ускоряет
коррозионный процесс Быстрее обесцинковываются латуни с по-
вышенным содержанием цинка (Л59, Л62), так как в двухфазных
латунях наблюдается преимущественное растворение p-фазы, яв-
ляющейся анодом, а a-фаза в этом случае играет роль катода.
Латуни с пониженным содержанием цинка (Л90, Л85), а так-
же латуни с добавкой мышьяка до 0,05°/о в этом отношении явля-
ются более устойчивыми. Процесс обесцинкования резко возра-
стает с повышением температуры.
Основными факторами, вызывающими коррозионное растре-
скивание латуней, являются- наличие растягивающих напряжений
в металле, соответствующая коррозионная среда (наличие влаги
и кислорода, присутствие в атмосфере следов аммиака и серни-
стого газа, наличие аминов и пр.). Склонность латуней к коррози-
онному растрескиванию сильно возрастает с повышением содер-
жания цинка и с увеличением растягивающих напряжений
(рис. 44). Латуни, содержащие менее 7% Zni, мало чувствительны
к коррозионному растрескиванию. В латунях Л90 и Л80 при на-
личии растягивающих напряжений, меньших 6 кг/мм2, явление
коррозионного растрескивания наблюдается сравнительно редко.
Латуни Л68, Л65 и Л62 наиболее чувствительны к коррозион-
ному растрескиванию. Эти латуни сравнительно устойчивы лишь
при наличии в них растягивающих напряжений, меньших
1,0 кг/мм2. Для избежания коррозионного растрескивания все из-
делия и полуфабрикаты из латуней необходимо отжигать при тем-
пературе ~270°, при этом основные внутренние напряжения сни-
маются без заметного снижения механических свойств, в связи
с чем значительно повышается устойчивость этих сплавов к кор-
розионному растрескиванию. При таком отжиге, однако, полно-
стью не снимаются остаточные напряжения, которые в некоторых
агрессивных средах являются еще достаточно опасными В част-
ности, латунные трубы, применяемые, например, в сахарной прб-
58
Латуни (медноцинковые сплавы)
Си °А(вес у
Рис 44 Склонность к корро
знойному растрескиванию мед-
ноцинковых сплавов при ис-
пытании в парах аммиака
Исходный материал лента
толщиной 0,5 мм, деформиро-
ванная на бСР/о, согнутая в
кольцо и отожженная при
300° 1 час
мышленности, достаточно устойчивы лишь после отжига их при
температуре 560°. На рис. 45 показаны детали из латуни Л68, раз-
рушившиеся при испытании в парах аммиака
Рис 45 Характер растрескивания изделий из латуни Л68 при испытании их
в парах аммиака
а — колпачков (А В Вобылев), б — растрескивание латуни Л68 при хранении на воз
духе Исходный материал труба конденсаторная диам 19 им
Для предохранения латуней от окисления при хранении реко-
мендуется их пассивировать в следующих средах: а) слабокис-
лом водном растворе, содержащем ~6% ангидрида хромовой кис-
лоты и 0,2% серной кислоты; б) водном растворе, содержащем
5% хромпика и ~2% хромовых квасцов KCr(SO4)2 12Н2О
Изделия из латуни обрабатываются в одном из указанных рас-
творов в течение 30 сек при комнатной температуре.
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
59
ПРОСТЫЕ (ДВОЙНЫЕ) ЛАТУНИ, ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ ДАВЛЕНИЕМ
Латунь Л96
Особенностью латуни Л96 является ее высокая коррозионная
устойчивость. В частности, она не склонна к коррозионному рас-
трескиванию.
Латунь Л96 обладает достаточно высокими механическими и
литейными свойствами и хорошо обрабатывается давлением как
в горячем, так и в холодном состоянии; в этом отношении данный
сплав по своим технологическим свойствам очень близок к чистой
меди.
Латунь Л96 применяется для изготовления радиаторных и кон-
денсаторных трубок.
В табл 27—30 приведены химический состав и свойства ла-
туни Л96.
Химический состав латуни Л96 по ГОСТ 1019—47 Таблица 27
Марка Компоненты, % Примеси, %, не бол^е
Си Zn РЬ Fe Sb Bi Р всего примесей
Л96 95-97 Осталь- ное 0,03 0,10 0,005 0,002 0,01 0,20
Примечания 1 Содержание никеля допускается до 0,5 (за счет меди)
2 Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54
Механические и физические свойства латуни Л96
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... 1070
Плотность, г/см* 8,85
Коэффициент линейного рас- ширения при 20° 17 1О-0 При 25—300° равен 18 10-8
Теплоемкость, кал г °C 0,093
Теплоемкость, дж/г °C 0,386
Теплопроводность при 15°С, кал! см сек. °C 0,585
Удельное электросопротивление, ом-ммНм 0,043 Определено на радиатор ных трубках К-5 в со стоянии поставки
60
Латуни (медноцинковые сплавы)
Продолжение табл 28
Наименование Значение Примечание
Температурный коэффициент электро- сопротивления 0,0027
Модуль нормальной упругости, кг/мм? 11400
Предел прочности при растяжении, кг/мм* 24 Мягкая
То же 40 Твердая (наклеп 50%)
Относительное удлинение, % 52 Мягкая
То_же 2 Твердая
Относительное сужение, % 82 Мягкая
Предел пропорциональности, кг/мм? . 1,6 Мягкая
То же 19 Твердая
Предел текучести, кг/мм? 6,3 Мягкая
То же 39 Твердая
Ударная вязкость, кем, см2 22 -
Твердость по Роквеллу (шкала F) . . 95-100 Твердая
То же 52-63 Мягкая
Твердость по Бринелю, кг/мм2 . . . 40 Литая
Таблица 29
Технологические свойства и режимы обработки латуни Л96 .
Наименование Значение
Температура: литья, °C прессования и прокатки, °C отжига и прокатки, °C Обрабатываемость резанием по сравнению с латунью ЛС63-3, % Температура начала рекристаллизации, °C .... Травитель — раствор серной кислоты в воде, % . . Смазка изложницы 1160—1200 775-850 540—600 20 300 10 Керосин + сажа 10:1; обезвоженный мазут
Флюс покровный Древесный уголь
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
61
Таблица 30
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни Л96
Вид изделия Материал Предел проч пости при растяжении Относитель ное удлине нпе, % не менее Примечание
Трубки радиатор- ные Ленты и полосы . Жесткий Мягкий 35—60 Не менее 25 35 ГОСТ 2644—44 ГОСТ 2936—45 ЦМТУ 3381—53
Свойства латуни Л96 в различных состояниях показаны на
рис. 46—53ы
Рис. 46 Зависимость механиче-
ских свойств латуни Л96 от сте-
пени деформации. Исходный ма-
териал: листы мягкие толщиной
1 мм с величиной зерна 0,015 и
0,07 мм
Рис. 47. Зависимость механиче-
ских свойств латуни Л96 от
температуры отжига. Исход-
ный материал листы толщи-
ной 1 мм с величиной зерна
0,015 и 0,07 мм, деформиро-
ванные на 50%. Продолжи-
тельность отжига 1 час
ёелииина зерна
Рис. 48. Зависимость механи-
ческих свойств латуни Л96 от
степени деформации. Исход-
ный материал: трубы радиа-
торные, мягкие
Рис. 49. Изменение механических
свойств латуни Л96 при высоких
температурах. Исходный матери-
ал: трубки радиаторные К-5, хо-
лоднотянутые
(| 30
iiw
"Ф’О'яуяа "г
Рис. 50. Зависимость предела проч-
ности при растяжении латуни Л96
от температуры и продолжительно-
сти отжига. Исходный материал-
трубки радиаторные Ш-7, твердые
Рис. 51. Зависимость относительного
удлинения латуни Л96 от темпера-
туры и продолжительности отжига.
Исходный материал: трубки радиа-
торные Ш-7, твердые
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
6S
Рис. 52. Зависимость предела проч-
ности при растяжении латуни Л96
от температуры и продолжитель-
ности отжига Исходный материал:
трубки радиаторные Ш-7, твердые
Рис. 53 Зависимость относитель-
ного удлинения латуни Л9б от
температуры и продолжительности
отжига. Исходный материал: труб-
ки радиаторные Ш-7, твердые
Латунь Л90
Латунь Л90 отличается хорошими механическими и коррозион-
ными свойствами; отлично обрабатывается давлением в горячем
и холодном состоянии; хорошо сваривается со сталью при совмест-
ной горячей прокатке, а потому с успехом применяется для плаки-
ровки и изготовления'термобиметалла. Латунь Л90 отличается
красивым золотистым цветом, хорошо воспринимает эмали-
ровку и золочение, а потому широко применяется для изготовле-
ния знаков отличия, фурнитуры и художественных изделий. Из.
латуни Л90 изготовляются листы, полосы, ленты и специальные
профили различного размера.
В табл. 31—35 приведены химический состав и свойства ла-
туки Л90.
' Таблица 31
Химический состав латуни Л90 по ГОСТ 1019—47
Жарка Силава Компоненты, °/о Примеси не более,
Си Zn РЬ Fe Sb Bl р всего
Л90 90 88-91 Осталь- ное 0,03 0,10 0,005 0,002 0,01 0,2
F R? м е н и я: 1. Содержание никеля допускает-я до 0,5 /0 (за счет > еди^
а. Методы химического аналиеа по ГОСТ 1652—54.
<64
Латуни (медноцинковые сплавы)
Механические и физические свойства латуни Л90
Таблица 32
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... 1 045
Нижняя критическая точка, °C ... 1 025
Плотность, е/сл3 8,73 Литье в кокиль
Удельная теплоемкость при 20°, кал[г
°C 0,09
Коэффициент линейного расширения
при 20° 17- 10~6
То же выше 20 и до 300° 18,2 10"6
Теплопроводность, кал/см • сек °C . . 0,30 Обработанная мягкая
То же 0,40 Обработанная твердая
Температурный коэффициент теплопро- 0,0005
ВОДНОСТИ
Удельное электросопротивление при 20° 0,010 Литье в кокиль
ом мм2/м
Удельное электросопрот ивлени-3 при 0,27
1100°, ом мм2/м Температурный коэффициент электросо- В жидком состоянии
0,00186
противления
Электропроводность при 20°, % ... 43,6 Литье в кокиль, твердая 10 500
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 9150
Модуль упругости на изгиб по Мюлле- •
ру, кг/мм? 10 500 Обработанная, мягкая
Предел прочности при растяжении, Литье в песок
Kit мм2 19
То же 20 » в кокиль
» » 26 'Обработанная, мягкая
ъ » 34 Обработанная, полутвердая
» » 60 Обработанная, твердая
Относительное удлинение, % . . . . 16 Литье в песок
То же 31 » в кокиль
» » 44 Обработанная, мягкая
» » 20 Обработанная, полутвер-
» » 4 дая Обработанная твердая
Относительное сужение, % 13 Литье в песок
То же 50 » в кокиль
» » 80 Обработанная, мягкая
» » ............... 60 Обработанная, полутвер-
Предел упругости, кг/мм2 7,0 дая Обработанная, мягкая
То же 37 Обработанная, твердая
Предел пропорциональности, кг /мм2 7 Литье в песок
То же 6,5 » в кокиль
Предел текучести, кг/мм2 7,0 » в песок
То же 8,0 в кокиль
» > 13,0 Обработанная, мягкая
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
65
Продолжение табл. 32
Наименование Значение Примечание
Предел текучести, кг/мм2 30 Обработанная полутвер-
Предел усталости при 50 • 10s циклов, кг/мм2 12,6 дая Твердая, наклеп 50% Мягкая, отжиг 650°
То же 8,5
Ударная вязкость, кгм/см- 15,0 1 час Литье в кокиль
То же 18,0 Обработанная, мягкая
Предел прочности на срез, ке/ммг . . 16,5 Литье в кокиль
Осадка при сжатии, % 37 » в песок
То же 73 » в кокиль
Твердость по Бринелю, кг/мм2 . . . 50 » в песок
То же 56 » в кокиль
» » 53 Обработанная мягкая
> > . . 70 Обработанная полутвер-
> > 130 дая Обработанная твердая
Твердость по Роквеллу, шкала F (60 кг) 97 Обработанная твердая
То же 55 Обработанная мягкая
Коэффициент трения со смазкой . . . То же, без смазки Коррозионная устойчивость, потеря в весе, г/м2 сутки, под действием: морской воды влажного пара, при 100° .... морского тумана 0,074 0,44 0,50 0,48 0,24
Таб. ица 33
Технологические свойства и режимы обработки латуни Л90
„ Наименование свойств Значение величины Примечание
ЯЙ»»пература, °C: ЙЙ7 литья Ж' Прокатки и прессования Як отжига йж низкотемпературного отжи- начата рекристаллизации ЯМНейиая усадка, % (Обрабатываемость резанием (по •“ Сравнению с латунью ЛС63—3), 1160-1200 850—950 650—720 200 335-370 2,00 20
Жидкотекучесть, см ... 65 См. примечание к табл. 21
Ьб
Латуни (медноцинковые сплавы)
Продолжение табл. 33
Наименование свойств Значение величины Примечание
Смазка изложницы Флюс (защитный покров) . . . Состав смазок: а) нефть чистая 57% мыло зеленое 30% костяная мука 7% керосин 5% б) мазут 80% канифоль 15% сажа 5% Древесный угопь
Таблица 3-f
Механические свойства сплава Л90 при повышенных температурах
Механические свойства Температура, °C
100 200 300 500 Примечание
Предел прочности при ра- стяжении, кг/ммЗ . . . 27 26 26 21 Обработан- ная мягкая
Удлинение, % 48 - 48 50 — То же
Твердость по Бринелю,
кг/мм? 53 50 48 46 » »
Ударная вязкость, кем/см3 18 16 15 9 » »
Таблша 35
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из сплава Л90
Вид изделий Материал Предел проч- ности прп растя- жении, кг/мм^ Относитель- нее удлине- ние, % Примечание
не Mei iee
Ленты и полосы Мягкий 27 35 ЦМТУ 2079—49
То же .... Полутвердый 34 7 ЦМТУ 2678—50
» » .... Профили фасон- ные .... Твердый 40 33-43 >7 ЦМТУ 513—41
Зависимость механических свойств сплава от метода обработки
и формы изделия, а также от степени деформации, температуры
отжига и величины зерна показана на рис. 54—57.
Рис. 54. Зависимость механиче-
ских свойств сплава Л90 от сте-
пени деформации. Исходный ма-
териал: листы мягкие толщиной
1 мм с величиной зерна СЦЭ15 и
0,07 мм
Рис. 56. Зависимость механических
свойств сплава Л90 от температу-
ры отжига. Исходный материал
прутки тянутые с величиной сер
на 0,05 мм, деформированные на
37%. Продолжительность отжига
1 час.
1QO ZOO 300 2UU ЬОО ЬОО 700 SUU зои
Температура отжига,°C
Рис. 55. Зависимость механических
свойств сплава Л90 от температуры от-
жига. Исходный материал: листы тол-
щиной 1 мм с величиной зерна 0,015 п
0,07 мм, деформированные на 50%. Про-
должительность отжига 1 час
ЮО200300000500600700800900
Температура отжига, °C
Рис. 57. Изменение механиче-
ских свойств сплава Л90 при
высоких температурах. Вы-
держка при температуре 1 час.
Исходный материал: прутки
мягкие диам. 25 мм с величи-
ной зерна 0,03 мм
В8
Латуни (медноцинковые сплавы)
Латунь Л85
Латунь марки Л85 характеризуется достаточно хорошими ме-
ханическими и коррозионными свойствами; она отлично переносит
обработку давлением в горячем и холодном состоянии; широко
применяется для изготовления сильфонов, гибких шлангов, дета-
лей для холодильного оборудования, а также для изготовления
конденсаторных труб.
В табл. 36—40 приведены химический состав и свойства
сплава Л85.
Таблица 36
Химический состав сплава Л85 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, (а Примеси не более, !„
Си Zn РЬ Fe Sb Bi р всего
Л85 85 84,0-86,0 Остальное 0,03 0,10 0,005 0,002 0,01 0,3.
Примечания: 1 Методы химического анализа по ГОСТ 16г2—54.
2 Содержание никеля допускается до 0,5 (за счет меди).
Таблица 37
Механические и физические свойства сплава Л85
Наименование
Значение
Примечание
Верхняя критическая точка, °C . . .
Нижняя критическая точка, °C . . .
П точность, г/см*...................
Коэффициент линейного расширения
при 25—300° ........................
Теплопроводность, кал/см • сек. °C .
Электросопротивление при 20°,
ом мм2/м ..........................
Электросопротивление при 1100°,
ом мм2/м......................
Температурный коэффициент электро-
сопротивления .....................
Модуль нормальной упругости, кг!мм2
Предел прочности при растяжении,
кг/мм2..............................
То же...............................
1025
930
8,75
18,7 • 1(ГЧ
0,36
0,047 Мягкая
0,298
0,0016 Прн 20°
10 500
52,5 Наклеп 50%;
26 - Отжиг 600° 1 час
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
69'
Продолжение табл 37
Наименование Значение Приме» ание
Относительное удлинение, % .... То же Предел упругости, кг/мм? ...... То же . . Предел текучести, кг/мм2 ...... То же 1 . Относительное сужение, % . ... . Твердость по Бринелю, кг/мм2 . То же Твердость по Роквеллу, шкала F . . То же Обрабатываемость резанием (по сравне- нию с латунью ЛС63—3), % ... 4 43 42 56 50,4 10 80 50-55 120-130 60 100 30 Наклеп 50%; Отжиг 600° 1 час Твердая Мягкая Твердая Мягкая » » Твердая Мягкая 1 Среднее Твердая ) значение
Таблица 38
Ползучесть латуни Л85
Нагрузка кг/мм2 Температура испытания, °C Продо.П/китель ность испытания час Ползучесть (у ве личение длины) 1а
5,о 150 1000 0,01
4,3 200 1000 0,01
0,7 315 1000 0,01
8,4 200 1000 0,1
1,5 315 1000 0,1
13 200 1000 1,0
5,7 320 1000 1,0
Примечание. Величина зерна 0,06 мм.
Таблица 39
Предел усталости латуни Л85
8 •V Состояние материала , 1 Предел прочности при растя- жении кг/мм2 Относи- тельное удлинение % Отноу и- тельное сужение Число ЦИг лов млн. Предел устало'*! кг Л1М2
Пруток (наклеп 40%) ... Пруток (огжиг при 230° 31 40 — 300 14
f 3 часа) Пруток (отжиг при 480° 37 — 73 60 11,2
3 часа) 28 57 79 100 10 6
70
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 40
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из ла уни Л85
Вид изделий Материал Предел проч- ности при растя женин, кг мм2 Относительное удлинение, /0 П| течание
не менее
Трубы Мягкий 25 30 ТУ ЦМО 1512-53
Зависимость механических
видов обработки приведена на
свойств латуни Л85 от различных
рис 58—6G
Рис 58 Зависимость механических
свойств сплава Л85 от степени де-
формации Исходный материал
ленты мягкие толщиной 1 мм с
величиной зерна 0,015 и 0,07 мм
Рис. 59 Зависимость механических
свойств латуни Л85 от температуры
отжига Исходный материал листы
толщиной 1 мм с величиной зерна
0,015 и О',07 мм, деформированные на
50%
ау fiuuaguoy ouQwjogdagj
% '^annami/g fiaoMi/aiiinaonwp
zHrw/&/'apniwoafidjfi uagady
jirnf/iu плнажуи/яи/ndunujxinhocfuuagsdii
»s
s
s
S
s
<D
M
" и
X
3
S3
S3
cd
M
X
s
72
Латуни (медноцинковые сплавы)
Рис. 63. Зависимость механических
свойств латуни Л85 от температуры
отжига. Продолжительность отжига
1 час. Исходный материал: трубы
конденсаторные с величиной зерна
0,05 мм, деформированные на 65%
ной
0,07 (2)
О 70 2030405000708030 700
Стелено деформации, %
-О. ЗОО
₽ 200
% 100
%.
Рис. 66 Диаграмма рекристаллизации латуни
Л85
Рис. 64. Изменение механических
!ОО 200300 ООО 300 600 700 800 300
Гемперотдра отжига, °C
Рис. 65. Зависимость величины
зерна латуни Л85 от температуры
отжига. Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный материал:
листы толщиной 1 мм с величи-
зерна 0,015 (1) и
мм, деформированные
на 50%
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
/3.
Латунь Л80
Латунь Л80 отличается хорошими механическими и коррози-
онными свойствами и отлично обрабатывается давлением в горя-
чем и холодном состоянии. Из нее изготовляют проволоку, тонко-
стенные трубы, листы и ленты. Латунь Л80 широко применяется
для изготовления проволочных сеток в целлюлозно-бумажной и
шиферной промышленности, сильфонов и других изделий.
Химический состав и свойства латуни Л80 приведены в
табл. 41—46.
Таблица -It
Химический состав латуни Л80 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, % Примеси не более, %
Си Zn РЬ Fe Sb Bi Р ecei >
Л80 80 79,0—81,0 Остальное 0,03 0,10 0,005 0,002 0,01 0,3
Примечания: 1. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
2. Содержание никеля допускается до 0,5% (за счет меди).
Таблица 42
Механические и физические свойства латуни Л80
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C 1000
ЯЙжвяя критическая точка, °C 965
Ийотаость, г/см* 8,60 Литье в кокиль
«Коэффициент линейного расширения при
; 80° 18,8 • 10“6 » » »
То же 18 • 10~8 Обработанная мягкая
Теплоемкость, кал! г, °C 0,093
Теплопроводность, кал/см сек - °C ... 0,34 Обработанная мягкая
Температурный’ коэффициент теплопровод-
ности 0,0005 —
Удельное электросопротивление при 20°,
ом мм2/м 0,054 Мягкая •
То же 0,060 Литье в песок
> » 0,054 Обработанная мягкая
> » 0,060 » твердая
» » при 1000° 0,33
74
Латуни (медноцинковые сплавы)
Продолжение табл. 42
Наименование Значение Примечание
Температурный коэффициент электросопро- 0,0015
тивления
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 9 700 Литье в кокиль
То же И 600 Обработанная мягкая
» » 15 350 » твердая
Предел прочности при растяжении, кг'мм2 23,0 Литье в кокиль
То же 31 Обработанная мягкая
» » 56 » твердая
Относительное удлинение, % 32,5 Литье в кокиль
То же 52 Обработанная мягкая
» » 10 » твердая
Относительное сужение, % 30 Литье в кокиль
То же 69,5 Обработанная мягкая
» » 40 » твердая
Предел пропорциональности, кг/мм2 . . . 36,5 » »
То же 7,3 Литье в кокиль
» » 6,8 Обработанная мягкая
Предел упругости, кг/мм2 8,0 » »
Предел текучести, кг/мм2 13,0 Литье в землю
То же 12 Обработанная мягкая
» » 36,0 » твердая
Предел усталости, кг/мм2 (90 X 10е циклов) 10,5 Обработанная мягкая
(отжиг 600° 1 час)
То же (50 х 106 циклов) 15,4 Обработанная твердая
10,0 (наклеп 37%)
Ударная вязкость, кгм!см2 Литье в кокиль
То же 16,0 Обработанная мягкая
Предел прочности на срез, кг/мм2 .... 20,0 Литье в кокиль
То же 19,0 Обработанная мягкая
Твердость по Брннелю, кг/мм2 51 Литье в кокиль
То же 53 Обработанная мягкая
» » 145 » твердая
Твердость по Виккерсу, кг/мм2 55 Литье в кокиль
То же 76 Обработанная мягкая
» » 169 » твердая
Твердость по Роквеллу, шкала F .... 103 Твердая, наклеп 37% _
То же 60 Мягкая, огжиг 600°
1 час
Коэффициент трения:
со смазкой1 0,015 Обработанная мягкая
без смазки ’ 0,71 То же
1 Cmv примечание к табл. 17.
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
75
Таблица 43
Технологические свойства и режимы обработки латуни Л80
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья . . * прокатки Начала рекристаллизации .... Низкотемпературный отжиг, °C . . 1160-1180 820-870 320—360 260
Линейная усадка, % Обрабатываемость резанием (по срав- 2 Литье в кокиль
нению с латунью ЛС63—3), % Жидкотекучесть, см Травитель Температура изложницы, °C ... Смазка Флюс (защитный покров) 30 48 Раствор серной кислоты 10% 80 Состав смазки: керосин 58% канифоль 28% сажа 14% Древесный уголь См. примечание к табл. 21
Таблица 41
Изменение механических свойств латуни Л80 в зависимости от температуры
Наименование Температура, °C
100 200 300 500
Предел прочности при растяжении, кг/мм11 31 30,0 28,0 27
Относительное удлинение, % .... 52 51,0 47 39
Твердость по Бринелю, кг'мм2 . . . 53 51,0 48,0 44,0
Удаочая вязкость, кгм/см2 16 15,0 13,5 5,0
Таблица 45
Усталость и коррозионная усталость латуни Л80
Материал Предел прочности при рас- тяжении кг мм2 Относи- тельное удлине- ние, % Относи- тельное сужение /о Предел усталости кг/мм* -Число циклов млн.
Пругок холоднотянутый . . 53,5 16 65 15,7 100
То же, отжиг при 230° 2 часа 40,6 31 65 14,7 100
» » » при 600° . . . 30,8 64 80 И.9 90
» » испытание в растворе хлористого натрия .... — — — 9,8 80
* » в растворе углекис- лых щелочей — — — 10,5 60
76
Л'атуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 4Ь
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни Л80
Вид изделия Материал Предел ПРОЧНО ти при рас тяжении кг/,«и Относи- тельное уллине ние, /0 Примечание
не менее
Ленты катаные Проволока для сеток . . Тр\бки тонкостенные для сильфонов Мягкий » 27 34 50 29 ТУ ЦМО 1001—53 ГОСТ 5685—51
Зависимость механических свойств латуни Л80 от условий об-
работки и состояния материала показана на рис. 67—72.
Рис. 67 Зависимость механи-
ческих свойств латуни Л80 от
степени деформации. Исходный
материал: пруток мягкий
диам, 25 мм с величиной зер-
на 0,06 мм
Рис. 68. Зависимость меха-
нических свойств латуни
Л80 от температуры отжи-
га Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный ма-
териал: пруток диам 25 мм
с величиной зерна 0,06 им,
деформированный иа 37%
5 S 4g §
SiiMi
ПО
too
90
00
10
60
50
W
30
20
10
О
Рис 69. Зависимость механических
свойств латуни Л80 от степени дефор-
мации. Исходный материал- листы
мягкие толщиной 1 мм с величиной
зерна 0,02 мм
Предел прочности при растяжении ёь,кг/мм-
дредел упрцеости &е> ле/мл°
Относительное удлинение с, 7°
величина зерна Z, мм
Рис 70 Зависимость механических свойств ла-
туни Л 80 от температуры отжига. Продолжитель-
ность отжига 1 час. Исходный материал листы
толщиной 1 мм с величиной зерна 0,02 мм, де-
формированные на 37%
Рис 71. Зависимость механических свойств ла-
туни Л80 от температуры отжига. Продолжитель-
ность отжига 1 час. Исходный материал: трубы
с величиной зерна 0,025 м.н, деформированные на
70°/о
Рис. 72. Изменение механических
свойств латуни Л80 при высоких тем-
пературах. Исходный материал: пру-
ток, деформированный на 30’/» -
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
79"
Латунь Л75
Латунь Л75 обладает достаточно хорошими механическими,
коррозионными и технологическими свойствами. Отлично обраба-
тывается давлением в горячем и холодном состоянии. По свойст-
вам и экономичности она занимает промеэйуточное положение
между латунями Л80 и Л70.
Химический состав и свойства латуни Л75 приведены в
табл. 47—49.
Таблица 47
Химический состав латуни Л75 (латунь нестандартная)
Марка сплава Компоненты, ‘/0 Примеси не более, о
Си Zn РЬ Fe Sb Bi р всего
Л75 75 Остать- чое 0,03 0,20 0,005 0,002 — 0,3
Таблица 48
Механические и физические свойства латуни Л75
Наименование
Значение
Примечание
Верхняя критическая точка, °C Плотность, г/см3 980 8,63
Коэффициент линейного расширения (20—300°) . . 19,6 10-6
Электропроводность при 20°, % 30 От меди
Модуль нормальной упругости, кг/мм3 10 500
Предел прочности при растяжении, кг'мм3 .... 59—68 Твердая
То же 32—42 Мягкая
Относительное удлинение, % 5-7 Твердая
То же 58-66 Мягкая
Предел упругости, кг/мм- 43—47 Твердая
То же 5-10 Мягкая
Предел текучести, кг/мм3 51-57 Твердая
То же 10—12 Мягкая
Предел усталости, кг 1мм3 15 Твердая
То же 12 Мягкая
Твердость по Роквеллу, шкал? В 60—65 Твердая
То же 1,5-5 Мягкая
Пр имечание. Твердая — наклеп Г Ол/о; мят кая — отяшг 700° С 1 час.
' Влияние обработки на свойства латуни Л75 показано на рис. 73
'Л 74.
«о
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 49
Механические свойства полуфабрикатов из латуни Л75
Вид изделия Обработка Предел прочности при рас* тяжении кг/мм2 Относи тельное удлине- ние, /о Твердость по Роквеллу
шкала F шкала В
Ленты толщиной 1 мм Отжиг при 700° 1 час 32 62 58 —
То же Наклеп 20% 37 50 77 —
» » » 40% 53 7 — 85
Проволока d-2,5 мм » 60% 65 3 90
То же » 68% 87 — — •—
— Материал с зерномО,О/мм
— Материал с зерном о.Юмм
Рис. 73. Зависимость механических
свойств латуни Л75 от степени де-
формации и величины зерна. Исход-
ный материал- листы мягкие толщи-
ной 1 мм с величиной зерна 0,01 и
0,1 мм
Условные обозначения'
.--- Материал с зернам 0,01мм
-----Материал с зерном 0,10мм
Рис. 74. Зависимость механических
свойств латуни Л75 от температу-
ры отжига. Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный материал,
листы толщиной 1 мм с величиной
зерна 0,01 и 0,1 мм, деформиро-
ванные на 50%
Латунь Л70
Латунь Л70 отличается хорошими механическими свойствами,
отлично обрабатывается давлением в горячем и холодном со-
стоянии. Химический состав и свойства латуни Л70 приведены в
табл. 50—53.
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
81
Таблица 51 Усталость и коррозионная усталость латуней Л70 и Л 72 •hew ‘aoif’ •НИИ ОЕОИЬ ОСО о о о Ю Ю LQ LQ о GO
г'л ‘И1ЭО1Г вхэХ. ifattadii 'Ф СО 00 ю - - - «СЯ 'Ф LQ О) LQ С- —г _
(Я В1ГВЯП1) Лшгэанод оп чхэсйМэнд; —< СЯ —« СО 1 | GOGO—• О 1 1
% эипэжХэ эон ЧНЭТИчОНТО СО о ю —• ся to со ь- Г- -ф яф
°/ ‘ЗИП ЭПИ1ТКЛ эон ЧКЭХИЭОНХО — СОЮ СО о 1О ся ся ю ю ся —
7жуч/гы ‘ихэон -hodn ifattodn 'ф ся «СО со — ся LQ —< СО со ю LQ ио
Форма образца Пруток Пруток »
Химический состав, % Си Fe РЬ ся ся ся ся ° 1 1 ООО О ся СЯ СЯ СЯ Ю LQ 0^0 О О О О СО СО СО СО co GO ООО о о о ООО о о о
Материал Латунь Л70 Холоднотянутая Холоднотянутая и отожженная при 275° . . Холоднотянутая и отожженная при 600 ° ... Отожженная при 600°, деформированная на 20% и отожженная при 275° Холоднотянутая Деформированная и отожженная при 200° 30 мин
А. П Смирягии
82
Латуни (медноцинковые сплавы)
Продолжение табл 51
•шгн ‘aoir -НИЙ OITvlJh, § 70 100 о 2 8 Ю QG S 8 8 100 100 100 О § 100
?ww гы ‘ИХЭО1Г вхэЛ иэттэйц Th Th ю 1Л о" 15,8 ть Th со со ь- СО Gb со 04 8,4 сн Th ть со со со со
(а В1ГВЧШ) Лшгэяяоа оп чгиоийэяа, 1 N 1 1 1 1 1 1 1 ISSS 1 1 1
О/ /и эинэж^о эон ЧНЭ1И00П1О со Th О) со Th со 1 со L-O 1 СО со 1 со □О | 1 1 L.O 1 1
°/ ‘ЗИП -ЭНИ1ГГХ эон -ЧЕ91ИЭ0Н10 со со СО 1 О 1 ть 1 й ю» — L-O CD CD 04 со 1 1
ЗИ ‘их ОН ьосШ иаСэйц 04 ю 51,4 31,5 1 | 53,5 1 тр 1 uO CD ю г"- -п- ео О1 04 L.O о СО CD со 1 1
Форма образца | Пруток Л А Л Л Л Л л Л л Л Листы л « Пру гок I л л
л ПИ} а 1 1 1 1 1 1 1 | 1 0,03 1 О 0,02 0,02 04 04 0,02
имичес. 1 ю тав, О Рй 0,05 0,05 1 0,03 1 1 0,07 0,07 0,07 0,07 0,13 1 0,03 0,03 0,03 о,13 0,13 0,13
9 О 70,08 70,08 70,08 70,0 70,0 70,79 70,79 70,791 70,79 73,28, 72,0 7< ,73 71,73 71 ,73' 3 Th СО 71 ,64
Материал Деформированная и отожженная при 230° 1,5 часа Деформированная и отожженная при 260° 1,5 часа Отожженная при 650° 1 ча с Деформированная на 20%. Образцы с надрезом 0,2 мм, радиус 0,05 Отожженная. Образцы с надрезом 0,2 мм, ра диус 0 05 . . Деформированная и отожженная при 229° 3 часа То же Испытание в сотеной воде 1 Деформированная и отожженная при 230° 3 часа , То же. Испытание в соленой воде Латунь Л72 Хотоднртянутая Отожженная при 800° Отожженная при 600° 1 час 1 Холоднокатаная, наклеп 37% Холоднокатаная, наклеп 68% Хотоднотянутая То же Испытание при скручивании .... То же. Испытание при скручивании в соленой воде
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
83
Изменение механических свойств латуни Л70
при низких температурах
Таблица 52
Материал Темпера- тура испытания °C Предел прочно сти при растяже НИИ кг и. и 2 Предел текучести кг/ммя Относи тельное удлинение /о Относи тельное сужение 7о
Латунь Л70
Деформированная и о:ож-
женная 20 35,8 19,8 49 77
То же -10 37,2 20,1 49 77
» » -40 38,3 18,9 58 77
» » ... .... -80 40,0 19,2 60 79
» » — 120 42,9 19,6 55 78
» » — 180 51,5 18,9 75 73
Л а 1 у п К Л72 18 29,1 6,7 82,6 76,4
Деформированная и отож-
женная 0,0 30,0 6,9 79,7 78,7
То же’ . . . .... —30 30,3 7,3 75,9 79,7
» » . . . . —80 34,1 8,6 74,5 80,0
Таблица 53
Ползучесть латуни J170
1 Наименование Нагрузка К2 ММ1 Температу ра испытания °C Продолжи тельио ть и пытания час. Ползучесть 1 (увеличение длины) %
янчина зерна 0,085 мм 11,2 150 1000 0,01
► же 5,4 200 1000 0,01
> 1,4 260 1000 0,01
нелеп 15% 12.5 200 1000 0,1
Г- же 0,6 315 1000 0,1
t Зависимость свойств латуни Л70 от вида обработки и величины
Иерна показана на рис. 75—79
84
Латуни (медноцинковые сплавы)
— Материал С зерном ЦО/Рмм
—Матеоиал с зерном0,070мм
•---Материал с зерном 0,075мм
---Материал с зерном О,07омм
Рис. 76. Зависимость механических
свойств латуни Л70 от температу-
ры отжига и величины зерна. Прог
должительность отжига 1 час. Ис-
ходный материал: листы толщиной
1 мм с величиной зерна 0,015 и
0,07 мм, деформированные на 50%
Рис. 75. Зависимость механических
свойств латуни Л70 от степени де-
формации. Исходный материал: ли-
сты мягкие толщиной 1 мм с вели-
чиной зерна 0,015 и 0,07 мм
Рис. 77. Зависимость механических
свойств латуни Л70 от степени де-
формации. Исходный материал: прут-
ки мягкие диам. 25 мм с величиной
зерна 0,045 мм
Рис. 78. Зависимость механических свойств
латуни Л70 от температуры отжига и ве-
личины зерна. Продолжительность отжига
1 час. Исходный материал: прутки диам.
25 мм с величиной зерна 0,045 мм, дефор-
мированные на 5О°/о
I
§
5004
4004
3004
2004
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Стелем деформации,%
I
100
. 850
=,^800
700
600
Рис. 79. Диаграмма рекристаллизации
латуни Л70
86
Латуни (медноцинковые сплавы)
Латунь Л68
Латунь Л68 является наиболее распространенной из серии мед-
^оцинковых сплавов. Она обладает достаточно высокими механи-
ческими свойствами и устойчивостью в отношении общей коррозии;
отлично обрабатывается давлением в горячем и холодном состоя-
нии; успешно применяется для изготовления деталей холодной
штамповкой и глубокой вытяжкой. Из латуни Л68 изготовляются
полосы, листы, ленты, прутки, трубы, проволока, фольга и про-
фили различных размеров. Этот сплав имеет широкое распростра-
нение во всех областях промышленности.
. Химический состав и свойства латуни Л68 приведены в
табл. 54—62.
Таблица 54
Примечание Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Таблица 55
Механические и физические свойства латуни Л68
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... Нижняя критическая точка, °C ... Плотность, г/см? Коэффициент линейного расширения при 20—300° Теплоемкость, кал)г - °C Теплопроводность, кал/см. • сек °C . 938 909 8,60 19ХЮ~6 0,093 0,26—0,28 Мягкая
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
87
Продолжение табл. 55
Наименование Значение Примечание
Удельное электросопротивление при
20°, ом • мм2/м 0,072 Литая
То же 0,068 Мягкая
» » 0,071 7 вердая
» » при 1000° 0,39
Температурный коэффициент электро-
сопротивления 0,0015
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 9 600 Литая
То же 11 000 Мягкая
» » 11 500 Твердая
Модуль ynpyi ости на изгиб по Мюлле-
ру, кг/мм2 10 500 Мягкая
То же 12 000 Твердая
Предел прочности при растяже-
нии, кг!мм2 28 Литая
То же 33 Мягкая
» » 52 Твердая
Относительное удлинение, % .... 48 Литая
То же 56 Мягкая
» » 12 Твердая
Относительное сужение, % 39 Литая
То же 70 Мягкая
> » 52 Твердая
Предел пропорциональности, кг /мм2 . 13 Полутвердая
То же 5 Мягкая
Предел упругости, кг/мм2 4 >
Предел текучести, кг /мм2 . . . 10 »
Предел усталости, кг/мм2 42 Твердая
То же при 100 • 10е циклов 12 Мягкая, отжиг 650° 1 час
> » 15 Твердая, наклеп 50%
Ударная вязкость, кгм/см2 17 Мягкая
Предел прочности при срезе, кг/мм2 . 20 »
©садка при сжатии, % 30 »
Твердость по Бринелю, кг/мм2 . . . 150 Твердая
Твердость по Роквеллу (шкала F) . . 107 Твердая, наклеп 50%
То же 59 Мягкая, отжиг при 650'
1 час
88
Латуни (медноцинковые сплавы) '
Таблица 56
Технологические свойства и режимы обработки латуни Л68
Наименование Значение Примечание
Температура, °C:
литья 1100—1160
прокатки и прессовки 750—830
отжига 520-650
Низкотемпературный отжиг для снятия внутренних напряжений, °C ... . 260—270
Максимально допустимые деформации, %:
в горячем состоянии 95
в холодном состоянии 75
Температура начала рекристаллизации, °C 300—370
Обрабатываемость резанием (по сравне- нию с латунью ЛС69-3), % ... . 30
Линейная усадка, % 1,92
Жидкотекучесть, см Травитель 63 Раствор серной кислоты 3—12% в воде См. примечание к табл. 19
Температура изложницы, °C 100
Смазка для изложниц Состав смазок: а) мазуг 58%; канифоль 28 %; сажа 14%;
б) обезвоженный мазут, подо- гретый до 50°;
Флюс (защитный покров) в) мазут 80%; канифоль 15%; сажа 5% Древесный уголь
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
89
Таблица 57
Зависимость механических свойств латуни Л 68 от наклепа и исходного состояния
Механические свойства до прокатки Механические свойства после прокатки
Степень деформации,
5 10 20 30 40 50
Т в е рдость по Бринелю, кг)мм2
45 62 77 99 119 136 152
55 72 87 109 128 145 160
65 82 97 119 137 154 166
75 92 106 128 146 160 172
85 102 116 136 153 165 176
95 111 125 141 158 169 179
105 120 138 151 163 173 182
Предел прочности при растяжении, кг/мм2
29 30 31 35 40 46 51
31 32 34 38 43 49 54
33 34 36 40 46 52 57
35 37 38 43 48 55 59
37 39 41 45 51 58 62
39 41 43 48 54 60 64
41 43 45 50 57 63 67
Относительное удлинение, %
62 54 48 32 19 11 7,2
58 50 43 29 16 10 7,2
54 46 39 25 13 9,2 7,2
50 42 35 21 11 9 7,0
46 38 31 18 10 8,6 7,0
42 35 28 17 10 8,2 7,0
38 32 25 16 9 7,6 6,8
90
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 58
Изменение механических свойств латуни Л68 в зависимости от температуры
отжига и степени предварительного наклепа
Предвари течьныи нянлеп % Температура отжига, °C (продолжительность отжига 1 мин )
20 200 300 400 500 600 700
Твердость по 3 и к к е р с у, кг/мм3
3 89 88 85 81 67 56 48
11 125 123 120 107 78 55 48
16 131 129 125 107 76 56 49
24 141 168 150 105 65 64 52
38 152 175 160 98 79 65 53
50 165 188 175 92 75 62 51
61 178 200 170 88 70 62 53
70 189 218 175 90 85 65 53
Предел прочности при растяжении, кг/мм2
3 33 33 33 33 30 30 29
11 34 36 37, 35 31 31 27
16 37 38 36 34 31 31 27
24 46 48 37 31 32 31 26
38 54 57 43 34 33 32 28
50 60 64 49 35 33 31 28
61 64 67 50 35 33 31 26
70 67 70 54 33 33 31 28
Относительное удлинение, %
3 46 46 50 48 55 63 62
11 37 37 38 47 55 63 60
16 33 31 34 50 56 60 61
24 20 27 32 50 55 58 60
38 8 10 18 48 52 57 60
50 3 6 12 45 53 58 59
61 2,5 3 8 45 52 57 58
70 2,5 3 10 46 53 52 64
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
91
Таблица 59
Изменение величины зерна в процессе рекристаллизации и наклепа латуни Л68
Термообработка Рекристаллизация Величина зерна, мм
темпера- тура отжига °C продолжи те леность отжига ЙИН начало при наклепе % полная при наклепе п/, исходная после полной рекриртал лизании после наклепа, °/0
10 20 30
700 5 5,8 16 0,08 0,08 0,075 0,045
700 15 3,8 6,5 0,20 0,135 0,095 0,09
700 30 3,3 5,5 0,25 0,150 0,15 0,12
700 60 3 5 0,30 0,150 0,15 0,150
700 180 2 3,5 0,40 0,200 0,175 0,175
700 900 — 3,3 0,40 0,250 0,250 0,250
600 5 12 36 . 0,035 — 0,035 0,035
600 15 6,5 17 0,090 0,09 0,070 0,060
600 30 5 13 0,11 0,11 0,075 0,065
600 60 5,3 12,5 0,15 0,15 0,09 0,075
600 180 5 7,2 0,22 0,125 0,110 0,090
600 900 4 7 0,25 0,220 0,120 0,11
500 5 25 — —. -—. —. 0,01
500 15 12,1 21 0,065 — 0,065 0,04
500 30 9,6 20,5 0,075 0,075 0,07 0,055
500 60 9 19,5 0,075 0,075 0,075 0,065
500 180 7,9 15,5 0,08 0,08 0,08 0,07
500 900 7 12 0,11 0,16 0,08 0,07
500 2700 5 10 0,16 0,16 0,08 0,075
450 15 15,7 36 0,035 — 0,035 0,035
450 30 12,4 25,5 0,05 — 0,05 0,05
450 60 12 24 0,065 — 0,065 0,05
450 180 9,8 22 0,075 0,075 0,075 0,065
450 2700 7,8 17 0,09 0,09 0,075 0,07
400 15 20 — — — — 0,015
400 20 19,5 — — — — 0,020
400 60 15,6 32 0,035 — 0,035 0,035
400 180 13,4 29 0,04 — 0,04 0,04
400 900 11,5 22 0,08 — 0,04 0,04
400 2700 9,7 19 0,08 — 0,08 0,04
300 1120 23,3 — — — — 0,010
300 2840 20 0,015
92
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 60
Влияние температуры и продолжительности отжига на механические свойства
и величину зерна латуни Л 68
►ь R я чно- гяже л ЕГ И ь. Н 2? О) о-л О о 0 /Л1Л12
Q, f- S Р К про’ paei МЛ12 £ ft со й £ х -2 й° юсть и елю, кг Величина
я - ft Я 0) J-ч Й Еч К о О п RS 8 — * « к . „ в s R Qj „ t" 55 S £ Еч « S 5 зерна, мм Примечание
с я к- S о а
« £ р, х °' Р-Й а S s Я ft ® 0J л £ ® $ Q S
E-f о R Л Ег* Вой И о й с Й о & НИ
350 1 52,5 44 32 95 160 0,25—0,35 Зерно деформн-
350 3 50 40 36 96 157 0,25-0.35 ровано
350 6 51 36 35 96 157 0,25-0,35
400 1 51 40 35 95 157 0,25—0,35 Начало рекри
400 3 47 30 45 96 143 0,25—0,35 сгаллизации
400 6 46 22 55 96 130 0,25-0,35
500 1 45 17 60 96,2 105 0,025 Рекристаллиза-
500 3 44 17 60 96,3 105 0,025 ция
500 6 44 18 61 96,6 105 0,025
550 1 45 17 61 70 93 0,025 То же
550 3 44 15 61 75 89 0,025
550 6 43 13 63 75 80 0,025—0,12
600 1 40 8,5 65 96 74 0,06—0,12 То же
600 3 39 7,5 71 *96,7 73 0,06—0,12
600 6 39 7,5 75 96,5 71 0,06—0,12
650 1 39,5 8 73 68 59 0,06—0,25 То же
650 3 38,6 7 75 70 55 0,25
650 6 38 7 75 73 54 0,25 *
700 1 38 6 74 97 55 0,25—0,8 То же
700 3 38 5,4 76 96,7 54 0,25—0,8
700 6 38 5,3 74 97,1 54 0,25—0,8
800 1 37 5 74 97,8 52 0,25—0,8 То же
800 3 36 5 74 97 52 0,4 —1,0
800 6 36 4,4 74 97,2 50 0,5 -1,2
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
93
Таблица 61
Изменение механических свойств латуни Л68 при низких температурах
Материал Темпера- тура испытания °C Предел прочности при растя женин кг мм2 Предел теку* ести при растя- жении кг'мм2 Относи тельное удлинение % Относи- тельное сужение Т
Латунь Л68, отожженная при 550° 2 часа 20 40 27,5 50,4 72
То же —78 42,9 30,6 49,8 75,6
» » — 183 53,5 40,0 50,8 70,7
Латунь Л68, деформирован- ная на 40% 20 60,1 59,2 6,3 66,5
То же —78 64,8 61,3 7,8 71,5
» » — 183 72,0 71,2 10,1 66,5
Таблица 62
Механические свойства
важнейших полуфабрикатов из латуни Л68
Вид изделия Материал Предел прочности при растяжении кг мм не Относитель- ное удлинение /о тенее Примечание
Листы, полосы Мягкий 30 40 гост
и ленты Полутвердый . . 35 25 931—52
То же Твердый .... 40 15 и ГОСТ
» » Особотвердый 2208—49
» » (ленты) . . . 50 4
Проволока диам. Мягкий 30 40 1
1,1 —12 мм 1 ГОСТ
То же Полутвердый . . 35 15 1 1066-50
» » Твердый .... 50 5 /
Трубы тянутые Мягкий 30 381 ГОСТ
То же Полутвердый . . 35 30 1 494—52
Изменение механических свойств латуни Л68 в зависимости от
различных видов обработки показано на рис. 80—84.
— Marr ери .ал с зерном 0,01мм
— Материал с зерном 010мм
--- Материал с зерном цо?мм
— ---Материал с зернам 0,10мм
Рис 80 Зависимость механических
свойств латуни Л68 от степени де
формации и величины зерна Исход
ный материал листы мягкие толщи
ной 1 мм с величиной зерна 0 01 и
0,1 мм
Рис 81 Зависимость механических
свойств латуни Л68 от температуры от
жига Продолжительность отжига 1 час
Исходный материал листы толщиной
1 чм с величиной зерна 0 01 и 0,1 мм,
деформированные на 50%
83
Рис 82 Изменение механических
свойств латуни Л68 при высоких тем
пературах Исходный материал прутки,
деформированные на 20%
s
й 500
Зависимость механических
в латуни Л68 от температуры
Рис 1
СВОЙС1 „ ...
отжига и величины зерна Продол-
жительность отжига 40 мин Исход-
ный материал лента толщиной 0,7 мм
с величиной зерна 0 02 мч, дефор
мироваиная на 35%
§ 300
100
850
а 8ОП
Л 700
боо
50С.
/1ПО
307i0 ' ю' го W 4С 50 ео 70 80 90 100
Степень деформации,7
Рис 84 Диаграмма рекристаллизации латуни
Л 68
96
Коррозионные свойства латуней
Латунь Л66
Латунь Л66 по составу и свойствам является промежуточным
сплавом между латунями марок Л68 и Л62. Отличается доста-
точно хорошими механическими и технологическими свойствами;
отлично обрабатывается давлением в горячем и холодном со-
стоянии.
Химический состав и свойства латуни Л66 приведены в
табл. 63—65.
Таблица 63
Химический состав латуни Л66 (сплав нестандартный)
Марка сплава Компоненты, '0 Примеси, 70, пе более Примечание
Си Zn РЬ Fe
Л66 66 64,5-67,5 Остальное 0,30 0,07 По нормам ASTM
Таблица 64
Механические свойства характерных полуфабрикатов из латуни Л66
Виц изделия п материал Толщина и диаметр’ мм Предел про1НОСТИ при растя женин кг/мм2 Относитель- ное 3 длинение % Твердость по Роквеллу
шкала F шкала В
Ленты: мягкие 1,о 32-37 54—64 60—78
твердые 1,0 53 7 — 85
для пружин . . . 1,0 65 3 — 90
Проволока: для заклепок . . 2,5 42 30 *
для пружин . . . 2,5 87 — — —
Таблица 65
Механические и физические свойства латуни Л66
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... Нижняя критическая точка, °C . . . Плотность, г/см? 935 905 8,47
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
97
Продолжение табл. 65
Наименование Значение Примечание
Коэффициент линейного расширения при 25—300° Теплоемкость, кал] г -°C Теплопроводность, кал/см-сек-'1 Q . электросопротивление, ом мм2/м Модуль нормальной упругости, кг/мм2 Предел прочности при растяжении, кг/мм2 То же Относительное удлинение, То .... То же Предел упругости, кг/мм2 То же Предел усталости при 108 циклах, кг/ им2 То же Твердость по Роквеллу, шкала В . . То же Твердость по Шору То же . . . 20,1 • 10~6 0,09 0,286 0,069 10 500 32 70 48 4 7 45 12 13,5 50 90 10 40 При 20° Мягкая. Отжиг при 600° 1 час Твердая. Наклеп 60% Мягкая. Отжиг при 600° 1 час Твердая. Наклеп 60% Мягкая. Отжиг при 600° 1 час Твердая. Наклеп 60% Мягкая Твердая Мягкая Твердая Мягкая Твердая
Изменение механических свойств латуни Л66 в зависимости от
состояния материала показано на рис. 85—87.
Рис. 85. Зависимость механиче-
ских свойств латуни Л66 от сте-
пени деформации и величины зер-
на. Исходный материал: листы
мягкие толщиной 1 мм с величи-
ной зерна 0,015 и 0,07 мм:
•-----Материал с зерном 0,015 мм
------ Материал с зерном 0,070 мм
98
Латуни (медноцинковые сплавы)
-----Материал с зерном СЦНБмм
-----Материал с зерном Ц07Омм
Рис. 86. Зависимость механи-
ческих свойств латуни Л66 от
температуры отжига. Продол-
жительность отжига 1 час. Ис-
ходный материал: листы тол-
щиной 1 мм с величиной зерна
0,015 и 0,07 мм, деформиро-
ванные на 50%
Рис. 87. Изменение механических
свойств латуни Л66 при высоких
температурах. Продолжительность
нагрева при испытании 1 час. Ис-
ходный материал: пруток диам.
25 мм, деформированный на 5%
Латунь Л62
Латунь Л62 обладает достаточно хорошими механическими и
технологическими свойствами. Отлично обрабатывается давлением
в горячем и холодном состоянии. Применяется для изготовления
полос, листов, лент, проволоки, прутков и труб разных размеров.
Латунь Л62 широко используется во всех областях промыш-
ленности.
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
99
Химический состав и свойства латуни Л62 приведены в
табл. 66—69.
Таблица 66
Химический состав латуни Л62 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, , Примеси, %, не более
Си Zn РЬ Fe Sb В1 Р всего
Л62 62 60,5—63,5 Остальное 0,08 0,15 0,005 0,002 0,01 0,5
П р и м 2. Соде! е ч а и н я: 1. У эжание никеля д [етоды хпмиче опускается до зкого а 0,5% (с яализа а счет 10 ГОС! леди). 1652- 54.
Таблица 67
Механические и физические свойства латуни Л62
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка-, °C ... 905
Нижняя критическая точка, °C ... 898
Плотность, г/см3 .......... 8,43
Коэффициент тинейною расширения
при 20—300° 20,6-1 (Г 6
Теплоемкость, кал/г - °C 0,0925
Теплопроводность, кал/см сек-°С . . 0,26 Мягкая
Удельное электросопротивление,
ом мм2/м 0,072 Литая
То же 0,071 Мягкая
Температурный коэффициент электро-
сопротивления 0,0017 Твердая
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 10 000 Мягкая
Мо'цулъ упругости па изгиб по Мюл-
леру, кг/мм2 10 450 Мягкая
'Предел прочности при растяжении,
f кг/мм2 32,8 Литая
То же 36 Мягкая
» » 68 Твердая. Наклеп 60%
(Относительное удлинение, % .... 35,5 Литая
go же 49 Мягкая
ph> же 3—4 Твердая. Наклеп 60%
Ютносительное сужение, % 50 Литая
|г* » 66 Мягкая
Йредел пропорциональности, ке/мм2 11,0 Литая
Г* о же 6,0 Мягкая
|» » . . . 20,0 Полутвердая
8» » 25,5 Твердая
Иредел упругости, кг/мм2 .... 10,0 Литая
100
Латуни (медноцинковые сплавы)
Продолжение табл. 67
Наименование Значение П1име^анне
Предел упругости, кг/мм2 8,0 Мягкая. Отжиг при 700° 1 час
То же 42,0 Твердая. Наклеп 50%
Предел текучести, кг/мм2 12 Литая
То же 11 Мягкая
» » 48 Твердая
Предел усталости, кг, мм2 (1ОХ106 циклов) 12,0 Мягкая. Отжиг при 700° 1 час
То же(300Х106 циклов) 15,4 Твердая. Наклеп 30%
Ударная вязкость, кгм/см'2 ... 14,0 Мягкая
Предел прочности при срезе, кг/мм2 . 24,0 Литая
Твердость по Роквеллу шкала Rp . . 104 Твердая. Нактеп 50%
То же 77 Мягкая. Отжиг при 700° 1 час
Твердость по Бринелю, кг,'мм2 . . . 56 Мягкая
То же 140 Твердая
Коэффициент трения со смазкой . . . 0,012 /Мягкая
» » без смазки . . . Коррозионная устойчивость. Потеря в весе, г!м2-сутки, под действием: 0,39 См. примечание к табл. 17
морской воды 0,61 Мяткая
10%-ной серной кистоты . . . . 1,46 » х
Таблица 68
Технологические свойств! и режимы обработки латуни Л62
Наименование Значение Примечание
Температура, °C:
ЛИТЬЯ 1060—1100
прокатки 750—850 Прессование при 650—850°
отжига 600—700 Отжиг тонких лент
при 500—550°
Низкотемпературный отжиг, °C Обрабатываемость резанием (по сравнению с латунью 300
ЛС53 — 3), % 40
Температура начала рекристал-
лизации, °C 350—370
Линейная усадка, % 1,77 Литье в кокиль
Жидкотекучесть, см 65 См. примечание к табл. 21
Травитель Раствор 3—12%-ной серной кислоты
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
101
Продолжение табл. 66
Наименование Значение Примечание
Температура изложниц, СС . . Смазка для изложниц Флюс (защитный покров) . . . 100 Состав смазок: а) для болтовых изложниц: канифоль 28%; сажа 14%; керосин 58%; б) мазут 80%; канифоль 15%; сажа 5% Древесный уголь
Таблица 69
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни Л62
Вид изделия Материал Предел прочно- сти при растя- жении, К? .НЛ12 Относительное удлинение, '0 Примечание
не л енее
Листы и полосы Мягкий 30 40 а
То же » » Полутвердый Твердый 35 42 20 1 10 ГОСТ 931—52
» » Особотвердый 60 2,5’
Ленты Мягкий 30 35 )
То же » » Полутвердый Твердый 38 42 20 10 ГОСТ 2208—49
» » Особотвердый 60 2,51
Прутки То же Тянутый и катаный . . . . Прессованный 38 30 15 1 30 / ГОСТ 2060-48
Трубы Тянутый мягкий и прессо-
То же v ванный Тянутый полутвердый . . . 30 34 38 1 30 / ГОСТ 494—52
Проволока диам. Мягкий 35 26
0,55—1,0
То же, диам. 1,1 — » 35 30
4,8 Проволока диам. Полутвердый 45 5 ГОСТ 1066—50
0,55—1,0
То же, диам. 1.1 — » 40 10
4,8
Проволока диам. Твердый 55 1 1
0,55—1,0 ГОСТ 1066—50
Тоже, диам. 1,1 — » 45 2 1
4,8
Проволока для 38 18 ГОСТ 770—41
заклепок
102
Латуни (медноцинковые сплавы)
Влияние механической и термической обработки на свойства
латуни Л62 показано на рис. 88—94.
Рнс. 88. Зависимость механических свойств
Рис. 89 Зависимость механи
латуни Л62 от степени деформации. Исход-
ный материал: прутки мягкие диам. 25 мм
с величиной зерна 0,045 мм
.а
Рис. 90. Зависимость ме-
ханических свойств латуни
Л62 от степени деформа-
ции. Исходный материал:
пруткн мягкие диам. 6 мм
ческих свойств латуни Л62 ог
температуры отжига. Продол-
жительность отжига 1 час. Ис-
ходный материал: прутки
диам. 25 мм с величийон
Рис. 91. Зависимость механиче-
ских свойств латуни Л62 от тем-
пературы отжига. Продолжитель-
ность отжига 1 час. Исходный ма-
териал: прутки твердые диам.
6 мм
Рис. 92. Зависимость механи-
ческих свойств латуни Л6,2
(Си 61,3%) от температуры
отжига. Продолжительность
отжига 40 мин Исходный ма-
териал: трубки размером 6 X
X 8 мм, деформированные
на 55%
Рис. 93. Изменение механических
свойств латуни Л62 при высоких тем-
пературах
. Рис. 94. Диаграмма рекристаллизации латуни
Л62. Продолжительность отжига 30 мин.
104
Латуни (медноцинковые сплавы)
Латунь Л59
Латунь Л59 отличается достаточно хорошими механическими
свойствами, отлично обрабатывается давлением в горячем состоя-
нии и устойчива в отношении общей коррозии.
Химический состав и свойства латуни Л59 приведены в
табл. 70—75.
Таблица 70
Примечание. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Таблица 7 1
Механические и физические свойства латуни Л59
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... Нижняя критическая точка, °C ... . Плотность, г)см3 Коэффициент линейного расширения при 20° 895 885 8,40 Литье в кокиль
21-10-6 Литая
Теплоемкость, кал)г - °C Теплопроводность кал)см-сек-°C . . . 0,012 0,18 Мягкая
Удельное электросопротивление, ом-мм3]м 0,062 Литая
То же 0,063 Мягкая
» » 0,067 Твердая
Коэффициент электросопротивления . . Модуль нормальной упругости, кг/мм3 0,0025 8200 Литая
То же 9800 Мягкая
» » 10600 Твердая
Модуль упругости на изгиб по Мюлле- ру, кг/мм? 8000 Литая
Предел прочности при растяжении, кг/мм? 38 »
То же 39 Мягкая
» » 50 Твердая
Относительное удлинение, % .... 25 Литая в землю
Простые (двойные) латуни, обрабатываемые давлением
105
Продолжение табл. 71
Наименование Значение Примечание
Относительное удлинение, % .... 44 Мягкая
То же 10 Твердая
Относительное С)жеиие, % ... 38 Литье в кокиль
То же 62 Мягкая
» » 40 Твердая
Предел пропорциональности, кг мм2 9,0 Литая
То же .... 8,0 Мягкая
» » ... 13,0 Полутвердая
Предел упругости, кг мм2 . 7,0 Литая
То же ... 8,0 Мягкая
Предел текучести, кг, мм2 . 16,0 Литье в кокиль
То же 15,0 Мягкая
» » . . . 20,0 Полутвердая
Коэффициент трения со смазкой . . . 0,012 См. примечание к табл. 17
» >' без смазки . . . 0,450
Предел усталости, кг мм2 (100 X 106
циклов) 12,0 Мягкая
То же (500х Ю® цик юв) ...... 18,2 Твердая
Ударная вязкость, кг.и/слг2 8,0 Литая
Предел прочности пои срезе, кг/мм2 . 26,0 »
Осадка при сжатии, ° о 46 »
Твердость по Бринелю, кг'им2 . . . 77 »
То же 163 Твердая
Ползучесть (увеличение длины), мм (при нагрузке 8,4 кг, мм2, температуре 150° и продолжительности испытания
1000 час.) 0,1 Горячекатаная
Таблица 7?
Технологические свойства и режимы обработки латуни Л59
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья прокатки, штамповки и прессования отжига Температура начала рекристаллизации, °C Обрабатываемость резанием (по сравне- нию с латунью ЛС63-3), % .... Линейная усадка, % Жидкотекучесть, см Температура изложницы, °C . Смазка Флюс (защитный покров) 1030—1080 730—820 600—670 350 — 370 45 1,97 60 80—100 Как у латуни Л62 Древесный уголь Литье в землю См. примечание к табл. 21
3 06
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 73
Изменение механических свойств латуни Л59 при повышенных температурах
Механические свойства 100 Температура, °C 500
200 300
’Предел прочности при растяжении, i-кг/лтм2 36,0 32,0 21,0 1,6
Относительное удлинение, % .... 57 55 48 —
Твердость по Бринелю, кг) мм2 .... 56 56 43 23
Ударная вязкость, кгм)см’ . ... 7,0 6,6 4,0 3,0
Таблица 74
Изменение механических свойств латуни Л59 при низких температурах
Материал Темпе- ратура испытания °C 1 Предел прочно- сти на растяже ние ха/ нл12 Предел текучести кг мм2 Относи- тельное удлине- ние ( о Относи тельное сужение % Твердость по Рок- веллу (шкала Г)
Холоднокатаный Наклеп 25% . 20 55,8 39,9 19,8 65,5 160
То же —78 58,1 42,0 21,0 67,7 160 <
» » — 183 68,9 56,1 24,4 64,1 181
-Отожженный при 550° 2 часа . . 20 38,4 14,0 51,3 75,5 95
То же —78 42 ,'9 15,8 53,0 74,6 104
» » . . — 183 53,1 20,0 55,3 71,0 142
Таблица 75
Усталость и коррозионная усталость латуни Л59
Вид изделия и материал Среда испытания Предел проч- ности при растяжении К0/ММ2 Относитель- ное удлине- ние, % Относитель- ное сужение 7о Твердость по Роквеллу (шкала В) Предел уста лости, кг/мм? Число цик- лов, млн.
Пруток холоднотяну- -
тый Воздух 67,9 13 52 96 18,2 500
То же отжиг при 550° » 46,2 48 40 56 20,3 400
То же отжиг при 650° » 37,8 56 61 37 15,4 400
То же Раствор хлори- стою натрия 39 48 69 — 17,5 10
Изменение механических свойств латуни Л59 в зависимости
ют степени деформации, температуры отжига и величины зерна
показано на рис. 95—102.
Рис. 95 Зависимость механических
свойств латуни Л59 от степени дефор-
мации. Исходный материал: листы мяг-
кие толщиной 1 мм с величиной зерна
0.015 мм
Рис 96 Зависимость меха-
нических свойств латуни
Л59 от температуры отжи-
га и величины зерна Про-
должительность отжига
1 час Исходный материал
листы толщиной 1 мм с ве-
личиной зерна 0,015 мм, де-
формированные на 50°/о
Рис. 97. Зависимость механических
свойств латуни Л59 от степени де-
формации. Исходный материал:
прутки мягкие диам. 25 мм с вели-
чиной зерна 0,01 мм
Рис. 98. Зависимость меха-
нических свойств латуни
Л59 от температуры отжига
и величины зерна. Продол-
жительность отжига 1 час
Исходный материал: прутки
диам. 25 мм с величиной
зерна 0,01 мм, деформиро-
ванные на ЗО°/о
Лопдолжительность отжига, час.
Рис 99 Зависимость твердости
латуни Л59 от продолжительности
отжига при температуре 200°
Исходный материал полосы горя
чекатаные, отожженные при 830°
Рис 100 Зависимость твердости
латуни Л59 от продолжительности
отжига при температуре 250°
Исходный материал полосы горя-
чекатаные, отожженные при 820°
1 час и закаленные в воду
Z— 60 5% Си 2 — 59% Си 3 — 58% Си
Рис 101. Изменение механических свойств
латуни Л59 при высоких температурах
Рис 102 Диаграмма рекристаллизации
латуни Л59
по
Латуни (медноцинковые сплавы)
МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ (СПЕЦИАЛЬНЫЕ) ЛАТУНИ
Латуни алюминиевые
Латуни, содержащие кроме меди и цинка другие металлы, на-
зываются специальными латунями. В зависимости от назначения
и свойств латуни делятся на деформируемые и литейные.
Алюминиевые латуни отличаются повышенными механиче-
скими свойствами и коррозионной стойкостью. Алюминий по срав-
нению с другими металлами оказывает наиболее сильное влияние
на свойства латуней.
На рис. 103 показаны изотермические разрезы медного угла
диаграммы состояния медь—алюминий — цинк. Из диаграммы
Гарвею
Рис. 103. Изотермические разрезы диаграммы состояния
медь — цинк — алюминий
видно, что граница насыщения области твердого раствора а под
влиянием алюминия резко сдвигается в сторону медного угла. При
повышенном содержании алюминия в структуре медноцинковых
сплавов появляются твердые и хрупкие кристаллы у-фазы (голу-
боватого цвета), присутствие которых повышает твердость и сни-
жает пластичность латуней. В латунях, обрабатываемых давле-
нием, содержание алюминия не превышает 4%. В литейных высо-
копрочных латунях содержание алюминия достигает 7%.
Многокомпонентные (специальные) латуни
111
Латунь ЛА85-0,5
Латунь ЛА85-0,5 отличается красивым золотистым цветом,
высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, об-
ладает достаточно хорошими механическими свойствами, отлично
обрабатывается давлением в горячем и холодном состоянии и хо-
рошо—-тонким и тончайшим волочением. Этот сплав является
важнейшим заменителем золота при изготовлении знаков отли-
чия, фурнитуры и художественных изделий.
Химический состав и свойства латуни ЛА85-0.5 приведены
в табл. 76—78.
Таблица 7Т
Химический состав латуни ЛА85-0.5 по ЦМТУ 1507—46
Марка сплава Компоненты, % Примеси, %, не более
Си А1 Zn т ь Fe Sb Bi 1 всег о
ЛА85-0.5 85 84—86 0,5 0,4-0,7 Остальное 0,03 0,01 0,005 0,002 1 1 0,30
Примечание. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Таблица 7Т
Механические и физические свойства латуни ЛА85-0,5
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C . . 1020
Плотность, г /см3 8,6
Коэффициент линейного расширения при 20° 18,6 • 10-6
Теплопроводность. кал/см-сек-°С . . 0,26
Предел прочности при растяжении, кг/мм2: мягкая 30-40
литая в кокиль ... ... 24
проволока диаметром 1 мм, мягкая (не менее) 30 В состоянии постав-
Относительное удлинение, %: мягкая 60 ки по ЦМТУ 1507—46
литая в кокиль 50
проволока диаметром 1 мм, мягкая (не менее) 35 В состоянии постав-
Относительное сужение, % 50 ки по ЦМТУ 1507—46 Литая в кокиль
Предел пропорциональности, кг)мм3 . . . 6,6 То же
» текучести 7,3 » »
Твердость по Бринелю, кг/мм3 . . 54 » »
112
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 78
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛА85-0,5
Наименование | Значение Примечание
Температура, СС.
ЛИТЬЯ . . 1150—1200
прокатки и прессовки 800—850
отжига 650—700
Линейная усадка, % 2,0
Жидкотекучесть, си . 06 См примечание к
1 таб ! 21
Зависимость механических свойств латуни ЛА85-0.5 от сте-
пени деформации, температуры и продолжительности отжига по-
казана на рис. 104—106. 1
Рис 104. Зависимость механиче-
ских свойств латуни ЛА85-0.5 от
степени деформации Исходный
материал: лента, отожженная
при 650° 1 час
Рис 106 Изменение механических
.свойств латуни ЛА85-0,5 при
высоких температурах
' КООООЗООООО 500 600700800
Рис. 105. Зависимость механических
свойств латуни ЛА85-0.5 от темпера-
туры отжига. Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный материал: по-
лосы толщиной 1,2 мм, деформиро-
ванные на 60%
Многокомпонентные (специальные) латуни
113
Латунь ЛА77-2
Латунь J1A77-2 отличается высокими механическими свойст-
вами, хорошо обрабатывается давлением в горячем и холодном
состоянии. Применяется главным образом в морском судострое-
нии для изготовления конденсаторных труб. Латунь ЛА77-2 кор-
розионностойка в атмосферных условиях и достаточно устойчива
к ударной коррозии. Недостатком этого сплава является то, что
он склонен к обесцинкованию и коррозионному растрескиванию, а
потому изделия из этой латуни, например конденсаторные трубки,
не рекомендуется длительно хранить в наклепанном состоянии.
Химический состав и свойства латуни ЛА77-2 приведены
в табл. 79—82.
Таблица 79
Химический сослав латуни ЛА77-2 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, /„ | Примеси не более
Си AI Zn РЬ Fe Sb Bl р все- го
ЛА77-2 77 76,9— 79,0 2 1,75—2,50 Остальное 0,07 0,10 0,005 0,002 0,01 0,3
Примечания: 1. Содержание никеля допускается до 0,5% (за счет меди).
2. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Таблица 80 Механические и физические свойства латуни ЛА77-2
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C Плотность, г /см3 Коэффициент линейного расширения .... Теплопроводность, кал/ см- сек -°C Электросопротивление, ом-ммР/м Предел прочности при растяжении, кг/ мм3: твердая, наклеп 50% мягкая, отжиг 650° Относительное удлинение, %: твердая, наклеп 50% мягкая, отжиг 650° Относительное сужение, % Предел упругости кг/мм3 То же Твердость по Бринелю, кг/мм3 » по Роквеллу (шкала F): твердая мягкая Ползучесть (увеличение длины) при Окг/.и.м2, 200°, 1000 час , % 1000 8,6 18,3-10*6 0,27 0,075 58 38 10 50 58 54 7,5 50 106 65 0,1 При 20—300° Конденсаторные трубки Конденсаторные трубки Мягкая Твердая Мягкая
8 А. П. Смирягин
114
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 81
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛА77-2
Наименование Значение
Температура, °C: литья прессования отжига Низкотемпературный отжиг дтя снятия внутренних напряжений, °C Обрабатываемость резанием (по сравнению с латунью ЛС63-3), % Температура изложницы, °C Флюс (защитный покров) 1100—1150 720—770 600—650 300 30 80—100 Древесный уголь
Таблица 82
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни ЛА77-2 '
Вид изделия Материал Предел прочности при растяже- нии, тгг.и.н2 Относитель- ное удлине- ние L/o Примечание
не менее
Трубы конденсаторные Мягкий 38 23 ГОСТ 2203—43
Зависимость механических свойств латуни от степени деформа-
ции и температуры отжига показана на рис. 107—110.
Рис. 107. Зависимость механических Рис. 108. Зависимость механиче-
свойств латуни ЛА77-2 от степени де- ских свойств латуни ЛА77-2 от
формации. Исходный материал: пола- т-ры отжига. Продолжительность
сы толщиной 1,2 мм, отожженные при отжига 1 час. Исходный мате-
6000 1 час риал: Полосы 1,2 мм. деформиро-
ванные на 60%
Многокомпонентные (специальные) латуни
115
Рис. 109. Зависимость механических
свойств латуни ЛА77-2 от температуры
отжига. Продолжительность отжига,
1 час. Исходный материал: трубы
конденсаторные, деформированные на
5О°/о
Рис. ПО Изменение механических
свойств латуни ЛА77-2 при высоких
температурах
Латунь ЛАЖ60-1-1
Латунь ЛАЖ60-1-1 отличается высокими механическими свой-
ствами, хорошо обрабатывается давлением в горячем состоянии.
Из нее изготовляются прессованные прутки и трубы различных
размеров.
Химический состав и свойства латуни ЛАЖ60-1-1 приведены
в табл. 83—85.
116 -
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 83
Химический состав латуни ЛАЖ60-1-1 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, а[„
Си А1 Fe Мп Zn
ЛАЖ60-1-1 60 58,0-61,0 1 0,75—1,50 1 0,75—1,50 0,4 0,1—0,6 Остальное
Продолжение табл. 83
Марка сплава Примеси, , не более Применение -
РЬ Sb Bl р всего
ЛАЖ60-1-1 0,40 0,005 0,002 0,01 0,7 Т рубы, прутки. Высокопрочные де- тали, паботающне в морской воде
Примечания: 1. Содер кание никеля допускается до 0,5% (за счет меди).
2. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—а 4.
Физические и механические свойства латуни Таблица 84 ЛАЖ60-1-1
Наименование | Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C . . .
Плотность, г/с,и3...................
Коэффициент линейного расширения
при 20° ............................
Удельное электросопротивление,
ом-ммР/м ...........................
М здуль нормальной упругости, кг/мм2
Предел прочности при растяжении,
кг/мм2..............................
То же...............................
» » ...............................
Предел текучести, кг/мм3............
Относительное удлинение, % • • • •
То же...............................
» » ...............................
Относительное сужение, %............
Твердость по Бринелю, кг/мм3 . . .
То же...............................
904
8,2
21,6-10-6
0,09 10 500
49 Литая
76 Твердая. Наклеп 50%
42 Мягкая. Отжиг при 700°
20 Литая
30 »
9 Твердая. Наклеп 50%
50 Мягкая. Отжиг 700°
30 Литая
170 Твердая
80 Мягкая
Многокомпонентные (специальные) латуни
117
Таблица 85
Механические свойства важнейших полуфабрикатов'из латуни ЛАЖ60-1-1
Вид изделия Материал Предел прочности при растя- жении кг/.о2 Относи- тельное удлине- ние % Твердость по Бри- нелю кг лъи.2 Примечание
не менее
Трубы .... Прутки диам. Ю—120 мм . Прессованный То же 45 45 18 18 90 ТУ ГЦМО 555- 47 ГОСТ 2060—48
Зависимость механических свойств латуни от степени де-
формации и температуры отжига показана на рис. 111—ИЗ.
Рнс. 111. Зависимость механических
свойств латуни ЛАЖ60-1-1 от степе-
ни деформации. Исходный материал:
полосы, отожженные при 600° 1 час
Рис. 113. Изменение механических
свойств латуни ЛАЖ60-1-1 при
высоких температурах. Исходный
материал: полосы горячекатаные,
толщиной 3 мм
ских свойств латуни ЛАЖ60-1-1
от температуры отжига. Продол-
жительность отжига 1 час. Исход-
ный материал: полосы толщиной
3 мм, деформированные на 50°/о
0,0 100200300400 ООО 60)700800
Температура, °£
118
Латуни (медноцинковые сплавы)
Латунь ЛАН59-3-2
Латунь ЛАН59-3-2 отличается высокой прочностью и коррози-
онной стойкостью. Удовлетворительно обрабатывается давлением
в горячем состоянии. Применяется в судостроении, электромаши-
ностроении и в специальных производствах для изготовления вы-
сокопрочных и химически стойких деталей, работающих при нор-
мальной температуре.
Химический состав и свойства латуни ЛАН59-3-2 приве-
дены в табл. 86—90.
Таблица 86
Химический состав латуни ЛАН59-3-2 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, Д,
Си А1 N1 Zu
ЛАН59-3-2 59 57,0—60,0 3 2,50—3,50 2 2,0—3,0 Остальчое
Продолжение табл 86
Марка сплава Примеси, 01, не более Применение
РЬ Fe Sb Bl р всего
ЛАН59-3 2 0,10 0,50 0,005 0,003 0,01 0,9 Трубы, прутки, коррозионностойкие детали высокой прочности
П рамечанпе. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—5 4.
Таблица 87
Механические и физические свойства латуни ЛАН59-3-2
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C Нижняя критическая точка, °C Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расширения при 20° . . Теплопроводность, кал/см- сек-°С Удельное электросопротивление, ом-м.м^/м . . Модуль нормальной упругости, кг/мм3 .... Предел усталости, число ударов до разрушения 956 892 8,40 19-10"6 0,20 0,0785 10 000 8 500 •
Многокомпонентные (специальные) латуни
119
Продолжение табл. 87
Наименование Значение Примечание
Предел прочности при растяжении, кг/ммг . . 50,0 Литая в кокиль
То же 50,0 Мягкая
» » 70,0 Твердая. На- клеп 70%
Относительное удлинение, % 42 Мягкая
То же 10 Твердая
Предел пропорциональности, кг/мм2 25,5 Полутвердая
То же 36 Твердая
Относительное сужение, % 20 Полутвердая
Предел текучести, кг/мм? 26,1 Литая в землю
То же 30,4 Литая в кокиль
Ударная вязкость, немцем* 4,1 Полутвердая
Предел прочности при срезе, кг] мм- 36 Полутвердая
Осадка при сжатии, % 12,8 Литая
То же 33,5 Полутвердая
Твердость по Брпнелю, кг/мм2 136 Литая
То же И 7 Мягкая
» » Коэффициент трения: 182 Твердая
со смазкой 0,01 См. примк к табл. 15
без смазки Коррозионная устойчивость. Потеря в весе, г/,и2 за 1000 час., под действием: 0,32
щелочи 0,09 Мягкая
морской воды 0,040 »
10%-ной серной кислоты 1,15 Полутвердая
Таблица 8S
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛАН59-3-2
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья прессовки и ковки отжига Низкотемпературный отжиг, °C . . . Обрабатываемость резанием (по сравне- нию с латунью ЛС63-3), % . . . . Линейная усадка, % Жидкотекучесть, см ........ Травитель Температура изложницы, °C Смазка 1080—1120 700—750 600—650 350 15 1,55 47 10%-ный раствор H2SO4 100 Керосин . с мазутом Литье в землю См. примечание к табл. 21
120
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 89
Изменение механических свойств латуни ЛАН59-3-2 при повышенных
температурах
Наименование Температура, °C
20 100 200 300 400 500 600 700
Предел прочности при растяжении, кг /мм* 47 40 37 37 26
Относительное удли- нение, % Твердость по Бринелю, кг/мм* 42 31 31 32 12
120 125 102 102 88
Ударная вязкость кгм/см* 4,4 3,6 3,2 3,2 1,2 1,6 2,2 5,1
ТаблицЬ 90
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни ЛАН59-3-2
Вид изделия Материал Предел проч ности при растяжении Относитель- ное удлинение о/ /о Примечайте
не м енее
Трубы .... Прессованный 55 12 МПТУ4212—53
Зависимость механических свойств латуни ЛАН59-3-2 от сте-
пени деформации и температуры отжига дана на рис. 114 и 115
Рис. 114. Зависимость механиче-
ских свойств латуни ЛАН59-3-2
от степени деформации. Исходный
материал: полосы толщиной 3 мм,
отожженные при 600° 1 час
Рис. 115. Зависимость механических
свойств латуни ЛАН59-3-2 от темпе-
ратуры отжига. Продолжительность
отжига 1 час. Исходный материал:
полосы толщиной 3 мм, деформиро-
ванные на 50°/о
Многокомпонентные (специальные) латуни
121
Латунь ЛЖМц59-1-1
Латунь ЛЖМц59-1-1 отличается повышенной прочностью и
коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и морской воде,
весьма пластична при высоких температурах, отлично переносит
горячую обработку давлением и удовлетворительно обрабаты-
вается в холодном состоянии.
Обладает хорошими антифрикционными свойствами. Из нее
изготовляются трубы, листы, полосы и прутки различных размеров.
Свойства и химический состав латуни ЛЖМц59-1-1 приведены
в табл. 91—94.
Таблица 91
Химический состав латуни ЛЖМц59-1-1 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, Примеси, не более
Си Fe Мп AI Sn Zu РЬ Sb Bi Р всего
ЛЖМц 59-1-1 П р 2. М 59 57,0— 60,0 имена етоды х 1 0,6- 1,2 н и я: имичесг 1 0,5- 0,8 1. Соде] ого ана 0,15 0,1 — 0,2 канне лиза по 0,5 0,3— 0,7 никеля гост СП© ' о Остальное 3 । 0,2 ЗЯ Д( 0,01 0,5% 0,003 (за сче 0,01 т меди 0,25 ).
Таблица 9?
Механические и физические свойства латуни ЛЖМц59-1-1
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C Нижняя критическая точка, °C Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расширения, при 20°С Теплопроводность, кал/см • сек. °C .... Удельное электросопротивление, ом-мм2!м . Нормальный модуль упругости, кг/мм? . . . Предел прочности при растяжении, кг!мм? . То же » » Относительное удлинение, % Предел пропорциональности, кг/мм* .... Относительное сужение, % Предел текучести, кг/мм? То же Предел текучести при сжатии, кг) мм? . . . Предел усталости, кг/мм? (100X10® циклов) Ударная вязкость, кгм/см? Предел прочности при срезе, кг/мм? .... 900 885 8,50 22 • Ю-0 0,241 0,093 9 700 10 600 46 45 60 25 8,0 15 18,0 17.0 46,0 12,8 12 30,0 Литая в кокиль Мягкая Литая в кокиль Мягкая Твердая Литая в кокиль » » » Твердая Литая в кокиль Мягкая Литая в кокиль Твердая Мягкая
122
Латуни (медноцинковые сплавы.)
Продолжение табл. 92
Наименование Значение Примечание
Осадка при сжатии, % Твердость по Боинелю, кг, мм1 20,0 Литая в кокиль
90 То же
То же 160 Твердая
» » 80 Мягкая
Твердость по Виккерсу, кг/мм1 100 »
То же 170 Твердая
Коэффициент трения. со смазкой 0,012 Мягкая-
без смазки 0,39 См. прим, к табл. 1 /'
Коррозионная устойчивость Потеоя в весе, г/л/2 в сутки, под действием: морской воды 0,22 Мягкая 1
10% ной серной кислоты . . . . 1,77 »
2%-ной щелочи 0,58 »
Таблица S3
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛЖМц59-1-1
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья прессования отжига -Обрабатываемость резанием (ПО сравнению с латунью ЛС63-3), % . . . Линейная усадка, % Жидкотекучесть, см Флюс (защитный покров) 1040—1080 680—730 600—650 25 2,14 83 Древесный уголь Литье в песок
Таблица 94 Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни ЛЖМц59-1-1
Рид изделия Материал Предел прочности при растяжении кг/мм^ Относитель- ное удлинение, Примечание
не м еаее
Т рубы Поессованный 44 28 ГОСТ 494—52
Прутки: диам. 35—100 мм Катаный 50 18 1 гост 1 2060 48
диам. 5—40 мм Тянутый 50 18
диам. 10—20 мм Прессованный 44 28
Листы и полосы — 50 15
Многокомпонентные (специальные) латуни
123
Зависимость механических свойств латуни ЛЖМц59-1-1 от сте-
пени деформации и температуры отжига показана на
рис. 116—118.
«Д' /и ги JU «и ои ои /и аи 00 1до 20D300400500600 700800
Степень деформации, % Температура отжига^ °C
Рис. 116. Зависимость механиче-
ских свойств латуни ЛЖМц59-1-1
от степени деформации. Исход-
ный материал: полосы мягкие
ТОЛЩИНОЙ 3 JK41
Рис. 117. Зависимость механиче-
ских свойств латуни ЛЖМц59-1-1
от температуры отжига. Продол-
жительность отжига 1 час. Ис-
ходный материал: полосы мягкие
толщиной 3 мм, деформированные
на 50°/о
Рис. 118. Изменение механических
свойств латуни ЛЖМц59-1-1 при
высоких температурах. Исходный
материал: полосы толщиной 3 мм,
отожженные при 600° 1 час
124
Латуни (медноцинковые сплавы)
Латуни кремнистые
Кремнистые латуни отличаются высокой коррозионной стой-
костью в атмосферных условиях и морской воде, и значительно бо-
лее стойки против коррозионного растрескивания, чем обычные ла-
туни. Кремнистые латуни при низких температурах не теряют
своей пластичности, хорошо свариваются и паяются обычными
припоями, отлично обрабатываются давлением в горячем и холод-
ном состоянии. Диаграмма состояния системы медь — кремний —
___
Рис. 119. Диаграмма состояния трой-
ной системы медь — кремний — цинк
(медный угол). Изменение предела
насыщения области твердого раство-
ра а в зависимости от содержания
кремния и цинка. (А. П. Смирягин)
цинк (политермические разрезы со стороны медного угла) пока-
зана на рис. 119. Из диаграммы видно, что область твердого рас-
твора а под влиянием кремния и цинка резко сдвигается в сторону
медного угла. При повышенном содержании кремния в структуре
кремнистых латуней появляется новая фаза — % гексагональной
сингонии с плотной упаковкой атомов, которая при высоких тем-
пературах достаточно пластична и в отличие от 3-фазы поляри-
зуется. С понижением температуры (ниже ~545°) происходит эв-
тектоидный распад z-фазы по реакции а + у-
Кремнистые латуни с большим содержанием кремния (выше
4%) и цинка (выше 20%) отличаются повышенной твердостью и
малой пластичностью, а потому для обработки давлением не при-
меняются.
На рис. 120 изображена диаграмма, показывающая влияние
цинка на изменение механических свойств этих сплавов, отлитых
в кокиль, при постоянном содержании кремния 3°/о. Из диаграммы
видно, что кремнистые сплавы, содержащие 3% Si и до 2О°/о Zn,
обладают высокими механическими свойствами и весьма ила-
Многокомпонентные (специальные) латуни
125
стичны при комнатной температуре даже в литом состоянии. Крем-
нистые латуни с повышенным содержанием цинка и малым содер-
жанием кремния имеют двухфазную структуру а +
Рис. 120. Зависимость механических
свойств кремнистых латуней от со-
держания цинка при постоянной кон-
центрации кремния 3°/о. Исходный
материал: сплавы, отлитые в кокиль
Латунь ЛК80-3
Латунь ЛК80-3 отличается хорошими механическими, техно-
логическими и коррозионными свойствами, отлично обрабаты-
вается давлением в горячем и холодном состоянии. Необходимо
отметить, что при горячей обработке давлением, особенно при сво-
бодной горячей ковке, содержание свинца в латуни ЛК80-3 не сле-
дует допускать выше 0,0 Г°/о.
Допуски по содержанию в этом сплаве 0,1% РЬ и 0,5% Ni,
указанные в ГОСТ 1019—47, по мнению автора, являются завы-
шенными.
Химический состав и свойства латуни ЛК80-3 приведены в
табл. 95—97.
126
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 95
Химический состав латуни ЛК80-3 по ГОСТ 1019—47
Марна сплава Компоненты, % Примеси, "(0, не более всего | J
Си Si Zn гь Fe Sb Bl р Мп Sn 41
ЛК80-3 80 79,0— 81,0 3 2,5- 4,0 Осталь- ное 0,1 0,6 0,05 0,003 0,02 0,5 0,2 0,1 1,5
Примечания: 1. Поковки и
2. Нинель допускается до 0,5 !а
3. Методы химического анализа
штампованш е изделия.
(за счет меди).
ио ГОСТ 1 652—54.
Таблица 96
Механические и физические свойства латуни ЛК80-3
Наименование Значение | Примечание
Верхняя критическая точка, °C Плотность, г/см2 Коэффициент линейного расширения при 20—300° С Электросопротивление, ом-мм2/м Теплопроводность, кал/см. сек °C 900 8,6 17x10-6 0,2 0,1
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 9800 В литом со- стоянии
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 . . . 30—50 То же
Относительное удлинение, % 15—40 » »
Предел текучести, кг/мм2 10,5 » »
» пропорциональности, кг/мм2 16 » »
Ударная вязкость, кгм/см2 Твердость по Бринелю, кг/мм2 12—16 90—110 » »
Многокомпонентные (специальные) латуни
12Г
Таблица 97
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛК80-3
Наименование
Значение Примечание
Температура, °C:
литья .................................
горячей обработки .....................
Усадка линейная, % .....................
Жидкотекучесть, см ........................
Смазка для изложниц, раскислители и флюсы
Температура изложницы, °C..................
950—1000
750—850
1,7
90 См. примечание к
табл. 21
Не приме-
няются
80—100 '
Зависимость механических свойств латуни ЛК80-3 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 121—123.
Рис. 121. Зависимость механических свойств ла-
туни ЛК80-3 (2,4% Si, 16% Zn, остальное медь)
от температуры отжига. Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный материал: лента твердая
толщиной 0,5 мм
128
Латуни (медноцинковые сплавы)
О 10 20 30 00 SO 60 70
Степень деформации, %
Рис. 122 Зависимость механических
свойств латуни ЛК80-3 (2,4% Si'
16% Zn: остальное медь) в зависимости
от степени деформации. Исходный мате-
риал: лента мягкая толщиной 1 мм
100 200 300 ЧОО 500 600 700 800
Температура, ‘С
Рис. 123. Изменение механических
свойств латуни ЛК80-3 при высо-
ких температурах. Исходные ма-
териалы: прутки твердо-тяиутые,
отожженные при 300°
Латунь ЛКС65-1.5-3
Латунь ЛКС65-1,5-3 отличается повышенными механическими
свойствами, отлично обрабатывается давлением в горячем состоя-
нии, хорошо сваривается, хорошо обрабатывается резанием и об-
ладает достаточно хорошими антифрикционными свойствами.
Применяется для изготовления деталей, работающих на трение.
В табл. 98—100 приведены химический состав и свойства ла-
туни ЛКСбб-1,5-3.
Таблица 98
Химический состав латуни ЛК.С65-1,5-3 (сплав нестандартный)
Марка сплавэ Компоненты, Примеси, 7„ не более
Си S1 РЬ Zn Fe Sn Р Bi Sb Ni всего
ЛКС65-1.5-3 65 63,5— 66,5 1,5 1—2 3 2,5- 3,5 1 Остальное 1 0,15 0,20 0,01 0,002 0,005 0,1 0,5
Примечание. 1. Методы химического анализа цо ГОСТ 1652—54.
z. Применяются для изготовления листов, полос, труб и втулок.
Многокомпонентные (специальные) латуни
129
Таблица 99
Механические и физические свойства латуни ЛКС65-1.5-3
* Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C 870
ПЛОТНОСТЬ, г]СМ2 8,5
Модуль нормальной упругости, кг!мм"1 . . . 9800 В литом
Предел прочности при растяжении, кг/мм2-. литой 30 состоянии
деформированный 70
Относительное удлинение, %: литой 20—15
деформированный 8
Предел пропорциональности, кг/мм3 10,5
Предел текучести, кг]мм2 16
Ударная вязкость, кгм]см2 2,2
Твердость по Бринелю, кг/мм2 80 Литая
То же 160 Деформи-
Коэффициент трения: со смазкой ..... 0,012 рованная
без смазки 0,320 См. примеча-
Поведение при низких температурах (—183°) . . Устойчива ние к табл. 17
Коррозионная устойчивость. Потеря в весе, г/м? в сутки, под действием: морской воды 0,40
сухого пара при 250° 0,70
серной кислоты 10% 1,59
щелочи 2% 0,55
Таблица 100
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛК.С65-1,5-3
Наименование
Температура, °C:
литья ................................................
прокатки ........................................
изложницы........................................
Усадка линейная, % ...................................
. Жидкотекучесть, см (см. примечание к табл. 21) . . . .
Значение
970—1000
750—780
80-100
1,7
76
Примечание. Смазка, флюс и раскислители не применяются.
9 А. П. Смирягии
130
Латуни (медноцинковые сплавы)
Латуни марганцевые
Марганцевые латуни являются довольно распространенными
сплавами, особенно в сочетании марганца с алюминием и желе-
зом. Марганцевые латуни отличаются достаточно хорошими меха-
ническими свойствами, хорошо обрабатываются давлением в го-
рячем и удовлетворительно в холодном состоянии. Марганец за-
метно повышает коррозионную стойкость латуней в отношении
морской воды, хлоридов и перегретого пара. Наибольшее распро-
странение эти сплавы получили в судостроительной промышлен-
ности. Диаграмма состояния тройной системы медь—марганец—
цинк (изотермические разрезы) показана на рис. 124. Из диа-
Рис. 124. Диаграмма состояния тройной системы медь — марга-
нец—-цинк. Изотермы ликвидуса и областей твердых растворов
граммы видно, что под влиянием марганца область твердого рас-
твора а уменьшается, но очень мало; поэтому добавка марганца
весьма незначительно влияет на структуру марганцевых латуней.
Латунь ЛМц58-2
В табл. 101—105 приведены химический состав и свойства ла-
туни ЛМц58-2.
Таблица 101
Химический состав латуни ЛМц58-2 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, Примеси, °/о» не более Приме некие
Сп Мп Zn РЬ Fe Sb Bi р всего |
ЛМц58-2 58 57,0—60,0 2 1,0—2,0 Осталь- ное 0,1 1,о 0,005 0,002 0,01 1,2 Листы, полосы, прутки, проволока
Примечания: 1. Никель допускается до 0,5% (ва счет меди).
2. По требованию потребителя марганец допускается в пределах 3,0—4,0’10.
3. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Многокомпонентные (специальные) латуни
131
Таблица 102
Механические и физические свойства латуни ЛМц58-2
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C 880
Нижняя критическая точка, °C 865
Плотность, г/см3 8,5
Коэффициент линейного расширения при 20° С 21,2-10-®
Теплопроводность, кал/см. сек. С° 0,168
Температурный коэффициент теплопрогодно-
стп 0,00018
Удельное элекгросопротивтение, ом.мм2/м 0,118 Литая
0,108 Мягкая
Модуль нормальной упругости, кг'мм2 . . . 10000 То же
Предел прочности при растяжении, кг]мм2 . 44 Мягкая
То же 60 Твердая
То же 36 Литая
Относительное удлинение, % 24
То же 36 Мягкая
» » 10 Твердая
Предел пропорциональности, кг/мм2 .... 12,0 Мягкая
Предел упругости, кг/мм2 9,0 Литая
Относительное сужение, % . ... 47 »
То же 52,5 Мягкая
Предел текучести, кг'мм2 15,6 Литая
Предел усталости, кг/мм2 (при 150 000 цик-
лов) 12,7
Ударная вязкость, кгм/см2 12 Литая
Предел прочности при срезе, кг/см2 .... 32,0 Мягкая
Осадка при сжатии, % 47 Литая
Твердость по Бринелю, кг/мм2 100 »
То же 85 Мягкая
» » 120 Твердая
Коэффициент трения:
со смазкой 0,012 Мягкая
без смазки 0,32 См. примечание к
Коррозионная устойчивость, потеря в весе, табл. 17
г/м2 в сутки, при действии:
морской воды 0,4 Мягкая
10%-ной серной кислоты 1,59
щелочи 2 %-ной 0,55
пара сухого при 250° 0,70
9*
132
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 103
Технологические характеристики латуни ЛМц58-2
Наименование Значение Примечание
Температура °C:
литья 1040—1080
прокатки и прессования . . 680—730
отжига 600—650
Линейная усадка, % 1,45 Литье в землю
Жидкотекучесть, см 83 См. примечание к табл. 21
Обрабатываемость резанием (по сравнению с латунью ЛС63-3), % '. . . 22,1
Травитель 10%-ный раствор H2SO4
Смазка 1 ч. животного жира 4-1 ч голландской сажи4-2 ч керосина
Температура изложницы, °C . . 80—100°
Флюс (защитный покров) . . . Древесный уголь
Таблица 104
Изменение механических свойств латуни ЛМц58-2 при повышенных температурах
Наименование Температура, °C
20 too 200 300 400 500 600
Предел прочности при растя- жении, кг 1мм.2 44 — 43 37 28 21 —
Относительное удлинение, % 36 40 45 48 62 70 —
Твердость по Бринелю, кг'/мм2 85 84 80 80 70 60 —
Ударная вязкость, кем/см? . 12 6,4 6 6 3 2,5 10
Многокомпонентные (специальные) латуни
133
Таблица 105
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни ЛМц58-2
Вид изделия Материал Предел прочности при растя- жении кг мм 2 не л Относи- тельное удлинение о/ /о tenee Примечание
Прутки: диам. 35—100 мм диам. 5—40 мм диам. 10—120 мм Листы, полосы и ленты Катаный . . Тянутый . . Прессованный Мягкий . . Полутвердый Твердый . . 43 45 40 39 45 60 25 25 25 30 25 3 | ГОСТ 2060—48 1ГОСТ 2208—49 н jrOCT 931-52
Зависимость механических свойств латуни ЛМц58-2 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 125 и 126.
•редел прочности лрирастяжениисд^ ке/мн1
Относительноеудлинение $ %
Рис. 125. Зависимость механических
свойств латуни ЛМц58-2 от степени де-
формации. Исходный материал: полосы
толщиной 1.2 мм, отожженные при 600°
1 час
Рис. 126. Зависимость механиче-
ских свойств латуни ЛМц58-2 от
температуры отжига. Продолжи-
тельность отжига 1 час. Исход-
ный материал: полосы толщиной
1,2 мм, деформированные на 60%
Латунь ЛМцА57-3-1
Латунь ЛМцА57-3-1 отличается высокими механическими
свойствами и повышенной коррозионной стойкостью в атмосфер-
ных условиях и морской воде, хорошо обрабатывается давлением
в горячем состоянии.
В табл. 106 приведен химический состав латуни ЛМцА57-3-1.
134
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 106
Химический состав латуни ЛМцА57-3-1 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, 7„ Примеси, '7 не более
Си Мп А1 Zn РЬ Fe Sb Bi Р всего
ЛМцА5 7-3-1 57 55,0- 58,5 3 2,5— 3,5 1 0,5— 1,5 Остальное 0,2 1,0 0,005 0,002 0,01 1,3
Примечания: 1. Никель допускается до О,57о (за счет меди).
2. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
3. Применяются для поковки.
Влияние степени деформации
на рис. 127 и 128.
и температуры отжига показано
Рис. 127. Зависимость механиче-
ских свойств латуни ЛМцА57-3-1
от степени деформации. Исходный
материал: полосы горячекатаные,
толщиной 2 мм
Рис. 128. Зависимость механических
свойств латуни ЛМцА57-3-1 от тем-
пературы отжига. Продолжитель-
ность отжига 1 час. Исходный мате-
риал: полосы горячекатаные толщи-
ной 2 мм, деформированные яа 40%
Латуни никелевые
Под влиянием никеля повышаются механические свойства и
коррозионная стойкость латуней. Никелевые латуни более стойки
к обесцинкованию и коррозионному растрескиванию. Они отлично
обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии. Диа-
грамма состояния тройной системы медь — никель—цинк (изотер-
мические разрезы при 400 и 800°) показана на рис. 129. Из диа-
Un, % (вес.)
Си, % (вес.)
Изотерми ликвидус в системе Cu-Zn-№
Си, % (вес.)
/рапиры фазовых превращений в системе
Cu-Zc-Nl при температуре 800°
Zn, % (вес.)
Си, % (вес.)
/рапиры фазовых превращений в системе
Си-Zn-Mi при температуре 400°
Рис. 129. Диаграмма состояния тройной системы
медь — никель — цинк. Изотермы ликвидуса и об-
ластей твердых растворов
136
Латуни (медноцинковые сплавы)
граммы видно, что никель в отличие от других металлов (алюми-
ния, кремния, марганца, олова) заметно расширяет область твер-
дого раствора а, так что некоторые из двухфазных латуней введе-
нием добавок никеля можно перевести в однофазные. Значитель-
ные перспективы на наш взгляд представляет введение 2—3% Ni
в латунь Л62. При этом многие неприятные явления, наблюдаемые
при производстве изделий и полуфабрикатов из латуни Л62 (стро-
чечная структура, пониженная коррозионная устойчивость), отпа-
дут. При введении никеля в эту латунь получим однофазный сплав
с повышенными механическими и коррозионными свойствами, с
измельченным зерном и однородными механическими свойствами.
Латунь ЛН65-5
Латунь ЛН65-5 отличается повышенными механическими, кор-
розионными и технологическими свойствами, отлично обрабаты-'-
вается давлением в горячем и холодном состоянии.
Некоторые примеси оказывают существенное влияние на
технологические свойства этой латуни. В частности, в латуни
ЛН65-5, подвергающейся горячей обработке давлением, особенно
горячей свободной ковке, содержание свинца не следует допускать
выше 0,01%. Из латуни ЛН65-5 изготовляют листы, полосы, ленты,
прутки, трубы и проволоку различных размеров, а также приме-
няют ее для изготовления манометрических трубок к манометрам
низкого давления, конденсаторных труб в морском судостроении,
для сеток бумагоделательных машин, работающих при скоростях
до 200 м/мин, и всевозможных деталей в других областях промыш-
ленности.
В табл. 107—НО приведены химический состав и свойства
латуни ЛН65-5.
Таблица 107
Химический состав латуни ЛН65-5 по ГОСТ 1019—47
Примечание. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Многокомпонентные (специальные) латуни
137
Таблица 108 Механические и физические свойства латуни ЛН65-5
Наименование Значение Примечанже
Верхняя критическая точка, °C 960
Плотность, г/см3 8,65
Удельное электросопротивление, ом-мм3!м . 0,146
Коэффициент линейного расширения при 20° 18,2X10—6
Теплопроводность, кал/см.сек. °C 0,14
Модуль нормальной упругости, кг/мм3 . . . 11200
Предел прочности при растяжении, кг/мм2: литая 30
деформированная и отожженная .... 38 1
наклеп 20% 50
то же 50% 67
» » 80% 80
Относительное удлинение, %: литая 60
наклепанная и отожженная 65
наклеп 20% 25
то же 50% 4
» » 80% 1,5
Предел текучести, кг/мм3 14 Мягкая
Твердость по Роквеллу (шкала F) НО Твердая
То же 64 Мягкая
Твердость по Бринелю, кг/мм3 65 Литая
Коэффициент трения со смазкой .... 0,008 См. примечание к
То же, без смазки 0,20 табл. 17
138
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 109
Технологические свойства и режимы обработки латуни Л Н 65-5
Наименование
Температура, °C
литья ................ .....................
прокатки ...................................
прессования ................................
отжига......................................
Низкотемпературный отжиг, °C ...................
'Обрабатываемость резанием (по сравнению с латунью
ЛС63-3), % ................................
Смазка для изложниц . ..........................
Флюс (защитный покров) .........................
Значение
1100—1150
820—870
750—800
600—650
300—400
30
Мылонафт
Древесный уголь
Таблица 110
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни ЛН65-5
Вид изделия Материал Предел прочности при растя жеиии кг м и2 Относи- тельное удлинение 'о Примечание
не менее
Трубы конденсаторные Прессованный 35 40
Трубы манометрические Мягкий . . 33 40
То же Твердый . . 50 1,5
Ленты Мягкий . . 30 40 ТУ ЦМО 1065-55
» Полутвердый 42 15
Проволока для сеток Мягкий . . 40 35
Катанка для сеток — . . 30 25 ЦМТУ 2071—48
Зависимость механических свойств латуни ЛН65-5 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 130—140.
Рис. 130. Зависимость механических
свойств латуни ЛН65-5 от степени
деформации. Исходный материал
проволока мягкая диам. от 0,25 до
7.2 мм
С'пепвнь деформации, %
Рис 131. Зависимость механиче-
ских свойств латуни ЛН65-5 от
степени деформации Исходный
материал: трубки манометриче-
ские и конденсаторные мягкие с
толщиной стенки ст 0,4 до 2 мм
Рис. 132. Зависимость механических
свойств латуни ЛН65-5 от степени
деформации. Исходный материал
ленты мягкие толщиной от 0,89 до
1,6 мм
Рис 133. Зависимость механиче-
ских свойств латуни ЛН65-5 от
степени деформации. Исходный
материал: листы мягкие толщиной
1 мм, с величиной зерна 0,015 мм
•§ 100 200300400 501600700 60}
<§ Тёмле/xtmypa отжига, °C
Рис^ 134. Зависимость механических
свойств латуни ЛН65-5 от температуры
отжига. Продолжительность отжига
1 час Исходный материал: листы тол-
щиной 1 мм с величиной зерна 0,015 мм,
деформированные на 50%
Рис 135 Зави-
симость предела
прочности при рас-
тяжении латуни
ЛН65-5 от темпе-
ратуры и продол-
жительности отжи-
га Исходный ма-
териал' трубки ма-
нометрические раз-
мером 6,2 X 7 мм,
деформированные
на 74,2%
Рис 136. Зависимость
относительного удли
нения латуни ЛН65-5
от температуры и про-
должительности от-
жига. Исходный мате-
риал трубки маномет-
рические, деформиро-
ванные на 74,2%
Рис. 137. Диаграмма ре-
кристаллизации латуни
ЛН65 5 Исходный ма-
териал- листы, дефор-
мированные на 25,8%
Рис. 138. Диаграмма ре-
кристаллизации латуни
ЛН65-5. Исходный ма-
териал- листы, деформи-
рованные на 62,9%
Рис. 139. Диаграмма рекристаллизации ла-
туни ЛН65-5. Исходный материал: листы,
деформированные на 77,8%
свойств латуни ЛН65-5 при высоких
температурах
144
Латуни (медноцинковые сплавы)
Латуни оловянные
Особенностью латуней, содержащих олово, является их повы-
шенная коррозионная стойкость в условиях пресной и морской
воды, вследствие чего эти сплавы получили название «морских ла-
Рис 141. Диаграмма со-
стояния тройной системы
медь — олово — цинк.
Изотермические разрезы
а — при 800°; б — при 600°;
в — при 500 иг — при 400°
Многокомпонентные (специальные) латуни
145
туней». Оловянные латуни достаточно хорошо обрабатываются
давлением в горячем и холодном состоянии. Из них изготовляются
трубы для конденсаторов, прутки, полосы, листы и ленты для про-
изводства различных деталей, где требуется повышенная корро-
зионная стойкость.
На рис. 141 показаны изотермические разрезы области диа-
граммы состояния медь — олово — цинк, имеющей практическое
значение.
Из рис. 141 следует, что олово незначительно влияет на изме-
нение границ фазовых превращений.
Однако с повышением содержания олова в сплаве появляется
новая фаза — у, что связано с повышением твердости и сниже-
нием пластичности.
Латунь ЛО90-1
Латунь Л090-1 по механическим и технологическим свойствам
весьма близка к обычной двойной латуни Л90, но отличается по-
вышенной коррозионной стойкостью и повышенными антифрик-
ционными свойствами.
В табл. 111—114 приведены свойства и химический состав ла-
туни ЛО90-1.
Таблица 111
Химический состав латуни Л090-1 по ГОСТ 1019—47
Марна сплава Компоненты, % Примеси "/с, не бочее
Си Sn Zn РЬ Ге Sb Bi Р всего
Л090-1 90 88,0—91,0 1 0,25—0,75 Остальное 0,03 0,10 0,005 0,002 0,01 0,2
Примечания: 1. Никель допускается до 0,5°^, (за счет меди).
2 Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
3. Применяется для изготовления полос <и лент.
10 А П Смярягия
146
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 112
Механические и физические свойства латуни Л090-1
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... 1015
Нижняя критическая точка, °C ... 995
Плотность, г] см2 8,8
Коэффициент линейного расшипения при 100° 18,4 • 10“6
Теплопроводность, кал/см-сек.°С . . . 0,30
Электросопротивление, ом'мм2-м . . . 0,054
Электропроводность, м/ом-мм2 . . . 18,5
Модуль нормальной упругости кг,'мм2 10 500
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 28
То же 26 Литая в кокить
» » 19 То же при 200°
Предел текучести, кг/мм2 9 Мягкая
Относительное удлинение, % .... 40 »
То же 40 Литая в коки ib
Относительное сужение, % 55
Предел прочности при срезе, кг)мм2 . 20
Осадка при сжатии, % 72
Предел пропорциональности, кг/мм2 . 8,0
Ударная вязкость, кгм/см2 7,5 При 20°
То же 6,5 » 100°
» » * 5,5 » 500°
Твердость по Бринелю кг/мм2 .... 51 » 20°
То же 41 » 100°
» » 38 » 500°
Предел усталости, кг/мм2 И,2 Мягкая при 60 млн.
То же 21 ЦИКЛОВ Твердая при 300 млн
Коэффициент трения: со смазкой 0.013 циклов См. примечание к табл 17
без смазки 0,45
Коррозионная устойчивость. Потеря в весе, г/м2-сутки, под действием мор-
ской воды 0,4—0,5
Многокомпонентные (специальные) латуни
147 -
Таблица 113
Технологические свойства и режимы обработки
латуни Л090-1
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья горячей обработки бтжига Жидкотекучесть, см Линейная усадка, % Температура изложницы, °C . . . Травитель Флюс (защитный покров) 1170—1210 850—900 650—720 85 2,05 100 10%-ный ра створ H2SO4 Древесный уголь См. примечание к табл. 19
Таблица 114
Механические свойства важнейших полуфабрикатов
из латуни Л090-1
Вид изделия Материал Предел прочно- сти при растяже нии, кг/.и.и2 । Относительное удлинение, Примечание
не м енее
Полосы и ленты Мягкий 27 35
То же. Полутвердый . . . . 34 7 1 ЦМТУ 511—41
» » Твердый 40 —
10*
148
Латуни (медноцинковые сплавы)
Зависимость механических свойств латуни ЛО90-1 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 142—144.
Рис. 142. Зависимость механических
свойств латуни ЛО90-1 от степени
деформаций. Исходный материал:
полосы толщиной 3 мм, отожженные
при 600° 1 час
Рис. 143. Зависимость механических
свойств латуни ЛО90-1 от темпера-
туры отжига. Продолжительность
отжига 1 час. Исходный материал:
полосы толщиной 3 мм, деформиро-
ванные на 60%
Рис. 144. Изменение механиче-
ских свойств латуни ЛО90-1
при высоких температурах
Латунь ЛО70-1
Латунь Л070-1 отличается повышенной коррозионной стойко-
стью, хорошими механическими свойствами, удовлетворительно
обрабатывается давлением в горячем и холодном состоянии. При-
меняется в морском судостроении главным образом для конденса-
торных труб, а также для изготовления теплотехнической аппа-
ратуры.
Многокомпонентные (специальные) латуни
149
В табл. 115—119 приведены химический состав и свойства ла-
туни ЛО70-1.
Таблица 115
Химический состав латуни ЛО70-1 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, ”/0 Примеси °/0, не более Применение
Си Sn Zn РЬ Fe Sb Bi Р всего
ЛО70-1 70 69,0— 71,0 1 1,0- 1,5 Осталь- ное 0,07 0,10 0,005 0,002 0,01 0,3 Трубы прес- сованные И тянутые
Примечания: 1. Никель допускается до 0,а"!0 (за счет меди).
2. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Таблица 116
Механические и физические свойства латуни Л070-1
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... 935
Нижняя коитическая точка, °C ... 900
Плотность, г/см3 8,54 Литая в кокиль
То же 8,58 Обработанная мягкая
Коэффициент линейного расширения
при 20° 19,7-10~6
Теплопроводность, кал/см-сек-°С . . 0,218
Удельное электросопротивление,
ом -мм2/ м 0,0722
Модуль нормальной упругости, кг; мм2 10 600
Предел прочности при растяжении,
кг/мм2 25 Литая в кокиль
То же 35 Мягкая
» » 58 Твердая
Относительное удлинение, % .... 49 Литая в кокиль
То же 62 Мягкая
» » 10 Твердая
Предел пропорциональности, кг/ мм2 . 8 Литая в кокиль
То же 22,4 Полутвердая
Относительное сужение, % 43,5 Литая в кокиль
То же 70 Мягкая
» » 28 Твердая
Предел упругости, кг!мм2 19,0 Полутвердая
Предел текучести, кг; мм2 18,4 Литая в кокиль
То же 16,2 Мягкая
Предел усталости, кг! м.м2 (10 X 10е
циклов) 10,6 Литая в кокиль
150
Латуни (медноцинковые сплавы)
Продолжение табл. 116
Наименование Значение Примечание
Предел пропорциональности, кг/мм2 8 Литая в кокиль
Ударная вязкость, кгм/см2 22,4 6.2 Полутвердая Твердая
То же 12,3 Литая
Предел прочности при срезе, кг/мм2 26,8 То же
Осадка при сжатии, % 50,5 » »
Твердость по Бринелю, кг'мм2 . . . 60 > »
То же 48 Мягкая
» » 142 Твердая
Твердость по Виккерсу, кг /мм2 . . . 74 Литая в кокиль
Твердость по Роквеллу (шкала F) . . 77 Твердая
То же 42 Мягкая
Коэффициент трения со смазкой . . . 0,0082 Литая в кокиль
То же без смазки 0,3 См. примечание к
Коррозионная устойчивость. Потеря в весе, г/м2-сутки, под действием: морской воды 0,55 табл. 17 Мягкая
10%-ной H2SO4 1,65 То же
Таблица 117
Технологические свойства и режим обработки латуни ЛО70-1
Наименование Значение Примечание
Температура, "С: литья прессования промежуточного отжша Отжиг готовой продукции, °C ... . Линейная усадка, % Обрабатываемость резанием (по срав- нению с латунью ЛС63-3), % . . . Жидкотекучесть, см Смазка Флюс (защитный покров) 1150—1180 650—750 560—580 400—500 1,71 30 49 Мазут обезво- женный Древесный уголь Литая в землю См. примечание к табл. 21
Многокомпонентные (специальные) латуни
151
Таблица 118
Ползучесть латуни Л070-1
Материал Нагрузка кг/.н.ч2 Температура испытания °C Продолжи- тельность испытания час. Ползучесть (увеличение длины) %
Латунь ЛО70-1, деформи- рованная на 15% . . . 1,5 260 1000 0,01
То же 13,3 200 1000 0,1
» » 1,4 315 1000 0,1
Таблица 119
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуии ЛО70-1
Вид изделия Материал Предел прочно- сти при растя- жении, кг мм2 к Относительное удлинение, Примечание
не n енее
Трубки конденсаторные Тянутый мягкий 30 38 1 ГОСТ 1 494—52
То же Тянутый полутвердый . . . 35 30
» » Прессованный 30 38
Зависимость механических свойств латуни ЛО70-1 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 145—151.
Рис. 145. Зависимость механических
свойств латуни ЛО70-1 от степени
деформации и величины зерна.
Исходный материал: листы мягкие
толщиной 1 мм с величиной зерна
0,015 и 0,08 мм
Температура отжига,°C
Рис. 146. Зависимость механических
свойств латуни ЛО70-1 от температуры
отжига. Продолжительность отжига
1 час. Исходный материал: листы тол-
щиной 1 мм с величиной зерна 0,015
и 0,08 мм, деформированные на 50%
Рис. 147. Зависимость механических Рис. 148. Зависимость механических
свойств и величины зерна латуни свойств латуни ЛО70-1 от темпера-
ЛО70-1 от температуры отжига. Про- туры отжига. Продолжительность от-
должительность отжига 1 час. Исход- жига 1 час. Исходный материал:
ный материал: трубы конденсаторные трубы конденсаторные^ деформиро-
размером 14 X 16 мм, деформирован- ванные на 50%
ные на 70%
Рис. 149. Зависимость
скорости корроаии лату-
ни Л070-1 в 3%-ном
водном растворе хлори-
стого натрия от темпера-
туры
Рис. 150. Изменение механических
свойств латуни ЛО70-1 при высо-
ких температурах. Исходный ма-
териал. прутки диам. 25 мм, де-
формированные на 35%
ВО-
Рис. 151. Диаграмма рекристаллизации
латуни ЛО70-1
154
Латуни (медноцанковые сплавы)
Латунь ЛО62-1
Латунь ЛО62-1 отличается повышенной коррозионной стой-
костью в морской воде, обтадает достаточно хорошими механи-
ческими свойствами и удовлетворительно обрабатывается давле-
нием в горячем состоянии. Из нее изготовляют листы, полосы и
прутки различного профиля для изготовления деталей в морском
кораблестроении.
В табл. 120—124 приведены химический состав и свойства ла-
туни ЛО62-1.
Таблица 120
Химический состав латуни ЛО62-1 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, Примеси, °/0, не более Применение
Си Sn Zn РЬ Ке Sb Bl р всего
ЛО62-1 62 61,0— 63,9 1 0,7— 1,1 Осталь- ное 0,10 0,10 0,005 0,002 0,01 0,3 Прутки, листы, полосы
Примечания: 1. Никель допускаетгя до 0,5“/о (за счет меди).
2 Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Таблица 121
Механические и физические свойства латуни Л062-1
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... 906
Нижняя критическая точка, °C ... 885
Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расширения 8,54
при 20° 19,3 • 10 6
Теплопроводность кал/см-сек-°С . . . У дельное электросопротивление, 0,26
ом-мм2/м 0,0721
Модуль нормальной упругости, кг/мм3 Модуль упругости на изгиб по Мюл- 10 500
леру, кг1 мм2 9 700 Мягкая
То же Предел прочности при растяжении, 10 000 Полутвердая
кг/мм2 35 Литая в кокиль
То же 38 Мягкая
В » 44 Твердая
Относительное удлинение, % .... 25 Литая
То же 37 Мягкая
Предел пропорциональности, кг/мм3 . 10,2 Литая
Многокомпонентные (специальные) латуни
155
Продолжение табл. 121
Наименование Значение Примечание
Предел упругости, кг/мм2 10,5 Мягкая
То же 23 Полутвердая
» » 27 Твердая
Предел текучести, кг/мм2 38 »
Предел текучести, кг] мм2 15 Мягкая
Предел усталости, кг]мм2 (100x10’ циклов) 14,5 Полутвердая
Ударная вязкость, кгм]см2 7,7 Литая
Предел прочности при срезе, кг]мм2 . 5,6 Полутвердая
27,9 »
Осадка при сжатии, % Твердость по Бринелю, кг]мм2 . . . 50 Литая
82 »
То же 85 Мягкая
» » 146 Твердая
Коррозионная устойчивость. Потеря в весе, г!мт2-сутки, под действием: морской воды 0,55 Полутвердая
10%-ной 112SO4 1,51 Твердая
Таблица 122
Технологические свойства и режимы обработки латуни Л062-1
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья прокатки и прессования промежуточного отжига Отжиг готовой продукции, °C ... . Обрабатываемость резанием (по сравне- нию с латунью ЛС63-3), % ... . То же Линейная усадка, % Жидкотекучесть, см Температура изложницы, °C Флюс (защитный покров) 1060—1110 700—750 550—650 400—500 30 40 1,78 52 80 Древесный уголь Мягкая Полутвердая Литая в землю См. примечание к табл. 21
Таблица 123
Изменение механических свойств латуни ЛО62-1 при повышенных температурах
Наименование Температура, °C
100 200 300 500
Предел прочности при растяжении, кг] мм2 42,3 41,5 37 21
Относительное удлинение, % .... Твердость по Бринелю, кг] мм2 . . . 41,5 32 30 46
63 63 61 51,5
Ударная вязкость, кем/см2 2,5 — 2,8 1,1
156
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 124
Усталость и коррозионная усталость латуни Л062-1
Материал Коррозион - ная среда 1 : Предел прочности при растяжении кг/м-и2 Относительное удлинение, °/о Относительное сужение, °/0 Число циклов млн. Предел усталости кг/л1л(3
Латунь ЛО62-1: отжиг при 230° 1 час . . . Соленая 59 13 40 100 16
отжиг при 450° 1 час . . . вода То же 37 56 61 100 14
твердая Воздух 42 48 56 50 13
наклеп 11 % То же 49 25 51 300 17
Зависимость механических свойств латуни Л062-1 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 152—153.
? J igO ZOO300400500600700
с§ Телглера/пура отеки г а,“С
& Условные обозначении.
-----Z=00!5mm
Твердость по Роквеллу На
Условные обозначения
—— Материал с зерном 0,0/5мм
______Материал с зерном О,О8мм
Рис. 152. Зависимость механических
свойств латуни Л062-1 от степени де-
формации и величины зерна. Исходный
материал: ленты мягкие толщиной 1 лш
с величиной зерна 0,015 и 0,08 мм
----z^oobmm
Рис. 153. Зависимость механиче-
ских свойств латуни ЛО62-1 от
температуры отжига и величины
зерна. Продолжительность отжи-
га 1 час. Исходный материал: лен-
ты толщиной 1 мм с величиной
зерна 0,015 и 0,08 мм, деформиро-
ванные на 50%
Многокомпонентные (специальные) латуни
157
Латунь ЛО60-1
Латунь ЛО60-1 отличается повышенной коррозионной стой-
костью. По своим свойствам близка к латуни ЛО62-1, удовлетво-
рительно обрабатывается давлением в горячем и холодном состоя-
нии. Применяется в судостроительной промышленности в качестве
прутков и проволоки для сварки различного рода конструкций.
В табл. 125—127 приведены химический состав и свойства ла-
туни ЛО60-1.
Таблица 125
Химический состав латуни ЛО60-1 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, % Примеси, “/о. не более
Си Sn Zn РЬ Ке Sb Bi Р всего
ЛО60-1 60 59,0—61,0 1 1,0—1,5 Оста- льное 0,3 0,10 0,005 0,002 0,01 1,0
Примечания: 1. Никель допускается до 0,57» (за счет меди).
2. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
3. Применяется для изготовления проволоки для сварки.
Таблица 126
Механические и физические свойства латуни Л060-1
Наименование Значение | Примечание
Верхняя критическая точка, °C 900'
Нижняя критическая точка, °C 885
Плотность, г/см3 8,45
Коэффициент линейного расширения при 25—300° 21,4-Ю-6
Теплопроводность, кал/см сек - °C 0,24
Удельное электросопротивление, ом-мм3/м . . . 0,070
Модуль нормальной упругости, кг/мм3 10 500
Предел прочности при растяжении, кг/мм3 .... 56 Твердая
Предел прочности при растяжении, кг/мм3 . . . 38 Мягкая
Предел упругости, кг/мм3 36 Твердая
То же 14 Мягкая
Предел текучести, кг/мм3 42 Твердая
То же 18 Мягкая
Относительное удлинение, % 10 Твердая
То же 40 Мягкая
Относительное сужение, % 46 Мягкая
Ударная вязкость, кгм/см3 7,7 Литая
Твердость по Роквеллу (шкала В) 80 Твердая
То же 50 Мягкая
158
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 127
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛЬбО-1
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья горячей обработки отжига Обрабатываемость резанием (по сравнению с латунью ЛС63-3), % Линейная усадка, % Жидкотекучесть, см 1060—1100 760—800 550-650 40 1,78 52 Твердая Примечание к табл. 19
Зависимость механических свойств латуни Л060-1 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 154—156.
Рис. 154.
свойств латуни ЛО60-1 от степени де-
формации. Исходный материал: прут-
ки мягкие диам. 25 мм с величиной
зерна 0,025 мм
Зависимость механических
Рис. 156. Изменение механических
свойств латуни Л060-1 при высо-
ких температурах
Рис.
155. Зависимость механических
свойств латуни ЛО60-1 от темпера-
туры отжига. Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный материал:
прутки диам. 25 мм, деформирован-
Многокомпонентные (специальные) латуни
159
Латуни свинцовые
Особенностью свинцовых латуней является их отличная обра-
батываемость резанием с образованием мелкой сыпучей стружки.
Обработку резанием этих сплавов можно производить на значи-
тельных скоростях.
Zn^/ofeec.)
а,
Си,°/о(вес.)
б
Си-
too О
In,% (бес)
О
Рис. 157. Диаграмма состояния тройной системы медь —
свинец—цинк. Изотермические разрезы при 850, 400 и 20°
160
Латуни (медноцинковые сплавы)
Свинцовые латуни обладают повышенными антифрикционными
свойствами и применяются для деталей, работающих на трение.
Свинцовые а-латуни обрабатываются прокаткой только в хо-
лодном состоянии. В горячем состоянии эти сплавы поддаются
лишь прессованию. Свинцовые латуни' а -ф- Р обрабатываются дав-
лением в горячем состоянии. Диаграмма состояния тройной систе-
мы медь — свинец — цинк (изотермические разрезы при темпе-
ратурах: а — 850°; б — 400° и в — 20°) показана на рис 157.
Из диаграммы видно, что свинец практически не растворим
в латуни в твердом состоянии и не оказывает заметного влияния
на изменение границ фазовых превращений. В этих сплавах сви-
нец всегда присутствует в виде самостоятельной фазы.
Латунь ЛС74-3
Особенностью латуни ЛС74-3 является ее отличная обрабаты-
ваемость резанием. Применяется она в часовом производстве
в виде прутков, полос и лент, а также в автотракторной промыш-
ленности.
В табл. 128—131 приведены химический состав и свойства ла-
туни ЛС74-3.
Таблица 128
Химический состав латуни ЛС74-3 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, % Примеси, *7о не более Применение
Си РЬ Zn Fe Sb Bi Р всего
ЛС74-3 74 72,0—75,0 3 2,4-3,0 Ос- таль- ное 0,10 0,005 0,002 0,01 0,25 Полосы, лен- ты, прутки для часового производства
Примечания: 1. Никель допускается до 0,57о (за счет содержания меди).
2. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Таблица 129
Механические и физические свойства латуни ЛС74-3
Наименование Значение Примечание
Температура плавления, °C Плотность, г/см* Коэффициент линейного расширения при 20° Коэффициент линейного расширения прн 20—300° 965 8,7 17,5'- 10“6 19,8 • 10“6
Многокомпонентные (специальные) латуни
161
Продолжение табл. 129
Наименование Значение Примечание
Теплопроводность, кал/см сек - °C .... 0,29
ом • .и.и2 Электросопротивление, м 0,078
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 . . . 10500 Мягкая
Предел прочности при растяжении, кг/мм.2 . ; 30—40
То же 60-70 Твердая
Относительное удлинение, % 40—55 Мягкая
То же 2—5 Твердая
Предел упруюсти, кг) мм2 40—45 »
То же 6-12 Мягкая
Предел текучести, кг/мм2 . . 52—61 Твердая
То же 10 Мягкая
Предел усталости, кг/мм2 (50x106 циклов) . < 17 Твердая
То же 1 12 Мягкая
Твердость по Бринелю, кг) мм2 | 55
Твердость по Роквеллу (шкала F) । 106—108 Твердая
| 64 Мягкая
Таблица 130
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛС74-3
Наименование Значение
Температура, °C: литья отжига начала рекристаллизации Температура изложницы, °C Максимальная допустимая деформация в холодном состоянии при первой прокатке, % Обрабатываемость резанием (по сравнению с ла- тунью ЛС63-3), % Смазка изложницы Покровный флюс Травитель 1120-1160 1 600-650 400 120 68 80 । Состав смазки: 1 мазут 70% каолин 30% Древесный уголь 5—10%-ный водный рас- твор H2SO4
Таблица 131 Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни ЛС74-3
Вит изделия Материал Предел проч- ности при растя- жении, кз/.нмД Относитель- ное удли- нение, % Примечание
не менее
Полосы п ленты То же » » Мягкий . . . Полутвердый . Твердый . . . 30 39—49 60 45 8 Не более 5 i — j КАЗ ГМ2-55
11 А. П. Смирягин
162
Латуни (медноцинковые сплавы)
Зависимость механических свойств латуни ЛС74-3 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 158 и 159.
Рис. 158. Зависимость механи-
ческих свойств латуни ЛС74-3
от степени деформации. Исход-
ный материал: полосы мягкие
толщиной 1 мм, с величиной
зерна 0,015 мм
Рис. 159. Зависимость механических свойств
латуни ЛС74-3 от температуры отжига. Про-
должительность отжига 1 час. Исходный мате-
риал: полосы толщиной 1 мм, с величино'й зерна
0,015 мм, деформированные на 50%
Латунь ЛС64-2
Латунь ЛС64-2 отлично обрабатывается, резанием, обладает
высокими антифрикционными свойствами. Применяется в виде
Многокомпонентные (специальные) латуни
163
прутков, полос и лент в часовом производстве, автотракторной про-
мышленности и типографском деле.
Химический состав и свойства латуни ЛС64-2 приведены
в табл. 132—135.
Таблица 132
Химический состав латуни ЛС64-2
Марка сплава Компоненты, °/0 Примеси, %, не более Применение
Си РЬ Zn Fe Sb Bi р всего
ЛС64-2 64 63,0—66.0 2 1,5—2,0 Осталь- ное 0,10 0,005 0,002 0,01 0,3 Полосы, лен- ты, прутки для часово- го производ- ства
Примечания: 1. Нинель допускается до 0,5% (за счет содержания меди).
2. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Таблица 133
Механические и физические свойства латуни ЛС64-2
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C 910
Плотность, г/см? 8,5
Коэффициент линейного расширения при 20° 20,3 • 10-6
Теплопроводность, кал/см сек - °C 0,28
Удельное электросопротивление, ом • мм21м . . 0,066
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 .... 10 500
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 . . 58-67 Твердая
То же 32-35 Мягкая
Относительное удлинение, % 55-65
То же ‘ 4-6 Твердая
Предел пропорциональности, кг; мм- 6 Мягкая
Предел упругости, кг/мм2 6-10 »
То же 40—47 Твердая
Предел текучести, кг/ мм2 45-50 »
То же 8—12 Мягкая
Твердость по Бринелю, кг 1мм2 40—60 »
И*
164
Латуни (медноцинковые сплавы)
Продолжение табл. 133
Наименование Значение Примечание
Твердость по Бринелю, кг/мм2 100—120 Твердая
То же 50 Литая
Твердость по Роквеллу (шкала В) 80 Твердая
То же 70 Полутвердая
Предел прочности при срезе, кг/мм2 21 Мягкая
То же 27 Полутвердая
» » 30 Твердая
Таблица 134
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛС64-2
Наименование Значение
Температура, °C: литья отжига Температура изложницы, 'С Линейная усадка, % Обрабатываемость резанием (по сравнению с ла- тунью ЛС63-3), % Смазка изложницы Покровный флюс 1060—1100 620—670 90-110 2,2 90 Керосин + сажа 9 : 1 для листовых изложниц Древесный уголь
Таблица 135
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни ЛС64-2
Вид изделия Материал Предел ПРОЧ- НОСТИ при растяжении Относи- тельное удлинение % Твердость по Роквеллу (шкала В) Примечание
не менее
Прутки диам. 5 —20 мм Полосы мат- ричные Тянутый ... Твердый . .. 60 0,5 78—88 ГОСТ 2060—48 ЦМТУ 3429—53
Зависимость механических свойств латуни ЛС64-2 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 160—163.
Степень деформации, %
Условные обозначения
------Величина зерна 00/5мм
------Величина зеана Q08мм -
Рис. 160. Зависимость механических свойств латуни ЛС64-2 от
степени деформации. Исходный материал: полосы мягкие тол-
щиной 1 мм с величиной зерна 0,015 мм
Температура, отжига, °C
Условные обозначения
------Величина зерна 0,015мм
------Величина зерна 008мм
Рис. 161. Зависимость механических свойств латуни ЛС64-2 от, тем-
пературы отжига. Продолжительность отжига 1 час. Исходный ма-
териал: полосы толщиной 1 мм с величиной зерна 0,015 мм, дефор-
мированные на 50%
166
Латуни (медноцинковые сплавы)
Рис. 162. Зависимость механи-
ческих свойств латуни ЛС64-2
от степени деформации. Исход-
ный материал: прутки мягкие
диам 25 мм, с величиной зерна
0,05 мм
Рис. 163. Зависимость меха-
нических свойств латуни
ЛС64-2 от температуры от-
жига. Продолжительность
отжига 1 час. Исходный ма
.териал: прутки диам. 25 мм |
с величиной зерна 0,05 мм.
деформированные на 30% Д’
й
____________________ ____
£
и
и
Й
& S
Латунь ЛС63-3
Латунь ЛС63-3 отлично обрабатывается резанием, применяется
в виде лент, полос и прутков главным образом в часовой про-
мышленности.
Химический состав и свойства латуни ЛС63-3 приведены в
табл. 136—139.
Многокомпонентные (специальные) латуни
167
Таблица 136
Химический состав латуни ЛС63-3 по ГОСТ 1019—47
Мариа справа Компоненты, % Примеси, не более Применение
Си РЬ Zn Fe Sb Bl р всего
0,25
ЛС63-3
63 3 Осталь-
62,0-65,0 2,4—3,0 ное
Полосы, лен-
ты, прутки
для часового
производства
Примечания: 1. Никель допускается до 0,5% (за счет содержания меди).
2. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Таблица 137
Механические и физические свойства латуни ЛС63-3
Наименование
Верхняя критическая точка, °C ................
Плотность, г/см? .............................
Коэффициент линейного расширения при 20° . .
Теплопроводность, кал/см • сек - °C...........
ом мм-
Удельное электросопротивление ---------- . .
Модуль нормальной упругости, кг/мм? . . . .
Предел прочности при растяжении, кг/мм? . .
То же ........................................
Относительное удлинение, %....................
То же ........................................
Предел упругости, кг/мм? .....................
То же ........................................
Предел текучести, кг/мм? .....................
То же ........................................
Твердость по Роквеллу (шкала В) ..............
То же ........................................
Значение Примечание
905
8,5
20,5 • Ю"6
0,28
0,066
10 500
58 Твердая
35 Мягкая
5 Твердая
45 Мягкая
42 Твердая
8 Мягкая
45 Твердая
9 Мягкая
86 Твердая
40 Мягкая
Таблица 138
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛС63-3
Наименование
Температура литья, °C .........................
Температура отжига, °C.........................
Обрабатываемость резанием, % ................
Значение
1069—1100
620—650
100
168
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 139
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни ЛС63-3
Вид изделия Материал Предел проч- ности при растя- жении, кг/мм^ Относитель- ное удлине- ние, !о Примечание
не Mei ice
Прутки Тянутые . . . 60 0,5 ГОСТ 2060-48
Ленты и по- Мягкие .... 30 40
лосы Полутвердые 35-44 — ГОСТ 4442—48
Твердые . . . 44—54 6
Особо твердые . 64 Не более 5
Проволока Мягкая .... 30—31 32-36
днам. Полутвердая 40-56 3-5 . ЦМТУ 684- 41
0,55—12 мм Твердая .... 58—75 0,5
Зависимость механических свойств латуни ЛС63-3 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 164—167.
Рис. 164. Зависимость механических
свойств латуни ЛС63-3 от степени
деформации. Исходный материал:
полосы, деформированные и отожжен-
ные при 600° 1 час
Рис. 165. Зависимость механических
свойств латуни ЛС63-3 от темпера-
туры отжига. Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный материал: по-
лосы, деформированные на 40%
Многокомпонентные (специальные) латуни
169
Рис. 166. Зависимость механических
свойств латуни ЛС63-3 (63,8% Си,
2,5% РЬ, остальное цинк) в зависи-
мости от температуры отжига. Про-
должительность отжига 40 мин.
Исходный материал: лента толщиной
0,6 мм, деформированная на 50%
Рис. 167. Зависимость механических"
свойств латуни ЛС63-3 от темпера-
туры отжига. Продолжительность-
отжига 1 час. Исходный материал:
полосы, деформированные на 50%
Латунь ЛС60-1
Латунь ЛС60-1, как и все свинцовые латуни, отличается хоро-
шей обрабатываемостью резанием, отлично обрабатывается дав-
лением в горячем и удовлетворительно — в холодном состоянии.
По свойствам она аналогична латуни ЛС59-1.
Химический состав и свойства латуни ЛС60-1 приведены в
табл. 140—143.
Таблица 140
Химический состав латуни ЛС60-1 по ГОСТ 1019—47
Марка сплава Компоненты, "/о Примеси, %, не более Применение
Си РЬ Zn Fe Sb Bl Р всего
ЛС60-1 60 59,0-61,0 1 0,6—1,0 Осталь- ное 0,15 0,005 0,002 0,01 0,50 Прутки спе- циального назначения
Примечания: 1. Никель допускается до 0,5% (за счет меди).
2. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
по
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 141
Механические и физические свойства латуни ЛС60-1
Наименование Значение Примечание
Температура плавления, °C...............
Плотность, г]см? ............................
Коэффициент линейного расширения при 20—300°
Теплопроводность, кал/см • сек - °C..........
Удельное электросопротивление, ом • мм2/м . .
Модуль нормальной упругости, кг/ мм? . . . .
Предел прочности при растяжении, кг/ м.и2 . .
То же .......................................
Предел упоугости, кг/мм? ....
То же ..........................
Предел текучести, кг/мм?.....................
То же .......................................
Относительное удлинение, %...................
То же .......................................
Твердость по Роквеллу (шкала F) .............
То же ..................................
» » (шкала В) ...............................
900
8,5
20,8 • Ю-6
0,25
0,064 |
0 500
65 Твердая
35 Мягкая
42 Твердая
10,5 Мягкая
56 Твердая
12 Мягкая
5 Твердая
50 Мягкая
109 Твердая
71,5 Мягкая
80 Твердая
Таблица 142
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛС60-1
Наименование Значение
Температура, °C: литья горячей обработки отжига Обрабатываемость резанием (по сравнению с ла- тунью ЛС63-3). % 1040—1080 780— 820 600 -650 75
Таблица 143
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни ЛС60-1
Вид изделия Материал Предел проч- ности при растя- жении, К0/ММ.2 Относительное удлинение, /„ Примечание
не * генее
Прутки Тянутые . . . 40 25 670—40 ЦМТУ 2906
Многокомпонентные (специальные) латуни
171
Зависимость механических свойств латуни ЛС60-1 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 168—171.
Рис. 168. Зависимость механических свойств
латуни ЛС60-1 от степени деформации.
Исходный материал: листы мягкие толщи-
ной 1 мм и величиной зерна 0,015 мм
Температура отжига, °C
Рис. 169. Зависимость механических свойств
латуни ЛС60-1 от температуры отжига. Про-
должительность отжига 1 час. Исходный мате-
риал: листы толщиной 1 мм с величиной зерна
0.015 мм, деформированные на 50%
172
Латуни (медно цинковые сплавы)
Рис. 170. Изменение механических
свойств латуни ЛС60-1 при высо-
ких температурах
Рис. 171. Изменение механических
свойств латуни ЛС60-1, содержа-
щей 0,4% Ni при высоких темпе-
ратурах
Латунь ЛС59-1
Латунь ЛС59-1 является наиболее распространенным сплавом,
обладает хорошими механическими и физико-химическими свой-
ствами, отлично переносит горячую обработку давлением, удов-
летворительно — холодную; отлично обрабатывается резанием,
широко применяется во всех областях промышленности. Выпус-
кается также латунь под маркой ЛС59-1В аналогичного состава
по основным компонентам с латунью ЛС59-1, но с повышенным
содержанием примесей. Применяется для изделий менее ответст-
венного назначения.
Свойства и химический состав латуни ЛС59-1 приведены в
табл. 144—148.
Таблица 144
Химический состав латуни ЛС59-1
Марка сплава Компоненты, % Примеси, %, не более Применение
СП РЬ Zn Fe Sb Bi р всего
ЛС59-1 57,0—60,0 1 0,8—1,9 Осталь- ное 0,5 0,010 0,003 0,02 0,75 Листы, поло- сы, ленты,
ЛС59-1В 57,0-60,0 0,8—1,9 То же 0,5 0,01 0,003 0,02 1,5 прутки, про- волока и трубы
Примечания: '. Никель допускается до 1,0%, (за счет меди).
2. Сумма примесей олова и кремния в латуни ЛС59-1 допускается до 0,5%.
3. Методы химического анализа по ГОСТ 1652—54.
Многокомпонентные (специальные) латуни
173
Таблица 145
Механические и физические свойства латуни ЛС59-1
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... Нижняя критическая точка, °C ... . Плотность, г/см? 900 885 8,5
Коэффициент линейного расширения при 20° Теплопроводность, кал/см сек °C оммм2 Удельное электросопротивление м То же 20,6 • 10~6 0,25 0,068 0,065 Литая Мягкая
Температура коэффициента эаектросо- противления Модуль нормальной упругости, кг/мм2 0,0026 9 300 Мягкая
То же 10 500 Твердая
Предел прочности при растяжении кг/мм2 34 Литая в кокиль
То же 42 Мягкая
» » . . . 62 Твердая
Деформация 10%
Относительное удлинение, % .... 27 Литье в кокиль
То же 36—50 Обработанная мягкая
» » 4—6 » твердая
Относительное сужение, % 44 Обработанная мягкая
Предел пропорциональности, кг/мм2 . 10,0 Литая
То же 9,0 Обработанная мягкая
» » 15,0 Обработанная полутвердая
» » 40,0 Обработанная твердая
Предел упругости, кг/мм2 7,0 Литая
То же 10,0 Обработанная мягкая
» » 42 Т вердая
Предел текучести, кг/мм2 15,0 Литая
То же 14,5 Обработанная мягкая
» » 24,0 » полутвердая
» » 42,0 » твердая
Предел усталости при 50 миллионах циклов, кг/мм2 16,2 Прессованный пруток
Ударная вязкость, кгм/см2 2,3 Литая
То же 5,0 Обработанная мягкая
» » 5,95 » полутвердая
Сопротивление срезу, кг/мм2 . . . . 26,0 » мягкая
Осадка при сжатии, % 40,0 Литая
Твердость по Бринелю, кг/мм2 . . . 81 »
То же 75 Обработанная мягкая
» » 116 » полутвердая
» » 149 » твердая
174
Латуни, (медноцинковые сплавы)
Продолжение табл. 145-
Наименование Значение Примечание
Твердость по Роквеллу (шкала Рв) . 44 Мягкая
То же 80 Твердая
Коэффициент трения: 0.0135 См. примечание к табл. 17
со смазкой
без смазки 0,17 Мягкая
Коррозионная устойчивость. Потери в весе, а/.и2 сутки, при действии: 0,35
морской воды »
10%-ной H2SO4 1,42 »
Таблица 146
Технологические свойства и режимы обработки латуни ЛС59-1
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья прокатки и прессовки отжига Низкотемпературный отжнг для снятия внутренних напряжений, °C .... Максимально допустимая деформация, 1030-1080 640—780 600—650 285
%• в холодном состоянии в горячем состоянии Температура начала рекристаллизации Линейная усадка, % Жидкотекучесть, см Обрабатываемость резанием (по срав- нению с латунью ЛС63-3), % ... Травитель 45 99 360 2,23 51 80 3—8%-ный водный раствор H2SO4 Суммарная дефор- мация Литье в кокиль См. примечание к табт. 21
Температура изложницы, °C Смазка изложницы Флюс (защитный покров) 100 Состав смазки: керосин канифоль сажа Древесный уголь •
Многокомпонентные (специальные) латуни
175
Таблица 147
Механические свойства латуни ЛС59-1 при низких температурах
Наименование и состояние материала Темпера- тура, °C Предел прочности К2/Л1Л12 Предел текучести ЛСЛ12 Относи- тельное удлине- ние, /0 Относи- тельное сужение 17о
Латунь ЛС59-1, отожжен- f ная при 500° 2 час . . 20 — 78 — 183 36,9 38,2 48,5 14,4 17,2 20,2 50,2 49,8 50,6 26,5 64,0 62
Латунь ЛС59-1, холодно- 1 22 44,6 32 28,2 57
катаная | - 78 49,3 37,9 27,0 59
Наклеп 12% -183 60,6 49 30,8 57
17 45 — 37 35
Латунь ЛС59-1 (полосы) | -196 59 .— 34 38
-253 68 — 35 35
Таблица 148
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из латуни ЛС59-1
Вид изделия Материал 1 Предел проч ности при растяжении 1 Относитель- 1 ное удлине- 1 ние, °/0 Примечание
не менее
Прутки: диам. 35—100 мм » 5—40 » » 10—120 » Ленты и полосы То же » » » Трубы Проволока: диам. 2—12 мм » 2—4,8 » » 5—12 » Профили Катаный Тянутый Прессованный Холоднокатаный .... Мягкий Холоднокатаный .... Твердый Горячекатаный Прессованный Мягкий Твердый То же Прессованный 40 40 37 35 45 35 40 35 45 43 33 12 12 18 25 5 25 20 30 5 8 15 | ГОСТ 2060—48 | ГОСТ 931-52 ГОСТ 494-52 |гОСТ 1066-50 ЦМТУ 1317—46
176
Латуни (медноцинковые сплавы)
Зависимость механических свойств латуни ЛС59-1 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 172—175.
Рис. 172. Зависимость механи-
ческих свойств латуни ЛС59-1
от степени деформации. Исход-
ный материал: полосы толщи-
ной 2 мм, отожженные при
600° 1 час. Величина зерна
0,02 мм
Рис. 173. Зависимость механических
свойств латуни ЛС59-1 от темпера-
туры отжига. Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный материал:
.полосы толщиной 2 мм, деформиро-
ванные на 60%:
1 — закалка; 2 — медленное охлаждение
Латуни литейные
177
Рис. 174. Зависимость механических
свойств латуни ЛС59-1 от темпера-
туры отжига (58,5% Си, 1,2% РЬ,
остальное цинк). Продолжительности
отжига 1 час. Исходный материал:
прутки диам. 5 мм, деформированные
на 15%
.. 4Z7
100Z003004005006037WMU
Температура, °C
Рис. 175. Изменение механических
свойств латуни ЛС59-1 при высо-
ких температурах. Исходный ма-
териал: полосы толщиной 3 мм,
отожженные при 600° 1 час
ЛАТУНИ ЛИТЕЙНЫЕ
Химический состав и свойства латуней литейных приведены
в табл. 149—151.
12 А. П. Смирягии
178
Латуни (медноцинковые сплавы)
Химический состав литейных
Наименование Марки Компоненты, /0
Си А1 Fe Мп S1
Латунь алюми- ниевая . . . Латунь алюми- ниевожелезо- марганцовая . ЛА67-2.5 ЛАЖМц66-6-3-2 66-68 64—68 2—3 6-7 2,0-4,0 1,5—2,5
Латунь апюми- ниевожелезная ЛАЖ60-1-1Л 58—61 0,75—1,5 0,75—1,5 0,10,6
Латупо кремни- стая . . . ЛК80-ЗЛ 79—81 - 2,5-4,5
Лагунь кремни- стосврнцовая ЛКС80-3-3 79-81 __ 2,5-4,5
Латунь марган- цовосвинцовая ЛМцС58-2 2 57—60 1,5- 2,5
Латунь марган- ЦОВОО 1ОВЯННО- свинцовая . . ЛМцОС58-2-2-2 56-60 1,5- 2,5 -
Латунь марган- цовожелезная ЛМцЖ52-4-1 50—55 0,5—1,5 4-5
То же .... ЛМцЖ55-3-1 53—58 — 0,5—1,5 3—4 —
Латунь свинцо- вая .... ЛС59-1Л 57-61 — — —
Примечания: 1. В латунях марок ЛК80 ЗЛ и ЛКС80-3 3 допускается никель
2 В латлнях оста; ьпых марок никель допускается до 1% (за счет меди).
Механические и физические
Марии латуней Верхняя крити- чесьая точна, °C Коэффи- циент линейного расшире- ния Теплопрово/и,- носгь пал см гск °C Предел прочности при растяжении, кг нЦ при темпе- рату[е, °C Относительное удлинение, °/0, при | температуре °C
20 200 300 400 20 200 300 400
ЛА67-2.5 995 .— 0,27 30—40 15
ЛАЖМц66-6-3-2 899 19,8-10~6 0,119 65 — — — 7 — — —
ЛАЖ60-1-1Л 904 21-10-6 — 40 — — — 20 — — —
ЛК80-ЗЛ 900 17 10~6 0,10 30-46 40 40 30 15—20 22 17 17
ЛКС80-3-3 900 17 10-6 — 30-40 — — — 15-25 — —- —
ЛМцС58-2-2 — — 0,11 30-42 40 33 24 20 20 32 24
ЛМцОС58-2-2-2 — — 0,118 30 — — — 6 — — —
ЛМцЖ52-4-1 — — — 50 — 34 32 15- 22 24 28
ЛМцЖ55-3-1 — — — 50 — — — 10 — .— —
ЛС59-1Л 885 20,1 10~6 0,26 20—42 37 26 23 40 43 — 28
Латуни литейные
179
латуней по ГОСТ 1019—47
Таблица 149
Примеси, /с, не более
Sn РЬ Zn гь Sn Sb Мп Fe Al р всего 4»
— — Осталь- ное 1,0 1,0 0,1 0,5 0,8 — — 3,4
— — То же 1,0 1,0 0,1 — — — — 2,1
0,2—0,7 — » 0,4 — 0,1 — — __ 0,01 0,70
— — » 0,5 0,3 0,1 1,0 0,6 0,1 — 2,80
2—4 » — 0,3 0,1 1,0 0,6 0,3 — 2,0
- - 1,5-2,5 » — 0,5 0,1 — 0,8 1,0 — 2,5
1,5—2,5 0,5—2,5 » — — 0,1 — 0,8 0,3 • - 1,20
» • 0,5 0,5 0,1 — 0,5 1,5
— — » 9,5 0,5 0,1 — — 0,6 — 2,0
0,8—1,9 » — — 0,05 0,8 - — 2,0
до 0,% (за счет суммы примесей).
свойства литейных латуней
Таблица 150
Предел теку- чести, кг/мм* Ударная вяз носгь, кем см% Твердость по Бринелю иг л<л<2 Усадка линей- ная, /о Жидкотеку честь, см Коэффициент трения в паре с осевой сталью Коррозионная устойчивость, потеря в весе г м2 ча/'
со смаз кои без смазки морская вода пар
— 90 — — — — —
—- __ 160 — — — — — —.
25 — 90 — — — — — —
16 12 95-110 1,7 80 0,01 0,19 0,068 0,312
14 4 90—100 1,7 60 0,009 0,15 — —
24 7,0 70-90 1,8 0,16 0,24 0,05 —
— — 90—100 — — — — — —
30 — 100—140 —. — — — 0,055 —
— — 90—120 1,6 60 — — 0,047 —
15 2,6 80—90 2,23 51 0,013 0,17 0,059 0,02
180
Латуни (медноцинковые сплавы)
Таблица 151
Механические свойства литейных латуней по ГОСТ 1019—47
Марка латуни Материал Плотность г/см3 Предел прочно- сти при растя- жении, K0/AtAt2 не менее Относительное удлинение, х не менее Твердость по Бринелю (не стандартная) кг/мм2 Применение
ЛА67-2.5 Литье: в кокиль в землю 8,5 8,5 40 30 15 12 90 Коррозионно стой- кие детали в мор- скохМ и общем ма- шиностроении
ЛАЖМц66-6-3-2 в кокиль в землю центробеж- ное 8,5 8,5 8,5 65 60 70 7 7 7 160 160 Гайки нажимных винтов, массив- ные червячные винты, работаю щие в тяжелых условиях
ЛАЖ60-1-1Л в кокиль в землю 8,5 8,5 42 38 18 20 90 80 Арматура, втулки, подшипники
ЛК80-ЗЛ в кокиль в землю 8,3 8,3 30 25 15 10 НО 100 Арматура, подвер- гающаяся дей- ствию морской воды, детали су- дов
ЛКС80-3-3 в кокиль в землю 8,6 8,6 30 25 15 7 100 90 Подшипники, втул- ки
ЛМцС58-2-2 в кокиль в землю 8,5 8,5 35 25 8 10 80 70 Подшипники, втул- ки и другие анти- фрикционные де- тали, в том числе армировка вагон- ных подшипни- ков
Латуни вторичные в чушках по ГОСТ 1020—48
181
Продолжение табл. 151
Марка латуни Материал Плотность г/с.из Предел прочно- сти при растяже- нии, не менее Относительное удлинение, не менее Твердость по Вринелю (не стандартная) кг ли5 Применение
ЛМцОС58-2-2-2 в кокиль в землю 8,5 8,5 30 30 4 6 100 90 Шестерни
ЛМцЖ52-4-1 в землю 8,3 50 15 100 Авиадетали, ’ несу- щие силовую на- грузку, не ответ- ственные под- шипники и арма- тура
ЛМиЖ55-3-1 в кокиль в землю 8,5 8,5 50 45 10 15 100 90 Несложные по кон- фигурации де- тали ответствен- ного назначения и арматура для морского судо- строения, рабо- тающие при тем- пературе до 300°; массивные де- тали, в том числе гребные винты и их лопасти
ЛС59-1Л центробеж- ное 8,5 20 20 80 Втулки для шари- коподшипников
ЛАТУНИ ВТОРИЧНЫЕ В ЧУШКАХ ПО ГОСТ 1020-48
Химический состав латуней вторичных в чушках приведен в
табл. 152.
182
Латуни (медноцинковые сплавы)
Химический состав латуней
Марка сплава Компоненты, 0
Си А1 Fe Мп S1 Sn РЬ Zn
ЛА 63—68 2-3 — — — —- — 1
ЛАЖМц 63—68 6—7 2,0—4,0 1,5—2,5 — —
ЛАЖ 56—61 0,75—1,5 0,75-1,5 0,1—0,6 0,2—0,7 — о к
лк 76—81 — — 2,5—4,5 л
ЛКС 76—81 — — 2,5—4,5 — 2—4 ь-.
ЛМцС 55—60 — — 1,5—2,5 — — 1,5—2,5 К!
ЛМцОС 55—60 — 1,5—2,5 1,5—2,5 0,5—2,5 н
ЛМцЖ1 53—58 — 0,5—1,5 3—4 —- — — О
ЛМцЖ2 50—55 — 0,5—1,5 4—5 — — —
лс 56—61 — — — — — 0,8—1,9
Примечания: 1. В латунях: ЛК и ЛКС допускается никель л с 0,2 /„ (за счет
2. В остальных латунях никель допускается до 1,0 /0 (за счет меди).
Латуни вторичные в чушках по ГОСТ 1020—48
183
вторичных в чушках
Таблица 152
Примеси, %, не более Назначение: для литья лату- ней по ГОСТ 1019-47
РЬ Sn Sb Мп Fe Al р всего
1,0 1,0 0,1 0,5 0,8 — — 3,4 ЛА67-2,5
1.0 1,0 0,1 -- — — — 2,1 ЛАЖМцбб 6-3 2
0,4 — 0,1 — — — 0,01 0,70 ЛАЖ60-1 1Л
0,5 0,3 0,1 1,0 0,6 0,1 — 2,8 ЛК80-ЗЛ
— 0,3 0,1 1,0 0,6 0,3 — 2,0 ЛКС80-3-3
— 0,5 0,1 — 0,8 1,0 — 2,5 ЛМцС58 2 2
— — 0,1 — 0,8 0,3 — 1,2 ЛМцОС58-2-2-2
0 5 0,5 0,1 — — 0,6 — 2,0 ЛМцЖ55-3-1
0,5 0,5 0,1 — — 0,5 — 1,5 ЛМцЖ52-4-1
— — 0,05 — 0,8 — — 2,0 ЛС59-1Л
суммы примесей).
181
Латуни (медноцинковые сплавы)
ПРИПОИ
Химический состав и свойства припоев приведены в табл. 153
и 154.
Таблица 153
Медноцинковые припои по ГОСТ 1534—42
Марка Компоненты, % Примеси, %, не более Примечание
Си Zn. Fe РЬ всего
ПМЦ36 36±2 апьное - . 1 ОД 0,5 — Пайка латуни, содержа- щей до 68% Си, н специ- альных латуней с анало- гичным содержанием меди, а также тонкая пайка по бронзе
ПМЦ48 48±2 Ост 0,1 0,5 — Пайка медных сплавов, содержащих свыше 68% Си
ПМЦ54 54±2 0,1 0,5 Пайка меди, томпака, бронзы, стали и нейзиль- бера
Таблица 154
Механические и физические свойства твердых припоев
Изделие и материал Верхняя критическая точка, "С Нижняя критическая точка, °C ; Плотность гс.мЗ Коэффициент линейного расшире-_ НИЯ х 10 6 Удельное электросо- противление ом мм^м । Структура Предел проч- ности при растяжении кг мм2 Относитель- ное удлине- ние, /„ Твердость по Бринелю кг .ч.п‘2
Твердые припои, медноцинко- вые: ПМЦ36 825 800 7,7 22 10,3 Y Хруп- кий
ПМЦ48 865 850 8,2 21 • 4,5 P+Y 21 3 130
ПМЦ54 880 876 8,3 21 4,0 (4 35 20 128
ЧАСТЬ III
БРОНЗЫ
Бронзами называют медные сплавы, в которых основными ле-
гирующими компонентами являются: олово, алюминий, марганец,
кремний, бериллий, железо и другие элементы. Название бронзы
дается по основному легирующему компоненту. Бронзы делятся на
две основные группы: а) оловянные бронзы, в которых преобла-
дающим легирующим компонентом является олово, и б) безоло-
вянные (специальные) бронзы, не содержащие олова в качестве
легирующего компонента. В настоящее время главным образом
применяются безоловянные бронзы, которые по своим свойствам
превосходят оловянные бронзы.
В зависимости от назначения и механических свойств бронзы
делятся на деформируемые и литейные.
АЛЮМИНИЕВЫЕ БРОНЗЫ
Эти бронзы имеют наибольшее распространение. Применяют
двух- и многокомпонентные алюминиевые бронзы.
На рис. 176 показана диаграмма состояний медь—• алюминий,
из которой видно, что область твердого раствора а при темпера-
туре ~570° простирается до 9,8% (вес.) А1. Однофазные сплавы
отличаются высокой пластичностью и хорошо обрабатываются
давлением. Эти сплавы не склонны к ликвации, весьма жидкоте-
кучи,, но имеют повышенную объемную усадку. Сплавы двухфаз-
ные с высоким содержанием алюминия отличаются высокой проч-
ностью и твердостью, но имеют пониженную пластичность и при-
меняются преимущественно как литейные. Изменение механиче-
ских свойств сплавов медь — алюминий в литом состоянии в за-
висимости от химического состава показано на рис. 177.
Изменение механических свойств деформированных медноалю-
миниевых сплавов в зависимости от состава показано на рис. 178.
Алюминиевые бронзы имеют достаточно высокие антифрикци-
онные свойства, кроме того, они морозостойки, не магнитны и не
дают искры при ударах. Отрицательным свойством этих сплавов
является то, что они трудно поддаются пайке твердыми и мягкими
припоями и недостаточно устойчивы в условиях перегретого пара.
Алюминиевые бронзы при неблагоприятных условиях плавки
и разливки легко окисляются с образо,ванием тугоплавких окислов
Рис. 176. Диаграмма состояния медь — алюминий
(сторона меди)
Предел прочности при растяжении бь, кг/ям
Предел текучести S.. кг/ммг
Относительное удлинение др.
Рис. 177. Зависимость ме-
ханических свойств алю-
миниевых броне от хими-
ческого состава. Исход-
ный материал: литье в
кокиль
Алюминиевые бронзы
187
(AljOs), которые, попадая в металл, вызывают массовый брак по
«шиферному излому». Этот вид брака отсутствует при отливке
алюминиевых бронз полунепрерывным методом.
Алюминиевые бронзы отличаются высокой коррозионной стой-
костью в атмосферных условиях, морской воде, углекислых рас-
Рис. 178 Зависимость механических свойств алю-
миниевых бронз от химического состава. Исход-
ный материал: полосы, деформированные на 40%
и отожженные при 650° 30 мин.
(лимонной, уксусной, молочной и др.). Алюминиевые бронзы зна-
чительно превосходят по коррозионной устойчивости сплавы меди
с цинком и оловом.
В растворах сернокислых солей, едких щелочей и виннокамен-
ной соли более устойчивыми являются однофазные алюминиевые
бронзы с пониженным содержанием алюминия. Концентрирован-
ные минеральные кислоты весьма значительно действуют на эти
сплавы. Под влиянием алюминия понижается электропроводность
и теплопроводность меди, но при этом заметно возрастает жаро-
упорность, так как образующаяся на поверхности окисная пленка
предохраняет сплав от дальнейшего окисления при повышенных
температурах.
Дополнительное легирование алюминиевых бронз другими эле-
ментами существенно изменяет их свойства.
Железо незначительно растворимо в алюминиевых бронзах.
При повышенном содержании оно выделяется в виде самостоя-
тельной фазы, отвечающей по своему составу интерметалличе-
скому соединению AKFe.
На алюминиевые бронзы железо влияет положительно, значи-
188
Бронзы
тельно улучшает механические свойства, задерживает рекристал-
лизацию и измельчает зерно. Под влиянием железа в алюминие-
вых бронзах уничтожается так называемое явление «самопроиз-
вольного отжига», которое, как известно, приводит к повышенной
хрупкости сплава. При медленном охлаждении медноалюминие-
вых сплавов, содержащих 8,5—11°/ । А1, происходит распад р-фазы
на эвтектоид а +у с образованием крупнозернистой у-фазы, вы-
деляющейся в форме непрерывных цепей, обусловливающих хруп-
кость; железо же, измельчая структуру, парализует это нежела-
тельное явление.
Поэтому алюминиевые бронзы, содержащие железо, имеют
широкое применение для изготовления различного рода деталей
ответственного назначения.
Никель в меди в твердом состоянии растворим в неограничен-
ном количестве, в алюминии растворимость его очень мала и при
температуре 560° составляет 0,02%. Под влиянием никеля область
твердого раствора а медноалюминиевоникелевых сплавов с пони-
жением температуры резко сдвигается в сторону медного угла. Это
указывает на возможность облагораживания медноалюминиевони-
келевых сплавов (подробнее о системе Си — А1 — Ni см. в раз-
деле «Никелевые и медноникелевые сплавы»).
Никель повышает механ шеские и физико-химические свойства,
жаростойкость, коррозионную устойчивость и температуру рекри-
сталлизации алюминиевых бронз. Указанные сплавы хорошо об-
рабатываются давлением и отличаются достаточно высокими ан-
тифрикционными свойствами и морозостойкостью. Алюминиевые
бронзы в сочетании с никелем и железом как сплавы высокой
прочности широко распространены в авиационной промышлен-
ности для изготовления седел клапанов и направляющих втулок,
а также шестерен и прочих деталей ответственного назначения в
других областях машиностроения.
Марганец значительно растворим в меди в твердом состоянии
Растворимость его в алюминии достигает 1,95% при температуре
658° и 0,36% при 500°.
В алюминиевых бронзах растворимость марганца также зна-
чительна; его влияние положительно: повышает технологические
и коррозионные свойства. Алюминиевые бронзы с марганцем от-
личаются повышенной коррозионной устойчивостью, морозостой-
костью и отлично обрабатываются давлением в горячем и холод-
ном состоянии.
Свинец практически не растворим в алюминиевой бронзе. В де-
формируемых алюминиевых бронзах свинец является весьма вред-
ной примесью, придавая им хрупкость при горячей прокатке. Алю-
миниевые бронзы со свинцом, как обладающие повышенными ан-
тифрикционными свойствами, применяются для изготовления ли-
тых подшипников и втулок.
Алюминиевые бронзы
189
Свинец также значительно повышает антифрикционные свой-
ства кремнистых и марганцовистых бронз, и сплавы указанного со-
става широко применяются в промышленности для изготовления
литых деталей, работающих на трение.
Примеси сурьмы, мышьяка, висмута, серы и фосфора отри-
цательно влияют на алюминиевые и прочие специальные бронзы,
как понижающие их механические и технологические свойства.
Цинк также отрицательно влияет на алюминиевые бронзы и
допустим в пределах 0,5—1,5°/о, так как он заметно понижает ан-
тифрикционные и технологические свойства этих сплавов.
Алюминиевая бронза БрА5
Алюминиевая бронза БрА5 обладает достаточно высокими ме-
ханическими свойствами, отлично обрабатывается давлением в го-
рячем и холодном состоянии, отличается высокой коррозионной
стойкостью и широко применяется для изготовления мелкой раз-
менной монеты и деталей, работающих в морских условиях.
Химический состав и свойства бронзы БрА5 приведены в
табл 155—159.
Таблица 155
Химический состав бронзы БрА5 по ГОСТ 493—54
Примечание. Методы химического анализа по ГОСТ 1987—43.
Таблица 156
Механические свойства бронзы БрА5 при низких температурах
Наименование и марка сплава Претел прочности при растяжении кг мм^ Относительное удлинение, ’/ Относительное сужение, %
Температура °
17 -196 -253 17 —196 —253 17 | -196 -253
БрА5 42 58 65 61 81 83 70 | 76 72
190
Боонзы
Таблица 157
Механические и физические свойства бронзы БрА5
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C 1075
Нижняя критическая точка, °C Плотность, г/см3 1056
8,2
Коэффициент линейного расширения .... 18,2 10" Литая в песок
Теплопроводность, кал/см-сек ‘'С 0,21 » » »
0,25 Мягкая
Удельное электросопротивление, ом-мм2/м 0,10 Литая в песок
То же 0,0995 Мягкая
Температурный коэффициент электросопротив- ления 0,0008
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 . . . 11 000 Лента твердая
То же 10 000 » мягкая
Модуль упругости на изгиб по Мюллеру кг/мм1 11 300 Мягкая
Предел прочности при растяжении, ка мм2 . 28,0 Литая в кокиль
То же 38 Мягкая
» » 80 Твердая
Относительное удлинение, % 55 Литая в кокиль
То же 65 Мягкая
» » 4,0 Твердая
Относительное сужение, % 48 Литая в кокиль
То же 70 Мягкая
Предел пропорциональности, кг/мм2 .... 48 Твердая
Предел текучести, кг,'мм2 7,0 Литая в кокиль
То же 16,0 Мягкая
» » 50,0 Твердая
Предел усталости, кг/мм2 (твердая) .... 13,4 При 100-106 циклов
Предел прочности при срезе, кг/мм2 .... 25,2 Литая в кокиль
Осадка при сжатии, % 49 То же
Твердость по Викерсу, кг/мм'2 70 Мягкая
То же 240 1вердая
Твердость но Бринелю, кг/мм2 65 Литая в кокиль
То же 60 Мягкая
» » 200 Твердая
Твердость пс Роквеллу (шкала F) 110 Твердая наклеп 50%
То же 85 Мягкая. Отжиг при
Ударная вязкость, кгм'см2 16,0 650° 1 ч. Литая в кокиль
То же 11,0 Мягкая
Коэффициент трения: 0,0070 См. примечание к
со смазкой
без смазки 0,30 табл. 17
Коррозионная устойчивость. Потеря в весе г/м2 сутки, под действием:
морской воды 0,55
10%-ной H2SO4 1,2
Алюминиевые бронзы
191
Таблица 158
Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрА5
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: ЛИТЬЯ прессовки и прокатки отжига ковки Линейная усадка, % Обрабатываемость в горячем и холодном состоянии Обрабатываемость резанием по сравнению с латунью ЛС63-3, % 1150—1190 830—880 600- 700 750-850 2,49 ' Хорошая 20
Жидкотекучесть, см 101 См. примеча-
Травитель Флюс (защитный покров) Смазка изложницы 7—12%-ный раст- вор H2SO4 (40—70°) Древесный уголь Состав смазки: 1) мыло 30% " мазут 57% костяная мука 7% керосин 6% 2) канифоль сосно- вая 24% керосин осветитель- ный 22% мыло хозяйствен- ное 53% сажа газовая 0,5% ние к табл. 21
Таблица 159
Механические свойства полуфабрикатов из бронзы БрА5
Изделие й материал Предел прочности при растя- жении кг>мм% Относи- тельное удлине- ние, Примечание
не м енее
Ленты мягкие 28 33 ТУЦМО 1088-55
Ленты полутвердые 43—49 10 То же
Ленты твердые 60 2,5 ЦМТУ 4531—54
192
Бронзы
Изменение механических свойств бронзы БрА5 в зависимости
от степени деформации, температуры отжига и при высоких тем-
пературах показано на рис. 179—183.
Рис 179 Зависимость механических свойств
бронзы БрА5 от степени деформации
Исходный материал лента мягкая, толщи-
ной 1 мм
Рис 180. Зависимость механических свойств
бронзы БрА5 от температуры отжига. Про-
должительность отжига 1 час. Исходный
материал, лента твердая толщиной 0,5 мм
Алюминиевые бронзы
193
Рис. 181 Зависимость механических
Рис 182 Зависимость механических
свойств бронзы БрА5 от степени де-
формации Исходный материал прут-
ки диам 25 мм мягкие, с величиной
зерна 0,025 мм
Рис. 183 Изменение механиче-
ских свойств бронзы БрА5 при
высоких температурах. Исход-
ный материал- полоса горячека-
таная толщиной 12 мм
свойств бронзы БрА5 от температуры
отжига. Продолжительность отжига
1 час. Исходный материал трубы
Алюминиевая бронза БрА7
Алюминиевая бронза БрА7 обладает высокими механическими
свойствами и высокой коррозионной стойкостью; отлично перено
сит обработку давлением как в горячем, так и в холодном состоя-
нии, отличается высокой упругостью и высоким пределом ползу-
13 А П Смирягин
194
Бронзы
чести. В частности, при испытании в течение 10 000 час. при тем- ,
пературе 300° и нагрузке 7 кг!мм2 и при температуре 450° и на-
грузке 2,1 кг]мм2 удлиняется на 1®/о. Широко применяется для
изготовления ответственных пружин и пружинящих деталей.
Химический состав и свойства бронзы БрА7 см. табл. 160—164.
Таблица 160
Химический состав бронзы БрА7 по ГОСТ 493—54
Примечание. Методы химического анализа по ГОСТ 1987—43.
Таблица 161
Механические и физические свойства бронзы БрА7
Наименование Значение Примечание
Температура плавления, °C 1040
Плотность, г/см3 7,8
Коэффициент линейного расширения при 25— 300° 17,8-Ю-6
Теплопроводность, кал/см-сек-°С 0,19 Обработанная
Модуль нормальной упругости, кг/мм3 . . . 11 500— 13 000 Твердая
Предел прочности при растяжении, кг/мм3 . 30 Литая в кокиль
То же 42—50 Горячекатаная
» » 100 Твердая
» » 42 Мягкая
Относительное удлинение, % 45 Литая в кокиль
То же 60—70 Горячекатаная
» » .................. 70 Мягкая
» » 3—10 Твердая
Относительное сужение, % 70—75 Горячекованая
То же 40 Твердая
» » 75 Мягкая
Алюминиевые бронзы
195
Продолжение табл. 161
Наименование Значение Приме1 ание
Предел пропорциональности, кг/мм2 .... 60 Твердая
Предел упругости, кг/мм2 70 Твердая, наклеп 50%
То же 10 Мягкая, отжиг 700° 1 час
» » 10—14 Г орячекованая
Предел текучести, кг/мм2 25 То же
Предел усталости 1 • 106 циклов, кг/мм2 . . . 15,6 Обработанная твер- да л и горячеко- ваная
Ударная вязкость, кгм/см2 15 Литая
Твердость по Бринелю, кг/мм2 70 Литая в кокиль
То же 154 Твердая
» » 70 Мягкая
» » 69—81 Горячекованая
Коэффициент трения со смазкой 0,012 С м. примечание к табл. 17
Твердость по Роквеллу (шкала F) 108 Твердая, наклеп 50%
То же 74 Мягкая, отжиг 700° 1 час
Таблица 162
Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрА7
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья горячей обработки отжига отпуска ковки Линейная усадка, % Обрабатываемость резанием (по сравнению с латунью ЛС63-3), % Жидкотекучесть, см Покровный флюс Травитель 1140—1160 830—880 650—750 360—460 760—870 2,2 20 80 Древесный уголь 8 — 12%-ный H2SO4 См. примеча- ние к табл. 21
13*
196
Бронзы
Таблица 163
Свойства полуфабрикатов из бронзы БрА7
Изделие и материал Предал прочности при растяже- нии, КЗ/МЛ* Относитель- ное удлине- ние, /о Примечание
не менее
Ленты твердые Термически обработанные (низкотемпературный отжиг) 65 60 5 10 | ГОСТ 1048—49
Таблица 164
Механические свойства бронзы БрА7 при низких температурах
Марка сплава Температура Предел прочности при растяже- нии, КЗ ММ2 Предел текучести кг/ммя Относитель- ное ,длине- ние, /„ Относитель- ное сужение “/о
БрА7 20 54 18,6 26 29
отожженная — 10 54 18,8 33 30
—40 55 18,9 35 36
-80 57,8 19 31 30
— 120 61,9 19,4 32 31
— 180 67,5 20,5 29 30
Зависимость механических свойств бронзы БрА7 от степени
деформации, температуры отжига при высоких и низких темпе-
ратурах показана на рис. 184—189.
Рис. 184. Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрА7 от сте-
пени деформации. Исходный ма-
териал: прутки мягкие диам.
25 мм с величиной зерна 0,07 мм
Рис. 185. Изменение механических
свойств бронзы БрА7 при высоких
температурах. Исходный мате-
риал: полоса горячекатаная тол-
щиной 12 мм
Рис. 186. Зависимость механических свойств
бронзы БрА7 от температуры отжига. Про-
должительность отжига 1 час. Исходный
материал: прутки диам. 25 мм с величиной
зерна 0,07 мм, деформированные на 50%
Степень деформации,"/,,
Рис. 187. Зависимость механических свойств
броизы БрА7 от степени деформации.
Исходный материал: лента мягкая толщи-
ной 1 мм
198
Бронзы
Рис. 188. Зависимость меха-
нических свойств бронзы
БрА7 от температуры отжи-
га. Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный ма-
териал: лента твердая тол-
щиной 0,5 мм
Рис. 189 Изменение механических
свойств бронзы БрА7 при низких
температурах
Алюминиевожелезная бронза БрАЖ9-4
Алюминиевожелезная бронза БрАЖ9-4 характерна высокими
механическими свойствами, обладает достаточно хорошими анти-
фрикционными свойствами и коррозионной стойкостью. Приме-
няется в авиапромышленности для изготовления ответственных де-
талей (шестерни, втулки, седла клапанов), в машиностроении и
других областях промышленности для отливки массивных дета-
лей в землю (гайки нажимных винтов, втулки, обода), так как
при медленном остывании в этом сплаве не наблюдается явления
«самопроизвольного отжига».
Химический состав и свойства сплава БрАЖ9-4 см. табл. 165—
169.
Алюминиевые бронзы
199
Таблица 165
Химический состав бронзы БрАЖ9-4 по ГОСТ 493—54
Примечание. Методы химического анализа по ГОСТ 1987—43.
Таблица 166
Механические и физические свойства бронзы БрАЖ9-4
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C П ютность, а.с.ч3 Коэффициент линейного расширения при 20— 100° 1040 7,50 18,1 • НГ1 Литая в кокиль
Теплопроводность, кал/см сек.°C 16,2- 10~ь 0,14 Мягкая Полутвердая
Удельное электросопротивление ом-мм3,м 0,124 Литая в кокиль
То же 0,120 Полутвердая
Модуль нормальной упругости, кг'мм3 . . . 11 200 Литая в песок
Го же 11 600 Полутвердая
Предел прочности при растяжении, кг 'мм3 . 30—50 Литая в кокиль
То же 55 Твердая
Относительное удлинение, % 10—20 Литая в кокиль
То же 40 Мягкая
» » 5 Твердая
Относительное сужение, % 30 Литая в кокить
Предел пропорциональности, кг!мм2 .... 12,0 Литая в песок
Предел упругости, кг/мм3 11 Полу твердая
Предел текучести кг/мм2 20 Литая в песок
То же 35,0 Твердая
Предел текучести при сжатии, кг/мм3 . . . 30,5 Литая в кокиль
Предел усталости, кг/мм2, при 40-Ю6 циклов 21 Твердая
Ударная вязкость, кгм/см2 6,3 Литая
200
Бронзы
Продолжение табл. 166
Наименование Значение Примечание
Предел прочности при срезе, кг/мм'1 .... 35,4 Полутвердая
Осадка при сжатии, % Твердость по Бринелю, кг1 мм2 41,5 Литая в кокиль
120—140 То же
То же НО Мягкая
» в 160—200 Твердая
Твердость по Викерсу, кг/мм2 145 Мягкая
То же 160 Полутвердая
Коэффициент трения:
со смазкой 0,004 Мягкая. См. приме-
без смазки 0,18 чание к табл. 17
Коррозионная устойчивость. Потеря в весе, е/м2 сутки, под действием:
морской воды 0,25 Литая в кокиль
0,20 Полутвердая
10%-ной H2SO4 0,40
пара влажного при ЮО’ 1,45
Таблица 167
Технологические характеристики бронзы БрАЖ9-4
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья 1120-1140 Кокильное литье
то же 1060-1100 Фасонное литье
горячей обработки отжига Обрабатываемость резанием (по сравнению с латунью ЛС63-3), % Линейная усадка, % Жидкотекучесть, см 750-850 700—750 20,0 2,49 85 'См. примечание
Флюс (защитный покров) Древесный уголь к табл. 21
Алюминиевые бронзы
201
Таблица 168
Свойства бронзы БрАЖ9-4 при повышенных температурах
Наименование Температура, °C
100 200 300 500
Предел прочности при растяжении, кг/мм* 55,0 53,5 52,4 36,5
Удлинение, % < . . . 21,0 17,2 19,4 —
Твердость по Бринелю, ке/мм2 .... 12,0 105 102 85,5
Ударная вязкость, кгм/смг 6,3 7,5 3,1 2,65
Таблица 169
Механические свойства полуфабрикатов из бронзы БрАЖ9-4
Наименование полуфабриката Предел прочности при растя- жении КЗА1М2 Относи- тельное удлине- ние, °/о Твердость по Бри- нелю кг/м.м.2 Примечание
не менее
Прутки прессованные диам. 16—120 мм 55 15 110—180 ГОСТ 1628-48
Литье в землю 40 10 100 ГОСТ 493-54
Литье в кокиль 50 12 100 ГОСТ 493-54
Зависимость механических свойств бронзы БрАЖ9-4 от сте-
пени деформации и температуры отжига показана на
рис. 190—192.
Рис. 190. Зависимость меха-
нических свойств бронзы
БрАЖ9-4 от степени дефор-
мация.. Исходный материал:
полосы толщиной 3 мм хо-
лоднокатаные, отожженные
при 800° 1 час.
202
• Бронзы
Рис. 191. Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрАЖ9-4
от температуры отжига. Про-
должительность отжига 1 час.
Исходный материал: полосы
мягкие толщиной 3 мм, дефор-
мированные на 40%
Рис. 192. Изменение механических
свойств бронзы БрАЖ9-4 при высо-
ких температурах
Алюминиевожелезомарганцевая бронза БрАЖМц 10-3-1,5
Бронза БрАЖМц!0-3-1,5 отличается высокой прочностью, хо-
рошей коррозионной стойкостью, достаточно антифрикционна и
хорошо обрабатывается давлением в горячем состоянии.
Широко применяется в общем машиностроении и авиамочоро-
строении. Выпускается в виде прутков и толстостенных труб для
изготовления различного рода ответственных деталей (втулки, ше-
стерни, подшипники).
Применяется также для фасонного литья, являясь более ка-
чественным сплавом, чем оловянные бронзы.
Химический состав и свойства сплава БрАЖМц10-3-1,5 см.
табл. 170—174.
Таблица 170
Химический состав бронзы БрАЖМц10-3-1,5 по ГОСТ 493—54
Марка сплава Компоненты, /0 Примеси, не более
А1 Fe j Мп Си As Sb Sn Si N1 Pb p Zn сумма примесей
БрАЖМц 10-3-1,5.. 9-11 2— Осталь- ное 0,01 0,002 1 0,1 0,1 0,5|0,03 0,1 0,5 0,75
Примечания: 1. Методы химического анализа по ГОСТ 1 987—43.
2. При изготовлении деталей, не работающих на трение, допускается цинк до H/q при
сумме примесей 1,25%.
Алюминиевые бронзы
203
Таблица 171
Механические и физические свойства бронзы БрАЖМц 10-3-1,5
Наименование
Верхняя критическая точка, °C ...
Нижняя критическая точка, °C . . .
Плотность, г/см3....................
Коэффициент линейного расширения:
при 20° ............................
при 400° .......................
Теплопроводность, кал/см-сек-°C . .
У дел ьное 3j 1ектросоп ротив. кние,
ом-мм2/м ...........................
Модуль нормальной упругости, кг/мм2
Предел прочности при растяжении,
кг/м’Л2 ............................
То же ..............................
Относительное удлинение, % ....
Относительное сужение, % ....
То же...............................
Предел пропорциональности, кг/мм2 .
То же...............................
Предел текучести, кг,'мм2...........
То же...............................
Предел усталости, кг/мм2 при 15-Ю6
циклов .............................
Ударная вязкость, кгм/см2 ...
Предел прочности при срезе, кг/мм2 .
Осадка при сжатии, %................
Твердость'по Бринелю, кг /мм3 . . .
Коэффициент трения:
со смазкой .........................
без смазки......................
Коррозионная устойчивость. Потеря в
весе, г/м2 сутки, под действием
морской воды .......................
10%-ной H2SOj ..................
Значение Примечание
1045 7,5
16-ю~6 24.10“® 0,14 Литая в кокиль
0,189 10 000 Мягкая
60 Прутки и трубы твердые
50 Литая в кокиль
20 То же
55 Мягкая
25 Литая в кокиль
16 Прутьи и трубы твердые
15 Литая в кокиль
19 Прутки и трубы твердые
16 Литая в кокить
28 6-8 Испытания в морской воде
38 33 120-140 Литая в кокиль
0,012 Литая в кокиль
0,21 Мягкая. См. примечание к табл. 17
0,2-0,25 Полутвердая
00,7 Мягкая
204
Бронзы
Таблица 172
Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрАЖМц 10-3-1,5
Наименование свойства Значение величины Примечание
Температура литья, °C .... » прессования, °C . . Обрабатываемость резанием (по сравнению с латунью ЛС63-3) % Линейная усадка. % Жидкотекучесть, см Коэффициент жидкотекучести Флюс (защитный покров) . . . Температура изложницы, °C . . Смазка для изложниц 1120—1150 775—825 20 2,4 70 2,2 Древесный уголь 60—80 Состав смазки: мыло зеленое 50% масло льняное 50% См. примечание к табл 21
Таблица 173
Изменение механических свойств бронзы БрАЖМц 10-3-1,5
при высоких температурах
Температура °C Предел проч- ности при растяжении кг,мм^ Относитель- ное удлине- ние, % Сужение площади поперечного сечения /о Ударная вязкость кгм^см* - Твердость по Бринелю кг/мм^
20 50 20 24 6 120-140
400 — — — 5,2
500 30 40 — 4,4 -
600 24 38 56 6,6 26
700 5,0 23 33 5,5 7,6
750 2,7 20 30 10 5,5
800 1,8 40 50 9,4 4
850 0,8 68 90 7,5 2,5
900 0,7 83 99 5,6 1,1
950 0,38 94 99,8 4,6 0,8
Таблица 174
Свойства полуфабрикатов из бронзы БрАЖМц10-3-1,5
Наименование полуфабрикатов Предел прочности при растяжении кг Относитель- ное удлинение % Твердость по Бринелю КЗ/Л1Л12 Примечание
Прутки прессованные диаметром 16—120 мм Трубы прессованные Литье в кокиль . . . 60 60 50 12 12 20 129—171 129—171 120 ГОСТ 1628—48 ГОСТ 1208-54 ГОСТ 493—54
Алюминиевые бронзы
205
Зависимость механических свойств бронзы БрАЖМцЮ-3-1,5
от степени деформации и температуры отжига показана на
рис. 193—195.
Рис. 193. Изменение механических
свойств бронзы БрАЖМцЮ-3-1,5 при
высоких температурах
Рис. 194, Зависимость механи-
ческих свойств бронзы
БрАЖМц 10-3-1,5 от темпера-
туры отжига. Продолжитель-
ность отжига 1 час. Исходный
материал: полосы толщиной
3 мм, деформированные на
40%
Рис. 195. Зависимость механиче-
ских свойств.бронзы
БрАЖМц 10-3-1,5 от степени де-
формации. Исходный материал:
полосы горячекатаные толщиной
3 мм
206
Бронзы
Алюминиевожелезоникелевая бронза БрАЖН 10-4-4
Бронза БрАЖН 10-4-4 является сплавом высокой прочности,
обладает хорошими коррозионными и антифрикционными свойст-
вами и отличается повышенной жаропрочностью. Эта бронза от-
носится к типу облагораживаемых сплавов, так как предел насы-
щения области твердого раствора этого сплава с понижением тем-
пературы резко сдвигается в сторону меди (см. никелевые бронзы).
В частности, бронза БрАЖН 10-4-4 в мягком состоянии имеет твер-
дость по Бринелю 140—160 кг!мм2, а после закалки с 980° и обла-
гораживания при 400° в течение 2 час. твердость повышается до
400 кг/мм2.
Этот сплав хорошо обрабатывается в горячем состоянии (трубы,
прутки разных профилей, поковки) и широко применяется в авиа-
промышленности (седла клапанов, направляющие втулки выпуск-
ных клапанов, шестерни) и в общем машиностроении для изготов-
ления деталей ответственного назначения. Кроме того, этот сплав
применяется для изготовления литых деталей высокой прочности.
Химический состав и свойства сплава БрАЖН 10-4-4 см.
табл. 175—179.
Таблица 175
Химический состав бронзы БрАЖН 10-4-4 по ГОСТ 493—54
Компоненты, ,
Марка сплава
N1 Си
БрАЖН10-4-4: дтя обработки давле- нием 9,5-11 3,5—5,5 3,5-5,5 Остальное
Д1Я литья 9,5—11 3,5—5,5 3,5-5,5 То же
Продолжение табл. 175
Примеси не более, °/0
А арка сплава 1 Аз | Sb Sn Si РЬ р Zn Мп сумма примесей
I
БрАЖН 10-4-4: ,
для обработки давле-
нием ...................0,01 0,002 0,1 0,1
для литья.............0,05| 0,05 0,2| 0,2!
0,02
0,05
0,01
0,1
0,3
0,5
0,3
0,5
0,8
1,5
Примечание. Методы химического анализа поГОСТ 1987 — 43.
Алюминиевые бронзы
207
Таблица 176
Механические и физические свойства бронзы БрАЖН 10-4-4
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C 1084 I
Плотность, г/см* 7,5
Коэффициент линейного расширения при 20 ° С . . Теплопроводность, кал/ см-сек-°С 1 17,1 10
0,18
Удельное этектросопротивление, ом-мм2/м . . 0,193
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 И 500 Литая
13 000 Твердая
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 ... 65 Литая
То же 60 Мягкая
» » ' 77 Твердая
Относительное удлинение, % 10 Литая
То же 35 Мягкая
» » ( 9 Твердая
Относительное сужение. % 12 Литая
То же 45 Мягкая
» » 11 Твердая
Предел пропорциональности, кг/мм2 27,5 Литая
То же 11,8 Мягкая
» » 30 Твердая
Предел упругости, кг/мм2 35,8 Полутвердая
Предел текучести, кг мм2 60 Литая
Предел усталости, кг/ мм2, 50 106 циклов . . . . 35 Мягкая (в ту-
Ударная вязкость, кгм/см2 3,0-4,0 мане мор- ской воды) Литая
То же 4,2 Мягкая
Предел прочности при срезе, кг/мм2 43,6 »
Осадка при сжатии, % Твердость по Бринелю, кг 1мм2 30 Литая
180—200 »
То же 140—160 Мягкая
» » 225 Твердая
Коэффициент трения: 0,011 См. примеча-
со смазкой
без смазки 0,23 ние к табл. 17
Коррозионная устойчивость. Потеря в весе, г/м2-сутки, под действием: 0,18
морской воды Полутвердая
10%-ной H2SO4 0,58 То же
208
Бронзы
Таблица 177
Технологические свойства и режимы обработки бронзы
БрАЖН 10-4-4
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: ЛИ7ЬЯ 1120—1200 Заготовительное литье
то же 1150—1180 Фасонное литье
прессования и ковки отжига облагораживания Обрабатываемость резанием и о сравне- нию с латунью ЛС63-3, % .... Линейная усадка, % 850—900 700-750 400 20 1,8 1 Литая в землю
Флюс (защитный покров) Жидкотекучесть, см Древесный уголь 66—85 См. примечание к табл. 21
Температура изложницы, °C 80—100
Таблица 178
Механические свойства бронзы БрАЖН 10-4-4
при повышенных температурах
Наименование величины Температура, °C
100 200 300 Г-00
Предел прочности при растяжении кг]мм? 65 65 50 30
Предел текучести, кг/мм2 27 25 23 21
Удлинение, % 10—15 10 10 8
Относительное сужение, % 12 15 17 19
Твердость по Бринелю, кг/мм? . . . 180 180 170 76
Коэффициент линейного расширения 15-10-6 — — (400° С)
Ударная вязкость, kcmJcm? 4,0 4,0 4,0 24-Ю'6 1,5
Алюминиевые бронзы
209
Таблица 179
Механические свойства полуфабрикатов из броизы БрАЖН 10-4-4
Наименование полуфабрикатов Предел прочности при растяже- нии к? ММ2 Относи- тельное удлине- ние о/ /о Твердост! по Бри- нелю КЗ мм2 Примечание
не менее
Прутки прессованные диам.
30—120 мм 65 5 170—220 ГОСТ 1628—48
Трубы прессованные 65 5 170—220 ГОСТ 1208-54
Отливки в кокиль 60 5 170 ГОСТ 493—54
Зависимость механических свойств бронзы БрАЖН10-4-4 от
степени деформации и температуры отжига показана на
рис. 196—198.
Рис. 196. Изменение механических
свойств бронзы БрАЖН 10-4-4 при
высоких температурах
Рис. 197. Зависимость меха
нических свойств бронзы
БрАЖН 10-4-4 от темпера-
туры отжига. Продолжи-
тельность отжига 1 час.
Исходный материал: полосы
толщиной 3 мм,, деформиро-
ванные на 40%
J4 А И Смирять
Рис. 198. Зависимость механи-
ческих свойств бронзы
БрАЖН10-4-4 от степени де-
формации. Исходный материал:
полосы толщиной 3 мм, ото-
жженные при 800° 1 час
210
Бронзы
Алюминиевомарганцевая бронза БрАМц9-2
Бронза БрАМц9-2 имеет высокие механические и коррозионные
свойства. Хорошо обрабатывается давлением в горячем и холод-
ном состоянии. Выпускается в виде прутков, полос и лент различ-
ных размеров. Широко применяется в морском судостроении для
изготовления различного рода деталей, арматуры, работающей
при температуре до 250°, и для литья крупных деталей простой
конфигурации. В машиностроительной и автотракторной промыш-
ленности она применяется при изготовлении деталей электрообо-
рудования.
Химический состав и свойства сплава БрАМц9-2 см. табл. 180—।
184.
Таблица 180
Химический состав бронзы БрАМц9-2 по ГОСТ 493—54
Компоненты,
Марка сплава А1 Мп Си
БрАМцЭ—2: для обработки давле- нием для фасонного литья 8—10 8—10 1,5-2,5 1,5—2,5 Остальное То же
'Примечания: 1. Методы химического анализа по ГОСТ 1987 —43.
2. Применяются для изготовления прутков, полос, лент и фасонного литья
Алюминиевые бронзы
211
Таблица 181
Механические и физические свойства бронзы БрАМц9-2
Наименование Значения Примечание
Температура плавления, °C 1060
Плотность, г/с.и1 7,6
Коэффициент линейного расширения, 0—100° 17,0-Ю-6
Теплопроводность, кал/см сек-°C 0,17
Удельное электросопротивление ом ммг/М о,п
Модуль нормальной упругости при растяже-
иии, кг/мм2 9 200
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 . 40 Прутки прессован-
ные
То же 60 Твердая
Относительное удлинение, % 25 Прутки прессован-
ные
То же 20 Литая
Предел пропорциональности, кг/мм* . . . . 11,0 >2
Предел текучести, кг/ммг 30 Прутки прессован-
ные
То же 20 . Литая
» » 50 Твердая
Предел усталости, кг!ммг при 106 циклов . 21,0 »
Ударная вязкость, кгм/смг 7,0 Литая
Твердость по Бринелю, кг/мм2 160 Прутки прессован-
ные
То же 90—120 Литая
Антифрикционные свойства: • •
коэффициент трения при предельной на-
грузке:
со смазкой • 0,006 См. примечание к
табл. 15
всухую 0,18
Коррозионная устойчивость.
Потеря в весе, г/мг сутки, при действии:
морской воды 0,25
влажного пара при 100° 2,4
сухого пара при 250° . . . 0,24
— ч
14*
212
Бронзы
Таблица 182
Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрАМц9-2
Наименование свойств Значение величины Примечание
Температура °C: литья горячей обработки отжига Обрабатываемость резанием по сравнению с латунью (ЛС63-3), % Линейная усадка, % Объемная усадка, % Температура нзтожницы, °C Ф нос (защитный покров) 1120—1150 800—850 G50—750 20 1,7 2,8 60—80 Древесный уголь 1 См. примечание к
Жидкотекучесть, см ........... 48 при
1150 °C табл. 21
Таблица 183
Изменение механических свойств бронзы БрАМЦ9-2 при
высоких температурах
Температура. °О
Свойства i , 1 I ; i
2J I 500 | 600 \ 650 [ 700 | 750 | 800 | 850
Предел прочности при растяжении, кг/мм? 42 18 9 4 1,5 1,0 0,8 0,4
Относительное удли- нение, % 25 11 17 °.) 40 55 70 80
Таблица 184
Механические свойства полуфабрикатов из бронзы БрАМц9-2
Наименование 1 Предел проч 1 нести при растяжении , К0/Л1М2 1 Относитель- ное удлине- ние, % Твердость но Бринелю кг/мм^ Примечание
не менее
Полосы и ленты:
мягкие 45 18
твердые 60 5 - - 1 ГОСТ 1595—47
горячекатаные . . . . 45 15
Прутки прессованные, диаметром-
25—45 мм 50—120 » 50 48 15 20 ГОСТ 1628—48
Литье в кокиль 40 20 80 ГОСТ 493-54
Бериллиевые бронзы
213
Зависимость механических свойств бронзы БрАМц9-2 от сте-
пени деформации и темпеоатуры отжига показана на рис. 199
и 200.
Рис. 199. Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрАМц9-2 от
степени деформации. Исходный
материал: прутки мягкие диам.
.,25 мм
Рис. 200. Зависимость механических
свойств бронзы БрАМц9-2 от темпе-
ратуры отжига. Продолжительность
отжига 1 час. Исходный материал,
прутки диам 25 мм, деформирован-
ные на 15%
БЕРИЛЛИЕВЫЕ БРОНЗЫ
Бериллиевые бронзы являются уникальными сплавами по бла-
гоприятному сочетанию в нах хороших механических, физико-хи-
мических и антикоррозионных свойств. Эти сплавы после закалки
и облагораживания имеют высокий предел прочности, упругости,
текучести и усталости, отличаются высокой электропроводностью,
теплопроводностью, твердостью, износоустойчивостью, обладают
высоким сопротивлением ползучести, высокой циклической проч-
ностью при минимальном гистерезисе, высоким сопротивлением
коррозии и коррозионной усталости. Наконец, эти сплавы яв-
ляются морозостойкими, немагнитными и не дают искры при
Ударах.
Поэтому бериллиевые бронзы применяются для изготовления
пружин и пружинящих деталей ответственного назначения, в част-
ности, для изготовления плоских пружин, мембран, деталей часо-
вых механизмов, пружин Бурдона и т. д.
На рис. 201 приведена диаграмма состояния системы медь —
бериллий со стороны меди. Из диаграммы видно, что медь с бе-
рйллием образует ряд твердых растворов. Область твердого рас-
214
Бронзы
Рис 201 Диаграмма со-
стояния системы медь —
бериллий (сторона меди)
Рис. 202. а. б. в. г. д. Структура
бериллиевой бронзы БрБ2
Бериллиевые бронзы
215
твора а при температуре 864° достигает 2,1% (вес.). По другим
источникам растворимость бериллия в меди при этой темпера-
туре достигает 2,75%. С понижением температуры граница рас-
творимости области а довольно резко сдвигается в сторону меди,
что указывает на возможность облагораживания этих сплавов.
Наиболее распространенными являются сплавы, содержащие
от 1,9 до 2,6% Be, так называемые бериллиевые бронзы.
На микрофотографии рис. 202, а при увеличении 200 показана
структура бериллиевой бронзы, содержащей 2,2% Be и 0,4% Ni,
отлитой в кокиль. Структура дендритная, мелкая.
На рис. 202, б показана микроструктура бериллиевой бронзы
(2,2% Be и О,4о/0 Ni) после холодной прокатки и закалки в воду
с температуры 780°. Структура двухфазная а + 0. Основное поле
занимает a-фаза, имеющая кубическую гранецентрированную ре-
шетку (период решетки а = 3,56 А), фаза 0 с кубической объем-
ноцентрированной решеткой (светлые включения).
На рис. 202, в показана структура бериллиевой бронзы
(2,6% Be и 0,4% Ni) после холодной прокатки и закалки в воду
с температуры 780°. Структура двухфазная а + 0. Фаза 0 распо-
ложена равномерно и количество ее больше.
На рис. 202, г при увеличении 200 показана структура берил-
лиевой бронзы (2,6% Be и 0,4% Ni) холоднодеформированной,
закаленной с 780° и облагороженной при температуре 320° в те-
чение 2 час. Структура двухфазная а + у. На основном поле вид-
ны очень мелкие точки у-фазы, выделившиеся из пересыщенного
твердого раствора а. Светлые включения являются также у-фазой,
образовавшейся из кристаллов 0-фазы. Эти включения имеют ку-
бическую объемно-центрированную решетку у-фазы с периодом
решетки а = 2,70 А.
На рис. 202, д показана структура бериллиевой бронзы, содер-
жащей 2,6% Be и 0,4% Ni после холодной прокатки и закалки
в воду с температуры 780°. Структура двухфазная а + 0. Фаза 0
расположена в виде грубых сомкнутых цепей. Такая структура
является весьма неблагоприятной, резко снижающей качество
бериллиевых бронз.
Структурные составляющие бериллиевой бронзы обладают раз-
личными механическими и физико-химическими свойствами. Ре-
зультаты исследования твердости (микротвердость при нагрузке
20 г) различных фаз бериллиевой бронзы приведены в табл. 185.
Фазовые превращения, протекающие в бериллиевой бронзе
при термической обработке, сопровождаются значительными
объемными изменениями, достигающими 3—9%, что не исключает
возможности образования в максимально напряженных местах
микротрещин, которые так же, как литейные пороки и дефекты
216
Бронзы
Таблица 185
Микротвердость структурных составляющих бериллиевой бронзы
Состояние и состав фаз .
Твердость
a-фаза после закалки с 780° .............
a-фаза после холодной деформации ....
a-фаза после облагораживания 320° 2 час .
(3-фаза после закалки с 780°.............
(3-фаза после холодной деформации ....
у-фаза после облагораживания при 320° 2 час
140—146
240—280
350—400
200—240
340—400
600—660
Рис. 203. Характер брака берил-
лиевых бронз по газовым пузырям
при прокатке, могут послужить очагами для образования газо-
вых пузырей при нагреве полуфабрикатов из бериллиевой бронзы
под закалку в атмосфере диссоциированного аммиака, т. е. в при-
сутствии атомного водорода. Во время нагрева бериллиевой брон-
зы в атмосфере диссоциированного аммиака при повышенных
температурах (810° и выше) наблюдается характерный брак по
пузырям, показанный на рис. 203.
Влияние добавок и примесей
Добавки никеля и кобальта к бериллиевой бронзе полезны.
Бериллиевые бронзы отличаются тем, что фазовые превращения
в них протекают чрезвычайно быстро, поэтому часто брак берил-
лиевой бронзы по механическим свойствам происходит вследствие
недостаточно резкой закалки. Никель заметно замедляет процесс
фазовых превращений, что значительно облегчает технологические
процессы закалки и облагораживания, так как при этом отпадает
необходимость в крайне высоких скоростях охлаждения.
Это обстоятельство приобретает особо важное значение при
термической обработке более крупных деталей из бериллиевой
бронзы, где невозможно осуществить мгновенную закалку. Ни-
кель задерживает рекристаллизацию бериллиевой бронзы и спо-
Бериллиевые бронзы
211
собствует до некоторой степени получению более однородной
структуры с достаточно равномерным распределением р-фазы.
Содержание никеля в бериллиевой бронзе необходимо строго ре-
гулировать. Оптимальные свойства бериллиевой бронзы получа-
ются при содержании никеля 0,15—0,35%. Повышенное содержа-
ние никеля оказывает отрицательное влияние на бериллиевую-
бронзу, потому что: 1) никель смещает границу растворимости
области твердого раствора а в системе медь'— бериллий в сторо-
ну меди; 2) никель связывает часть бериллия, образуя с ним сое-
динения (бериллиды), что уменьшает эффективность бериллия,
в сплаве.
Марганец благоприятно влияет на бериллиевые бронзы в том
отношении, что частично может заменить дорогой бериллий. На-
пример, сплавы, содержащие 0,5% Be и 10% Мп или 1% Be,
5—6»/0 Мп и медь — остальное, отличаются высокими механиче-
скими свойствами, ц после облагораживания приближаются по-
своим свойствам к бериллиевой бронзе.
Зависимость механических свойств бериллиевой бронзы, содер-
жащей 1% Be и 5% Мп, от механической и термической обработки
Рис. 204. Зависимость механиче-
ских свойств бронзы, содержащей
1% Бе, 5% Мп и медь—осталь-
ное, от степени деформации.
Исходный материал: полосы тол-
щиной 3 мм, холоднодеформиро-
ванные и закаленные с 760° в воду
Рис. 205. Зависимость механических
свойств бронзы,I содержащей 1 % Be,
5% Мп и медь — остальное, от тем-
пературы отжига. Продолжительность
отжига .1 час. Исходный материал:
полосы мягкие толщиной 3 мм, де-
формированные на 70%
показана на рис. 204 и 205. Примеси железа, кремния фосфора
и магния оказывают отрицательное влияние на свойства берил-
лиевой бронзы. Примеси свинца, висмута и сурьмы являются:
весьма вредными.
218
Бронзы
Коррозионные свойства бериллиевой бронзы
Бериллиевая бронза устойчива в различных атмосферных
условиях. При высоких температурах она окисляется в меньшей
степени, чем -медь и сплавы на медной основе.
Бериллиевая бронза устойчива в пресной и морской воде и
более стойка, чем медь, против ударной коррозии. Бериллиевая
бронза мало склонна к межкристаллитной коррозии, однако в на-
пряженном состоянии при действии влажного аммиака и воздуха
она подвергается коррозионному растрескиванию. Газы (галоге-
ны) при повышенных температурах вызывают избирательную
коррозию бериллиевой бронзы, окисляя, главным образом, со-
ставляющую, обогащенную бериллием.
Скорость коррозии бериллиевой бронзы после закалки и обла-
гораживания при содержании 2% Be, 0,35% Nil и медь — осталь-
ное в некоторых средах приведена в табл. 186.
Таблица 186
Скорость коррозии бериллиевой бронзы
Среда Скорость коррозии мм/год Примечание
Морская вода при 20° Соляная кислота при 20° 0,01 1,47 1Q%-Hbtii водный раствор
Серная кислота при 60° 21,64 То же
При испытании бериллиевой бронзы в паре с медью в морской,
воде бериллиевая бронза вначале была анодной, однако по исте-
чении суток произошло перераспределение потенциалов и берил-
лиевая бронза стала катодной, причем разность потенциалов
в первом и втором случае была 50 мв.
Химический состав и свойства бериллиевой бронзы см. табл.
187—193.
Таблица 187
Химический состав бериллиевых бронз БрБ2 и БрБ2,5 по ГОСТ 493—54
Марка ' бронз Основные компоненты, ’/о Примеси, %, не более
Бе N1 Си А1 Fe Si Pb в^его
БрБ2 1,9—2,2 0,2-0,5 Осталь- ное 0,15 0,15 0,15 0,005 0,5
БрБ2,5 2,3—2,6 0,2-0,5 То же 0,15 0,15 0,15 0,005 0,5
Прим еч а н ие. Содержание бериллия в бронзе БрБ2 допускается до 2,3%.
Бериллиевые бронзы
21)
Таблица 188
Механические и физико-химические свойства бронзы БрБ2
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... 955
Нижняя кри1ическая точка, °C ... 864
Плотность, г/с.и3 8,23 •
Коэффициент линейного расширения 16,6 • io-6 При 20—100°
То же 17,2 • 10-6 » 100—200°
» » 19 • 10~6 » 200—300°
Теплопроводность, кал/см сек °C 0,20 Мягкая
То же ... . . ‘ ..... 0,25 Облагороженная
> » 0,18 Деформированная
Теплоемкость, кал.! г - °C 0,10
Электросопротивление, ом • мм-/м . . 0,1 Закаленная
То же 0,068 Облагороженная
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 11700 Закаленная
То же 13 200—14 100 Облагороженная
Предел прочности при растяжении
кг /мм2 50 Мягкая
То. же 95 Твердая, наклеп 4и%
» » 130—140 Облагороженная
Относительное удлинение, % .... 30—35 Мягкая
То гже 1—2 Облагороженная
Предел пропорциональности, кг/мм2 5-6 Мягкая
То же 70—80 Облагороженная
Предел усталости, кг/мм2 »i хЮ6
циклов) 19 То же
Предел текучести, кг/мм2 25—35 Мягкая
То же 85—90 Твердая, иактеп 40%
» » . . 128 Облагороженная
Величина гистерезиса, % 0,4—1 То же
Ударная вязкость, кгм!см2 6,7 Литая
То же 7 Закаленная
•» » . . .* 1,25 Облагороженная
Твердость по Бринелю, кг/мм2 . . . 140- Литая
То же 350-400 Облагороженная
Коэффициент треиия со смазкой . . . 0,016 Литая
Тох же 0,05 Облагороженная. См. при
мечание к табл. 17
Примечание. Разрушение бронзы БрБ2 происходит через 1000 час. при ис-
пытании под нагрузкой НО кг1мм? и температуре 200°.
220
Бронзы
Бериллиевые бронзы
221
Таблица 189
Технологические свойства и режимы обработки бериллиевых бронз
Наименование
Характеристика
Температура, °C:
литья ...................................
горячей прокатки ........
закалки ..............
облагораживания......................
Допускаемая деформация в холодном состоя-
нии, % ..............................
Обрабатываемость резанием (по сравнению с
латунью ЛС63-3), % .......................
Флюс (защитный покров) ...................
Температура изложницы, °C.................
Смазка для изложницы......................
Травитель .................................
1030—1060
780—800
760—780, 8—15 мин.
320±10, 2 часа
40—50
20, закаленная
Древесный уголь, сухой прока-
ленный
100—180
Состав смазки:
окись цинка + вода (жидкая
консистенция); керосин + са-
жа (9:1)
10%-ная серная кислота + 5%
хромпика
Таблица 190
Механические свойства и усталость бериллиевой бронзы
Материал Химический состав 7о Предел проч- ности, кг мм- Предел про- порциональ- ности, *0 AtAt Модуль упру- гости, кг мм юситель- удлине- (на 50 At At) рлость Роквеллу :алы В ) Предел уста- ло “ТИ при 100 млн. цик- лон, K0/AtAf
Be Ni Си
О айн эон “ о Е-< R а *
Закалка с 800°, отжиг при 275° 2 час 2,25 Остальное 120 32 13400 5 111 (В) 21,8
То же . . . . 2,15 0,31 » 122 32,3 13300 6 102 (g) 19,7
Закалка с 800°, деформация 40% .... 2,25 0,5 » 83 27 12100 4 84 (g) 19
То же и отжиг при 275° 2 час. . . . 2,25 0,5 » 136,6 38,6 13000 2 105 (g) 25
То же .... 2,75 0,5 » 120 33 13860 ’ 4 108 (В) 18.5
а
5
ю
с
Ь
С*5
К
LO
оГ
Й
со
222
Бронзы
Таблица 19?
Механические свойства бериллиевой бронзы БрБ2,5 при низких температурах
Материал Темпера- тура, °C Предел прочности при рас- тяжении кг/мм2 Предел текучести , (0,1 А,) кг/мм2 Относи- тельное удлинение (на 50 мм) '•/о Относи тельное сужение “(О
Закалка с 800° в воду . . . 20 53,5 17 36 50
То же —80 61 20,5 38 54
» » , — 180 78,5 35 41 57
Закалка с 800° и отжиг при 300° 2 час 20 130,8 88,3 2,6 5
То же — 10 133 89 0,8 9
» » —40 132 83 0,4 5
» » —80 142 103,6 0,4 5
» » — 120 140 98 0,4 4
ъ » —180 150 105,8 3,0 6
Таблица 193
Влияние бериллия на твердость меди
Химический состав, % Твердость по Бринелю кг/мм2 Условия облагораживания
Be Си после закалки после облагоражи- вания температура продолжи- тельность выдержки час.
1,82 Остальное 80 410 300 17
2,39 То же 100 440 300 17
' 2,63 » » ИЗ 440 300 17
2,70 » » ПО 395 300 ' 17
2,93 » » 170 445 250 41
3,31 » » 145 450 350 1
4,0 » » 235 525 350 1
5,0 » » 412 510 350 1
Зависимость механических свойств бериллиевых бронз от усло-
вий обработки показана на рис. 206—209,
Рис. 206. Зависимость механических свойств бериллиевой
бронзы БрБ2 от:
а — степени деформации. Исходный материал: прутки мягкие, диам.
6 мм, б — температуры испытания. Исходный материал: полоса горяче-
катаная толщиной Ю мм
Рис. 207. Зависимость механических
свойств бериллиевых бронз от содержа-
ния бериллия. Исходный материал; по-
лосы холоднокатаные, закаленные при
780° в воду и облагороженные при 300°
3 часа
Продолжительность отжига,чае.
Рис. 208. Зависимость твердо-
сти бериллиевой бронзы
БрБ2,5 от температуры и про-
должительности отжига. Ис-
ходный материал: полосы хо-
лоднодеформированные и зака-
ленные с 780° в воду
224
Бронзы
Рис. 209. Зависимость твердо
сти бериллиевых бронз от со-
держания бериллия и продол-
жительности отжига при 350°
Исходный материал: полосы
холоднодеформированные и за-
каленные с 780° в воду
КРЕМНИСТЫЕ БРОНЗЫ
Кремнистые бронзы обычно бывают с добавками марганца или
никеля, реже с добавками олова, цинка, железа или алюминия.
Эти сплавы перспективны и представляют большой интерес для
промышленности. Кремнистые бронзы отличаются высокими меха-
ническими и пружинящими свойствами, весьма стойки в корро-
зионном отношении, обладают высокими антифрикционными свой-
ствами и износоустойчивостью. Эти сплавы отлично обрабаты-
Рнс 210. Зависимость механических свойств кремнистых бронз
от содержания кремния. Исходный материал: бронза литая
и кокиль
Кремнистые бронзы
225
ваются давлением как в горячем, так и в холодном состоянии.
Кремнистые бронзы хорошо свариваются с бронзой, сталью и дру-
гими сплавами, хорошо паяются как мягкими, так и твердыми
припоями. Они не магнитны, не дают искры при ударах и не те-
ряют своей пластичности при весьма низких температурах. Изме-
нение механических свойств литых кремнистых бронз в зависи-
мости от содержания кремния показано на рис. 210.
Наиболее распространенными являются кремнистые бронзы
с добавками марганца и никеля. На рис. 211 показана диаграмма
состояния системы медь — кремний со стороны меди. Из диаграм-
мы видно, что граница области твердого раствора а при темпера-
туре 830° достигает 5,4о/0 (вес.) Si и с понижением температуры
заметно сдвигается в сторону
меди. Фаза а имеет кубическую
гранецентрированную решетку с
периодом а— (3,6077+0,00065 •
•Л) А, где А — концентрация
кремния, % (атомн.). Правее
границы насыщения а появляет-
ся новая фаза — % гексагональ-
ной структуры с плотной упа-
ковкой атомов и периодом ре-
шетки а — 2,5550 А и с =
Рис. 211. Диаграмма состояния
системы медь — кремний. Сторона
меди (А. П. Смирягин)
= 4,6344 А. Отличительной
особенностью х-фазы является
то, что она поляризуется, т. е.
в поляризованном свете при
вращении предметного столика
микроскопа она резко изменяет
окраску от светлого до темнокоричневого цвета. При тем-
пературе 557° происходит фазовое превращение по реакции:
к —>а + у. Характер диаграммы указывает на возможность об-
лагораживания ряда сплавов этой системы, однако эффект дис-
персионного твердения в этих сплавах, например в бронзе БрКЗ
выражен настолько слабо, что не получил практического примене-
ния.
Влияние добавок и примесей
Марганец является полезной добавкой, так как он улучшает
механические и коррозионные свойства кремнистых бронз.
На рис. 212 показана диаграмма состояния тройной системы
Си — Si — Мп со стороны медного угла. Из диаграммы видно,
что a-фаза при высоких температурах занимает довольно боль-
шую область. С понижением температуры граница области а до-
вольно резко сдвигается в сторону медного угла за счет выделе-
is а. п Смирягин
226
Бронзы
ния новой фазы MnaSi. Однако эффект облагораживания здесь,
так же как и в двойных сплавах меди с кремнием, выражен край-
не слабо и потому промышленные кремнистомарганцевые брон-
зы, например бронза БрКМцЗ-1, не подвергаются облагоражи-
ванию, как не имеющему практического значения. Никель являет-
ся полезной добавкой, так как под его влиянием сильно повыша-
ла, %(вес)
Рис. 212. Диаграмма состо-
яния тройной системы
медь— кремний — марганец.
Изотермы насыщения обла-
сти твердого раствора а
медного угла. (А П Сми-
рягин)
Рис. 213 Псевдобинарный разрез
Си — Ni2Si тройной системы
медь — никель — кремний. Гра-
ницы области твердого раствора а
ются механические свойства крем-
нистых бронз. На рис. 213 показан
псевдобинарный разрез Си—NiaSi
тройной диаграммы Си — Ni — Si.
Из диаграммы видно, что кремний
с никелем образуют интерметал-
лическое соединение NijSi — си-
лицид никеля, растворимость ко-
торого при температуре эвтектики
достигает ~9%. С понижением
температуры граница растворимо-
сти области а сдвигается в сторо-
ну меди почти до нуля, одновре-
менно с выделением' дисперсных
силицидов никеля, обусловливаю-
щих упрочнение этих сплавов.
После закалки с 800° эти спла-
вы делаются мягкими и пластич-
ными и отлично обрабатываются
давлением. Последующий отжиг
Кремнистые бронзы
227
Рис. 214 Диаграмма состояния тройной
системы медь — кремний — железо. Изо-
термы насыщения области твердого рас-
твора а (медный угол)
при 500° повышает прочность и твердость этих сплавов на 300%.
Поэтому кремнистые бронзы с никелем применяются в промыш-
ленности при изготовлении деталей ответственного назначения.
Кобальт и хром оказывают такое же влияние на кремнистые брон-
зы, как и никель, однако эффект упрочнения под влиянием сили-
цидов кобальта и хрома в этом случае значительно слабее, вслед-
ствие чего данные сплавы не получили широкого распространения.
Олово при содержании его до 0,5% заметно повышает корро-
зионные свойства кремнистых бронз, что указывает на рациональ-
ность применения таких сплавов. Железо не оказывает положи-
тельного влияния на свойства кремнистых бронз.
На рис. 214 показана диаграмма состояния тройной системы
Си — Si — Fe (медный угол). Из диаграммы видно, что железо
незначительно растворимо в
кремнистых бронзах в твер-
дом состоянии. С понижени-
ем температуры раствори-
мость железа уменьшается,
что, однако, не оказывает за-
метного влияния на процесс
упрочнения этих сплавов.
' Содержание железа в
кремнистых бронзах, обраба-
тываемых давлением, не сле-
дует допускать выше 0,2—
0,3%, так как при повышен-
ном содержании железа по-
следнее выделяется в виде
самостоятельной фазы, что
заметно снижает коррозион-
ную стойкость данных спла-
вов. Цинк положительно
влияет на кремнистые брон-
зы; его содержание допускается 0,5—1,0%,, так как в присутствии
цинка значительно облегчается процесс изготовления (при плав-
ке) этих сплавов. Кремнистые сплавы с повышенным содержа-
яием цинка отличаются высокими механическими, технологиче-
скими и коррозионными свойствами, обеспечивающими их широ-
кое распространение в промышленности (см. кремнистые латуни).
Свинец является вредной примесью, так как под его влия-
йием кремнистые бронзы легко разрушаются при горячей обра-
ботке давлением. Поэтому в однофазных кремнистых бронзах,
подвергающихся обработке давлением, содержание свинца не сле-
дует допускать выше 0,01%. Однако в литейных сплавах свинец
играет положительную роль, улучшая их антифрикционные свой-
ства и обрабатываемость резанием.
15*
228
Бронзы
Алюминий особенно вреден в литейных кремнистых сплавах,
так как под его влиянием фасонные детали из этих сплавов не
выдерживают испытаний на гидравлическую пробу. Известны
кремнистые бронзы с повышенным содержанием алюминия (5%
и более), отличающиеся высокой прочностью и твердостью. Одна-
ко эти сплавы не получили распространения, так как они плохо
поддаются пайке и сварке.
Наконец, примеси висмута, мышьяка, сурьмы, серы и фос-
фора являются вредными и допускаются в кремнистых бронзах
в ограниченном количестве (0,002%).
Коррозионные свойства кремнистых бронз
Кремнистые бронзы устойчивы в естественных пресных водах
вследствие образования на поверхности прочных защитных пле-
нок. Скорость коррозии увеличивается с повышением темпера-
туры и от присутствия в воде углекислого газа и кислорода.
В морской воде кремнистые бронзы устойчивы при скорости
потока воды не более 1,5 м/сек. Кислые рудничные воды, содер-
жащие сернокислую окисную соль железа, являются агрессивны-
ми, так как Fe2(SO4)3 действует как катодный деполяризатор.
Кремнистые бронзы также быстро корродируют в растворах
солей хромовых кислот, хлорного железа и других. Эти сплавы
удовлетворительно сопротивляются действию щелочей, за исклю-
чением растворов высокой концентрации и при высоких темпера-
турах. Кремнистые бронзы достаточно устойчивы в атмосфере
сухих газов: хлора, брома, фтора, фтористого водорода, серово-
дорода, хлористого водорода, сернистого газа и аммиака и менее
устойчивы в этих средах в присутствии влаги.
В табл. 194—196 приведены данные о коррозионной стойко-
сти кремнистых бронз в различных средах.
Таблица 194
Коррозионная стойкость бронзы БрКМцЗ-1 в различных средах
Коррозионная среда Скорость коррозии ммгод Примечание
Атмосфера Водяной пар при 20° . . Морская вода при 20° То же при 50° Рудничная вода .... Едкий натр при 60° . . 0,00025—0,0018 0,015 0,01 0,05 0,05—3,32 0,048 Результаты 10-летних испытаний в различных атмосферных условиях В спокойном состоянии Турбулентное движение 30%-ный водный раствор
Кремнистые бронзы
229
Таблица 195
Коррозионная стойкость бронзы БрКМцЗ-1 в уксусной кислоте
Коррозионная греда Концентра- ция СНз СООН, Температура испытания °C Скорость коррозии мм/год
Уксусная кислота .... 10 21-24 0,005
То же 25 21—24 0,041
» » 50 21—24 0,051
» » 75 21—24 0,102
» » 99,5 21—24 0,325
Таблица 196
Коррозионная стойкость кремнистых бронз в минеральных кислотах
(полное погружение без перемешивания)
Корро- зионная среда Концен- трация % Темпера- тура ис- пытания °C 3% Si; К/о Мп; осталь- ное — медь 37о Si; 1 °/oZn; осталь- ное — медь 3% Si; 1% Zn; 0,4% Sn; осталь- ное — медь
Скорость коррозии, м и год
Серная ки- 3 25 0,069 0,064 0,069
слота . . . 10 25 0,058 0,058 0,058
25 25 0,036 0,041 0,041
70 25 0,018 0,015 0,020
3 70 0,178 0,168 0,185
10 70 0,066 0,147 0,140
25 70 0,094 0,086 0,096
70 70 0,020 0,033 0,013
Соляная ки- 3 25 0,099 0,091 0,099
слота . . . 10 25 0,091 0,001 0,091
20 25 0,079 0,079 0,086
35 25 0,526 0,483 0,472
3 70 0,780 0,831 0,747
10 70 0,584 0,597 0,450
20 70 1,019 1,031 1,049
35 70 6,863 5,460 7,118
230
Бронзы
Химический состав бронзы БрКМцЗ-1 по ГОСТ 493—54
Светлый отжиг кремнистых
бронз рационально производить
в парах воды с последующим
охлаждением в них же; обра-
зующиеся при этом на поверх-
ности полуфабрикатов тонкие
окисные пленки легко и быстро
удаляются при травлении в
5%-ном водном растворе сер-
ной кислоты при комнатной
температуре.
Кремнистомарганцевая бронза
БрКМцЗ-1
Бронза Бр1<МцЗ-1 отличает-
ся высокими механическими,
технологическими и коррозион-
ными свойствами, вследствие
чего этот сплав достаточно ши-
роко распространен в промыш-
ленности.
Полуфабрикаты из бронзы
БрКМцЗ-1 в виде прутков, про-
волоки, полос, листов и лент
различных размеров применя-
ются в приборостроении для
изготовления пружин и пружи-
нящих деталей; в химическом и
общем машиностроении, в мор-
ском судостроении, для изго-
товления металлических сеток,
решеток и труб для сточных
вод, испарителей, дымовых
фильтров, антифрикционных де
талей, деталей в сварных кон-
струкциях и деталей в моторо-
строении.
Химический состав и свой-
ства бронзы БрКМцЗ-1 приве-
дены в табл. 197—202.
Кремнистые бронзы
231
Таблица 198 Механические и физические свойства бронзы БрКМцЗ-1
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C . . . Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расширения: при 20° при 200° Теплопроводность, кал!сек • см • °C Удельное электросопротивление, ом мм2/м Модуль нормальной упругости, кг; мм2 (проволока 0 0,10—0,26 мм) . . . 1 1025 8,4 15,8 • 10'6 20,2 • 10~6 0,08—0,11 0,15 12 000 Наклеп 50%
То же 10 400 Литая в кокиль
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 (проволока 0 0,1—0,25 мм) 90 Наклеп 50%
То же 35 Литая в кокиль
Относительное удлинение, % (проволо- ка 0 0,1—0,25 мм/ 0,5 Наклеп 50%
То же 25 Литая в кокиль
Предел пропорциональности, кг'мм2 8 » » »
Предел текучести, кг/мм2 (проволока 0 0,1—0,25 мм) 54 Наклеп 50%
То же 10 Литая в кокиль
Предел усталости, кг/мм2, при 108 циклов 11 — 16 Литая в кокиль
То же 21 Наклеп 50%
» » 12,6 Мягкая, отжиг при 7'10°
Предел ползучести, %: при 200°, нагрузке 5,6 кг/ мм2, вы- держке 1000 час при 200°, нагрузке 10 кг/мм2, вы- держке 1000 час при 290°, нагрузке 9.,$ кг/ мм2, вы- держке 1000 час при 290°, нагрузке 4,5 кг/ мм2, вы- держке 1000* час Ударная вязкость, кгм/см2 Твердость по Бринелю, кг/ мм2 . . . 0,01 0,10 0,01 0,10 13-17 90 1 час. Литая в кокиль
Твердость по Роквеллу (шкала F) . . 112 Твердая, наклеп 50%
То же 80 Мягкая, отжиг 700° 1 час
Коэффициент трения: со смазкой 0,013 См. примечание к табл 17
без смазки 0,4
232
Бронзы
Таблица 199
Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрКМцЗ-1
Наименование Значение Примечание
Температура, °C:
ЛИТЬЯ 1080—1100
прокатки 800—850
отжига 600—680
Линейная усадка, % 1,6 При литье в кокиль
Температура ковки, °C Температура начала рекристаллизации, 680 - 780
°C Максимальные допустимые деформа- 250
ции, %:
в горячем состоянии 90
в холодном состоянии Обрабатываемость резанием по сравне- 40—70
нию с латунью ЛС63-5, % .... 30
Состав флюса при сварке Бура безводная 90%. Фтористый натр 10% Применяется в су- хом порошке или безводном рас- творе спирта
Травители Серная кислота 15% + хромпика 6% в воде Серная кислота 10%, азотная кислота 20%, плавиковая кис- лота 5% Для удаления сле- дов SiO2
Температура изложницы, °C Смазка изложницы, флюс и раскисли- 80—100
тел и Не применяется
Таблица 200
Влияние низких температур на изменение механических свойств
бронзы БрКМцЗ-1
Наименование Темпера- - тура °C Предел прочно- сти при растяже- нии кг/мм2 Предел текучести кг/мм2 Относи- тельное удлине- ние, % Относи- тельное сужение 7о
БрКМцЗ-1 20 47,3 23,9 49 45,2
БрКМцЗ-1 — 154 25 61,7 52 27,8 51,3 39,8 41,3 75,1
Пруток холоднотянутый диа- метром 12 мм 0 53,4 — 31,2 70,4
—80 — 190 58,1 70,4 — 31,7 36,2 72,4 72,5
Кремнистые бронзы
235
Предел усталости бронзы БрКМцЗ-1
Таблица 201
Марка сплава Деформация % Исходная величина зерна, AtAt Предел проч- ности при растяжении кг мм- Предел теку- чести, кг/мм2 Модуль нор- мальной уп- ругости кг/мм2 Относитель- ное удлине- ние, % Твердость по Роквеллу (шкала В) Число цик- лов, млн. Предел ус- талости кг/мм2
БрКМцЗ-1 10 0,085 46 31 49 84 300 22
20 0,065 59 35 .—. 37 89 300 21
40 0,125 68 56 10 000 13 101 300 23
60 — 75 — 10 500 2 95 100 14
Таблица 202
Механические свойства важнейших полуфабрикатов
из бронзы БрКМцЗ-1
Состояние материала Предел прочности при растя- жении, кг/мм2 Относитель- ное удлине- ние, % Примечание
не менее
Полосы мягкие................
» твердые ................
» особо твердые ....
Ленты мягкие ................
» твердые .................
» особо твердые............
Прутки тянутые диаметром
5—12 мм .....................
Пругкн тянутые диаметром
14—30 мм...................
Прутки катаные диаметром
. 30—100 мм .................
Проволока твердая:
диаметром 0,1—2,6 мм . .
» 2,8 -4,2 » . .
» 4 5—8,0 » . .
» 8,5—10,0 » . .
35 45
65 5
70 38 2 45 ГОСТ 4748—49
65 5
75 2 I
50 10
48 15 . ГОСТ 1628—48
40 15
90 0,5
85 83 1,0 1,5 ' ГОСТ 5222—50
78 2,0
Зависимость механических свойств бронзы БрКМцЗ-1 от сте-
пени деформации и температуры отжига и температуры испытания
показана на рис. 215—220.
I.
10 20 30 40 50 60 70
Степень деформации, %
90
80
70
\6О
50
40
30
го
ю
о
Рис. 215. Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрКМцЗ-1
от степени деформации. Исход-
ный материал: лента мягкая
толщиной 1 -И.И
Рис. 216. Зависимость меха-
нических свойств бронзы
БрКМцЗ-1 от температуры
отжига. Продолжительность
отжига 1 час. Исходный ма-
териал: лента толщиной
1 мм, деформированная на
50%
Температура отжига, °C
Рис. 217. Зависимость меха-
нических свойств бронзы
БрКМцЗ-1 от температуры
отжига. Продолжительность
отжига 1 час. Исходный ма-
териал: полосы мягкие, де-
формированные на 50%
Рис. 218. Изменение механиче-
ских свойств бронзы БрК.МцЗ-1
при высоких температурах. Вы-
держка при испытании 1 час.
Исходный материал: прутки
диам. 25 мм
Рис. 219. Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрКМц 3-1,
содержащей 0,5% Sn от степени
деформации. Исходный материал:
лента мягкая толщиной 1 мм с
величиной зерна 0,015 мм
к
li»^
&
Рис. 220. Зависимость механических свойств
бронзы БрК.МцЗ-1, содержащей 0,5% Sn,
от температуры отжига. Продолжитель-
ность отжига 1 час. Исходный материал:
лента толщиной 1 лив с величиной зерна
0,07 мм, деформированная на 50%
236
Бронзы
Кремнистоникелевые бронзы: БрКНЬЗ и БрКН0,5-2
Кремнистоникелевые бронзы относятся к классу облагоражи-
ваемых сплавов. Эти сплавы отличаются высокими механически-
ми и технологическими свойствами; достаточно хорошими анти-
фрикционными свойствами и коррозионной стойкостью. Из брон-
зы БрКН1-3 изготовляются прутки и ответственные детали в мо-
торостроении (направляющие втулки и пр.). Бронза БрКН0,5-2
применяется для электродов электросварочных машин. Химиче-
ский состав и свойства бронзы БрКН1-3 см. табл. 203—205.
Таблица 203
Химический состав бронз БрКН1-.3 и БрКН0,5-2
Марка сплава Компоненты, Примеси, ”/□, не более
S1 N1 Мп Си РЬ р А1 Sn Fe Zn всего |
БрКНЬЗ* 0,6- 1,1 2,4- 3,4 0,1— 0,4 Осталь- ное 0,05 0,01 0,02 о,1 0,1 0,1 0-, 4
БрКНО.5-2** 0,3— 0,8 1,2— 2,3 — То же —- — — — — — 0,5
ГОСТ 493—54
ТУ ЦМО КВ 59-50
Таблица 204
Механические и физические свойства бронзы БрКН1-3
Наименование Значения Примечание
Температура плавления, °C Плотность, г/см3 Электросопротивление ом • мм3/ м Коэффициент линейного расширения Предел прочности при растяжении, кг]мм3 То же Предел упругости, кг/мм3 . ... Предел текучести, кг/мм3 Относительное удлинение, % . . ... Относительное сужение, % Твердость по Брине люка/льи2 .... Ударная вязкость, кгм/см3 . . Предел усталости, кг/ мм3 ... Коэффициент трения: со смазкой без смазки 1084 8,6 0,046 18 • 10-6 60 45 45 52 12 28 150-200 4—10 23 0,017 0,45 Прутки прессован- ные 0 20—80 мм по ГОСТ 1628-48 ПоГОСТ 1628—48 См. примечание к табл. 15
Кремнистые бронзы
237
Таблица 205
Температура литья и обработки бронзы БрКН1-3
Наименование | Значение
Температура, °C:
литья ..........................
горячей обработки . .
закалки .....................
отпуска .... . . .
1170—1200
890—910
850
450
Зависимость механических свойств бронзы БрКН1-3 от степе-
ни деформации и температуры отжига показана на рис. 221—225.
Продолжительность отжига, vac
Рис. 222. Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрКН1-3 от
продолжительности отжига при
450 и 500°. Исходный материал:
прутки прессованные и закален
ные при 860° в воду
Рис. 221. Зависимость механических
свойств бронзы БрКН1-3 от степени
деформации. Исходный материал: по-
лосы горячекатаные
Рис. 223. Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрКНЬЗ от
степени деформации. Исходный
материал: полосы толщиной 2 ми,
отожженные при 600° 1 час
238
Бронзы
Рис 224 Изменение механиче-
ских свойств бронзы БрКН1 3
при высоких температурах
Рис 225 Зависимость механи-
ческих свойств бронзы БрКН1-3
от температуры отжига Про
должительность отжига 1 час
Исходный материал полосы
мягкие толщиной 2 мм, дефор-
мированные на 70%
МАРГАНЦЕВЫЕ БРОНЗЫ
Сплавы меди с марганцем отличаются высокими механически-
ми свойствами Эти сплавы отлично обрабатываются давлением
как в горячем, так и холодном состоянии, допуская деформацию
при холодной прокатке до 80э/о.
Марганцевые бронзы устойчивы в коррозионном отношении
и отличаются повышенной жаропрочностью, поэтому они приме-
няются для изготовления деталей и изделий, от которых требуются
достаточно хорошие свойства при повышенных температурах.
В присутствии марганца температура рекристаллизации меди по-
вышается на 150—200° Марганцевые бронзы по своим свойствам
Марганцевые бронзы
'239
очень интересны, ценны и перспективны и значительно превосхо-
дят по своим качествам многие сплавы на медной основе.
Учитывая богатейшие сырьевые ресурсы марганца в нашей
стране и возможность получения его
стоты, можно предполагать, что
марганцевые'бронзы в ближайшее
время получат широкое распро-
странение в нашей промышленно-
сти.
Диаграмма состояния медь —
марганец приведена на рис. 226
Из диаграммы видно, что марга-
нец неограниченно растворим в
меди как в жидком, так и в твер-
дом состоянии при повышенных
температурах Границы ликвиду-
са и солидуса этой системы сопри-
касаются в минимуме при содер-
жании 36,5% (вес ) марганца и
температуре 871° С понижением
Мп, % (вес.)
Рис 226 Диаграмма состояния
медь — марганец
температуры происходит ряд пре-
вращений с выделением новых
фаз. Это и понятно, так как
ни одна из трех модификаций марганца не изоморфна с медью.
Граница насыщения области твердого раствора у с уменьшением
концентрации марганца и понижением температуры резко сдви-
гается в сторону меди
Марганцевые бронзы, содержащие марганец до 20%, при всех;
температурах в твердом состоянии являются однофазными
Бронза БрМц5
Химический состав и свойства бронзы БрМц5 см. табл 206—
209.
240
Боонзы
Таблица 20<
Механические и физико-химические свойства бронзы БрМцб
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C . . Нижняя критическая точка, °C ... П точность, г [см3 Коэффициент линейного расширения при 20—100° 1047 1007 8,60 Литая в кокить
20,4 • 10~6 Литая в песок
Теплопроводность, кал[см сек °C Удельное электросопротивление, ом • мм2] м Модуль нормальной упругости, кг/мм2 Предел прочности при растяжении, кг] мм2 0,26 0,197 10 500 25 Литая в кокиль
То же 30 Мягкая
» » 60,0 Твердая
Относительное удлинение, % .... 30 Литая в кокиль
То же 40 Мягкая
» » . . 2,0 Твердая
Относительное сужение, % 50 Мягкая
Предел пропорциональности кг]мм2 7,6 Литая в песок
Поедел упругости, кг/мм2 7 » » »
Предел текучести, кг/мм2 15,0 Литая в кокиль
То же 50 Твердая
Ударная вязкость, кгм]см2 .... 20,0 Литая в кокиль
Осадка при сжатии, % Твердость по Бринелю, кг [мм2 . . 31,0 » » »
70 » » »
То же 80 Мягкая
» » 160 Твердая
Твердость по Виккерсу, кг] мм2 . . . 60 Литая в кокиль
То же 74 Мягкая
» » 175 Твердая
Коэффициент трения: со смазкой 0,013 Литая в кокиль
без смазки 0,7 См. примечание к табл.
Коррозионная устойчивость. Потеря в весе, г[мг сутки, под действием: 10%-ной серной кислоты . . . . 0 Мягкая
2%-ного едкого награ 0,03 »
Марганцевые бронзы
241
Таблица 208
Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрМцб
Наименование Значение Примечание
Температура литья, °C » горячей обработки, °C.. » отжига, °C Линейная усадка, % Жидкотекучесть, см Обрабатываемость резанием (по сравне- нию с латунью ЛС63-3), % . . . . 1110—1130 800—850 700—750 1,96 25 20 Литая в кокиль См. примечание к табл. 21
Таблица 209
Механические свойства бронзы БрМцб при повышенных температурах
Наименование Температура, °C
20 100 200 300 400
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 . 30 30,0 30,0 30,0 25
Относительное удлинение, % 40 38,0 36 35,0 25
Относительное сужение, % 70 60 50 50 —
Твердость по Бринелю, кг) мм? 70 70 50 50 34,5
Зависимость механических свойств бронзы БрМцб, а также
марганцевых бронз, содержащих 10, 15 и 20»/о Мп, от степени
деформации и температуры отжига показаны на рис. 227—235.
. Рис. 227. Зависимость механиче-
ских свойств марганцевых бронз
от содержания марганца. Исход-
ный материал: листы толщиной
1.5 мм, деформированные на 60а/о
и отожженные при 650° 1 час
16 А. П. Смирягин
Рис. 228. Зависимость меха-
нических свойств бронзы
БрМц5 от степени деформа-
ции. Исходный материал:
полосы толщиной 1,5 мм,
деформированные на 60%
и отожженные при 650° 1 час
Рис. 229. Зависимость
механических свойств
бронзы БрМцб от темпе-
ратуры отжига. Продол-
жительность отжига
1 час. Исходный мате-
риал: лента толщиной
1,5 мм, деформирован-
ная на 60%
Температура отжига °C
Рис. 232. Зависимость меха-
нических свойств бронзы
БрМц15 от степени дефор-
мации. Исходный материал:
полосы толщиной 1,5 мм, де-
формированные на 60% и
отожженные при 650° 1 час
Рис. 233. Зависимость меха-
нических свойств бронзы
ВрМц15 от температуры от-
Жига. Продолжительность
Отжига 1 час. Исходный ма-
териал: полосы толщиной
jl,5 мм, деформированные
. на 60%
Б*
244
Бронзы
Рис. 234. Зависимость меха-
нических свойств бронзы
БрМц20 от степени дефор-
мации. Исходный материал:
полосы толщиной 1,5 ММ,
деформированные на 6О°/о и
отожженные при 650° 1 час
Рис. 235. Зависимость меха-
нических свойств бронзы
БрМц20 от температуры от-
жига. Продолжительность
отжига 1 час. Исходный ма-
териал: полосы толщиной
1,5 мм, деформированные
на 60%
ХРОМОВЫЕ БРОНЗЫ
Хромовые бронзы отличаются высокими механическими свой-
ствами, высокой электропроводностью и теплопроводностью и по-
вышенной температурой рекристаллизации. Эти сплавы широко
применяются для электродов электросварочных аппаратов и из-
готовления коллекторов электромоторов, как более качественные
сплавы, чем кадмиевая бронза и коллекторная медь, применяе-
мые для этих целей.
Кроме того, хромовые бронзы применяются для изготовления
всевозможных деталей, работающих при повышенных температу-
рах, где требуется высокая прочность, твердость, электропровод-
Хромовые бронзы
245
ность и теплопроводность. Хромовые бронзы хорошо обрабатыва
ются давлением в горячем и холодном состоянии, кроме того они
обладают достаточно хорошими антифрикционными свойствами.
Диаграмма состояния системы
рис. 236. а и 236, б.
медь — хром показана на
Рис. 236а. Диаграмма состояния системы
медь — хром
Рис. 2366. Границы насыщения
области твердого раствора а в
системе медь — хром
Хром ограниченно растворим в меди в твердом состоянии. При
температуре эвтектики (1072°) растворимость хрома достигает
0,65%. С понижением температуры граница растворимости твер-
дого раствора а резко падает и при температуре 400° она рав-
на 0,02%.
После соответствующей термической обработки (закалка
с 1000° в воду и отжиг при 400°, 6 час.) хромовые бронзы резко
повышают свою прочность, твердость, электропроводность и теп-
лопроводность. Примеси серебра в количестве 0,2% благоприят-
но влияют на хромовые бронзы, заметно повышая их темпера-
туру размягчения. Примеси свинца, висмута и сурьмы являются
вредными, так как резко снижают технологические свойства этих
сплавов.
Наиболее распространенной является хромовая бронза, содер-
жащая 0,4—1,0% Сг и медь—остальное по ЦМТУ 3299—53.
Бронза БрХ0,5
Свойства хромовой бронзы БрХ0,5 см. табл. 210 и 211.
Зависимость механических свойств бронзы БрХ0,5 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 237—245.
246
Бронзы
Таблица 210
Механические и физические свойства хромовой бронзы БрХ0,5 по сравнению
со свойствами кадмиевой бронзы и коллекторной меди
Наименование Хромовая бронза 0,4—0,6°/ ,Сг, медь—осталь- ное Хромовая бронза 0,4—0,6"/, Сг; 0,2'/ Ag; медь—осталь ное Кадмиевая бронза 1"/ ,Cd; медь— остальное Медь коллек торная твер дая Mi
Верхняя критическая точка, °C ... . 1084 1084 1076 1083
Плотность, г/см3 .......... 8,9 8,9 8,9 8,9
Удельное электросопротивление, ОМ-ММг/М'.
твердая (наклеп 90%) 0,03 0,03 0,0179
отожженная при 400° 6 час . . . 0,02 0,02 0,021
Температурный коэффициент электро- сочротивтения при 20—100°:
твердая отожженная при 400° 6 час . 0,0025 0,0035 0,0025 0,0035 0,0031 0,0043
Теплопроводность, кал/см-сек.°С . . . 0,8 0,8 0,82 0,90
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 13 800 13 800 12 600 И 200
Предел прочности при растяжении
(в состоянии поставки), кг/мм2 . . 50 50 50 27
Относительное удлинение, % .... Н 11 1,6 6
Относительное сужение, % 40 40 — —
Предел текучести, кг/мм2 40 40 — —
Твердость по Бринелю, кг/мм2 .... 130—150 130—160 95—115 75
Таблица 211
Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрХ0,5
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: лигья горячей обработки закалки 1150—1200 900—1000 950—1000
облагораживания Обрабатываемость резанием (по сравне- 400 Продолжительность 6 час.
нию с латунью ЛС63—3), % ... Флюс Температура изложницы, °C 20 Состав: NaF—33%; CaF2—33%; стекло—34% 100 Мягкая
Рис. 237. Зависимость механиче-
ских свойств хромовых бронз от
степени деформации. Исходный ма-
териал: полосы мягкие.
1 у 0,43% Сг, Си — остальное; 2 —
0,44% Сг, 0,16% Ag, остальное медь
Рис 238. Зависимость твердости
хромовых бронз и других медных
сплавов от температуры отжига.
Продолжительность отжига 2 часа.
Исходный материал: полосы, де-
формированные на 75%:
1 — бронза хромовая (0,44% Сг,
0.16 Ag); 2 — бронза хромовая
(0,43% Сг, медь — остальное); 3 — брон-
за кадмиевая (1% Cd, медь—осталь-
ное); 4 — медь коллекторная Ml
Температура отжига, х
Рис. 240. Зависимость электро-
проводности хромовых бронз от
температуры отжига. Продол-
жительность отжига 2 час. Ис-
ходный материал: проволока
диам. 2 мм, деформированная
на 90®/о:
1 — 0,52% Сг, медь — остальное; 2 —
О,4О°/о Сг, 0,18"/» Ag, медь — осталь-
ное
Рис 239. Зависимость твердости
хромовой бронзы, содержащей
0,52% хрома, от температуры
отжига и степени деформации.
Продолжительность отжига
2 часа:
1 — степень деформации 25%;
2 — 50%; 3 — 75%
Рис. я
мовой
241. Зависимость твердости закаленной хро-
бронзы, содержащей 1% Сг от температуры
и продолжительности отжига
продолжительности
Рис 242. Зависимость электропроводности хромовой
бронзы, содержащей 1% Сг от температуры и про-
должительности отжига
Литейные безоловянные бронзы
24»
Рис. 243. Изменение твердо-
сти хромовых бронз и дру-
гих медных сплавов при по-
вышенных температурах:
1 — бронза хромовая (0,57% Сг,
0,2% Ag); 2 — бронза хромовая
(0,58% Сг, медь — остальное);
3 — бронза кадмиевая (1% Cd.
медь — остальное); 4 — медь
коллекторная Ml
Рис. 244. Изменение механических
свойств хромовой бронзы, содержа-
щей 0,57% Ст и 0,2% Ag, при высо-
ких температурах
Рис. 245. Изменение механических,
свойств хромовой бронзы, содержащей
0,58°/» Сг, при высоких температурах
ЛИТЕЙНЫЕ БЕЗОЛОВЯННЫЕ БРОНЗЫ
Литейные безоловянные специальные бронзы отличаются вы-
сокой прочностью и хорошими антифрикционными и коррозион-
ными свойствами. Применяются для изготовления деталей, рабо-
тающих в особо тяжелых условиях (зубчатые колеса, втулки, кла-
паны, шестерни для сверхмощных кранов и мощных турбин, чер-
вяки, работающие в паре с азотированными или цементирован-
ными сталями, подшипники, работающие при высоких удельных
Давлениях и ударных нагрузках). Благодаря особым свойствам-
(большая объемная усадка, повышенная окисляемость при плав-
лении и заливке) эти бронзы применяются, главным образом, для
Литья деталей простой конфигурации.
Химический состав и свойства лйтейных безоловянных бронз
см. табл. 212—213.
250
Бронзы
Химический состав литейных безоловянных
Компоненты, (медь—остальное)
Марка сплава А1 Fe Мп N1 Si ТЬ
БрАЖС7-1,5-1,5 6—8 1-1,5 —* — — 1—1,5
БрАЖН 11-6-6 10,5—11,5 5-6,5 — 5—6,5 — —
БрАЖН10-4-4-Л 9,5-11 3,5—5,5 — 3,5—5,5 — —
БрАЖ9-4Л 8—10 2—4 — •— — —
БрАЖМц10-3-1,5 9—11 2—4 1—2 — — —
БрАМцЮ-2 9-11 — 1,5—2,5 — — —
БрАМц9-2Л 8-10 — 1.5—2,5 — — —
БрСН60-2,5 — — — 2 25 -2,75 — 57—63
БрСЗО — — — — — 27—33
БрМцНКС5-2-1-20 (нестандартная) — — 4—5 1—2 0,6— — 1,0 15—20
БрСуН7-2 (нестандартная) — — — 1,5—2,5 — Sb 7—8
Таблица 213
Механические свойства литейных специальных бронз по ГОСТ 493—54
Мариа сплава Способ ЛИТЬЯ Предел прочно- сти при растяже- нии, кг линз, Относи- тельное удлине- ние, % Твердость по Бри- непю кг/.мм2
ш менее
БрАЖС7-1,5-1,5 В землю 30 18 —
БрАЖН11-6-6 В землю ( В кокиль ) 60 2 250
БрАЖН10-4-4Л В кокиль 60 5 170
ЬрАЖ9-4Л В землю 40 10 100
БрАЖ9-4Л В кокиль 50 12 100
БрАМцЮ-3-1,5 То же 50 20 120
БрАМцЮ-2 В землю 1 В кокиль J 50 12 110
БрАМц9-2Л В кокиль 40 20 80
БрСНбО-2,5 То же д 5 14
БрСЗО » » 6 4 25
Оловянные бронзы
251
бронз по ГОСТ 493—54
Таблица 212
Примеси, °/, I re более Примечания
As Sb Sn Si Al Ni Pb I1 Fe Zn Mn всего
0,01 0,002 ОД 0,1 — — __ 0,1 — 0,3 0,5 1,5 Подшипники, втулки
0,05 0,05 0,2 0,2 '— — 0,05 0,1 •— 0,6 0,5 1,5 Обода, втулки, заготовки, фасон- ные детали
0,05 0,05 0,2 0,2 -— — 0,05 0,1 — 0,5 0,5 1,5 То же
0,05 0,05 0,2 0,2 .— 1,0 0.1 0,1 — 1,0 0,5 2,7 » »
0,01 0,002 0,1 0,1 — 0,5 0,03 0,01 — 0,5 — 0,75 » »
0,05 0,05 0,2 0,2 1,0 0,1 0,1 1,0 1.5 — 2,8 » »
0,05 0,05 0,2 0,2 1,0 0,1 0,1 1,0 1,5 — 2,8 » »
— 0,5 0,5 — — — — 0,05 0,25 — — 1,25 Фасонное литье
0,1 0,3 0,1 0,02 — 0,5 — 0,1 0,25 0,1 — 0,9 Сальники
0,05 0,1 о,1 — 0,05 — '— 0,1 0,2 0,2 — 1,0 Подшипники для высоких удельных давлений и ударных нагрузок
0,1 0,1 0,02 0,05 0,3 0,05 0,25 0,1 0,95 Подшипники, шес- терни (р=Ь5кг/мм2, о=5 м, сек), веицы зубчатых колес
ОЛОВЯННЫЕ БРОНЗЫ
Оловянными бронзами называются сплавы меди с оловом,
а также более сложные меднооловянные сплавы с добавками
фосфора, цинка, свинца, никеля и других элементов.
Оловянные бронзы по своим механическим, литейным, анти-
фрикционным, коррозионным и физико-химическим свойствам
«аиболее изучены. Эти сплавы известны с древнейших времен и
хорошо освоены промышленностью. В последнее время примене-
Ние оловянных бронз в Советском Союзе значительно сократи-
лось, так как нашими металловедами изысканы более качествен-
ные и экономичные заменители указанных сплавов.
J1 Диаграмма состояния системы медь — олово показана на
фис. 246а и 2466. Граница насыщения области твердого рас-
твора а при температуре 540° простирается до 16о/о (вес.) Sn.
‘ Фаза 6 (CusiSns с решеткой у-фазы) является продуктом эв-
тектоидного распада у-фазы (или 0j) при температуре 520°; эта
Sn, VafamoMH)
Рис. 246a. Диаграмма состояния системы медь — олово
Sn,%>
Рис. 2466. Границы области твердого раствора
а в системе медь — олово
Оловянные бронзы
253
фаза при температуре 350° распадается на а + Cu3Sn (s-решетка).
Характерной особенностью данной системы является то, что
JJ- и у-фазы устойчивы лишь при высоких температурах. С пони-
жением температуры они мгновенно распадаются, а потому в обыч-
ных условиях их практически обнаружить невозможно. Автору
удавалось получать структуру с p-фазой лишь в результате рез-
кой закалки тонких образцов в холодную воду.
Дальнейший распад 8-фазы (Cu3iSn8) протекает настолько
медленно (при очень длительном отжиге образцов, деформирован-
Рис. 2476. Структура литой оло-
вянной бронзы, содержащей
14% Sn. Х500. Показаны вклю-
чения эвтектоида а -|- 6 (темные
включения — SnOs)
Травитель: раствор хромовой и серной
Рис. 247а. Структура литой оло-
вянной бронзы, содержащей 8% Sn.
Х200.
Травитель- аммиачный раствор серно-
кислой меди. Структура дендритная
; кислот
Пых на 70—80%), что в сплавах, содержащих до 20% Sn, s-фаза
Практически отсутствует.
L Таким образом, при рассмотрении оловянистых бронз под мик-
Боскопои практически наблюдаются следующие структуры:
[ 1) в литых сплавах видна резко выраженная дендритная
структура, что объясняется широким интервалом затвердевания
этих сплавов;
fe 2) сплавы с пониженным содержанием олова, например,
|ррОФ4-0,1 и БрОЦ4-3, после деформации и отжига состоят из
Однородных кристаллов a-твердого раствора;
251
Бронзы
3) наконец, сплавы с повышенным содержанием олова состоят
из кристаллов a-твердого раствора и эвтектоида a-f-8.
На рис. 247a показана структура литой бронзы, содержащей
8% Sn. Структура дендритная. На рис. 2476 показана структура
литой бронзы, содержащей 14% Sn. Видны включения эвтектоида
a+ 8 (темные включения SnOz).
Фаза ₽ в горячем состоянии довольно пластична, а в холод-
ном — тверда и хрупка, поэтому при определенных условиях
можно катать вгорячую сплавы, содержащие до 2О°/о Sn, которые
в холодном состоянии весьма хрупки.
Механические свойства оловянных бронз достаточно хороши.
С увеличением содержания олова возрастает твердость и проч-
ность сплавов, но при этом понижается пластичность. Изменение
механических свойств литые оловянных сплавов в зависимости от
содержания олова показано на
рис. 248. В технических сплавах
олово содержится от 3 до 14%
и реже до 20%. Для обработки
давлением применяются сплавы
с содержанием до 8% Sn и ча-
ще с добавками фосфора, цинка
или свинца. Оловянноцинковая
бронза БрОЦ4-3 хорошо обра-
батывается давлением в горячем
и холодном состоянии. Оловян-
нофосфористая бронза типа
БрОФ4-0,15 обрабатывается в
горячем (прессование) и холод-
ном состоянии (прокатка и во-
лочение). Наконец, бронзы
БрОФ6,5-0,4 и БрОЦС4-4-2,5
Рис 248 Зависимость механиче-
ских свойств литых о'ловянных
бронз от содержания олова обрабатываются обычно в хо-
лодном состоянии (прокатка,,
волочение), а в горячем состоянии лишь прессованием.
Оловянные бронзы, применяемые для фасонного литья, в зави-
симости от назначения, имеют довольно разнообразный состав
(см. «Литейные оловянные бронзы»). Данные сплавы отличаются
замечательными литейныли свойствами, хотя жидкотекучесть их
значительно ниже, чем, например, у бронз алюминиевых или
кремнистых.
Эти сплавы имеют незначительную объемную усадку — наи-
меньшую из всех известных сплавов, что позволяет без особого
труда получать очень сложное фасонное литье с резкими перехо-
дами от тонких сечений к толстым.
Оловянные бронзы мало чувствительны к перегреву и газам,
отлично воспринимают сварку и пайку, не дают искры при ударах,
Оловянные бронзы
255>
немагнитны, морозостойки и обладают весьма высокими анти-
фрикционными свойствами.
Отрицательным свойством оловянных бронз является их склон-
ность к «обратной ликвации», заключающейся в том, что при за-
стывании отливок легкоплавкая составляющая, обогащенная оло-
вом, под влиянием объемных изменений и выделяющихся газов,
перемещается от центра к периферии, что связано с появлением
мелкой пористости в отливках и неравномерности их химического
состава. При резко выраженной «обратной ликвации» на поверх-
ности отливок появляется так называемый «оловянный пот»
в виде белых пятен или выделений. Эти выделения хрупки, содер-
жат 15—-18°/о Sn, состоят в основном из кристаллов 8-фазы и от-
рицательно влияют на качество отливок из оловянных бронз. -
Процесс диффузии в оловянистых бронзах протекает крайне мед-
ленно и дендритная структура исчезает лишь после многократной
механической и термической обработки, что также затрудняет тех-
нологический процесс обработки давлением данных сплавов.
Оловянные бронзы из-за особых физических свойств (большой
интервал между точками ликвидуса и солидуса) при затвердева-
нии образуют не концентрированную усадочную раковину, а рас-
сеянную пористость, расположенную между дендритами равномер-
но по всему сечению отливки. Это, однако, благоприятствует
получению качественного сложного фасонного литья, так как
общая объемная усадка оловянных бронз незначительна, но,
с другой стороны, затрудняет получение плотных отливок по всему
сечению.
Влияние добавок и примесей
Фосфор. Диаграмма состояния системы медь — олово —
фосфор показана на рис. 249 а, б и в, откуда видно, что фосфор
незначительно растворим в этих сплавах, причем с увеличением
содержания олова и понижением температуры область твердого
раствора а резко сдвигается ь сторону медного угла.
С медью фосфор дает химическое соединение (при 14,1% Р)
Си3Р с точкой плавления 707°, образующее с оловянной бронзой
Тройную эвтектику состава: 80,7% Си, 14,8% Sn и 4,5% Р, плавя-
щуюся при температуре 628°. При содержании в оловянных брон-
зах свыше 0,3% Р последний выделяется в виде голубоватых
Включений фосфидной эвтектики, хорошо видных под микроско-
пом, которые в отличие от эвтектоида а + 8 не травятся 50%-ным
раствором азотной кислоты и не дают цветной реакции в поляри-
зованном свете в отличие от закиси меди.
Фосфор значительно влияет на механические свойства оло-
вянных бронз.
Рис. 249а. Диаграмма со-
стояния тройной системы
медь — олово — фосфор.
Медный угол
Рис. 2496. Политермические разрезы медного угла системы медь — олово — фосфор
при постоянном содержании олова и переменном фосфора
258
Бронзы
В сплавах, обрабатываемых давлением, содержится не свыше
0,5% Р. При таком соотношении оловянные бронзы обладают
оптимальными механическими и технологическими свойствами,
имеют повышенные: предел упругости, модуль упругости и предел
усталости, достигающий 25—28 кг/мм2 при 100 млн циклов. При
повышенном содержании фосфора (более 0,5%) оловянные бронзы
не поддаются горячей обработке давлением и легко разрушаются,
так как при температуре горячей прокатки фосфидная эвтектика
находится в жидком состоянии и действие ее аналогично действию
свинца или висмута на однофазные сплавы при обработке их в го-
рячем состоянии. Фосфор значительно повышает антифрикцион-
ные свойства оловянных бронз. Обладая высокой твердостью,
износоустойчивостью и хорошей притираемостью фосфиды, наряду
с 8-фазой, создают необходимые условия для хорошей работы под-
шипников. Поэтому в антифрикционные литейные оловянные
бронзы фосфор вводится до 1,2%. Являясь отличным раскислите-
лем, фосфор также сильно повышает жидкотекучесть оловянистых
бронз, что имеет существенное значение при литье этих сплавов.
Никель. Диаграмма состояния тройной системы медь — ни-
кель — олово изучена лишь частично. Вертикальный разрез диа-
граммы медь — никель — олово с постоянным содержанием 2% Ni
Рис. 250. Диаграмма
состояния системы
медь — олово —- ни-
кель. Разрез медисхго
угла при постоянном
содержании никеля 2°/о
Ж/, %
Рис. 251. Диаграмма состояния систе-
мы медь — олово — никель. Предел на-
сыщения области твердого раствора а
при комнатной температуре. Медный
угол
и горизонтальный разрез медного угла этой системы при комнат-
ной температуре показаны на рис. 250 и 251.
Под влиянием никеля граница насыщения области твердого
раствора а резко сдвигается в сторону медного угла. В гетероген-
Оловянные бронзы
259
ной области при малой концентрации олова с понижением темпе-
ратуры появляется новая фаза— 0, которая при быстром затвер-
девании сплава выделяется в форме мелких игольчатых кристал-
лов. При медленном затвердевании она выделяется в виде круглых
светлоголубых включений, сильно отличающихся по форме и цвету
от 8-фазы и фосфидов и отвечающих по составу интерметалличе-
скому соединению Ni4Sn. Границы ликвидуса и фазовых превра-
щений в твердом состоянии в этой системе под влиянием никеля
заметно повышаются.
При температуре 539° происходит эвтектоидное превращение
а + у а + 8', причем фаза 8' резко отличается по структуре
и свойствам от 8-фазы двойной системы медь — олово. В частно-
сти, фаза &' поляризуется (в отличие от 8-фазы), что указывает
на перестройку ее решетки. Кристаллическая структура а-фазы
(кубическая гранецентрированная) и p-фазы (кубическая объем-
ноцентрированная) под действием никеля не изменяется, увели-
чиваются на незначительную величину (~0,007А) лишь периоды
их решеток.
Необходимо отметить, что диаграмма медь — никель — олово
нуждается в уточнении, в частности, наличие фазы 0, как это изо-
бражено на рис. 250 и 251 и фазы 8' в тираничной области, про-
тиворечит правилу фаз. Никель положительно влияет на двойные
оловянные бронзы, повышая механические и коррозионные свой-
ства и измельчая зерно.
Поэтому никель до 1% в двойных сплавах является полезной
добавкой (особенно в литейных оловянных бронзах). При повы-
шенном содержании
никеля эти спла-
вы облагораживают-
ся. Особенно резкое
влияние никель ока-
зывает на оловянно-
фосфористые бронзы.
На рис. 252 пока-
зана диаграмма со-
стояния системы
медь — никель —
фосфор, где даны
Рис 252 Диаграмма состояния системы медь —
никель — фосфор. Изотермы насыщения области
твердого раствора а медного угла
изотермы насыщения
области a-твердого раствора медного угла. Из диаграммы видно,
что область а с понижением температуры резко сдвигается влево,
в частности, при содержании в сплаве О,О5°/о Р и 0,2°/о Ni вторая
фаза NisP выделяется после отжига при 600°. Никель до 0,25% по-
ложительно влияет на оловяннофосфористые бронзы, повышая
несколько механические свойства и измельчая зерно.
17*
260
Бронзы
При повышенном содержании никель понижает технологиче-
ские свойства этих сплавов при обработке давлением.
На оловянноцинковые бронзы никель не оказывает заметного
влияния. При содержании никеля 0,5—1% структура и свойства
этих сплавов практически не изменяются.
На оловянносвинцовые бронзы никель влияет положительно.
В этих сплавах никель заметно измельчает зерно, что способствует
Рис. 253. Структура литой оло-
вянносвинцовой бронзы. Увеличе-
ние 200. Темные включения свин-
ца расположены между осями
дендритов
более равномерному распределению свинца в отливках.
Свинец практически не растворим в оловянной бронзе
в твердом состоянии. При затвердевании сплава он выделяется
как самостоятельная фаза,
располагаясь между дендри-
тами в форме темных вклю-
чений. На рис. 253 показана
структура литой оловянно-
свинцовой бронзы. Структу-
ра дендритная. Темные вклю-
чения свинца расположены
между осями дендритов. Сви-
нец сильно повышает анти-
фрикционные свойства оло-
вянных бронз, и содержание
его в литейных подшипнико-
вых бронзах достигает 30%.
Свинец, при большом его со-
держании в оловянных брон-
зах, легко ликвирует, поэто-
му для получения качествен-
ных изделий необходимо при-
менять соответствующие ме-
ры (резкое охлаждение, до-
бавку никеля, тщательное
перед разливкой). Изотермы
перемешивание жидкого металла
области расслаивания в тройной системе медь — олово — свинец
показаны на рис. 254.
Механические свойства оловянных бронз под влиянием свинца
заметно понижаются, но при этом повышается плотность и резко
возрастает способность сплавов к обработке резанием.
Оловянносвинцовые бронзы применяются, главным образом,
для изготовления подшипников ответственного назначения.
Цинк. Диаграмма состояния системы медь — олово — цинк
показана на рис. 255. Из диаграммы видно, что цинк значительно
растворим в оловянных бронзах в твердом состоянии. Добавки
цинка не оказывают заметного влияния на структуру и свойства
оловянных бронз, но заметно улучшают технологические свойства
этих сплавов. На оловяннофосфористые бронзы, обрабатываемые
Оловянные бронзы
261
широкое распространение
давлением, цинк в количестве до 2% не оказывает отрицательного
влияния. Литейные оловянные бронзы, содержащие цинк, а также
бронзы с добавками свинца имеют
в промышленности.
Железо незначительно растворимо в оловянных бронзах (не
более 0,01%). Железо сильно влияет на оловяннофосфористые
бронзы, повышает их механические свойства, измельчает струк-
туру и резко задерживает рекристаллизацию. Поэтому содержа-
ние до 0,03% Fe является полезным. При повышенном содержа-
262
Бронзы
нии железа сильно снижаются коррозионные и технологические
свойства оловянных бронз. В литейных бронзах допускается до
0,4% Fe.
Кислород иногда присутствует в литейных оловянных брон-
зах в виде ангидрида оловянной кислоты SnO2 Эта весьма твер-
Рис 256 Включения ангидрида оловянном
кислоты SnOs в литой оловянной бронзе.
XI00 Шлиф не травлен
Рис 257 Гоубые включения ангидрида
оловянной кислоты — SnO2 в литой оло-
вянной бронзе ХЮО Шлиф не травлен
дая и хрупкая составляю-
щая сильно снижает анти-
фрикционные свойства
оловянных бронз. Превос- ’
ходя по твердости мартен
сит, ангидрид оловянной
кислоты, присутствуя в
подшипниковых сплавах,
сильно разрушает и изна-
шивает шейки валов Под
микроскопом SnO2 легко
определяется по характер-
ной кристаллической фор-
ме и темноголубой окрас-
ке. На рис. 256 показаны
включения кристаллов ан-
гидрида оловянной кисло-
ты SnO2 в литой оловян-
ной бронзе. На рис. 257
показаны грубые включе-
ния ЭдО2 в оловянной
бронзе
Примеси алюминия,
кремния и магния входят
в твердый раствор и под
микроскопом не обнару-
живаются.
Указанные элементы
повышают механические
свойства оловянных бронз,
но, энергично окисляясь
при плавке и литье, они
образуют тугоплавкие оки-
слы, которые при затвер
девании металла распола
гаются по границам кри
сталлитов, нарушая связь
между ними. Это явление, трудно устранимое в практических уело
виях, сильно понижает прочность сплава и вызывает брак в фа-
сонном литье по гидравлической пробе.
Следовательно, примеси алюминия, магния и кремния — весьма
вредны в оловянных бронзах.
Оловянные бронзы
263
Примеси висмута, сурьмы, мышьяка и серы в оловянных брон-
зах, обрабатываемых давлением, также вредны, так как сооб-
щают этим сплавам хрупкость.
В литейных оловянных бронзах указанные примеси, за исклю-
чением серы, не являются столь вредными и допускаются в более
широких пределах.
Светлый отжиг полуфабрикатов из оловянных бронз можно
проводить в следующих средах- в техническом водороде, азоте,
содержащем 2—Зо/Й Н, генераторном газе и в парах воды.
Коррозионные свойства оловянных бронз
В атмосферных условиях оловянные бронзы весьма устойчивы.
Скорость коррозии бронз БрО5 и БрО8 в атмосфере сельской
местности равна 0,00015—0,0008 мм/год, в морской атмосфере
0,001—0,002 мм/год, в городской (промышленные районы)
0,0015—0,0018 мм/год
В сухом и влажном водяном паре при малых скоростях тече-
ния пара оловянные бронзы устойчивы (скорость коррозии менее
0,0025 мм/год)
При высоких скоростях пара коррозия этих сплавов достигает
0,9 мм/год. В перегретом паре до 250° и давлении не выше 20 ат
оловянные бронзы также достаточно устойчивы.
Скорость коррозии в естественной морской воде наиболее рас-
пространенных оловянных бронз следующая:
Марка става
Скорость коррозии
At м/год
БрОЮ
БрОЦЮ-2
БрОСЮ-15
БрОФ6.5 0,4
БрОФ4-0 25
БрОЦ4-3
БрОЦС4-4-2,5
БрОЦС6-6-3
БрО5
БрОЦН6-3-6
0,016
0,018
0,076
0,04
0,03
0,022
0,028
0,028
0,02
0,005
Отсюда видно, что оловянные бронзы в морской воде более
стойки, чем медь и медноцинковые сплавы.
Свинец в больших количествах понижает, а никель довольно
резко повышает коррозионную стойкость оловянных бронз в мор-
ской воде. Стойкость оловянных бронз в этих условиях также за-
метно повышается с увеличением содержания в них олова. Руднич-
ные воды, содержащие окислительные соли, например, сернокис-
лое окисное железо, весьма быстро разрушают оловянные бронзы.
Скорость коррозии оловянных бронз в растворах солей приведена
в табл 214.
264
Бронзы
Таблица 214
Скорость коррозии оловянных бронз в растворах солей
Название солей
Скорость
коррозии
мм/год
Примечание
Водные растворы (слабые) сернокис-
лых, виннокислых и азотнокислых
солей натрия, калия, магния и
кальция .........................
Двунорма г,ьный раствор хлористого
натрия при 25° ...............
То же при 75° ...
С ,абые растворы хлористых со гей
кальция и магния ................
Раствор хлористого аммония 2 н
при 20° .........................
Слабые растворы углекислых, фос-
форнокислых и кремнекислых со-
лей натрия и кальция при 20°
Раствор NaCN2-H. при 20° . . . .
Раствор двухромовонатриевой соли .
Стабые растворы (FeCl3, SnCl4) . .
Растворы солей хтооноватистой кис-
лоты
0,005 С повышением температуры и степени аэрации, скорость кор- розии повышается до 0,25 мм/год
0,066 Испытывался сплав БрО5
ОД
0,5
4,1
0,05
0,89
0,005 В подкисленных растворах кор-
розия увеличивается в сот- ни раз
0,64
0,13—2,4 В зависимости от i онцентрации
хлора
Минеральные кислоты сильно действуют на оловянные бронзы,
особенно соляная и азотная. Серная кислота в этом отношении
является менее активной.
Скорость коррозии наиболее типичных оловянных бронз в вод-
ных растворах серной кислоты приведена в табл. 215.
Таблица 215
Скорость коррозии оловянных бронз в водных растворах серной кислоты
I Потери в весе, г/л<2 сутки
Марка бронзы концентрация серной кислоты при 20°, °/0 концентрация серной кислоты при 80°, %
10 55 10 45 55
БрОЮ 4,1 1,26 23,8 8,5 7,1
БрОЦЮ 2 3,5 0,53 15,6 7,8 4,6
БрОЦ4-3 4,8 0,6 14,2 8,7 3,6
БрОФ6,5-0,4 5,1 0,97 17,9 8,6 ' 5,2
БрОЦС6-6-3 4,9 0,4 17,6 7,0 5,6
Оловянные бронзы
265
В присутствии замедлителей, например, 0,05°/о б.ензилтиоциа-
ната скорость коррозии оловянных бронз в серной кислоте
(10°/о-ной) уменьшается в 10—15 раз. В присутствии же окисли-
телей [К2СГ2О7, Fe2(SO4)3 и др.] скорость коррозии оловянных
бронз в растворах серной кислоты значительно ускоряется. В го-
рячих сульфитных щелочах скорость коррозии оловянных бронз
равна 1,52 мм/год, а при 20°—0,4—0,8 мм/год. Скорость коррозии
оловянных бронз в фосфорной и уксусной кислотах при комнатной
температуре и в зависимости от степени аэрации достигает 0,025—
0,6 мм/год. Жирные кислоты в этом отношении являются более
агрессивными.
Щелочи (1-н. и 2-н. растворы NaOH) при комнатной темпера-
туре действуют на оловянные бронзы со скоростью 0,25 мм/год.
В растворах натронных щелочей эти сплавы корродируют значи-
тельно сильнее. В растворах аммиака (2-н., при комнатной темпе-
ратуре) оловянные бронзы корродируют со скоростью 1,27—
2,54 мм/год. В водном растворе этилового спирта оловянные брон-
зы корродируют незначительно (меньше чем 0,0025 мм/год). Рас-
творы метилового спирта являются более агрессивными.
Четыреххлористый углерод, а также хлористый этил оказы-
вают незначительное влияние на оловянные бронзы. Скорость кор-
розии оловянных бронз в указанных средах в отсутствий влаги —
менее 0,0025 мм/год, а в присутствии влаги — возрастает до
1,27 мм/год. Сухие газы хлор, бром, фтор и их водородные соеди-
нения, а также угольный ангидрид на оловянные бронзы практи-
чески не влияют.
При высокой температуре хлор, бром и иод, образуя летучие
соединения олова, резко повышают коррозию оловянных бронз.
Кислород при 20° не оказывает заметного влияния на оловян-
ные бронзы, а потому они применяются для изготовления арма-
туры для кислорода и сжатого воздуха.
Сухой сернистый газ незначительно влияет на оловянные
бронзы, однако в присутствии влаги (в насыщенном водном
растворе) скорость коррозии этих сплавов резко возрастает, дости-
гая 2,5 мм/год.
Скорость коррозии оловянных бронз во влажных парах серо-
водорода при 100° значительна (1,3 мм/год).
Оловянные бронзы в напряженном состоянии подвергаются
коррозионному растрескиванию при действии на них раствора
азотнокислой закиси ртути.
В оловянных бронзах, помещенных в электролит в паре с дру-
гими медными сплавами или менее благородными металлами, ско-
рость коррозии не увеличивается. В этом случае в результате
электрохимической коррозии быстрее будут разрушаться менее
благородные металлы и сплавы (латунь, железо, алюминий, цинк),
являющиеся протекторами для оловянных бронз.
266
Бронзы
При контакте, например, оловянных бронз с латунями в среде
морской воды или в 3'%-ном растворе хлористого натрия, возни-
кает разность потенциалов ~ 50 мв. При контакте оловяннофосфо-
ристой бронзы БрОФ6,5-0,4, применяемой для изготовления ме-
таллических сеток бумагоделательных машин (проволока для
•основы), с латунью Л80, применяемой для тех же целей (прово-
лока для утка), возникает разность потенциалов в сетке (в среде
бумажной массы), достигающая ~ 60 мв. В этом случае будет
протекать электрохимическая коррозия латуни, правда, незначи-
тельная, что в действительности и наблюдается на сетках, так как
оловянная бронза в этом случае играет роль катода.
Оловянные бронзы, обрабатываемые давлением
Бронза БрО Ф6,5-0,4
Бронзы БрОФ6,5-0,4, БрОФ6,5-0,15 и БрОФ7-0,2 близки друг
к другу по химическому составу и свойствам, а потому отнесены
к одной группе сплавов.
Эти бронзы отличаются высокими механическими, коррозион-
ными и антифрикционными свойствами. Бронза БрОФ6,5-0,4 при-
меняется, главным образом, для изготовления металлических сеток
в целлюлозно-бумажной промышленности. По износоустойчивости
этот сплав для указанных целей является одним из лучших.
На рис. 258 и 259 показаны результаты сравнительных лабора-
торных испытаний на износоустойчивость сеток, изготовленных из
различных сплавов. Из рисунков видно, что помимо бронзы
БрОФ6,5-0,4 для этой цели применимы: мельхиор 63/37 и ЛН65-5.
Бронзы: БрОФ6,5-0,5 и БрОФ7-0,2 применяются для изготов-
ления антифрикционных деталей, пружин и других изделий в ра-
диотехнике, электротехнике и других областях машиностроения.
Химический состав и свойства этих бронз см. табл. 216—221.
Химический состав бронз: БрОФ6,5-0,4;
Марии сплавов Компоненты, %, остальное—медь
Sn р Fe РЬ Sb
БрОФ6,5-0,15 6,5 6—7 0,15 0,1—0,25 0,02 0,02 0,002
БрОФ6,5-0,4 6,5 6—7 0,4 0,3—0,4 0,02 0,02 0,002
Бг>ОФ7-02 7 6—8 0,2 0,1—0,25 0,05 0,С2 0,01
В бронзах БрОФ6,5-0,15 и БрОФ6,5-0,4 допускается до 0,3% Zn и 0,2% NI (за счет
В бронзе БрОФ7-02 допускается сумма ц шка и никеля в количестве 0,2%, примесь
Оловянные бронзы
2£>7
- ureiviaгунь: zy — мельхиор /и/30; 2'— полутомпак ЛАЗО-2; 22 — бронза фосфори-
стая БрОФ6,5-0,4; 23 — Л70; 24 — полутомпак ЛА80-1. 25 — полутомпак Л\80-0 5;
25— ЛА70-1; 27 — ЛА70-2; 28— полутомпак Л80
Таблица 216
БрОФ6,5-0,15 и БрОФ7-0,2
Примесей, °/, не более Применение
Bi Al Si всего
0,002 0,002 0,002 о,1 Ленты, полосы, прутки, проволока для пружин, подшипниковые детали по ГОСТ 5017—49.
0,002 0,002 0,002 0,1 Проволока для сеток бумагоделатель- ных машин по ГОСТ 5017—49, а так- же полосы и ленты.
0,002 0,01 0,02 0,3 Прутки по ЦМТУ 669—41.
меди); допускается не более 0,002"/» S и не более 0,002"/» Mg.
Серы не более 0,008’/». Методы химического анализа производятся по ГОСТ 1953—54.
g
иова°С’лельхиор1ЬбЗ/37 ^ток БрЛэ Б норма“льтРТаЯ' 2 ~ основа и Уток спецлатунь ЛН65.-5, нормальная; 3 - ое-
?-°™°Ва БрА9: У™ уток полутомпак, нормальная;
уток полутомпак, нормальная; 8 - основа мельхиор Ж, 6,5—°’4> уток полутомпак, нормальная; 7 — основа БрА9,
уток — полутомпак НОПМЯттьияа- /л „ МельхИ0Р W/37, уток полутомпак, О""-—................— "
уток полутомпак, ’ нормальная ’ °12 - г»™. М«.2Х.И?Р 70АА уток ^полутомпак,
/5ОВа осн^'Т8'1,5, УТОК с,полУтомпак> нормальная; 14 -
мальная- 17 -^Тстова ЛА TO^vto *’ по“1уто',пак’ нормальная; 16 — основа БрАжУз
/9 — основа ЛЛ7пТ У°‘2’ уток полуто™ак, нормальная; 18 - основа ЛА70-2 Уток
S^kXSX Х=; ^2= ^'^у=к
Ле.ГовТТ У™ ^У=:
, нормальная; 28 — основа БрАХШ-0,3-5, у—
.....основа ЛА80-2, уток полутомпак, нормальная;’”’.?/'— 'основа БпА6 5
- - угок полутомпак, нормальная; 33 ~ остова ЛА80-05 ”
31 основа БрА4,5, уток полутомпак, нормальная ’
БрАЖ7-1,5,
БрАХ5 0,2, i
по путомп ак' __________
полутомпак, нормальная,
нормальная; 32— основа ЛА80-1,
нормальная; 9—основа константан,
ЛП 3 К. МОГ) МЯ.ПТчМЯЯ* « ГУГ»иг\тэ о TZ гч А ХТЛ'7 О . ’
нор-
нормальная;
нормальная;
23 — основа
25 — основа
> уток
уток полутомпак,
полутомпак,
полутомпак,
нормальная;
- . нормальная; „
уток — полутомпак, крученая; 27 — основа БрА8, ylw
уток полутомпак, нормальная; 29 - основа Бр. ткацкая уток
ТУТОМПак. нопмз.пкмяя- .?/ _ ylUA
уток полутомпак,
уток полутомпак, нормальная;
________________________ Механические и физические свойства бронзы БрОФб,5-0,4 Таблица 217
Наименование । Значение | Нргтме- 1 чагше Наименование Значение Приме- чание
Верхняя критическая точка. °C Плотность, г/см* Коэффициент линейного расширения: при 20° при 20—300° Теплопроводность, кал)ста.-сек. 'С . Коэффициент теплопроводности . . Удельное электросопротивление при 20°, ом-мм2/м Модуль нормальной упругости, кг/мм2 Предал прочности при растяжении, кг! мм2 То же » » Предел пропорциональности, 'кг/мм2 | 995 8,8 17.1 10—0 19,1-10~в 0,15—0,2 0,0009 0,176 11 200 25—35 1 ГО—80 10 | Литая Мягкая Т вердая Литая То же Предел текучести, кг'мм2 . То же » » Относительное удлинение, % То же » » Предел прочности при срезе, кг/мм2 Ударная вязкость, кем/см2 Твердость по Бринелю, кг/мм2 То же "Твердость по Роквеллу (шкала В) Коэффициент трения: со смазкой без смазки 45 14 20—25 59—65 15—30 60—70 7,5—12 27 5—6 70—90 160-200 97 0,01 0,12 Твердая Литая Мягкая Твердая Литая Мягкая Твердая Литая » » Мягкая Твердая » » См. прим, к табл. 17
О
о
о»
а:
270
Бронзы
Таблица 218
Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрОФ6,5-0,4
Наименование Значение П]пмечание
Температура, °C: литья прессования отжига начала рекристаллизации . . Флюс (защитный покров) Линейная усадка, % . . ... Жидкотекучесть, см Обрабатываемость резанием (по сравне- нию с латунью ЛС63-3), % . . . . 1200—1300 750—770 600—650 350—370 Древесный уго ih 1,45 117 20 См. примечание к габл. 21
Таблица 219
Механические свойства бронзы БрОФ6,5-0,4 при низких температурах
Наименование Температура, °C
17 —253
Предел прочности при растяжении кг/лтлг2 Относительное удлинение, % . . Относительное сужение, % 63 12 61 84 29 54 95 29 51
Скорость ползучести бронзы БрОФ6,5-0,4 Таблица 220
Материал Величина зерна, льи Te,s пература испытания, °C Нагрузка кг мм2 Скорость ползучести час.
Бронза мягкая 0,05 0,05 0,05 0,05 150 150 150 150 3 7 10 14 0,003 0,008 0,019
Бронза мягкая 0,05 0,05 0,05 0,05 200 200 260 260 1,4 2,8 0,7 3,5 0,003 0,027 0,0036 0,018
Оловянные бронзы
271
Продолжение табл. 22(?
Ма гериал Величина зерна, aim Температура испытания, СС Нагрз зьа кг м и’ Скорость ползучести % час.
Деформация 84% 150 3 0,0009
150 10 0,0032
Бронза твердая .... 150 14 0,0037
150 20 0,0080
200 4 0,0061
200 7 0,020
260 0,7 0,062
Таблица 22t
Механические свойства важнейших полуфабрикатов
из оловяннофссфористых бронз
Марна сплава и виды изделия Материал Предел [ Отно- прочности ситель- при ра^тя 1ное ^д женин | лине* кг нпе, % Твердое гь по Брине Примечание
1 не менее кг ч ч2 *
БрОФ6,5-0,4 проволока Лента БрОФ6,5-0,15 полосы То же » » Ленты То же » » Прутки То же » » Твердый . . То же ... Мягкий . . . Твердый . . . . Особотвердый . Мягкий Т вердый Особотвердый . . Тянутый . . . . Прессованный . . Особотвердый . . 90 70—80 30 50 60 30 55 65 45 37 45 0,5 Не бо- лее 5 38 3 1 38 2 15 55 1 } 130—200 не менее 70 180—23С ЦМТУ 3352—53 ЦМТУ 3383—53. ГОСТ 1761—50 ЦМТУ 669-41
Зависимость механических свойств бронз: БрОФ6,5-0,4х
БрОФ6,5-0,15 и БрОФ7-0,2 от степени деформации и температуры
отжига показана на рис. 260—282.
Рис. 260. Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ7,5-0,4 от степени
деформации. Исходный материал: по-
лосы мягкие, отожженные при 620°
2 час.
Рис. 262. Зависимость ме-
ханических свойств бронзы
БрОФ7,5-0,4 от температуры
отжига. Продолжительность
отжига 2 час. Исходный
материал' полосы, дефор-
мированные на 20%
Рис. 263. Зависимость механи-
ческих свойств бронзы
БрОФ7,5-0,4 от температуры
отжига. Продолжительность
отжига 2 час. Исходный ма-
териал: полосы, деформиро-
ванные на 60%
Число Эри/гсера
Рис 261. Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ7-0,2 от темпе-
ратуры отжига. Продолжительность
отжига 40 мин. Исходный материал:
прутки диам. 30 мм, деформирован-
ные на 20%
Рис. 264. Зависимость ме-
ханических свойств бронзы
БрОФ6,5-0,4 от степени де-
формации. Исходный мате-
риал: прутки мягкие
диам. 4 мм
Рис. 266. Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ6,5-0,4 от сте-
пени деформации и содержания ни-
келя. Исходный материал: листы
толщиной 3 мм, отожженные при
675° 1 час
Рис. 265. Зависимость ме-
ханических свойств бронзы
БрОФ6,5-0,4 от температу-
ры отжига. Продолжитель-
ность отжига 1 час. Ис-
ходный материал: прутки
твердые диам. 4 мм
Рис. 267. Зависимость твердо-
сти бронзы БрОФ6,5-0,4 от
степени деформации и содер-
жания никеля. Исходный ма-
териал: листы толщиной 3 мм,
отожженные при 675° 1 час
Рис 268 Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ6,5-0,4 от степени
деформации и содержания никеля Ис-
ходный материал; листы толщиной 3 мм,
отожженные при 675° 1 час.; 0,0% Ni —
величина зерна 0,25 мм~, 0,4% Ni — ве-
личина зерна 0,15 мм, 1,45% Ni —
чина зерна 0,08 мм
Рис. 269 Зависимость твердости
бронзы БрОФ6,5-0,4 от степени
деформации и содержания ни-
келя. Исходный материал см.
рис. 268
температура, °C
Рис. 270 Изменение механических
свойств бронзы БрОФ6,5-0,4 при вы-
соких температурах
Рис. 271. Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ6,5-0,2 от сте-
пени деформации. Исходный мате-
риал; лента мягкая
Рис. 272 Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ6,5-0,2 от тем-
пературы отжига. Исходный мате-
риал: лента твердая
Рис. 273 Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ6,5 0,25 от тем-
пературы отжига и содержания ни-
келя. Продолжительность отжига
1 час. Исходный материал, листы
толщиной 3 мм, деформированные
на 50%
Рис. 275. Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ6,5-0,25 от степени
деформации и содержания железа. Ис-
ходный материал ленты, отожженные
при 675° 1 час.
Ц'ис. 274. Зависимость величи-
ны зерна в бронзах- БрОФ6,5-
Ж4; БрОФб,5-0,25 и БрОЦ4-3 от
Цбдержания никеля. Исходный
Материал: листы толщиной
М1Л> деформированные на
и отожженные при 675°
1 час.
Рис. 278. Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ6,5-0,25 от сте-
пени деформации и содержания фос-
фора Исходный материал, ленты
толщиной 2 мм, отожженные при
650° 1 час.
Рис. 276 Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрОФ6,5-0,25
от температуры отжига и содер-
жания железа. Продолжитель-
ность отжига 1 час. Исходный
материал: ленты толщиной 0,5 ми,
деформированные на 75%
температура отжига,, °C
Рис. 277 Влияние железа на из-
менение величины зерна в бронзе
БрОФ6,5-0,25 в зависимости от
температуры отжига. Продолжи-
тельность отжига 1 час. Исход-
ный материал: лента толщиной
0,5 мм, деформированная на 75%
Рис. 279. Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ6,5-0,25 от
температуры отжига и различного
содержания фосфора Продолжи-
тельность отжига 1 час. Исходный
материал: лента толщиной 0,5 мм,
деформированная на 75%
Рис 280. Влияние фосфора я же-
леза на оловянные бронзы при
испытании по Эриксену. Радиус
пуансона 10 мм. Исходный мате-
риал лента толщиной 0,5 мм, де-
формированная на 75% и ото-
жженная при 650э 1 час.
10 20 30 40 SO 60 70 80 90100
Степень де&ориации, %
Рис. 281 Зависимость механических
своств бронзы БрОФ6,5-0,25 от сте-
пени деформации и содержания цин-
ка. Исходный материал: лента, отож
женная при 650° 1 час
Твердость по бринелю нрргг/нм
4 Рис. 282. Зависимость механи-
§ <4. ческих свойств бронзы
& БрОФ6,5-0,25 от температуры
отжига и содержания цинка.
К Продолжительность отжига
к 1 час. Исходный материал:
лента толщиной 0,5 мм. дефор-
мированная на 75%
Бронза БрОФ4-0,25
Бронза БрОФ4-0,25 отличается повышенными механическими
коррозионными и пружинящими свойствами, хорошо обрабаты-
вается давлением в холодном и удовлетворительно — в горячем
состоянии. Из нее изготовляются трубки различных размеров для
производства манометрических пружин.
Химический состав и свойства бронзы БрОФ4-0,25 см. табл.
222—225.
278
Бронзы
Таблица 2'22
Химический состав бронзы БрОФ4-0,25 по ГОСТ 5017—49
Марка сплава Компоненты, остальное—-медь Примеси, %, не более
Sn р Fe Pb Sb Bi Al Si всего
БрОФ4-0,25 4 3,5—4,0 0,25 0,02 0,02 0,002 0,002 0,002 0,002 о,1
Примечания: 1. Допускается по 0,3% Zn, до 0,2% N1 (за счет меди).
2. Допускаются примеси: не более 0,002% S, не более 0,002% Mg.
2. Методы химического анализа по ГОСТ 1950—54.
4. Употребляет я для производа тва трубок, применяемых в аппаратостроении для
капитально-измерительных приборов.
Таблица 223
Механические и физические свойства бронзы БрОФ4-0,25
Наименование Значение Примечание
Температура плавления, °C 1060
Плотность, г/см3 8,9
Коэффициент линейного расширения: при 20—100° 17,6-10“6
при 20—400° 19,4-10“ 6
Теплопроводность, кал/см сек. °C: при 20° 0,20
при 200° 0,26
Коэффициент теплопроводности . . . 0,0016
Удедьное электросопротивление, О.И-Л1.И2;'Л1 0,091
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 10 000
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 34 Мягкая
То же . 60 Твердая
Предел пропорциональности, кг] мм2 35 »
Предел текучести, кг /мм2 ....... 54 »
Предел усталости при 50• 10е циклов кг/мм2 ' . 22 Мягкая
То же 35,5 Т вердая
Относительное удлинение, % .... 52 Мягкая
То же 8 Т вердая
Твердость по Бринелю, кг/мм2 .... 55—70 Мягкая
То же 160—170 Твердая
Твердость по Роквеллу (шкала В) . . 89 »
Твердость по Шору 54 »
Оловянные бронзы
279
Таблица 224
Технологические свойстга и режимы обработки бронзы БрОФ4-0,25
Наименование
Температура, °C: 1
литья ........................ .............
прессования.................................
отжига......................................
Линейная усадка, % ..........................
Обрабатываемость резанием (по сравнению с ла
тунью ЛС63-3), % ...............................
Флюс (защитный покров) .........................1
________________________________________________I
Значение
1250—1300
750—780
600—650
1,45
20
Древесный уготь
Таблица 225
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из бронзы БрОФ4-0,25
Вид изделия Материал Предел прочности при рзс- аяжении кг/.и.н2 Относи- тельное удлине- ние % Примечание
не менее
Трубки мано- метрические Мягкий 33 40 ГОСТ 2622—44
То же Твердый 50 2
» » Мягкий 33 40 ЦМТУ 315—41 и
» » Твердый 60 1,5 ЦМТУ 302—41
Зависимость механических свойств бронзы БрОФ4-0,25 от сте-
пени деформации и температуры отжига показана на
рис. 283—295.
Рис 283 Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрОФ4-0,15
от степени деформации
Рис 284. Зависимость ме-
ханических свойств бронзы
БрОФ4-0,5 (иаклеп 6О°/о)
от температуры отжига
Рис. 285. Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ4-0,15 от сте-
пени деформации
Рис. 286 Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрОФ4-0,15
(наклеп 60%) от температуры от-
жига
Рис. 287. Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ4-0,2 от степени
деформации
Рис 288. Зависимость механических
свойств и величины зерна бронзы
БрОФ4-0,2 от температуры отжига.
Продолжительность отжига 1 час.
Исходный материал: трубки твердые,
манометрические размером 7,5 X 5 X
X 0,9 мм
Рис. 289 Зависимость механических
свойств бронзы БрОФ4-0,25 от темпе-
ратуры отжига и содержания железа.
Продолжительность отжига 1 час.
Исходный материал: лента толщиной
0,5 мм, деформированная на 75%
Рис. 290. Зависимость механических
свойств броизы БрОФ4-0,25 от сте-
пени деформации и содержания же-
леза Исходный материал: лента тол-
щиной 0,5 мм, отожженная при 650°
1 час
Оловянные бронзы.
283
Рис. 294 Зависимость механи-
ческих свойств бронзы БрОФ4-0,25
от степени деформации и содер-
жания цинка. Исходный материал:
лента толщиной 2 мм, отожжен-
ная при 650° 1 час.
Рис. 295 Изменение механиче-
ских свойств бронзы БрОФ4-
0,25 в зависимости от темпе-
ратуры и содержания цинка.
Продолжительность отжига
1 час. Исходный материал:
лента толщиной 0,5 мм, дефор-
мированная на 75%
Бронза БрОЦ4-3
Бронза БрОЦ4-3 отличается достаточно хорошими механиче-
скими и коррозионными свойствами; удовлетворительно обраба-
тывается давлением в горячем и холодном состоянии.
Бронза БрОЦ4-3 применяется в электротехнике, машинострое-
нии, аппаратостроении и точной механике для изготовления пло-
ских и круглых пружин, а также для арматуры, шаберов в бумаж-
ной промышленности и других деталей.
Химический состав и свойства бронзы БрОИ4-3 см. табл
226—229.
84
Бронзы
Оловянные бронзы
285
Таблица 228 Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрОЦ4-3
Наименование Значение
Температура, °C: литья горячей обработки (прокатки) отжига начала рекристаллизации •Флюс (защитный покров) Линейная усадка, % Смазка изложницы 1250—1270 750 600 400 Древесный уготь 1,45 Состав смазки: каолин 35% мазут 65%
Таблица 229
Механические свсйства важнейших полуфабрикатов из бронзы БрОЦ4-3
Вид изделич Материал Предел прочности при рас- тяжении кг мм2 не м Относи- тельное удлине- ние °i 10 елее Примечание
Ленты » Полосы » » Мягкий Твердый Особотвердый . . . . Мягкий Твердый Особотвердый . . . . 30 55 65 30 50 60 ГОСТ 1761—50
5 2 38 3 1
Прутки: диаметром мм: 5—12 13-25 27 -35 38-40 Тянутый » » » 44 38 34 32 ГОСТ 6511-53
10
10
16 )
Проволока: диаметром, мм: 0,1—2,5 2,8-4,0 4,5—8,0 8,5-12 Твердая » » » 90 85 83 78 0,5 1,0 1,0 2,0 ГОСТ 5221—50
Зависимость механических свойств бронзы БрОЦ4-3 от сте-
пени деформации и температуры отжига показана на
рис. 296—299.
Рис. 296. Зависимость механи-
ческих свойств бронзы
БрОЦ4-3 от степени дефор-
мации. Исходный материал’
полосы мягкие толщиной 4 мм
Рис. 297 Зависимость механиче-
ских свойств бронзы БрОЦ4-3 от
температуры отжига. Продолжи-
тельность отжига 1 час. Исходный
материал, полосы твердые тол-
щиной 4 мм
Рис. 298. Зависимость механических
свойств бронзы БрОЦ4-3 от степени
деформации и содержания никеля.
Исходный материал: листы толщиной
2 мм, деформированные на 35»/о и
отожженные при 675° 1 час.
Рис. 299 Зависимость твердости
бронзы БрОЦ4-3 от степени де-
формации и содержания никеля.
Исходный материал: см. рис. 298
Оловянные бронзы
287
Бронза БрОЦС4-4-2,5
Бронза БрОЦС4-4-2,5, так же как и бронза БрОЦС4-4-4, ха-
рактерна высокими антифрикционными и коррозионными свой-
ствами, хорошо обрабатывается резанием, обрабатывается давле-
нием лишь в холодном состоянии. Из этих бронз изготовляются
ленты и полосы, кроме того они применяются в качестве прокла-
док в подшипниках и втулках в автотракторной промышленности
и других областях машиностроения.
Химический состав и свойства этих бронз см. табл. 230—234.
Таблица 230
Химический состав бронз БрОЦС4-4-2,5 и БрОЦС4-4-4 по ГОСТ 5017—49
Марки сплавов Компоненты, %; остальное медь Примесей, 7о, не более Применение
Sn Zn РЬ Fe Sb Bi Al P всего
, БрОЦС 4-4-2,5 со 1 СП 4 3-5 2,5 1,5—3,5 0,05 0,002 0,002 0,002 0,03 0,2 Ленты и по- лосы для про-
БрОЦС4-4-4 4 3-5 4 3-i-5 4 3,5—4,5 0,05 0,002 0,002 0,002 0,03 0,2 кладок во втулках и подшипниках То же
Примечание. Примесь серы в бронзах БрОЦС4-4 2,5 и БрОЦС4-4-4 допускается
ие свыше 0,002%; примесь магния не свыше 0,002'/,.
Таблица 231
Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрОЦС4-4-2,5
Наименование Значение Примечание
Температура, СС. литья отжига начала рекристаллизации .... Каксимально допустимая деформация в холодном состоянии, % Критическая степень деформации, % . Инейная усадка, % Жидкотекучесть, см ......... вМпература изложницы, °C ... . разка Обрабатываемость резанием (по срав- нению с латунью ЛС63 3), % ... Ийюе (защитный покров) 1250—1300 600 400 30 14 1,46—1,59 20 100—130 Безводный мазут— 54% + отмученный каолин 35% 90 Древесный уголь Литая в кокиль
288
Бронзы.
Таблица 232
Механические и физические свойства бронзы БрОЦС4-4-2,5
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... 1018
Нижняя » » ... 887
Плотность, г,'см3 9,02 Т вердая
То же 8,79 Литая
Коэффициент линейного расширения при 20° 18,2 • 10"6
Теплопроводность, кал/см • сек °C . 0,20
Удельное электросопротивление, ом мм2/м 0,087
Модуль нормальной упругости, кг/мм3 7500 Литая
Предел прочности при растяжении кг'мм2 19 »
То же 30—35 Мягкая
» » 55—65 Твердая
Предел пропорциональности, кг/мм3 4,7 Литая
То же 5,6 Мягкая
Предел текучести, кг/мм2 10 Литая
То же 13 Мягкая
» » 28 Твердая
-Относительное удлинение, % .... 11 Литая
То же 35—45 Мягкая
» » 2—4 Твердая
Относительное сужение, % 13 Литая
То же 34 Мягкая
Твердость по Бринелю, кг!мм2 .... 67 Литая
То же 60 Мягкая
» » 160—180 Твердая
Коэффициент трения: со смазкой 0,016 Литая (см. приме-
без смазки 0,26 чание к табт. 15)
Таблица 233
Изменение механических свойств бронзы БрОЦС4-4-2,5 при повышенных
температурах
Наименование Температура, °C
100 200 300 500
Предел прочности при растяжении
кг/мм2 32,5 30,1 33 27,5
Относительное удлинение, % .... 30 32,5 37,7 24,5
Твердость по Бринелю, кг/мм2 . . . 59 50,4 50,4 45,0
Ударная вязкость, кгм/см2 3,6 3,3 2,2 0,54
Литейные оловянные бронзы
289
Таблица 234
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из бронзы БрОЦС4-4-2,5
Вид изделия Материал Предел проч- ности пои ра< тяжении кг/ мм- Относитель- ное удлине- ние о/ /о Примечание
не м енее
Лепты и полосы Мягкий 30 35 I
Полутвердый . . . Твердый 43—49 55 10 5 J ЦМТУ 512 41
Зависимость механических свойств бронзы БрОЦС4-4-2,5 от
степени деформации и температуры отжига показана на рис. 300
и 301.
Рис. 300. Зависимость
механических свойств
бронзы БрОЦС4-4-2,5 от
степени деформации.
Исходный материал: по-
лосы мягкие толщиной
4 мм
Рис. 301. Зависимость механи-
ческих свойств бронзы
БрОЦС4-4-2,5 от температуры
отжига. Продолжительность
отжига 1 час. Исходный мате-
риал: полосы твердые толщи-
ной 4 мм
ЛИТЕЙНЫЕ ОЛОВЯННЫЕ БРОНЗЫ
Химический состав и свойства литейных оловянных бронз см.
табл. 235—236.
19 А. П Смирягин
Химический состав бронз литейных оловянных по ГОСТ 613—50
Таблица 235
Марки сплавон Компоненты,'% Примесей, %, не более Применение
Sn Zn Pb Ni Си Sb Fe Al SI всего
БрОЦСНЗ 7-5-1 2,5—4,5 6,0—9,5 3,0—6,0 0,5—1,5 Осталь- ное 0,5 0,4 0,02 0,02 1,3 Арматура, работающая в условиях морской и прес- ной воды, а также пара и давления до 25 кг/см2
БрОЦСЗ-12-5 2,0—4,0 8,0-15,0 3,0—6,0 —- » 0,5 0,4 0,02 0,02 1,3 Арматура, работающая в условиях пресной воды и пара и давления до 25 кг] см2
БрОЦС5-5-5 4,0-6,0 4,0—6,0 4,0-6,0 — » 0,5 0,4 0,05 0,05 1,3 Антифрикционные детали
БрОЦС6-6-3 5,0-7,0 5,0—7,0 2,0—4,0 — » 0,5 0,4 0,05 0,05 1,3 Антифрикционные детали
БрОЦС4-4-17 3,5-5,5 2,0—6,0 14.0—20 0 — » 0,5 0,4 0,05 0,05 1,3 Антифрикционные детали
БрОЦСЗ, 5 6-5 3,0—4,5 5,0—7,0 4,0-6,0 — » 0,5 0,4 0,05 0,05 1,3 Детали для тракторов
Примечания: 1. В бронзах марон БрОЦСНЗ 7 5 1 и БрОЦСЗ 12-5 сумма примесей кремния и алюминия не должна превы
шать в ,02%.
2. Никель допускается до 1,5°/0 (за счет меди). ___________________
со Химический состав оловянных вторичных бронз в чушках по ГОСТ 614—50 Таблица 236
Марки сплавов Компоненты, °/, Примеси, %, не более Применение
Sn j Zn Vb Ni Cu Sb ' Ге Al Si всего
БрОЦСНЗ-8-4-1 по- лоса черного цвета 2,5 -4,5 7,0-10,0 3,0—6,0 0,5-1,5 Осталь- ное 0,5 0,40 0,02 0,02 1,1 Шихтовой материал для бронзы БрОЦСНЗ-7-5-1
БрОЦСЗ-13-4 поло- са зеленого цвета 2,0-4,0 100-160 3,0—6,0 — » 0,5 0,40 0,02 0,02 1,1 Шихтовой материал дчя бронзы БрОЦСЗ-12-5
БрОЦС5-6-5 полоса красного цвета 4 0-6,0 4,5-7,0 4,0 -6,0 — » 0,5 0,40 0,05 0,05 1,1 Шихтовой материал для бронз БрОЦСб 5-5 и БрОЦС4-4-17
БрОЦС6-7-3 полоса белого цвета 5,0—7,0 6,0-9,0 2,0—4,0 0,5 0,40 0,05 0,05 1,1 Шихтовой материал для бронзы БрОЦС6-6-3
ВрОЦС4-8-5 полоса синего цвета 3,5—5,0: 6,0—10,0 4,0—6,0 » i 1 0,5 0,40 0,05 0,05 1,1 Шихтовой материал дчя бронзы БрОЦСЗ,5-6-5
Примечания:! В бронзах БрОЦСНЗ-8-4-1 и БрОЦСЗ 13-4 сумма примесей кремния и алюминия не должна превышать 0 0 2°/
2. Нинель допускается до 1,5% (за счет меди). /и‘
КЗ
СО
292
Бронзы
Литейные оловянные бронзы
29»
Таблица 237
Механические свойства литейных оловянных бронз по ГОСТ 613—50
Марки ставов Вид литья Предел проч- ности при растяжении кг/мм2 Относитель- ное удлине- ние /о Твердое гь по Бринелю кг мм2 не менее
не м знее
БрОЦСНЗ-7-5-1 В землю ... 18 8 60
В кокиль 21 5 60
БпОЦСЗ 12-5 В землю 18 8 60
В кокил"ь 21 5 60
БрОЦС5-5-5 В землю 15 6 60
В кокиль 18 4 60
БрОЦС6-6 3 В землю 15 6 60
В кокиль 18 4 60
БрОЦС-1-4-17 В землю 15 5 60
Т о у с 15 6 60
БрОЦСЗ, 5-6-5 В кокиль 18 4 60
Таблица 238
Химический состав оловянных бронз для художественного литья
по ГОСТ 4116—48
Марка сплава Компоненты, Примеси, 70, не более Применение
Sn Zn Pb Си Sb Ге Al всего
БХ1 4—7 5-8 1—4 Осталь- ное 1,0 1,0 0,1 3,0 Для отливки скульп- турных произведений (бюстов, статуй)
1БХ2 1—5 8—13 1-6 » 1,0 1,0 0,1 3,0 Для крупного деко- ративного литья
, БХЗ 1 I 0,5-3 25—35 1—3 » 0,5 1,0 0,5 3,0 Для мелкого деко- ративного литья
Литейные оловянные бронзы ответственного назначения
' (нестандартные)
Г
’Состав бронз ответственного назначения см. табл. 239.
294
Бронзы
Бронза БрО 10
Бронза БрО 10 отличается хорошими механическими антифрик-
ционными, коррозионными и литейными свойствами.
Свойства бронзы БрОЮ см. табл. 240 и 241.
Таблица 240
Механические и физические свойства и технологические
' характеристики бронзы БрОЮ
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C Плотность, г)см? Коэффициент линейного расширения при 20° Теплопроводность, кал/см. сек - °C .... Средняя удельная теплоемкость, кал]г°С . . Модуль нормальной упругости, кг {мм? . . . Предел прочности при растяжении, кг/лои2 . Относительное удлинение, % Относительное сужение, % Предел пропорциональности при растяжении кг/мм? 1020 8>8 в 18,5 10“8 0,115 0,088 10 600 30—25 3—10 10—14 12—14 Литье в кокиль
То же 17 То же
Предел текучести, кг/мм? 18 »
» усталости 19 При переменно
Ударная вязкость, кгм/см? 3 изгибающем напряжении Литье в кокиль
Предел прочности при срезе, кг!ммг .... Твердость по Бринелю, кг/мм? 27 То же
70—80
Твердость по Шору Коэффициент трения; со смазкой 17 0,0056 См примечание
без смазки 0,17 к табл. 17
Коррозионная устойчивость Потеря в весе, г/м1 сутки: в 10%-ном водном растворе серной кис- лоты в морской воде Температура литья, °C Низкотемпературный отжиг, °C Линейная усадка, % Жидкотекучесть, см 4,1 0,38 1150 200 1,44 20 См. примечание
Обрабатываемость резанием (по сравнению с латунью ЛС63-3), % Раскислитель Покровный флюс 20 Фосфористая медь Древесный уголь к табл. 21
Литейные оловянные бронзы
295
Таблица 241
Изменение механических свойств бронзы БрОЮ при
повышенных температурах
Темпера- тура, °0 Претел прочности при растя жении кг мм^ Относитель- ное удлине- ние, % Относитель- ное суже- ние, % Ударная вязкость 7С0Л4. СА4.2 Твердость по Бринелю кг. м.м,2
20 25 11 12 3 80
100 — — — 3 75
150 — — — — 70
200 20 11 14 —— 65
300 13 5 2 3 —
350 11 3,5 —' — —
Бронза БрОФЮ-1
Бронза БрОФЮ-I обладает отличными антифрикционными
и литейными свойствами и повышенной твердостью; применяется
для изготовления подшипниковых втулок электромоторов, а также
для гаек ходовых винтов автоматов.
Свойства бронзы БрОФЮ-1 см. табл. 242. •
Таблица 242
Механические и физические свойства и технологические
характеристики бронзы БрОФЮ-1
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C Коэффициент линейного расширения при 20° . Плотность, г] см? Теплопроводность, кал!см сек - °C .... То же Температурный коэффициент теплопроводности Модуль нормальной упругости, кг/мм? . . . То же Предел прочности при растяжении, кг/мм* . То же Относительное удлинение, % То же Относительное сужение, °/0 ....... То же ‘ . . . . Предел пропорциональности, кг/мм? .... То же 934 В 17 - 10-6 8,76 0,117 0,082 0,011 10 300 7 500 25—35 20 3—10 3 10 3 13—14 8—9 Литье в землю » в кокиль » » » » » » землю » » кокиль » » землю » » кокиль » » землю » » кокиль » » землю » » кокиль » » землю
296
Бронзы
Продолжение табл. 242
Наименование Значение Примечание
Предел текучести, кгДилг2 .... То же Ударная вязкость, кглг/слг2 То же Предел прочности при срезе, кг/мм2 .... Твердость по Бринелю, кг/мм2 То же Коэффициент трения: со смазкой без смазки Температура литья, °C Линейная усадка, % Покровный флюс 20 14 0,9 0,6 34 90—120 80—100 0,008 0,10 1150 1 .44 Древесный уголь Литье в кокиль » » землю » » кокиль » » землю » » кокиль » » » » » » землю См. примечание к табл. 17
Бронза БрОЦЮ-2
Бронза БрОЦ10-2 обладает хорошими механическими, анти-
фрикционными, коррозионными и литейными свойствами, легко
обрабатывается резанием. Применяется она для отливки ответ-
ственной арматуры, работающей при давлении выше 15 ат, для
изготовления клапанов, кранов, корпусов насосов, шестерен, чер-
вячных колес.
Свойства бронзы БрОЦ10-2 см. табл. 243 и 244.
Таблица 243
Механические и физические свойства и технологические
характеристики бронзы БрОЦ10-2
Наименование
Значение
Примечание
Температура плавления, °C ................
Плотность, г/ с.и3........................
Коэффициент линейного расширения при
0—100° ... ..........................
Удельное электросопротивление ом mm2Jm
Теплопроводность, кал/см сек - °C . . . .
Температурный коэффициент теплопровод-
ности ....................................
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 . . .
Предел пропорциональности, кг!мм2 . . . .
Предел текучести при 20°, кг/мм2..........
Предел прочности при растяжении при 20°
кг/ мм2...................................
Относительное удлинение, % .............
Предел прочности при срезе, кг] мм2 . . . .
Относительное сужение, % .............
1015
8 5
18,3 • Ю~6
0,155
0,132
0,0025
10 000
14
18
20-25
2—10
27—28
10—14
Литейные оловянные бронзы
297
Продолжение табг. 243
Наименование Значение Примечание
Ударная вязкость, кг.и/с.и2 Твердость по Бринелю, ке/л.и2 Коэффициент трения: 1—1,5 80—90
со смазкой 0,06—0,008 См. примечание
без смазки Коррозионные свойства. Потеря в весе, г/312 сутки, при 20°: В 10%-ном растворе H2SO4 в морской воде в морском тумане в паре сухом (250°) в паре влажном (109°) Температура литья, °C Усадка линейная, % Усадка объемная, % 0,16—0,20 0,14 0,92 0,06 0,02 0,02 1120—1150 1,45—1,51 0,9 к табл. 17
Жидкотекучесть при 1200°, см 21 См. примечание
» » 1150°, см Флюс (защитный покров) Раскислитель 7 Древесный уголь Фосфористая медь к табл. 21
Табшца 244
Изменение механических свойств бронзы БрОЦЮ-2 при низких
и повышенных температурах
Темпера- тура, °C Предел прочности при растя- жении кг/м н2 Предел текучести кг/мм2 Относитель- ное удлине- ние, % Относитель- ное суже- ние, Ударная вязкость кгм/см2
—253 40 32 18 38 —.
— 190 31 21 15 24 —
20 25 18 8 36 7
100 25 16 8,5 — 7
200 24 15 8,5 — —
300 15 14 4 — 3
400 14 13 0 — 1
500 7 6 — — 0
298
Бронзы
Бронза БрОЦ8-4
Бронза БрОЦ8-4 обладает хорошими механическими, корро-
зионными и литейными свойствами. Применяется для отливки
частей насосов и арматуры.
Свойства бронзы БрОЦ8-4 см. табл. 245 и 246.
Таблица 245
Механические и физические свойства и технологические
характеристики бронзы БрОЦ8-4
) Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C Нижняя критическая точка, °C Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расширения при 20° Коэффициент линейного расширения пои 20—180° ' . Теплопроводность, кал/см сек - °C Удельное электросопротивление, ом • мм2!м Модуль нормальной упругости, кг/лл2 . . . Предел прочности пои растяжении, ке]мм^ 1000 854 8,78 « 16,6 • 1О’~6 18 • 10-6 0,163 0,135 10 000 20—25 Литье в кокиль
Относительное удлинение, % 4—10
То же Относительное сужение, % Предел текучести, кг/мм2 Предел пропорциональности, кг]мм2 .... Предел прочности при срезе, кг/лл_2 .... Ударная вязкость, кем/см2 ..." Твердость по Бринелю, кг/мм2 6—15 8—12 12 11 26 2—2,5 » » землю
65 у » землю
То же 75—85 » » кокиль
Коэффициент трения:
со смазкой 0,006 См. примечание
без смазки Температура литья, °C 0,3 1100—1150 к табл. 17
Линейная усадка, % 1,54 Литье в кокиль
То же- 1,40 » » землю
Жидкотекучесть, см ," 54 См. примечание
Флюс (защитный покров) Раскислитель Древесный уголь Фосфористая медь' к табл 21
Литейные оловянные бронзы
299
Таблица 246
Изменение механических свойств бронзы БрОЦ8-4
при повышенных температурах
Бронза БрОС8-12
Бронза БрОС8-12 обладает высокими антифрикционными
и коррозионными свойствами. Применяется для изготовления
ответственных подшипников, работающих при высоких удельных
давлениях.
Свойства бронзы БрОС8-12 см. табл. 247.
Таблица 247
Механические и физические свойства и технологические
характеристики бронзы БрОС8-12
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C 940
Плотность, г!см3 9,1
Коэффициент линейного расширения при 20° 17,1 • 10-6
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 . . . 7500
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 . 15—20 Литье в кокиль
То же , 15—18 » » землю
Предел текучести, кг/мм2 12 » » кокиль
То же 10 » т> землю
Относительное удлинение, % 3—8
Предел прочности при срезе, кг/мм2 .... 19
Ударная вязкость, кем/см2 1—1,4 » » кокиль
Твердость по Бринелю, кг/мм2 80—120 » » » »
То же 70—100 » » землю
Твердость по Щору 13
Коэффициент трения:
со смазкой 0,005 См. примечание
без смазки 0,1 к табл. 17
Температура литья, °C 1150
Линейная усадка, % 1,4
Жидкотекучесть, см 45 См. примечание
Раскислитель ' Фосфористая медь к табл. 21
Флюс (защитный покров) Древесный уголь
300
Бронзы
Бронза БрОС5-25
Бронза БрОС5-25 отличается высокими антифрикционными
свойствами. Применяется для изготовления подшипников и вту-
лок, работающих при малых нагрузках и очень больших скоро-
стях, маслоуплотнительных колец и пр.
Свойства бронзы БрОС5-25 см. табл. 248.
Таблица 248
Механические и физические свойства и технологические
характеристики бронзы БрОС5-25
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C 940
Нижняя » » 899
Коэффициент линейного расширения при 2d ° 7,6 • 10~6
Теплопроводность, кал/см сек - °C 0,14
Модуль нормальной упругости, кг!мм1 . . . 7000
Предел прочности при растяжении, кг/лои2 14—18 Литье в кокиль
То же 12—14 » » землю
Относительное удлинение, % 6—8 » » кокиль
То же 4—6 » » землю
Относительное сужение, % 12 » » кокиль
То же 7 » » землю
Предел пропорциональности, кг/мм* .... 7 » » кбкиль
То же 5 » » землю
Предел текучести, кг/мм? 8—10
Предел прочности при срезе, кг/мм2 .... 13,5
Ударная вязкость, кгм/см^ 1—2 » » кокиль
То же 0,8 » » землю
Твердость по Бринелю, кг] мм1 55—65 » » кокиль
То же 45—55 » » землю
Твердость по Шору И
Коэффициент трения:
со смазкой 0,004 См. примечание
без смазки 0,14 к табл 17
Температура литья, °C 1150
Линейная усадка, % 1,5
Жидкотекучесть, см 40 См. примечание
Раскислитель Фосфористая к табл. 21
медь
Покровный флюс Древесный
уголь
Литейные оловянные бронзы
301
Бронза БрОЦС6-6-3
Бронза БрОЦС6-6-3 обладает хорошими антифрикционными
И литейными свойствами и отлично обрабатывается резанием.
Применяется для изготовления паровой и водяной арматуры, ра-
ботающей до 10 ат, втулок, сальников, а также подшипников, ра-
ботающих при удельном давлении Р = 100 кг,'\см2, скорости
v = 2.5 мЛсек при р X v = 75.
Свойства бронзы БрОЦС6-6-3 см. табл. 249.
Таблица 249
Механические и физические свойства и технологические
характеристики бронзы БрОЦС6-6-3
Наименование Значение • Примечание
Верхняя критическая точка, °C Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расширения при 20° Удельное электросопротивление, ом мм~;м Теплопроводность, кал/см сек - °C Модуль нормальной упругости, кг) мм? . . . 967 8,82 17,1 10“6 0,09 0,224 9000 Литье в кокиль
Цредел прочности при растяжении, кг/мм2 18—22
То же . 15—20 » » землю
Относительное удлинение, % 4—8 » » кокиль
То же 8—12 » » землю
Твердость по Брииелю. кг/мм2 65—75 » » кокиль
То же 60 » » землю
Предел текучести, кг/мм2 8—10 » » кокиль
Относительное сужение, % Предел прочности при срезе, кг/мм2 .... Ударная вязкость, кем]см2 6—10 22 2—3 » » землю
Коэффициент трения:
со смазкой 0,009 См. примечание
без смазки Коррозионная устойчивость. Потеря в весе, г 1м2 сутки: 10%-ной H2SO4 морской воде Температура литья, °C , 0,16 4,9 0,67 1150 к табл. 17
Линейная усадка, % 1,6 См. примечание
Жидкотекучесть, см Флюс (защитный покров) Раскислитель 40 Древесный уголь Фосфористая медь к табл. 21
ЧАСТЬ IV
НИКЕЛЕВЫЕ и МЕДНОНИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ
Никелевые и медноникелевые сплавы по механическим, фи-
зико-химическим свойствам и области применения можно условно
разделить на следующие основные группы: конструкционные, тер-
моэлектродные, сплавы сопротивления и сплавы с особыми свойст-
вами.
К первой группе относятся: монель-металл, мельхиор, никель
технический, никель марганцевый и другие сплавы. Они приме-
няются для изготовления деталей с повышенными механическими
и коррозионными свойствами. Ко второй группе относятся: хро-
мель, алюмель, копель и сплавы для компенсационных проводов.
Эти сплавы отличаются большой электродвижущей силой и высо-
ким удельным электросопротивлением при малом температурном
коэффициенте электросопротивления. Применяются они для изго-
товления прецизионных приборов, термопар и компенсационных
проводов. Наконец, к третьей группе относятся главным образом
нихромы, отличающиеся высокой жаропрочностью и жароупор-
ностью и применяющиеся для изготовления разного рода электро-
нагревательных приборов и электропечей. К этой группе сплавов
нами условно отнесены сплавы типа манганин, константан, приме-
няющиеся для реостатов и сопротивлений, а также жаропрочные
и магнитные сплавы с особыми свойствами.
ВЛИЯНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ПРИМЕСЕЙ
Добавки других элементов к никелевым и медноникелевым
сплавам в качестве основных компонентов, а также примеси ока-
зывают большое влияние на механические, технологические и фи-
зико-химические свойства этих сплавов.
Алюминий как в никеле, так и в меди растворим в твер-
дом состоянии в значительном количестве. Область твердого рас-
твора а в никеле простирается до 15о/0 (вес.), а в меди до 9,8%
(вес.) Сплавы никеля с медью и алюминием отличаются высокой
.прочностью и пластичностью и широко распространены в промы-
шленности. Небольшие добавки алюминия как раскислителя и де-
газатора часто применяются при плавке никелевых и меднонике-
левых сплавов.
Влияние компонентов и примесей
ЗЭЗ
С другой стороны, небольшие добавки алюминия не оказывают
значительного влияния на электропроводность и термоэлектро-
движущую силу никеля и его сплавов.
В табл. 250 приведены данные по влиянию алюминия на изме-
нение термоэлектродвижущей силы и удельного электросопротив-
ления и температурного коэффициента электросопротивления ни-
келя в зависимости от температуры.
Таблица 250
Влияние алюминия на электрические свойства никеля
Темпе- ратура СС Термоэлектродвпгкущая сила в паре с платиной (при холодном спае) 0°, мв Удельное электросо противление о М ММ2 м Температурный коэффи- циент элеыросопро тивления
100% N1 ОЧо АЛ 99"/, N1 1% А1 100°/, N1 onL Al 99% Ni 1% Al 100% N1 0% Al 99% Ni 1% Al
0 100 0 — 1,85 0 — 1,51 0,082 0,120 0,112 0,160 0,004630 0,00440
200 —3,43 —3,28 0,175 0,228 0,004580 0,00380
300 —4,86 —4,56 0,258 0,307 0,003220 0,00370
400 -5,77 —5,29 0,330 0,367 0,002790 0,00190
500 —6,5Э —6,13 0,370 0,400 0,001210 0,00090
600 —7,30 —7,13 0,405 0,431 0,000946 0,00074
700 —8,30 —8,31 0,440 0,457 0,000865 0,00062
800 —9,65 —9,59 0,473 0,484 0,000750 0,00057
900 —. —11,03 0,510 0,508 0,000780 0,00051
1000 — —12,50 0,550 0,531 0,000785 0,00044
Добавки алюминия понижают температуру магнитных превра-
щений никеля, делая его термоэлектрические свойства более поло-
жительными в зоне магнитных превращений и,— наоборот в об-
ласти немагнитных превращений. Термоэлектродвижущая сила
никеля в паре с платиной под влиянием алюминия в пределах маг-
нитного состояния практически не изменяется.
Кроме того, под влиянием алюминия повышаются механические
свойства никеля и его сплавов. В частности, в сплавах под назва-
вшем К-монель алюминий играет роль облагораживающего эле-
мента, повышая коррозионные и механические свойства монель-
Эметалла.
Таким образом, алюминий оказывает положительное влияние
‘ На свойства никеля и его сплавов, так как повышает механические
?и технологические свойства этих сплавов. Алюминий не испаряется
’При высоких температурах, потому что парциальное давление па-
ров алюминия достигает атмосферного лишь при температуре
304
Никелевые и медноникелевые сплавы
около 2000°, что имеет особо важное значение при работе деталей
радиоламп при повышенных температурах в условиях высокого
вакуума.
Железо с никелем образует непрерывный ряд твердых рас-
творов. На технологические свойства никелевых сплавов железо
отрицательного влияния не оказывает. В нихромах допускается
содержание железа до 20% и выше. Под влиянием железа значи-
тельно облегчается технологический процесс обработки сплавов,
но при этом заметно снижается их жаростойкость.
Добавка до 1,5°/о Fe к мельхиору, применяемому для конденса-
торных труб, повышает стойкость их против ударной коррозии,
происходящей под действием турбулентных потоков воды, содер-
жащих пузырьки воздуха.
В алюмеле примеси железа, а также кобальта нежелательны,
так как они значительно снижают э. д. с. алюмеля.
В сплавах для компенсационных проводов, применяемых для
термопар платина — платина с родием (ТП) и термопар из
сплава золота с 3O*Vo Pd и 1О°/о Pt со сплавом платина— родий
(ТБ), содержание железа должно быть ограничено, так как его
присутствие изменяет значение т. э. д. с.
Важнейшим свойством термопары ТБ является ее высокая
э. д. с.
Т. э. д. с. сплава ТБ в паре с медью и термопары ТБ до 100°
равна по абсолютной величине 2,96 ± 0,1 мв\ сплава ТП и термо-
пары ТП в паре с платиной — 0,12 ± 0,03 мв, так что если термо-
пару ТБ соединить с компенсационным проводом из сплава ТБ
и меди, то результат в пределах до 100° получится тот же, что
и при продолжении электродов термопары ТБ. То же относится
и к сплаву ТП.
Такое совпадение т. э. д. с. достигается лишь при условии
точного соблюдения химического состава сплава.
В этом отношении сплавы, применяемые для компенсацион-
ных проводов, должны быть свободны от посторонних примесей,
в частности, содержание железа не должно превышать 0,05% и
для сплава ТБ и 0,005% для сплава ТП.
Кремний ограниченно растворим в твердом состоянии как
в никеле, так и в меди.
Кремний иногда применяется в качестве раскислителя нике-
левых и медноникелевых сплавов. Повышенное содержание крем-
ния снижает пластичность данных сплавов, вызывая брак по
трещинам при горячей и холодной обработке давлением. Кремний
увеличивает электросопротивление никеля и его сплавов и умень-
шает э. д. с. никеля, сообщая ей более положительное значение
как в магнитном, так и в немагнитном состоянии.
Поэтому в сплавах типа ТБ и ТП содержание кремния не
следует допускать выше 0,002%. В медноникелевых сплавах
Влияние компонентов и примесей
305
с повышенным содержанием никеля содержание кремния допу-
стимо до 0,3%.
На манганин кремний влияет отрицательно, содержание крем-
ния в нем не следует допускать более 0,1%.
Марганец с никелем и медью дает значительные области
твердого раствора. На механические, технологические свойства
и жароупорность никелевых и медноникелевых сплавов марганец
влияет положительно. Марганец является хорошим раскислите-
лем, кроме того, он парализует вредное действие серы и является
полезной добавкой к мельхиору, так как устраняет хрупкость
после отжига при наличии в этом сплаве углерода.
Свойства никеля в зависимости от содержания марганца при-
ведены в табл. 251—253.
Таблица 251
Влияние марганца на механические свойства никеля
Химический состав, % Предел прочности при растяжении кг мм* Относительное удлинение, %
Мп N1
0 100 43 48
1 Остальное 52 45
2 > 58 ЗЭ
3 > 62 36
4 > 67 31
Таблица 252
Влияние марганца на электрические свойства никеля
Химический состав, % Удельное электро- сопротивление ОМ М м2 м Температурный коэрфициент электросопротив- ления а io~3
Мп N1
0 100 0,124 6,22
4,77 Остальное 0,174 2,97
7,40 0,233 2,49
9,09 » 0,280
13,03 » 0,416 —
16,65 » 0,512 —•
20 А. П. Смирягин
306
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 253
Влияние марганца на удельное электросопротивление никеля
в зависимости от температуры
Температура °C Никель элеьтролити ческин Мп-—0,08 ! ; никель — остальное Мп-2,1 никель— осталг ное Мп-4,750/; нш ель— остальное
20 0,097 0,106 0,139 0,194
100 0,141 0,153 0,190 0,250
200 0,200 0,220 0,265 0,327
300 0,267 0,300 0,333 0,400
400 0,360 0,375 0,420 0,450
500 0,395 0,400 0,455 0,480
600 0,424 0,440 0,488 0,510
7(0 0,450 0,473 0,505 0,537
800 0,480 0,503 0,555 0,570
900 0,510 0,533 0,590 0,607
1000 0,550 0,573 0,630 0,645
Следует ограничивать содержание
Vi. %/атомн)
Рис. 302 Диаграмма состояния медь —
никель
ские свойства сплавов меди с никелем в
марганца в кремнистом
никеле, применяемом
при изготовлении ра-
диоламп, так как при-
месь марганца в усло-
виях высоких темпе-
ратур и вакуума легко
испаряется.
М е д ь с никелем об-
разует ряд ценных спла-
вов, широко распростра-
ненных в промышленно-
сти. Диаграмма состоя-
ния системы медь — ни-
кель показана на рис.
302. Из рисунка видно,
что медь неограниченно
растворима в никеле как
в жидком, так и в твер-
дом состоянии. На рис.
303 показаны физиче-
зависимости от химиче-
ского состава.
Влияние компонентов и примесей
397
Медноникелевые сплавы отличаются повышенными механиче-
скими и коррозионными свойствами и хорошо обрабатываются
давлением в горячем и холодном состоянии. Некоторые из этих
сплавов обладают ценными термоэлектрическими свойствами.
Содержание меди следует ограничивать лишь в сплавах на ос-
нове никеля, применяе-
мых в радиоламповом
производстве, так как
медь в условиях повы-
шенных температур, вы-
сокого вакуума легко
испаряется.
Магний широко
применяется в качестве
раскислителя при плав-
ке никеля и его сплавов.
Под влиянием магния
парализуется вредное
действие серы, так как
образующийся туго-
плавкий и нераствори-
мый в никеле сернистый
магний выделяется при
затвердевании внутри
Содержание Ni, % (вес}
Рис 303 Зависимость физических свойств
и твердости сплавов системы медь — никель
от химического состава
зерен, а не по границам
кристаллитов. Магний также играет при этом роль дегазатора.
(Цинк является вредной примесью в никеле, применяемом
в Электровакуумной промышленности, а также в термоэлектрод-
ных сплавах и сплавах сопротивления из-за того, что он легко
испаряется.
Тройные медноникелевые сплавы с цинком (нейзильбер) име-
ют большое техническое значение и широко применяются для из-
готовления изделий ширпотреба.
Хром растворим в никеле в твердом состоянии до 32% при
500°. С повышением температуры растворимость возрастает и при
1100° достигает 52%.
Под влиянием хрома значительно повышается жаростой-
кость и электросопротивление никеля. Сплавы никеля с хромом
(«нихромы») получили широкое распространение для изготовле-
ния нагревательных элементов лабораторных и заводских печей,
работающих при температуре нагрева до 1100°, для изготовления
деталей, работающих при высоких температурах, а также для
технических и бытовых электронагревательных приборов. Наи-
лучшим по составу и свойствам является сплав, содержащий
20*
308
Никелевые и медноникелевые сплавы
80% Ni и 20% Сг с добавкой редких элементов. Сплав этот осо-
бенно хорош тем, что долговечен, но сложен в производстве, так
как требует специальных методов плавки и обработки. В Совет-
ском Союзе широкое распространение получил также нихром,
содержащий железо (15% Сг, 16% Fe, 2% Мп, остальное —
никель), ферронихром, являющийся более простым в изготов-
лении, но менее долговечным.
Сплав с пониженным содержанием хрома — хромель, содер-
жащий 9—-10% Сг и остальное — никель, менее жаростоек, но
отличается высоким электросопро-
тивлением, малым температурным
коэффициентом электросопротивле-
ния и вполне благоприятной т. э. д. с.,
поэтому широко применяется для из-
готовления термопар.
С е р а в никелевых и меднонике-
левых сплавах является вредной при-
месью.
Диаграмма состояния системы
никель — сера показана на рис. 304.
Сера с никелем образует ряд химиче-
ских соединений и эвтектику, плавя-
щуюся при температуре 644°. Серни-
стый никель незначительно раство-
рим в никеле в твердом состоянии;
растворимость его при температуре
эвтектики достигает 0,005%. При
затвердевании сплавов легкоплав-
Содержание серы, % (атоын)
Рис. 304. Диаграмма со-
стояния двойной системы
никель — сера Сторона ни-
келя
кая и хрупкая эвтектика Nil—Ni3S2 выделяется преимущественно
по границам кристаллитов, нарушая связь между ними. При со-
держании ~0,01% S никель и его сплавы легко разрушаются при
обработке давлением. При повышенных температурах жидкая эв-
тектика поглощает кислород с образованием закиси никеля, но
хрупкость сплава при этом сохраняется. В присутствии магния и
марганца вредное действие серы значительно уменьшается. Осо-
бенно благоприятное действие в этом отношении оказывает литий,
который, по литературным данным, энергично парализует вред-
ное действие серы.
Таким образом, содержание серы в никеле и его сплавах не
следует допускать свыше 0,005%. Допуски по сере в ГОСТ 492—
— 52 на никелевые и медноникелевые сплавы, по мнению автора,
являются завышенными.
Кислород оказывает отрицательное влияние на никель
и его сплавы.
При наличии кислорода в жидком металле получаются нека-
чественные слитки, так как при заливке никеля в изложницы
Влияние компонентов и примесей
309
в результате взаимодействия кислорода со смазкой получается
пористое ‘литье. Никелевые и медноникелевые сплавы, содер-
жащие кислород, склонны к «водородной болезни». Поэтому пе-
ред отливкой никелевых и медноникелевых сплавов кислород
полностью должен быть удален из жидкой ванны.
Кислород с никелем об-
разует эвтектику Ni—NiO
(при содержании О,236°/о
О или 1,1% NiO), плавя-
щуюся при температуре
1438°. Область твердого
раствора а при темпера-
туре эвтектики достигает
0,08% и резко сдвигается
в сторону никеля с пони-
жением температуры. При
кристаллизации закись ни-
келя выделяется по грани-
цам кристаллитов в виде
эвтектики, легко обнару-
живаемой под микроско-
пом. При небольшом со-
держании кислорода
(~0,02%), например при
Рис. 305. Диаграмма состояния системы
никель — углерод. Сторона никеля
неполном раскислении ни-
келя, кислород при высоких температурах находится в твердом
растворе, но при медленном остывании он вновь выделяется, что
характеризуется утолщенными границами зерна и повышенной
хрупкостью изделий из никеля в холодном состоянии.
Таким образом, кислород в никеле и его сплавах является
вредной примесью и положительную роль он играет лишь при
производстве непассивирующихся анодов.
Углерод оказывает значительное влияние на механиче-
ские и технологические свойства никелевых и медноникелевых
сплавов. Диаграмма состояния системы никель — углерод (сто-
рона никеля) показана на рис. 305.
Углерод с никелем образует эвтектику при содержании
2,22о/0 С с температурой плавления 1318°. Растворимость углеро-
да в никеле в твердом состоянии при температуре эвтектики до-
стигает 0,65%, однако с понижением температуры граница обла-
сти твердого раствора резко сдвигается в сторону никеля. Никель
с углеродом образует карбид Ni3C, который, однако, устойчив
лишь при температурах выше 2100°. Никель с повышенным со-
держанием углерода является хрупким в холодном состоянии,
так как при кристаллизации углерод выделяется преимуществен-
но по границам кристаллитов в форме графита.
310
Никелевые и медноникелевые сплавы
В меди углерод растворим в ничтожно малом количестве, а в
медноникелевых сплавах растворимость его находится в прямой
зависимости от содержания никеля.
Диаграмма состояния медного угла тройной системы медь —
никель — углерод показана на рис. 306, откуда видно, что
Рис 306. Границы области твер-
дого раствора а в тройной систе-
ме медь —• никель — углерод
в медноникелевых сплавах раство-
римость углерода в твердом со-
стоянии незначительна. В частно-
сти, в мельхиоре, содержащем
ЗО°/о Ni, растворимость углерода
равна 0,045%.
В медноникелевых сплавах уг-
лерод является вредной примесью,
так как при содержании его в этих
сплавах выше предела раствори-
мости он выделяется по границам
кристаллитов в виде графита, что
способствует быстрому разруше-
нию готовых изделий от интер-
кристаллитной коррозии.
На рис. 307 показан образец
мельхиоровой конденсаторной
трубки, содержащей более 0,05%
С, разрушившейся под действием
раствора азотнокислой закиси рту-
ти. На никель и его сплавы, на-
пример мснель-металл, углерод
оказывает положительное влия-
ние, так как, являясь отличным
раскислителем, он способствует
получению качественных слитков
и полуфабрикатов из них. В чи-
Рис. 307. Мельхиоровая
конденсаторная трубка,
содержащая более
О,О5°/о С, разрушившаяся
под действием раствора
азотноиислой закиси
ртути
Светлый отжиг никелевых и медноникелевых сплавов
311
стый никель рекомендуется вводить углерод для этих целей в ко-
личестве до 0,1°/о.
При содержании в никеле свыше О,2°/о С он становится холод-
ноломким, так как углерод при кристаллизации выделяется по
границам зерен.
Висмут и свинец являются вредными примесями. Они
практически не растворимы в никеле, меди и их сплавах в твер-
дом состоянии. При содержании висмута или свинца в количестве
более 0,002—0,005% никелевые и медноникелевые сплавы легко
разрушаются при горячей обработке давлением. На физические
свойства, в частности на электропроводность и теплопроводность,
висмут и свинец не оказывают замегного влияния. Свинец вво-
дится лишь в свинцовый нейзильбер для улучшения его обраба-
тываемости резанием. Однако этот сплав по,вдается обработке
давлением только в холодном состоянии.
Сурьма и мышьяк оказывают отрицательное влияние
на никелевые и медноникелевые сплавы. Под влиянием сурьмы
и мышьяка резко ухудшается обрабатываемость давлением этих
сплавов.
Фосфор и кадмий в никелевых и медноникелевых спла-
вах являются вредными примесями, так как они резко снижают
их механические, физические и технологические свойства.
СВЕТЛЫЙ ОТЖИГ НИКЕЛЕВЫХ И МЕДНОНИКЕЛЕВЫХ
СПЛАВОВ
Для получения светлой неокисленной поверхности при отжиге
никелевых сплавов всех типов рекомендуется применять чистый
осушенный водород. Во избежание водородной хрупкости, на-
блюдающейся в никеле и никелевых сплавах, содержащих кис-
лород, при отжиге в водороде указанные сплавы не должны со-
держать закиси никеля.
Светлый отжиг мельхиора и никеля можно также производить
в атмосфере генераторного газа. Генераторный газ, полученный
при сжигании древесного угля, не нуждается в дополнительной
очистке» от углекислого газа и паров воды.
Светлый отжиг никеля, мельхиора и нейзильбера можно про-
изводить в атмосфере диссоциированного и неполностью сож-
женного аммиака, содержащего 5% Н и более (остальное азот).
Светлый отжиг нейзильбера (по данным А. К. Чертавских) мож-
но также производить в генераторном газе, тщательно осушенном
и очищенном от углекислого газа и паров воды.
Светлый отжиг никеля и его сплавов можно осуществить и в
других газовых средах, где сумма парциальных давлений газов-
окислителей меньше или равна упругости кислорода диссоции-
рующего окисла.
212
Никелевые и медноникелевые сплавы?
КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА НИКЕЛЯ
В атмосферных условиях никель является наиболее коррози-
онностойким по сравнению с другими техническими металлами.
На воздухе никель также устойчив, так как на его поверхности
образуется очень тонкая и прочная защитная пленка. Воздух
промышленных районов, содержащий сернистый газ и сероводо-
род, несколько более агрессивен.' Скорость коррозии никеля в
промышленных районах равна 0,001—0,004 мм/год, в морской
атмосфере 0,0001—0,00013 мм/год и в сельской 0,00003—
0,00018 мм/год. В дистиллированной воде никель практически
не корродирует. В естественной пресной воде скорость коррозии
никеля ничтожна (менее 0,003 мм/год), в воде в присутствии
соединений серы никель также устойчив, но тускнеет. Присутст-
вующие в воде в большой концентрации ионы хлора и углекисло-
го газа могут вызвать па никеле точечную коррозию. Паровой
конденсат действует на никель незначительно, но если паровой
конденсат насыщен воздухом и углекислым газом (30% воздуха
и 70°/о СО2), то скорость коррозии никеля при температуре 120°
повышается до 0,22 мм/год. В морской воде, в рудничных водах
никель также достаточно устойчив. Скорость коррозии никеля в
морской воде в среднем равна 0,13 мм/год, а в рудничных водах
в зависимости от состава — 0,0013—0,61 мм/год.
Минеральные кислоты сильно действуют на никель, особенно
азотная и азотистая кислоты. Никель устойчив лишь в слабых
растворах азотной кислоты концентрапией менее 0,5% при тем-
пературе 20° и ниже.
Соляная кислота довольно сильно действует на никель.
Серная кислота является менее агрессивной для никеля, хотя
он и менее стоек, чем свинец, монель-металл и некоторые спе-
циальные стали. Никель быстро корродирует в фосфорной кисло-
те, особенно в концентрированной и неочищенной, поэтому для
работы в этих средах никель не применяется.
Сернистая кислота сильно действует на никель, особенно при
повышенных температуре и концентрации. Прочие кислоты, со-
держащие окислительные соли (хроматы, бихроматы, цитраты,
перекиси и окисные соли железа и меди), также сильно увеличи-
вают скорость коррозии никеля.
Щелочные и нейтральные растворы солей (карбонаты, ни-
траты, сульфаты, хлориды, ацетаты) на никель влияют незначи-
тельно даже при нагревании (со скоростью ~0,013 мм/год), од-
нако кислые соли действуют на никель заметно сильнее (до
1 мм/год). Никель сильно корродирует в кислых растворах солей
хлорного железа, меди и ртути, особенно в присутствии окисли-
тельных солей. Растворы солей хлорноватистой кислоты сильно
действуют на никель, однако добавки жидкого стекла 0,5 см^ на
Коррозионные свойства никеля
31»,
Таблица 254
Скорость коррозии никеля в различных средах
Наименование кислот и солей Концентра- ция % Темпера- тура °C Скорость коррозии мм год Примечание
Серная кислота 5 30 0,06 При перемешивании
5 60 0,24 и насыщении вас-
5 77 0,52 творов воздухом
5 102 0,84 скорость коррозий
10 20 0,043 резко возрастает
10 77 0,3
10 103 3
20 20 0,1
20 105 2,82
95 20 1,8
Соляная кислота 10 30 0,3
20 30 1
30 30 2
0,5 100 7,72
1 100 17,3
5 100 146
Фосфорная кислота Разбавленная 20 0,3 Чистая кислота
85 95 14
Разбавтенная 80 20 Неочищенная кисло*
Сернистая кислота 1% soa 20 1.4 та
Сероводородная вода Растворы нейтоальных и Насыщенный раствор 25 0,048
щелочных солей (серной, соляной, азотной, уксус- ной и угольной) . . . Хлористый натрий . . . Пр т на- гревании 0,013
Насыщенный 95 0,053 Нейтральный рас--
Хлористый алюминий . . раствор твор
28—10 102 0,21 Кислый раствор*
Хлористый цинк .... 8—20 38 0,12 вследствие гидро-
Сеонокислый алюминий . 25 35 0,015 лиза
То же 57 115 1,5 То же
Сернокислый цинк . . . Сернокислый марганец Насыщенный раствор 105 0,64 » »
ИЗ 0,074 » »
Хлористый марганец . . Четыреххлористый угле- П,5 101 25 0,22 Кислый раствор
род . . . С водным 0,0005 В отсутствии водно-
слоем го слоя стойкость значительно выше даже при кипени»
Двуххлористый этилен То же 25 0,0003 •
Треххлористый этилен » » 25 0,01
Хлороформ » » 25 0,0015
31-1
Никелевые и медноникелевые сплавы
литр уменьшают скорость коррозии никеля в этом случае в 5—
10 раз.
Скорость коррозии никеля в минеральных и других кислотах
и в растворах солей и других средах приведена в табл. 254.
Никель хорошо противостоит четыреххлористому углероду,
этиленгликолю, хлороформу и другим соединениям.
Органические кислоты умеренно влияют на коррозию никеля,
однако в аэрированных уксусной и муравьиной кислотах при по-
вышенных температурах скорость коррозии никеля резко повы-
шается. Никель отлично сопротивляется действию жирных кислот
даже при повышенных температурах.
Никель не токсичен, не разрушает витаминов и широко ис-
пользуется в пищевой промышленности. Однако никелевая по-
суда не рекомендуется в тех случаях, где могут образоваться
альбуминаты -никеля, являющиеся вредными для здоровья.
Скорость коррозии никеля в органических кислотах и других
веществах приведена в табл. 255.
Таблица 255
Скорость коррозии никеля в органических кислотах и других средах
Наименование Коппентпа- и г я °/о Темпе- ратура °C Скорость ьоррозии мм! год Примечание
Уксусная кислота .... 6 30 о,1 При аэрации ско-
То же .... - .... 50 20 0,25 рость коррозии за-
» » .... э Кипения 0,28 метно возрастает
» » 50 » 0,48
» » 99,9 » 0,364
Жирные кислоты .... — 227 0.1 Олеиновая и стеа-
Карболовая кислота . . . —. 53 0,0018 риновая
Фпуктовые соки:
ломи цорный . . . Натуральный 20 о,з
то же То же 90 0,51
лимонный » » 20 0,013
то же » » 100 0,36
виноградный . . » » 20 0,16
то же » » 100 ('.17
В концентрированных растворах едких щелочей [до 50%
(вес.)] никель устойчив даже при высоких температурах (0,01—
0,003 мм/год), так как на его поверхности образуется прочная
защитная пленка.
Никель не корродирует в безводном аммиаке. В концентриро-
ванных растворах аммиака (более 10%), а также в присутствии
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
315
воздуха никель заметно корродирует. При плавлении щелочей
следует применять чистый (малоуглеродистый) никель в отож-
женном состоянии, однако в присутщвии серы в никеле наблю-
дается межкристаллическая коррозия.
Сухие газы — галогены, окислы азота, сернистый газ и ам-
миак— при комнатной температуре на никель не действуют, од-
нако скорость коррозии никеля заметно повышается в присут-
ствии влаги.
Чистый никель не склонен к коррозионному растрескиванию.
КОНСТРУКЦИОННЫЕ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНОНИКЕЛЕВЫЕ
СПЛАВЫ
В данном разделе приведены сведения о никелевых и медно-
никелевых сплавах, из которых изготовляют детали для различ-
ного рода конструкций. Эти сплавы отличаются повышенными
механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью.
Здесь также помещены основные марки никеля, выпускающиеся
в виде катодов, чушек и гранул.
Кроме того, в этом разделе помещены медноникелевые сплавы
(мельхиор, нейзильбер, куниали и другие), потому что они включе-
ны в ГОСТ 492—52 на никелевые и медноникелевые сплавы, хотя
по свойствам и области применения эти сплавы можно было бы
отнести в раздел специальных бронз.
Химический состав основных марок никеля приведен в табл.
256 и 257.
Химический состав никеля по ГОСТ 849—49
Таблица 256
Мар па Ni + Co не । менее Со не бр.тее Содержание примесей, не ботее Примечание
Fe S1 с S Си
но 99,80 0,2 0,04 0,002 0,04 0,005 0,06 Для сплавов с особыми свойствами
Н1 99,70 0,3 0,10 0,005 0,06 0,01 0,1 Для ковких сплавов с осо- быми свойствами
Н2 98,9 0,4 0,25 0,3 0,1 0,03 0,15 Для высоконикелевой ста- ли и ставов
НЗ 98,6 0,75 — — 0,3 0,03 0,6 Для легированной стали
Н4 97,6 0,9 — — 0,3 0,04 0,6 Для легированной стали
Примечания: 1. Методы химического анализа по ГОСТ 634—50.
2. Методы спектрального анализа по ГОСТ 6012—51.
316
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 257
Химический состав никеля электролитического высокой чистоты
Марна никеля N1 4- Со не менее Со не более Fe S1 с S Си
ноо 99,80 0,2 0,04 0,002 0,04 0,004 0,06
Н-экстра 99,85 0,15 0,03 0,002 0,02 0,001 0,03
нооо 99,9 0,15 0,01 0,002 0,02 0,001 0,02
ноооо* 99,99 0,005
Продолжение табл. 257
Марка никеля As Sb гь Bi Zn Sn Р Cd
ноо 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002
Н-экстра 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001
НООО 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,00,1
НОООО* Приме ч а н и е Эти ма рки при’’ меняются для спе циальных сплавов высокой
чистоты.
* Сумма примесей не более 0,1%,, при1ем должно б.,ть не более 0,0010 о каждого.
Никель технический НТ
Никель технический НТ отличается высокой коррозионной
стойкостью, высокими механическими свойствами, отлично обра-
батывается давлением в горячем и холодном состоянии. Из него
изготовляют листы, ленты, прутки, трубки и проволоку различ-
ных размеров, а также изделия для приборостроения, машино-
строения и других областей промышленности.
Химический состав и свойства никеля НТ см. табл. 258—263.
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
317
Таблица 258
Химический состав никеля технического НТ по ГОСТ 492—52
Марка Ni + Со не менее Примеси, %, не более
Fe Si Mg Мп Си РЬ S с Р всего
НТ НТ дтя анодов Прим 99,00 99,00 е ч а н и е. 0,30 0,1 При» целе 0,15 0,01 леняю й, аис 0,10 0.10 тел дл >дов. 0,20 0,0 я прг 0,15 0,1 боров 0,002 0,002 точной 0,03 0,03 механи 0,20 0,20 ки, элер 0,010 0,010 тротехн 1,00 1,00 и1 ескнх
Физические и механические свойства никеля Таблица 259 технического НТ
Наименование Значение Материал
Атомный вес 58,69
Плотность при 20°, г/см3 8,90
Температура плавления, °C 1455
Скрытая теплота плавления, кал'г 73,8
Температура кипения, °C Скрытая теплота парообразования, кал/г . . Удельная теплоемкость при 0—100°, кал/г °C 2900
1400
0,112
Теплопроводность при 0—100°, кал]см-сек-°C 0,142
Коэффициент линейного расширения 0—100° Удельное электросопротивление при 20° 13,7-10~6
ом-мм2/м Температурный коэффициент э юктросопротив- 0,082-0,092
ления 20—100° 0,0052— —0,0069
Поверхностное натяжение при 1455°, дин/см 1350
Стандартный электродный потенциал, в . . . Электрохимический эквивалент для двухва- 0,25
лентного никеля, г/а-час 1,09 '
-Модуль нормальной упругости, кг/мм2 . . . 21 000
-Модуль сдвига, кг/мм2 7 300
Предел упругости, кг/мм2 8,0 •Отожженный
Предел текучести, кг/мм2 .... ... 12,0 То же
То же 70 Деформированный
Предел усталости при 107 циклов, кг]мм2 16,8 Отожженный
То-же 29 Деформированный
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 . 40—50 Отожженный
То же 75—90 Деформированный
Относительное удлинение, % 35—40 Отожженный
То же 2—4 Деформировайный
Относительное сужение, % Твердость по Бринелю, кг/мм2 70 Отожженный
60—70 Литой
То же 70—90 Отожженный
» » 200 Деформированный
Ударная вязкость, кгм]см2 18 Отожженный
318
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 260
Электрические свойства никеля НТ при высоких температурах
Температура °C Удельное электро* сопротивление ом мм^/м Температурный коэффициент электросопротив- ления >ю-4 Т. э. д с. в паре с платиной при холодном спае- (0°), мв
0,0 0,082 46,30 0,0
100 0,120 45,80 — 1,85
200 0,175 32,20 —3,43
300 0,258 27,90 —4,86
400 0,330 12,10 —5,77
500 0,370 9,46 —6,50
600 0,405 8,65 —7,30
700 0,440 7,50 —8,30
800 0,473 7,80 —9,65
900 0,510 7,85 —
1000 0,550 —
Таблица 26t
Технологические свойства и режимы обработки никеля НТ
Наимейование Значение Примечание
Температура, °C: литья горячей обработки отжига Низкотемпературный отжиг, °C ... Линейная усадка, % 1550—1650 1140—1250 700—800 300 1,0 При литье в кокиль
Начало рекристаллизации, °C .... Температура изложницы, °C Смазка для изложницы Травитель Раскислитель Флюс . . 600 80-110 Керосин+сажа (9:1) h2so4+hno3 (1:1) Состав: 1) 0,3%Мп 0,05% Mg 0,15% Si 2) 0,1 %С | Стекло
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
319
• Таблица 262
Изменение механических свойств никеля при низких температурах
Материал Темпера- тур'! °C Предел прочности при растя- жении -кг мм2 Относи- тельное удлинение % Относитель- ное сужение %
Никель электро титический
(99,8%) 17 45 35 77
То же -196 63 46 69
» » — 253 79 48 69
Никель горячекатаный . . . 20 66 33 45
То же — 185 86 47 57
Никель кованый 20 74 11,5 71
Т о же — 153 102 21,5 54
Никель деформированный 20 95,5 1 58
Наклеп 93% — 185 109 3 54
Никель отожженный .... 20 65 33 63
То же — 170 88 42 62
Таблица 263
Механические свойства полуфабрикатов из никеля технического
Марка | Изделие и материал Предел прочности при растя нении кг/мм2, не менее Относительное удли- нение, ()/0, ие менее Глубина выдавлива- ния по Эриксену (радиус пуансона 1 10 мм),мм, не менее. Примеча кие
НТ Лента: твердая мягкая толщиной 0,10—0,25 мм » 0,3—0,5 мм » 0,6—1,2 мм Пооволока твердая диам. £),!—5 мм Проволока мягкая: диам. 0,10—0,20 мм . . » 0,22—0,45 мм . . » 0,5—1,0 мм . . . » 1,1—5,0 мм . . 55 40 70-85 43 43 40 38 2 35 18 20 25 26 L.Q О LQ 1 |<оо'сс‘ 1 1 N 1 ГОСТ 2170—49 ГОСТ 2179-52
320
Никелевые и медноникелевые сплавы
Зависимость механических свойств никеля НТ от степени де-
формации и температуры отжига показана на рис. 308—312.
Рис. 308. Зависимость механических свойств и элек-
тросопротивления технического никеля от степени
деформации
Рис. 309. Зависимость механических свойств и
электросопротивления технического никеля от тем-
пературы отжига
Рис. 310. Изменение свойств технического никеля
при высоких температурах
Величина зерна, мн
2и\
Рис. 311. Диаграмма
рекристаллизации ни-
келя марки НО
О 10 20 30 40 50 80 70 80 90 100
Степень деформации, у.
I А. П. Сиирягиа
322
Никелевые и медноникелевые сплавы
Никель малолегированный НК0,2 для электровакуумной
промышленности
Для деталей радиоламп и других электровакуумных приборов
применяется ряд малолегированных никелевых сплавов, которые
по механическим, физико-химическим и технологическим свойст-
Химический состав различных марок малолеги
Марка никеля Компоненты, % Пргмесп,
Ni+Co не менее 81 Mg Si Mg Fe Мп Си
НОООО по ЦМТУ 3274—53 99,99 — — 0,001 — 0,002 0,001 0,003
ЛНО по ЦМТУ 3104—52 99,5 — — 0,1 0,1 0,1 0,05 0,1
ЛИК по ЦМТУ 3104—52 99,4 0,15— —0,25 — — 0,05 0,07 0,05 0,1
ЛНМ по ЦМТУ 3104—52 99,6 — 0,07— —0,15 0,02 — 0,07 0,05 0,05
Никель чистый по ГОСТ 2179—52 99,5 — — 0,15 0,1 0,1 0,05 0,1
Никель кремнистый по ГОСТ 2179—52 99,4 0,1— —0,25 — — 0,1 0,1 0,05 0,1
Никель по МПТУ 2365—49 99,5 — — 0,15 0,1 0,25 0,05 0,1
Химический состав никеля кремни
Марка Компоненты, % Примеси, %,
S1 Ni + Со Fe Mg Мп Си РЬ
НК0,2 0,15—0,25 Остальное 0,15 0,10 0,10 0,10 0,002
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
323
вам практически не отличаются от никеля технического НТ, но
являются более чистыми по содержанию в них примесей мар-
ганца, меди, железа, углерода, серы и фосфора. Они применяют-
ся для изготовления лент, трубок и проволоки.
Химический состав и свойства никеля НК0,2 см. табл. 264—266.
рованного никеля по техническим условиям
Таблица 264
не более
0 | S Sb Bl р Zn Sn Cd As Pb всего
Применение
0,003 0,0009 — — — 0,001 — — — 9,001 0,01 Катодные пластины
0,1 0,005 0,002 0,002 0,002 0,007 0,002 0,002 0,002 0,002 0,5 Ленты
0,1 0,005 0,0020,002 0,002 0,007 0,002 0,002 0,002 0,002 0,5 для эле- ктрова- куумной
0,05 0,005 0,002 0,002 0,002 0,007 0,002 0,002 0,002 0,002 0,4 промыш- ленности
0,1 0,1 0,005 0,005 0,002 0,002 0,002 0 002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,5 0,45 Проволо- ка для электро- вакуум- ной про- мышлен- ности
0,1 0,008 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,5 Трубки для электроваку- умной про- мышленности
Таблица 265
стого нко,2 по ГОСТ 492—52
не более Применение
S С р Bi As Sb всего
0,02 0,10 0,002 0,002 0,002 0,002 0,60 Для деталей радио- ламп неответст- венного назначе- ния
21
324
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 266
Механические свойства важнейших полуфабрикатов
из никеля кремнистого НК0,2
Марка Изделие и материал Предел прочности при растя- жении кг/мм2 Относи- тельное удлинение о/ 10 Примечание
НК0,2 Лента твердая » мягкая Проволока твердая диаметром мм: 0,1—5,0 5,5—7,5 8,0—12,0 Проволока мягкая диаметром, мм: 0,10—0,20 0,22—0,45 0,5—1.0 1,1-12,0 ... .. . . . Не 55 40 70—85 65—85 60—85 43 43 40 38 teuee 2 35 18 20 25 26 се ГОСТ 2170—49 Свойства по Эрик- ну (см. табл. 263) . ГОСТ 2179—52
Никель марганцевый НМц2,5
Никель' марганцевый НМц2,5 отличается повышенной жаро-
стойкостью, отлично обрабатывается давлением в горячем и хо-
лодном состоянии. Он применяется для изготовления проволоки
различных размеров, идущей для изготовления запальных свечей
в двигателях внутреннего сгорания.
Химический состав и свойства никеля НМц2,5 см.
табл. 267—270.
Таблица 267
Химический состав никеля марганцевого НМц2,5 по ГОСТ 492—52
Примечание. Применяются для свечей автомобильных, авиационных
и автотракторных двигателей.
Таблица 268
Механические и физические свойства марганцевого никеля НМц2,5
Наименование
Температура плавления, °C ..............
Плотность, г/с-и3 ......................
Коэффициент линейного расширения . . .
Теплопроводность, кал/см сек- °C . . .
Удельное электросопротивление, ом-мм2/м
Температурный коэффициент электросопро-
тивления при 20 — 100°..................
Предел прочности при растяжении, кг/мм2
То же...................................
Модуль нормальной упругости, кг/см2 . .
Относительное удлинение, %..............
То же...................................
Оитностельное сужение, %................
Предел пропооциональности, кг/мм2 . . .
Предел текучести, кг)мм2 ...............
Твердость по Бринелю, кг/мм2............
Структура ..............................
Значение Примечание
1440
8,9 13,4 10-3
0,127
0,140
0,0042
50 Мягкий
100 21 000 Твердый наклеп 8Q%
40 Мягкий
О Твердый наклеп 80%
60 Мягкий
14 16,5—22 Горячекатаный
140 Твердый
Однофазная
Таблица 269
Технологические свойства и режимы обработки марганцевого никеля НМц2,5
Наименование Значение
Температура °C: литья горячей прокатки отжига Допускаемая рабочая температура, °C ... Температура нзтожницы, °C Смазка Флюс 1500—1550. 1150—1200 900 500 100—120 Керосин и сажа (9:1) Стекло и зола (древесная) 1:1
Таблица 270
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из марганцевого иикеля НМц2,5
Марка Изделие и материал Предел проч- ности при растяжении, кг/мм% Относитель- ное удлине ние,% Электросоп- ротивление ом'мм'^м Примечание
НМц2,5 Проволока твердая Проволока мягкая Не менее 70 Не более 65 Не менее 20 0,13—0,17 ГОСТ 1049-41
Изменение механических свойств никеля НМц2,5 в зависи-
мости от степени деформации и температуры отжига показано на
рис. 313—315.
Рис 313. Зависимость меха-
нических свойств и электро-
сопротивления марганцево-
го никеля НМц2,5 от сте-
пени деформации
Степень деформации,%
Рис. 315. Изменение электросо-
противления и электродвижу-
щей силы марганцевого никеля
НМц2,5 при высоких темпера-
турах
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
327
Никель марганцевый НМц5
Никель марганцевый НМц5 отличается повышенной жаро-
стойкостью, хорошими механическими и коррозионными свойст-
вами, хорошо обрабатывается давлением в горячем и холодном
состоянии. Применяется для изготовления деталей радиоламп и
для свечей двигателей внутренного сгорания.
Химический состав и свойства никеля НМц5 см. табл. 271—274.
Таблица 271
Химический состав марганцевого никеля НМц5
Примечание. Применяется для свечей автомобильных, авиационных
и автотракторных двигателей и для радиоламп.
Таблица 272
Механические и физические свойства никеля марганцевого НМц5
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C .... Нижняя критическая точка, °C Теплоемкость при 0—100° кал/г-°C . . . Плотность, г/см3 Коэффицивнт линейного расширения . . Теплопроводность, кал!см сек-°C .... Удельное электросопротивление, ом-мм2/м Температурный коэффициент электросопро- тивления при: 20—100° 20—1000° Модуль нормальной упругости, кг/ мм3 Предел прочности при растижении, кг/мм2 Относительное удлинение, % Относительное сужение, % Предел пропорциональности, кг/мм2 . . Предел текучести, кг/мм2 ....... Твердость по Бринелю, кг/мм2 Структура 1410 1370 0,13 8,76 13,7’10—8 0,115 0,195 0,0036 0,0024 21000 55-60 40—45 60 17 18—24 147 Однофазная Прутки горяче- катаные То же » » » »
328
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 273
Механические свойства важнейших полуфабрикатов
из марганцевого никеля НМц5
Марка сплава Изделие и материал Предел'проч- ности при растяжении, Относитель- ное удлине- ние, /0 Электросо- противление 0М-ММ2/Л€ Примечание
НМц5 Проволока твердая Проволока мягкая 75 Не более 75 Не менее 18 0,18—0,23 ' ГОСТ 1049—41
Режимы обработки марганцевого никеля Таблица 274 НМц5
Наименование Значение
Температура, °C:
литья .........................................
горячей обработки .........................
отжига.....................................
Рекомендуемаи рабочая температура, °C .........
Температура изложницы, °C......................
Смазка для изложниц............................
Флюс ..........................................
1500-1550
1100—1150
800—850
500
100—120
Керосин+сажа (9:1)
Стекло+зола (древес-
ная) (1:1)
Изменение удельного электросопротивления и термоэлектро-
движущей силы марганцевого никеля НМд5 при высоких темпе-
ратурах показано на рис. 316а.
Зависимость механических свойств марганцевого никеля НМц5
от степени деформации и температуры отжига показана на
рис. 316 б и 316 в.
Рис. 316а. Изменение элек-
тросопротивления и элек-
тродвижущей силы марган-
цевого никеля НМц5 при
высоких температурах
Рис. 3166. Зависимость механи-
ческих свойств марганцевого
никеля НМцб от степени де-
формации.
Исходный материал: проволока
диаметром 2 мм, отожженная при
700° 1 час.
100 200300 ^0500600 700800900
Температура огткига, "С
Рис. 316в. Зависимость механи-
ческих свойств марганцевого
никеля НМцб от температуры
отжига.
Исходный материал: проволока
диаметром 2 мм, деформированная
на 77%
330
Никелевые и медноникелевые сплавы
Монель-металл НМЖМц28-2,5-1,5
Монель-металл НМЖМц28-2,5-1,5 отличается высокой кор
розионной стойкостью и высокими механическими свойствами.
Удовлетворительно переносит обработку давлением в горячем и
холодном состоянии. Он применяется для изготовления листов,
лент, полос, прутков и проволоки различных размеров, а также
для изготовления деталей, работающих во всякого рода агрессив-
ных средах.
Монель-металл, а также сплавы этого типа с добавками алю-
миния и кремния являются наиболее стойкими из группы никель-
медных сплавов в отношении коррозии.
В чистой атмосфере монель-металл не тускнеет. В атмосфере,
содержащей сернистые соединения и влагу, он покрывается тон-
кой пленкой от зеленого до коричневого цвета. Скорость корро-
зии монель-металла в атмосфере сельской местности равна
0,00013—0,00005 мм/год, в морской — 0,0002—0,0008 мм/год, в
атмосфере промышленных районов—0,003—0,0015 мм/год.
В дистиллированной воде монель-металл не корродирует. В
природных мягких и жестких водах скорость коррозии монель-ме-
талла незначительна даже при повышенных температурах и аэра-
ции (менее 0,003 мм/год'). В естественной морской воде монель-
металл корродирует со скоростью 0,025—0,008 мм/год. В кислых
Таблица 275
Скорость коррозии монель-металла в минеральных кислотах
Серная кислота1. .
То же..............
» »..............
» »...............
» »..............
» ................
Соляная кислота
Го же.............
Наименование среды
Наименование среды
5 30 1,246
5 101 0,066
10 102 0,061
20 104 0,19
50 123 13,16
75 182 43
96 295 83,3
10 30 2,2
20 30 3
30 30 8
0,5 При 0,74
кипении
Соляная кислота .
То же...........
Фосфорная кислота2
То же.............
» »..............
> » .............
Плавиковая кислота
То же.............
» »..............
» »..............
» ».............
Сеонистая кислота
Концентра- ция, /0 Температура °C ►a s О О о о о о. sol 0-5
При
1,0 МШРНПИ 1,07
5,0 » » 6,2
10 60 0,13
25 95 0,1
85 95 0,1
90 105 0,08
6 76 0,02
25 30 0,005
25 80 0,061
50 80 0,015
100 50 -0,013
1 20 1,57
1 Насыщенная воздухом
2 Б неочищенной кислоте скорость
коррозии резко повышается до 2 мм год
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
331
рудничных водах скорость коррозии монель-металла в зависимо-
сти от скорости движения и содержания ионов трехвалентного же-
леза равно 0,36—2,8 мм/год.
В паровом конденсате скорость коррозии монель-металла не-
значительна (менее 0,003 мм/год), но в присутствии воздуха и
углекислого газа повышается до 1,52 мм/год.
В минеральных кислотах (азотной и азотистой) монель-металл
корродирует быстро; соляная и серная кислоты являются менее
агрессивными. Скорость коррозии монель-металла в минеральных
кислотах приведена в табл. 275 и на рис. 317 и 318.
I
।
I
I
Рис. 317. Зависимость скорости кор-
розии монель-металла в соляной и
серной кислотах от концентрации
(скорость перемешивания 5—6 м/мин)
Рис. 318. Зависимость скорости кор-
розии монель-металла в соляной и
серной кислотах (концентрация 5%)
от температуры (скорость переме-
шивания 5—6 м/мин)
332
Никелевые и медноникелевые сплавы
Монель-металл и сплавы этого типа устойчивы, в растворах
нейтральных, щелочных и слабокислых солей угольной, соляной,
серной, азотной и уксусной кислот.
Скорость коррозии монель-металла в этих средах приведена
в табл. 276.
Таблица 276
Скорость коррозии монель-металла в различных солях
Наименование среды Концент- рация о/ 10 Темпера- тура о/ /о Скорость коррозии мм/год Примечание
Хлористый натрий Насыщен- ный раствор 95 0,066 Щелочные растворы вследствие гид- ролиза
Хлооистый кальций .... 35 70—160 0,008
Азотнокислый натрий . . . 27 50 0,05
Хлористый аммоний .... 30-40 102 0,3 Кислые растворы вследствие гид- ролиза
Хлористый магний 42 135 0,008
Хлористый цинк 10-20 38 0,114
То же 20—70 115 0,41
Сернокислый алюминий . . . 25 35 0,04
То же 57 115 0,41
Сернокислый цинк 35 105 0,51
В присутствии хлорных солей железа, меди, олова и ртути
в указанных средах скорость коррозии монель-металла увеличи-
вается, а в присутствии солей хромовой кислоты и глюкозы — за-
медляется.
Монель-металл устойчив против большинства органических
кислот и практически не корродирует в нейтральных и щелочных
растворах органических соединений. Скорость коррозии заметно
повышается с повышением температуры, концентрации, скорости
перемешивания и аэрации.
Скорость коррозии монель-металла в некоторых органических
кислотах и веществах приведена в табл. 277.
Монель-металл устойчив в растворах щелочей. В едких щело«
чах при концентрации до 70% монель-металл устойчив даже про
температуре 100°, а при более высоких температурах и концентра-
циях скорость коррозии его резко возрастает. В слабых основа-
ниях монель-металл стоек, например, в безводном аммиаке и в
водных растворах с концентрацией до 3%. Скорость коррозии мо-
нель-металла в этих средах приведена в табл 278.
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
333
Таблица 277.
Скорость коррозии монель-металла в органических кислотах и веществах
Наименование среды Концент- рация % Темпера- тура °C Скорость коррозии мм/год Примечание
Уксусная кислота .... 50 20 0,3—0,6 Максимальная кор- розия
То же Ледяная НО 0,33 То же
» » 5 При ки- пении 0,033 Без насыщения воз- духом
» » 50 То же 0,053 То же
» » 98 » » 0,048 » »
» » 99,9 » » 0,157 » »
Винная кислота 30 20 0,03 » »
Щавелевая кислота . . . 30 20 0,015
Лимонная кислота . . . 30 20 0,038
Муравьиная кислота . . 30 20 0,086
Томатный сок Нату- ральный 20 0,0008
То же » 20 0,073 При насыщении воз- духом
» » 90 0,28 То же
Лимонный сок 20-100 0,013—0,018
То же 20 0,25 При насыщении воз- духом
Виноградный сок .... Нату- ральный 20-100 0,05—0,008 Без насыщения воз- духом
То же Нату- ральный 20 0,12 При насыщении воз- духом
Жирные кислоты . . . 260 0,1 Олеиновая и стеа- риновая с водным слоем
Четыреххлористый угле-
род 30 0,003
Хлороформ 30 0,0005 То же
Двуххлорнстый этилен 30 0,0005
Треххлористый этилен . . 30 0,018 » »
334
Никелевые и медноникелевые сплавы
Скорость коррозии монель-металла в щелочи
Таблица 278
Наименование среды Концен- трация % Темпера- тура °C Скорость коррозий ммгод Примечание
Едкий натр 5—50 20-100 0,001—0,015
То же 70 90—115 0,028 При выпаривании
» > 60—75 150—175 0,12 То же
» » 60—98 150-260 0,34 » »
» » 60—98 400 1,35 » »
Монель-металл стоек в атмосфере сухих газов при комнатной
температуре, но в присутствии влаги этот сплав значительно кор-
родирует в окислах азота, аммиаке, сернистых соединениях и в
галогенах: хлоре, броме и иоде.
Химический состав и свойства монель-металла см.
табл. 279—284.
Таблица 279
Химический состав монель-металла НМЖМц28-2,5-1,5 по ГОСТ 492—52
Мариа сплава Компоненты, % Примеси, %, не более
Fe Мп Си Ni+Co Si Mg РЬ
НМЖМц 28-2,5-1,5 2,00—3,00 1,20—1,80 27,00—29, ОО^Остальное 0,05 0,10 0,002
Продолжение табл. 279
Марка сплава Примеси %, не более Применение
S С Р Bi As Sb всего
НМЖМц 28-2,5-1,5 0,01 0,20 0,005 0,002 0,010 0,002 0,60 Для коррозионно- стойких деталей
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
335
Таблица 280
Механические и физические свойства монель-металла НМЖМц28-2,5-1,5
Наименование
Значение
Примечание
Температура плавления, °C .................
» магнитного превращения, °C . .
Плотность, г/см3...........................
Коэффициент линейного расширения:
при 25—100° ...........................
при 25—300° ...........................
Теплоемкость при 200—400°С, кал/г '°C . . .
Коэффициент теплоизлучения ................
Теплопроводность при0—100оС,/сал/с.м-сс/с-°С
Температурный коэффициент теплопроводности
Удельное электросопротивление, ом-мм2]м .
Температурный коэффициент электросопротив-
ления .....................................
Модуль нормальной упругости, кг/мм3 . . .
Предел прочности при растяжении, кг] мм2
То же......................................
Относительное удлинение, % .............
То же......................................
» » .......................................
Относительное сужение, % ...............
То же......................................
Предел пропорциональности, кг]мм2 . . . .
То же......................................
Предел текучести, кг] мм2 .................
То же......................................
Предел усталости, кг/лги2(при 100^ 10е циклов)
То же......................................
Предел ползучести..........................
(напряжение, дающее удлинение 0,1% за
1000 час.), кг]мм2 ......................
Твердость по Бринелю, кг/ мм2 .............
То же......................................
Твердость по Роквеллу (шкала В)............
1350 27-95 8,8
14-10—8
15-30—6
0,127
43
0,0R
0,006
0,425
0,0019
18200
45—50 Мягкие прутки
60—85 Твердые прутки.
Наклеп 60%
35 и выше Мягкие прутки
25—40 Мягкие листы
2—3 Твердыелисты. Нак-
леп 60%
65—75 Мягкие прутки
50—65 Твердые прутки
17,5 Мягкие прутки
42 Твердые прутки
24 Мягкие листы
63—80 Твердые листы
17 Мягкие ленты
26 Твердые ленты
24 315°
17 425°
3 540°
135 Мягкие полосы
210 Твердые »
81,5 Мягкие листы
336
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 281
Технологические свойства и режимы обработки монель-металла НМЖМц28-2,5-1,5
Наименование свойства Значение величины Примечание
Температура, °C: литья .... » горячей обработки » отжига Максимальная допустимая дефор- мация в холодном состоянии, % Температура начала рекристал- лизации, °C Линейная усадка, % Травитель То же Температура изложницы, °C . . Смазка Флюс ' ... 1500 975—1150 800-850 До 94 425 2,10 20% H^Oj+FeXSOOa } 100—140 Керосин-)-сажа (9:1) Стекло-|-зола древесная (1:1) Суммарная Травление при 60—90°
Таблица 282
Изменение механических свойств монель-металла НМЖМц28-2,5-1,5
при высоких температурах
Марка сплава Температура °C Предел прочно- сти при растяже- нии кг мм% Относительное удлинение, f
НМЖМц28-2,5-1,5 20 50 35
800 14 16
900 10 17
1000 6,3 22,8
1050 5,1 25
1100 4,35 28
Таблица 283
Изменение механических свойств монель-металла НМЖМц28-2,5-1,5
при низких температурах
Наименование и состояние материала Температура, °C Предел проч- ности при растяжении, кг/мм2 Предел теку- чести, ке/льнз Относитель- ное удлине- ние, % Относитель- ное суже- ние, "/о
Монель-металл НМЖМц28- 2,5-1,5 мягкий 20 49,6 14,7 41 75
То же — 10 54,3 17,9 48 77
> > —40 56 17,5 47 76
> » —80 59,8 19 40 74
» > —120 64,2 20,1 41 74
» » —180 78,9 20,8 51 72
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
337
Таблица 284
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из монель-металла
НМЖМц28-2,5-1,5
Марка сплава Наименование и состояние материала Предел прочности при растя гКении кг Относи- тельное удлинение (7о Примечание
не менее
НМЖМц 28-2,5-1,5 Полосы и ленты- мягкие полутвердые .... Листы мягкие .... Проволока твердая. диам. 0,5-4,99 мм диам. 5,0—10 мм . . Проволока мягкая: диам 0,5—4,99 мм диам. 5,0—10 мм . 45 58 40—50 70 65 50 45 25 6,5 25 1 1 25 30 ГОСТ 5063—49 ГОСТ 5187—49 ЦМТУ 200—41 ЦМТУ 664—41
Зависимость механических свойств монель-металла от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 319—322.
Рис. 319. Зависимость механических
свойств монель-металла НМЖМц28-
2,5-1,5 от степени деформации
Рис. 320. Зависимость механиче-
ских свойств монель-металла
НМЖМц28-2,5-1,5 от температуры
отжига
22 Л П. Смирягин
ЗоЗ
Никелевые и медноникелевые сплавы
Рис 321 Изменение физиче-
ских свойств монель металла
при высоких температурах
Рис 322 Изменение механических
свойств монель-металла при высоких
температурах
Мельхиор МНЖМцЗО 0,8-1
Мельхиор МНЖМцЗО 0,8-1 обладает хорошими механически-
ми свойствами и удовлетворительно обрабатывается давлением
в горячем и холодном состоянии. Отличительной особенностью
мельхиора является его высокая коррозионная стойкость в прес-
ной и морской воде и паре. Поэтому мельхиор МНЖМц30-0,8-1
широко применяется в морском судостроении, главным образом
в качестве конденсаторных труб, работающих в тяжелых уело
виях при повышенных скоростях воды, повышенных давлениях
и температурах, где медные и латунные трубы не применимы
Мельхиор МНЖМц30-0,8-1, а также сплавы на медной основе,
содержащие никель- МН19, МНЮ, нейзильбер и другие устой
чивы в атмосферных условиях, в пресных естественных водах
и морской воде
Мельхиор МНЖМцЗО-0,8-1, кроме того, стоек в среде парового
конденсата и наиболее стоек из всех известных сплавов против
ударной (струевой) коррозии. Однако при больших скоростях
воды (более 2 м'\сек), а также в присутствии пузырьков воздуха,
угольного ангидрида и загрязнений наблюдаются случаи разруше
иия мельхиоровых конденсаторных труб под влиянием ударной
коррозии.
На рис 323а показана внутренняя поверхность мельхиоровой
конденсаторной трубы, где разрушение произошло в результате
действия ударной коррозии
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы ЗЗЭ
Рис 323а Внутренняя поверхность
конденсаторной трубки из мельхиора
МНЖМцЗО 0,8-1, разрушенная под
действием ударной коррозии
Рис 3236 Поверхность конденсатоп-
ной трубки из мельхиора МНЖМцЗО-
0,8 1, разъеденная перегретым паром
Рис 394 Влияние цинка
на коррозионную стой-
кость мельхиора
МНЖМцЗО 0,8-1 при ис-
пытании в 1%-ном рас-
творе азотнокислой за-
киси ртути Исходный
материал лента толщи
нои 0,3 мм, деформиро-
ванная на 60% Образцы
свернуты в кольца
На рис 3236 показана поверхность мельхиоровой конденса-
торной трубы, разъеденная перегретым паром, перемещающимся
с большой скоростью На рис. 324 показано влияние цинка на кор-
розионную стойкость мельхиора при испытании в азотнокислой
закиси ртути
В минеральных кислотах мельхиор МНЖМцЗО-О 8 1 и прочие
медноникелевые сплавы быстро корродируют, особенно в азотной
кислоте В органических кислотах медноникелевые сплавы корро-
дируют незначительно Сухие газы (галогены) и угольный ангид-
рид при комнатной температуре на эти сплавы практически не
действуют, но с повышением температуры и влажности скорость
коррозии их заметно увеличивается. Щелочи также незначительно
влияют на медноникелевые сплавы, однако в растворах аммиака
и кислых солей коррозия этих сплавов сильно возрастает
В щелочных растворах солей и органических соединений (че-
тыреххлористый углерод, хлороформ) скорость коррозии медно-
никелевых сплавов незначительна.
22
340
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 285
Скорость коррозии мельхиора в различных средах
Наименование среды Скорость коррозии мм!год Примечание
МНЖМц 30-0,8-1 МН19
Атмосферы промышленных районов 0,002 0,0022
Атмосфера: морская 0,0011 0,001
сельская 0,00035 0,00035
Пресная вода . 0,03 0,03
Морская вода . . Паровой конденсат . . 0,13—0,03 0,08 0,1
То же 0,3 При содержании 30% СО2
Водяной пар 0,0025 Сухой и влажный
Азотная кислота, 50% 6,4 мм/сутки
Соляная кислота, 25° 2,3—7,6 Раствор 2-н
То же 0,3 1%-ный раствор при 20°
» » 0,8 10%-ный раствор при 20°
Серная кислота . . 0,08 0,1 То же
Сернистая кислота . 2,5 2,6 Насыщенный раствор
Плавиковая кислота 0,9 0,9 Концентрация 38% при
То же 0,05 0,05 110° То же, 98% при
Фтористый водород (безвод- ный) 0,008 0,13 38°
Фосфорная кислота 0,5 0,58 Раствор 8%-ный при 20°
Уксусная кислота . . . 0,025 0,028 Раствор 10%-ный при 20°
Лимонная кислота . 0,02 » 5%-ный —»—
Молочная » 0,023 » 5%-ный —»—
Винная » 0,019 » 5%-ный —»—
Жирные кислоты . . 0,06 0,066 » 60 %-ный при 100°
Водный раствор аммиака . 0,25 0,5 » 7 %-ный при 30°
Едкий натр 0,005 0,13 » 10—50%-ный при 100°
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
341
В расплавленных металлах (олово, свинец, цинк, алюми-
ний, припои) медноникелевые сплавы быстро разрушаются.
В табл. 285 приведены данные о коррозионной стойкости мель-
хиора МНЖМц30-0,8-1 и МН 19 в различных средах.
Химический состав и свойства мельхиора МНЖМц30-0,8-1 см.
табл. 286—291.
Таблица 286
Химический состав мельхиора МНЖМц30-0,8-1 по ГОСТ 492-52
Марка Fe Компоненты, % 1 Мп | Ni+Co Си Приме S1 СП, в Mg е более I ь
МНЖМцЗО- -0,8-1 0,8 0,60—1,00 1 0,8-1,30 30 29,00-30,00 Осталь- ное 0,15 0,05 0,005
Продолжение табл. 286
Марка Примеси %, не более Применение
S С Р В1 As Sb всего
НМЖМц 30-0,8-1 0,01 0,05 0,006 0,002 0,002 0,002 0,30 Трубы для кон- денсаторов и термостатов
Таблица 287
Механические и физические свойства мельхиора МНЖМц30-0,8-1
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C Нижняя критическая точка, °C Плотность, г/смг Коэффициент линейного расширения .... Теплопроводность, кал;смсек- °C- при 20° . » 200° Температурный коэффициент теплопроводно- сти при 20—200° Удельное электросопротивление ом-ммНм 1230 1170 8,9 16• 10-6 0,089 0,088 0,00156 0,42 При 25—300°
342
Никелевые и медноникелевые сплавы
Продолжение табл. 287
Наименование Знтчение Примечание
Температурный коэффициент электросопротив- ления 0,0012
Модуль нормальной упругости, кг/ мм2 . . . 14 500 Твердый
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 38 Мягкие трубы
То же 40 » проволока
» » ... 58 Деформация 50 % - ная и отжиг 550°С 1 час
Относительное удлинение, % Относительное сужение, % 23—28 4-9 50 Мягкий Твердый
Предел пропорциональности, кг/мч2 .... 9 Мягкие трубы
Предел упругости, кг/мм2 8,0 Мягкий
То же 36 Деформация 50% и отжиг 550° 1 час
Предел усталости, кг/лгла(при 40 x10е циклов) 18 Мягкий
То же 22 Т вердый
Ударная вязкость, кгм/см2 9 Литье
Соппотив тение сжатию, кг/мм2 130 То же
Твердость по Бринелю, кг/мч2 60—70 Мягкий
То же 100 Твердый
Твердость по Роквеллу (шкала F) 100 То же
То же Микроструктура 70 Однофазная Мягкий
Таблица 288
Технологические характеристики мельхиора МНЖМц30-0,8-1
Наименование Значение Примеч :ние
Температура, °C: литья . . . горячей прессовки отжига Низкотемпературный отжиг, 'С Обрабатываемость в горячем и холодном со- стоянии Обрабатываемость резанием по сравнению с латунью ЛС63-3, % Температура рекристаллизации, °C Травитель Температура изложницы, °C Смазка Флюс (защитный покров) 1330—1350 900—960 780—810 250—300 Удовлетвори- тельная 20 540 Раствор 10—15 /о HaSO4 80-90 Керосин+саж а (9:1) Д|>евесный уголь
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
343
Таблица 289
Предел усталости мельхиора МНЖМц30-0,8-1
Наименование и состояние материала Среда Ппедел прочно- сти при растяже- нии кг .ч.и2 Относи- тельное удлине- ние % Относи- тельное сужение Число цик- лов млн. Предел усталости кг/л1м2
Мельхиор деформи- рованный . . . Воздух 60 4 22 50 23
То же Отжиг при 450° в течение трех часов . . . То же 68 18 54 100 25
То же, 790°, 1 час » » 49 46 72 40 18
Предел ползучести мельхиора
Таблица 290
Наименование Темпсртура испытания °C Продолжи- тельность испытания час. Нкгрузка кг мм2 Ползучесть (уве- личение длины), °1о
Мельхиор 150 1000 24,5 0,01
» 260 1000 21 0,01
» 400 1000 6,3 0,01
» 400 1000 13 0,10
Таблица 291
Механические свойства важнейших полуфабрикатов
из мельхиора МНЖМц30-0,8-1
Марка Наименование и состояние материала Предел прочности при растяже- ® нии, кг мм2 2 О ® Относитель- л ное удлинение о/ /о Примечание
МНЖМц30-0,8-1 Трубы мягкие конденсатор- ные .... То же, полу- твердые . . 38 50 23 8-20 ГОСТ 2203-43 ЦМТУ 3085-52
Зависимость механических свойств мельхиора МНЖМцЗО-О,8-1
ст степени деформации и температуры отжига показана на
рис. 325—342.
Рис. 325. Зависимость механи-
ческих свойств мельхиора
МНЖМц30-0,8-1 от степени
деформации. Исходный мате-
риал. листы мягкие толщиной
1 мм с величиной зерна 0,015
и 0,07 мм
Рис 326. Зависимость механических свойств
мельхиора МНЖМцЗО-0,8-1 от темпера-
туры отжига. Продолжительность отжига
1 час Исходный материал: листы толщиной
1 мм, деформированные на 50%
Рис. 327. Зависимость механических
свойств мельхиора МНЖМц30-0,8-1
от температуры отжига. Продолжи-
тельность отжига 1 час. Исходный
материал: трубы (z = 0,065 мм), де-
формированные на 70%
Рис 328. Зависимость механических
свойств мельхиора (30,6% Ni,
0,15% Fe, 0,3% Мп, остальное медь)
от температуры отжига. Продолжи-
тельность отжига 40 мин. Исходный
материал: труба размером 14X
X 16 мм, деформированная на 70%
Рис. 329. Зависимость механических
свойств мельхиора (30% Ni, осталь-
ное—медь) от степени деформации
и содержания цинка. Исходный мате-
риал: лента, деформированная на
60% и отожженная при 800° 1,5 час.
Рис. 330. Зависимость механических
свойств мельхиора (30% Ni, осталь-
ное— медь) от температуры отжига
и содержания цинка. Исходный мате-
риал: лента, деформированная
на 90%
Рис. 331. Зависимость механических
свойств мельхиора (30% Ni, осталь-
ное — медь) от степени деформации
и содержания фосфора. Исходный
материал: лента, деформированная
на 60% и отожженная при 800°
1,5 часа
Рис 332. Зависимость механических
свойств мельхиора (30% Ni, осталь-
ное—-медь) от температуры отжига
и содержания фосфора. Продолжи-
тельность отжига 1 час. Исходный
материал: лента, деформированная
на 9О°/о
Предел прочности при растяжении Si,к&лин
Относительное удлинение о, %
t/редел прочности при растяжениив^не/мм'
Относительное удлинение
Твердость по Виннера/ % нг/мт2
Рис. 337. Зависимость механических
свойств мельхиора МНЖМц30-0,8-1
(32,6% Ni, 0,49% Fe, 1,29% Мп, осталь-
ное— медь) от степени деформации. Ис-
ходный материал: полосы горячекатаные
толщиной 4 .«.и с величиной зерна 0,07 им
Рис. 339. Зависимость механических
свойств мельхиора МНЖМц-30-0,8-1
(31% Ni, 0,3% Fe, 0,84% Мп,
остальное — медь) от степени дефор-
мации. Исходный материал: полосы
горячекатаные, толщиной 4 мм с
величиной зерна 0,07 мм
Твердость по вин персу
Рис. 338. Зависимость механических
свойств мельхиора МНЖМц30-0,8-1
(32,6% Ni, 0,49% Fe, 1,29% Мп,
остальное — медь) от температуры
отжига. Продолжительность отжига
1 час
‘(oe/oi/c/zи) *н
лэс/эн»пд ои яшоооа^
&Э о, Сэ <5> Сй & CS
§ Й J § s «
алианпц-бл эа-пиашпэв'щио
? иж/гн^плнаШшзоа паи лшэмьойи taBacig
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
349
Мельхиор МН 19
Мельхиор МН19 отличается высокой коррозионной стойкостью,
высокими механическими свойствами, хорошо обрабатывается
давлением в горячем и холодном состоянии. Листы и ленты из
мельхиора МН19 применяются для изготовления разменной мо-
неты, медицинского инструмента, сеток, деталей в точной меха-
нике и химической промышленности, а также для производства
изделий широкого потребления.
Химический состав и свойства мельхиора МНЮ см. табл.
292—296.
Таблица 292
Химический состав мельхиора МН 19 по ГОСТ 492—52
Марка Компоненты, '/о Примеси, %, не более
Ni+Co Си Fe Sl Mg Мп Pb
МН19 . . . 18,00—20,00 Остальное 1,00 0,15 0,05 0,30 0,005
МН 19 для лент спе- циального назначения 18,00—20,00 » 0,3 0,15 0,01 0,01 0,05
Продолжение табл. 292
\
Марка Примеси, °/0 не более Применение
s с г в. As Sb всего
МН19 0,01 0,05 0,010 0,002 0,010 0,005 1,50 Ленты, полосы, проволока, прутки
МН 19 для лент специ- ального на- значения 0,01 0,05 0,010 0,002 0,010 0,005 0,6
Примечание. При изготовлении монет допускается сумма железа и марганпд
до \
350
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 293
Механические и физические свойства мельхиора МН19
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C Нижняя критическая точка, °C Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расширения .... 1190 ИЗО 8,9 16 • 10—s При 20°
Теплопроводность, кал/см сек-°С Температурный коэффициент теплопроводно- сти Удельное электросопротивление, ом мм2/ м Температурный коэффициент омического со- противления: при 100 » 300° » 500° Электрический потенциал Модуль нормальной упругости, кг/ мм2 . . . 0,092 0,0028 0,287 0,00029 0,000199 0,000127 0,36 14000 Твердый
Предел прочности при растяжении, кг/мм3 80 Твердый. Наклеп
То же 40 80% Мягкий
Относительное удлинение, % 5 Твердый. Нактеп
Относительное сужение, % 35 76 60% Мягкий Мягкий
Предел пропорциональности, кг/мм2 .... 10 Мягкий
Предел пропорциональности, кг/мм2 .... 23 Твердый. Наклеп
Предел текучести, кг/мм2 60 87% Твердый
Предел усталости при 100 X 106 циклов кг/ мм* , ............... 12 Мягкий
Твердость по Бринелю, кг/мм2 ...... 128 Твердый. Наклеп
То же 70 75% Мягкий
Структура Минимальная глубина продавливания по Эриксену до появления трещин в мм при радиусе пуансона 10 мм Толщина листа, мм-. 1,68 0,84 Однофазная 4,3 3,4 Твердый
0,42 1,68 0,84 3,5 13,1 12,1 Мягкий
0.42 10,9
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
351
Таблица 294
Технологические свойства и режимы обработки мельхиора МН19
Наименование
Температура, °C:
литья .........................
горячей обработки ........................
отжига ...................................
Температура начала рекристаллизации, °C . . .
Линейная усадка, % .................
Травитель ..... ...................
Температура изложницы, °C..............
Флюс (защитный покров) .......................
Смазка при холодной прокатке, %................
Смазка для изложниц, %........................
Значение
1280—1300
980—1030
600-780
420
2 29
10—15% ной 1/1,50 j
100—120
Древесный уголь
15 веретенного масла, 85
керосина
30 машинного масла «С»,
40 мылонафта, 15 керо-
сина, 15 газовой сажи
Таблица 295
Изменение механических свойств мельхиора МН 19 при низких температурах
Наимевоганпе 1 Темпе- ратура °C Предел прочности при растяже- нии кг .и.и2 Предел теку .е- сти кг мм2 Относи- тельно? удлинение 7о Отно и тельное суженп • %
Мельхиор МН 19 . . . . . ! 20 36,1 19,4 26 78
То же, отожженный . . — 10 39.4 20,1 28 77
То же . . I — 40 41,8 20,3 29 77
» . . — 80 43,2 20,4 29 76
» . . I —120 46,4 20,5 28 75
» . . —180 51,6 22,8 36 72
Таблица 296
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из мельхиора МН 19
Марна Наименование и состояние материала Предел прочности при растяже- нии кг/мм2 Относи- тельное удлине- ние о/ /о Примечание
не менее
МН 19 Полосы мягкие .... То же, твердые .... Ленты мягкие » твердые .... » мягкие 30 40 30 40 30-38 30 3 25 2,5 32 ГОСТ 5063—49 То же ГОСТ 5187—49 То же ГОСТ 1018—54
352
Никелевые и медноникелевые сплавы
Влияние степени деформации и температуры отжига на меха-
нические свойства мельхиора МН 19 показано на рис. 343—346.
Диаграмма состояния медь — никель — цинк показана на
рис. 347.
Рис 343. Зависимость механических
свойств мельхиора МН19 от степени де-
формации и величины зерна. Исходный
материал: листы мягкие толщиной 1 мм
и величиной зерна 0,015 и 0,055 мм
Рис. 344. Зависимость механических
свойств мельхиора МН 19 от темпера
туры отжига. Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный материал: ли-
сты толщиной 1 мм, деформирован-
ные на 5О°/о
I Рис. 345a. Изменение физических
I свойств мельхиора МН19 при
< высоких температурах
гис. 6400. Изменение механических ,
свойств мельхиора МН 19 при |
высоких температурах. Исходный
материал: прутки диам. 25 мм с
величиной зерна 0,035 мм, дефор-
мированные на 20%. Выдержка
при испытании 1 час
Рис. 346. Зависимость механи-
ческих свойств мельхиора МН 19
от температуры отжига Про-
должительность отжига 40 мин.
Исходный материал: ленты тол-
щиной 0,5 мм, деформирован-
ные на 50%
23 А. П Смирягин
Рис 347 а, б, в, г Диаграмма состояния меть —
н<.
никель— цинк Изотермические разрезы
356
Никелевые и медноникелевые сплавы
Нейзильбер МНЦ15-20
Нейзильбер МНЩ5-20 отличается высокой коррозионной
стойкостью, красивым серебристым цветом, достаточно хорошими
механическими свойствами, удовлетворительно обрабатывается
давлением в горячем и холодном состоянии. Из него изготовляют
ленты проволоку и прутки различных размеров; он применяется
также для приборов точной механики, электротехнических целей,
медицинского инструмента, технической посуды, паровой и водя-
ной арматуры, художественных изделий, деталей в телефонной
промышленности, санитарной техники и изделий широкого потре-
бления.
Свойства и химический состав нейзильбера МНЦ15-20 см.
табл. 297—302.
Таблица 297
Химический состав нейзильбера МЦН15-20 по ГОСТ 492—52
Марка Компоненты, Примеси, °/о> не более
Nl+Co Zn Си Fe Si Mg Мп
МНЦ15-20 15 13,50—16,50 20 18,00—22,00 Осталь- ное 0,50 0,15 0,05 0,30
П родолжение табл. 297
Марка Примеси, % не более
гь S с г В1 As Sb всего
МНЦ15-20 0,020 0,005 0,03 0,005 0,002 0,010 0,002 0,90
Примечание: Применяется для приборов точной механики.
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
357
Таблица 298
Механические и физические свойства нейзильбера МНЦ15-20
Наименование Значение | Примечание
Температура плавления, °C Плотность, г/см* Коэффициент линейного расширения при 20—100° Теплоемкость, кал/г°С Температурный коэффициент теплоемкости Теплопроводность, кал]см сек - °C .... Удельное электросопротивление, ом ммг/м . Температурный коэффициент электросопротив- ления Модуль нормальной упругости, кг/мм2 . . Предел прочности при растяжении, кг/ммг 1080 8,70 16,6 • 10-6 0,095 53 • Ю-5 0,06—0,085 0,26 2 • 10~4 12 60С—14000 38—45 Мягкий
То же 80 Твердый. Наклеп
Относительное удлинение, % .... 35—45 80% Мягкий
То же 2—4 Т вердый
Относительное сужение, % . .... 32 Литой
То же 5,2 Твердый
Предел упругости, кг/мм2 . . . . 10 Мягкий
Предел текучести, кг/мм? 14 Мягкий
Предел усталости при 100 X 10е циклов кг/мм? 12—14 Мягкий
Твердость по Бринелю, кг/мм? 70 Мягкий
Твердость по Роквеллу (шкала F) 160—175 110 Твердый Твердый. Наклеп Коо/.
То же 70 OU /о Мягкий отжиг
Структура .... Однофазная 760° 1 час
Таблица 299
Изменение механических свойств нейзильбера МНЦ15-20
при низких температурах
Наименование и состояние материала Температура еС Предел прочно- сти при растя- жении, кг/мм2 Предел текуче- сти, кг.н.и2 Относительное, удлинение, °/0 Относительное сужение, /0
Нейзильбер холоднокатаный 20 51,7 48,6 21,5 54,3
То же — 154 65,6 56,4 35,5 62,6
Нейзильбер отожженный . . . 20 45,5 20,7 46,8 62,3
То же -154 58,4 26,8 56,8 69,5
358
Никелевые и медноникелевые сплавы
Технологические свойства и режимы обработки
нейзильбера МНЦ15-20
Таблица 300
Наименование Значение Примечание
Температура, °C:
литья 1170
горячей прокатки 950-970
прессования ....... 800
отжига 700 -750
Низкотемпературный отжиг, °C 250
Максимальная рабочая температура . . . Обрабатываемость резанием по сравнению с до 250
латунью ЛС63-3, % 20
Обрабатываемость в холодном состоянии . . 70% Суммарная
Линейная усадка, % 2,02 деформация
Травитель 10—15%-иая H2SO4 -|-2%-ный хромпик
Температура изложницы, °C 100—120
Смазка Керосин-|-сажа (9:1)
Флюс (защитный покров) Древесный уголь
Таблица 301
Термоэлектрические свойства нейзильбера МНЦ15-20
Температура °C Т.э.д.с. в паре с платиной при холодном спае 0° мв Электросопротив- ление ОН M.W2 м Температурный коэффициент э юктросопротпвленпя х 10“^
0,0 0 0,267 1,87
100 —1,00 0,272 2,22
200 —2,03 0,278 2,52
300 -3,17 0,285 —
400 —4,51 — —
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
359
Таблица 302
Механические свойства важнейших полуфабрикатов
из нейзильбера МНЦ15-20
Марка
Наименование и
состояние материала
Примечание
И'
Д *
н д
не менее
МНЦ! 5-20 Полосы и ленты мягкие .... 35 35 ГОСТ 5063—49
Полосы и ленты твердые . . . 55 1
Полосы особо твердые .... 65 1 ГОСТ 5187—49
Прутки тянутые и катаные мяг- кие диам. 6—50 мм .... 30 30
Прутки твердые диам., мм: 6—2? 23—30 32—50 45 40 35 5 7 12 ЦМТУ 674—41
Проволока мягкая диам., мм:
0,2—0,5 35 20 4
0,6—1,0 35 25
1,1—5,0 35 30
Проволока полутвердая, дням. мм:
0,6-1,0 45 3 ГОСТ 5220—50
1,1—5,0 45 5
Проволока твердая, диам., мм 0,2—0,5 0,6—1,0 1,1-5,0 55 55 55 0,5 0,5 1,5 1
Влияние степени деформации и температуры отжига на меха-
нические свойства нейзильбера МНЦ15-20 показано на
рис. 348—354.
Рис. 348. Зависимость механиче-
ских свойств нейзильбера
МНЦ15-20 от степени деформации
и величины зерна. Исходный ма-
териал: листы мягкие толщиной
1 мм с величиной зерна 0,015 и
0,10 мм
4
I *
$4*8 £
ПО-
Ю0-
90.
ooiF.
7=0/0
1050
20015
7=0,015
1=010
Wl
0,06
О//5'
ЩИ
-0,03
.0/12
,0/11
Рис. 349. Зависимость механи-
ческих свойств нейзильбера
МНЦ15-20 от температуры от-
жига. Продолжительность от-
жига 1 час. Исходный матери-
ал: листы толщиной 1 мм, де-
формированные на 50%
ТОМ
7=0,10
100 W3004005Q0600700000 000
Температура отжаеа, *С
Степень деформации, 7*
I
1
Рис. 351. Зависимость механических свойств и удель-
ного электросопротивления нейзильбера МНЩ5-20 от
температуры отжига. Продолжительность отжига
I час. Исходный материал, полосы, деформированные
на 60%
Удельное элеИтрасопротиЗлениер,он мм^/п
Рис. 353. Изменение механических
свойств нейзильбера МНЦ15-20
при высоких температурах
Относительное удлинение 6t %
Рис 352. Изменение физических свойств
нейзильбера МНЦ15-20 при повышен-
ных температурах
362
Никелевые и медноникелевые сплавы
Рис. 354. Диаграмма рекристаллизации нейзильбера МНЦ15-20
Нейзильбер свинцовый МНЦС17-18-1.8
Нейзильбер свинцовый МНЦС17-18-1,8 отличается хорошей
обрабатываемостью резанием, обладает высокой коррозионной
стойкостью, красивым серебристым цветом, хорошими механиче-
скими свойствами, обрабатывается давлением лишь в холодном
состоянии. Применяется он для изготовления деталей часовых
механизмов.
Химический состав и свойства нейзильбера МНЦС17-18-1,8 см
табл. 303—305.
Таблица 303
Химический состав нейзильбера свинцового МНЦС17-18-1,8
по ЦМТУ 4589—55
Марка Компоненты, % Применение
N1 + Со Zu РЬ Си
МНЦС 17-18-1,8 17 16,5—18,0 Остальное 1,8 1,6-2,0 61 — 64,9 Для деталей в часовой промыш- ленности
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
333
Таблица 304
Механические свойства и технологические характеристики нейзильбера
свинцового МНЦС17-18-1.8
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... 1120
Нижняя критическая точка, °C ... 965
Плотность, efcMz 8 82
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 Предел прочности при растяжении, 12 700 Литой
кг/мм2 40 Мягкий
То же 65 Твердый
Относительное удлинение, % ... 40 Мягкий
То же 2,0 Твердый
Твердость по Роквеллу (шката В) . . 42 Мягкий
То же 92 Т вердый
Температура литья, °C 1250—1260
» отжига, °C 750
Низкотемпературный отжиг 3С . . . . Обрабатываемость резанием по сравне- 250
нию с ЛС63-3, % 50
Раскислитель 1 Марганец 0,05% ( Магний 0,05%
Омазка дтя изложниц Желтая мазь и
олифа (1 -.1)
Температура изложниц, °C 50—70
Обжатие при холодной прокатке, % Не менее 10 За проход
Травитель H,SO4 10-15% К2Сг2О7 10 г/л при 50—60°
Флюс (защитный покров) Древесный уголь Сухой
Таблица 305
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из свинцового
нейзильбера МНЦС17-18-1,8 '
Марка Наименование и сосюяние материала Твердость по Роквеллу (шкала В) Примечание
МНЦС17-18-1.8 Полосы мягкие » полутвердые . . » твердые .... 45—65 65—90 |цМТУ 4589—55
Изменение механических свойств нейзильбера МНЦС17-18-1,8
в зависимости от степени деформации и температуры отжига по-
казано на рис, 355—357.
364
Никелевые и медноникелевые сплавы
Рис. 355. Зависимость меха-
нических свойств нейзильбе-
ра свинцового МНЦС17-18-
1,8 от степени деформации.
Исходный материал: полосы
деформированные и отож-
женные при 750° 2 час.
Температура отнага, °C
Рис. 356. Зависимость механи-
ческих свойств нейзильбера
свинцового МНЦС17-18-1.8 от
температуры отжига. Продол-
жительность отжига 2 час. Ис
ходный материал: полосы тол-
щиной 4 мм, деформированные
на 40%
Рис. 357. Изменение
механических свойств
нейзильбера свинцо-
вого МНЦС17-18-1.8
при высоких темпе-
ратурах
Куниаль МНА13-3 (А) и МНАб-1,5 (Б)
Эти сплавы характерны высокими механическими и коррозион-
ными свойствами, морозостойкостью, обладают достаточно хоро-
шими пружинящими свойствами и удовлетворительно обрабаты-
ваются давлением в горячем состоянии. На рис. 358—361 показа-
ны разрезы медного угла тройной системы медь — никель — алю-
миний. Из диаграмм видно, что область твердого раствора а
a
{200
Рис. 358. a — диаграмма состояния медь — никель — алю-
миний, б — изотермы насыщения области твердого раствора
а медного угла тройной системы медь — алюминий — ни-
кель (А. П. Смирягин)
Рис. 359. Изменение границы насыщения области твер-
дого раствора а в системе медь — алюминий — никель
при постоянном содержании алюминия (А. П. Смирягин)
Al,% (Sec/
Рис. 360. Политермический разрез
медного угла системы медь — алю-
миний — никель при постоянном
содержании никеля 3% (А. П.
Смирягин)
М,‘/.[8гс)
Рис. 361. Политермический разрез
медного утла системы медь — алю-
миний — никель при постоянном
содержании никеля 4% (А. П
Смирягин)
Конструкционные никелевые'и медноникелевые сплавы
этой системы при высоких температурах весьма значительна. С по-
нижением температуры границы области а резко сдвигаются в сто-
рону медного угла, вследствие чего эти сплавы относятся к типу
дисперсионнотвердеющих. Действительно, под влиянием термиче-
ской обработки (закалка с 900° в воду и отжиг при 500° 2 час.)
сильно повышаются механические свойства этих сплавов (проч-
ность и твердость).
Куниали применяются в виде прутков и полос для изготовле-
ния деталей повышенной прочности (куниаль А) и для пружин от-
ветственного назначения (куниаль Б), применяемых в различных
областях промышленности.
Химический состав и свойства куниалей см. табл. 306—309.
Таблица 306
Химический состав куниалей по ГОСТ 492—52
Марка Компоненты, % Примеси, р/0, не более Применсии
N1 + Со XI Си Fe Мп РЬ все- го
Куниаль А МНА13-3 Куниаль Б ЦНАб-1,5 13 12,00—15,00 6 5,50-6,50 3 2,3—3,0 1,5 1,2—1,8 Осталь- ное То же 1,00 0,50 0,50 0,20 0,002 0,002 1,90 1,10 Прутки ДТ1Я изделий по- вышенной прочности Полосы дтя пружин
Таблица 307
Механические, физические и технологические свойства куниалей
Наименование Значение нупиаль А | куниаль Б Примечание
Верхняя критическая точка, °C Плотность, г/см3 1145 8,5 1120 8,7
Предел прочности при растяже- 38 36 Мягкий
нии, кг/мм3 90-95 65- 75 Т вердый
Предел текучести, кг/ мм3 . . . — 8 Мягкий
Относительное удлинение, % 13 28 Мягкий
То же 5 7 Твердый
Ударная вязкость, кгм/см3 , . 5 12
Твердость по Бринелю, кг/мм3 260 210 Облагороженный
Температура литья, °C .... Температура горячей обработки 1250—1300 1200-1250
°C 900—1000 850—900
Температура закалки, °C ... 900 900
» отпуска, °C . . 500 500 2 час.
368
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 308
Изменение механических свойств куниали Б МНАб-1,5 при низких
температурах
Наименование и состояние материала Темпера- тура °C Предел прочности при растяжении кг/мм Предел текучести кг м и2 Относи- тельное удлине- ние 7о Относи тельное сужение 7»
Куниаль Б МНАб-1,5 20 26,1 8 42 80
— 10 34,8 9,6 40 80
—40 39,1 11,3 41 80
—80 40,2 И,5 43 79
— 120 43.2 10,5 44 82
— 180 47,1 16,1 49 82
Куниаль Б МНАб-1,5, 20 63,8 24 50
закаленный с 900° и —10 70,1 38,5 22 48
отожженный при —40 72,6 43,2 25 57
550° 2 час —80 70,6 36,1 23 57
— 120 75,5 44,4 26 63
— 180 75 38,5 26 67
Таблица 309
Механические свойства полуфабрикатов из куниалей
Марка Наименование и состояние материала Предел прочности при растяжении, кг/мм2 не мен Относи- тельное удлинение 7» ее Примечание
Куниаль А МНА13-3 Куниаль Б МНАб-1,5 Прутки прессован- ные Ленты и полосы твердые . . . 70 55 7 3 ЦМТУ 3443—53 МПТУ 4146-53
Зависимость механических свойств куниалей А и Б от степени
деформации и температуры отжига показана на рис. 362—366.
Рис. 362. Зависимость механи-
| ческих свойств сплава МНА13-
I 3 (куниаль А) от степени де-
1 формации Исходный материал:
I полосы горячекатаные
ниаль А) от температуры отжига
Продолжительность отжига 1 час.'
Исходный материал: полосы, де-
формированные на 40%
Рис. 364. Зависимость механиче-
ских свойств сплава МНАб-1,5
(куниаль Б) от степени деформа-
ции. Исходный материал полосы
горячекатаные
Рис. 365. Зависимость механи-
ческих свойств сплава МНАб-
1,5 (куниаль Б) от температу-
ры отжига. Продолжительность
отжига 1 час. Исходный мате-
риал: полосы толщиной 3 ММ,
деформированные на 40%
24 А П Смирягии
370
Никелевые и медноникелевые сплавы
Рис. 366. Изменение механических
свойств сплава МНА6-1,5 (куни-
аль Б) при высоких температурах
Медноникелевый сплав МН5
Сплав МН5 обладает хорошими механическими свойствами,
удовлетворительно обрабатывается давлением в горячем и холод-
ном состоянии, не склонен к коррозионному растрескиванию. При-
меняется в виде прутков и труб различных размеров.
Ниже приведены сведения о свойствах медноникелевых спла-
вов МН5 и МН10, содержащих различные количества добавок
железа и марганца.
Эти сплавы отличаются повышенными механическими свой-
ствами и являются перспективными.
Свойства и химический состав сплава М.Н5 см. табл. 310—313.
Таблица 310
Химический состав сплава МН5 по ВТ У, ГЦМО 562—48
Конструкционные никелевые и медноникелевые сплавы
371
Таблица 31Г
Механические и физические свойства сплава МН5
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C 1120
Ннжняя критическая точка, °C 1086
Плотность, г/см3 8,7
Коэффициент линейного расширения при 20° 16,4-10“6
Теплопроводность, кдл1см-сек-°С 0,31
Удельное электросопротивление, ом-ммР/м . 0,07
Температурный коэффициент электросоиро-
тивления 0,0015
Предел прочности при растяжения, кг)ммг . 22—27 Мягкие прутки
То же 47 Твердые листы
» » 27 Мягкие листы
Относительное удлинение, % 33 Трубы мягкие
То же ; 4 Твердые листы
» » 50 Мягкие листы
Относительное сужение, % . . . 70
Твердость по Бринелю, кг)мм- 38 Мягкий
Таблица 312
Технологические свойства и режимы обработки сплава МН5
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья прессования отжига рекристаллизации Травитель Температура изложницы, °C . . Смазка Флюс (защитный покров) ... 1200 950—1000 650 350 10% H2SO4 80—100 Керосин + сажа (9 : 1) Древесный уголь
Таблица 313
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из сплава МН5
Марна Наименование и состояние материала Предел прочности при растяжении кг/лглг2 Относительное удлинение, »/, Примечание
не менее
МН5 Трубы тянутые мягкие 22—27 33 ВТУ гцмо 562—48
24*
злч
Никелевые и медноникелевые сплавы
Зависимость механических свойств сплава МН5, а также спла-
вов М.Н5 и МНЮ, содержащих различные количества железа и
марганца, от степени деформации
Рис. 367. Зависимость механических
свойств сплава МН5 от степени дефор-
мации. Исходный материал, лента мяг-
кая толщиной 1 мм
и температуры отжига пока-
Рис. 369. Зависимость механиче-
ских свойств сплава МН5
(1,85% Ni, остальное—медь) от
степени деформации. Исходный
материал- полоса горячекатаная и
отожженная при 800° 1,5 час
Рис. 368. Зависимость механических
свойств сплава МН5 от температуры
отжига. Продолжительность отжига
1 час. Исходный материал: лента твер-
дая толщиной 1 мм
Рис. 370. Зависимость механиче
ских свойств сплава МН5
(4,85% Ni, остальное — медь) от
температуры отжига. Продолжи-
тельность отжига 2 час. Исходный
материал: полоса, деформирован-
ная на 50%
Рис. 371. Изменение механических
свойств сплава МН5 (4,85% Ni,
остальное — медь) при высоких темпе-
ратурах. Исходный материал: полоса го-
рячекатаная
Рис. 372. Зависимость механиче-
ских свойств сплава МН5
(5,05% Ni, 0,6% Fe, 0,15% Мп,
остальное — медь) от степени де-
формации. Исходный материал:
полоса горячекатаная и закален-
ная с 1000°
Рис. 373. Зависимость механиче-
ских свойств сплава МН5
(5,05% Ni, 0,6% Fe, 0,51% Мп,
остальное — медь) от температуры
отжига. Продолжительность отжи-
га 1 час. Исходный материал: по-
лоса горячекатаная, закаленная с
1000° и деформированная на 50%
Рис. 374. Зависимость механических
свойств сплава МН5 (5,05»/e Ni,
0,6% Fe, 0,51% Мп, остальное —
медь) от степени деформации. Ис-
ходное состояние: полоса мягкая,
отожженная при 800° 1,5 час.
Рис. 376. Изменение механических
свойств сплава МН5 (5,05% Ni,
О,6°/о Fe, 0,51% Мп, остальное медь)
при высоких температурах
Рис. 375. Зависимость механи-
ческих свойств сплава МН5
(5,05»/® Ni, 0,6% Fe, 0,51»/® Мп,
остальное — медь) от темпера-
туры отжига. Продолжитель-
ность отжига 2 час. Исходный
материал: полоса твердая, де-
формированная на 50%
Рис. 377. Зависимость механиче-
ских свойств сплава МНЮ
(10% Ni, 0,6% Fe, 0,8% Мп,
остальное — медь) от степени де-
формации. Исходный материал:
полоса мягкая, закаленная с 1000°
Рис. 378. Зависимость механиче-
ских свойств сплава МНЮ
(10% Ni, 0,6% Fe, 0,81»/® Мп,
остальное медь) от температуры
отжига. Продолжительность отжи-
га 2 час. Исходный материал: по-
лоса, закаленная с 1000° и дефор-
мированная на 50»/®
' (10% Ni, 0,6% Fe, 0,81% Мп,
остальное медь) от степени дефор-
мации. Исходный материал: поло-
са горячекатаная и отожженная
при 800° 1,5 час.
Температура отжига,’С
Рис7~380. Зависимость механических
свойств сплава МНЮ (10% N1
0.6% Fe, 0,81% Мп, остальное медь)
от температуры отжига. Продолжи-
тельность отжига 2 час. Исходный ма-
териал: полоса отожженная при 800°
1,5 час. и деформированная на 50%
Степень деформации, %
Рис. 382. Зависимость механических
свойств сплава МНЮ (10,15% Ni,
1% Fe, 0,87% Мп, остальное медь)
от степени деформации. Исходный
материал: полоса, отожженная при
800° 1,5 час.
рис 381. Изменение механических
свойств сплава МНЮ (10% Ni,
0,6% Fe, 0,81% Мп, остальное медь)
при высоких температурах
Рис. 383. Зависимость механиче-
ских свойств сплава МНЮ
(10,25% Ni, 1% Fe, 0,87% Мп
остальное медь) от температуры
отжига. Продолжительность отжи-
га 2 час. Исходный материал; по-
лоса, деформированная на 50%
Температура, °C
Рис. 384. Изменение механических
свойств сплава МНЮ (10,25% Ni,
1% Fe, 0,87% Мп, остальное —
медь) при высоких температурах.
Исходное состояние: полоса горя-
чекатаная
Рис. 385. Зависимость механических
свойств сплава МНЮ (10,25% Ni.
1% Fe, 0,87% Мп, остальное медь) от
степени деформации. Исходный ма-
териал: полоса, закаленная с 1000°
Рис. 386. Зависимость механических
свойств сплава МНЮ (10,25% Ni,
1% Fe, 0,87% Мп, остальное медь) от
температуры отжига. Продолжитель-
ность отжига 2 час. Исходное со-
стояние: полоса, закаленная с 1000°
и деформированная на 50%
Термоэлектродные никелевые и медноникелевые сплавы
377
ТЕРМОЭЛЕКТРОДНЫЕ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНОНИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ
Сплав МН0,6 (ТП)
Сплав МН0,6 (ТП) применяется в качестве компенсационных
проводов к платина-платинородиевым термопарам (ТП).
Отлично обрабатывается давлением в горячем и холодном со-
стоянии.
Химический состав и свойства МН0,6 (ТП) см. табл. 314—319.
Таблица 314
Химический состав сплава ТП по ГОСТ 492—52
Примечание: Применяется для изготовления проволоки для компенсационных
проводов.
Таблица 315
Механические и физические свойства сплава МН0,6 (ТП)
Наименование Значение Примечание
Температура плавления, °C Плотность, г/см3 Теплопроводность, кал/см-сек- °C . . Удельное электросопротивление ом-мм?/м Температурный коэффициент электро- сопротивления: при 0° при 20° Модуль нормальной упругости, кг]мма Предел прочности при растяжении, кг/ мм? То же Относительное удлинение, % .... То же Ударная вязкость, кем! см? Твердость по Бринелю, кг/мм? . . . 1084 8,96 0,65 0,0310 0,002758 0,003147 12 000 25—30 45 До 50 2 ~16 50—60 Мягкий Мягкий Твердый. Наклеп 80% Мягкий Твердый. Наклеп 80% Мягкий Мягкий
378
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 316
Технологические свойства и режимы обработки сплава МН0,6 (ТП)
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья прокатки отжига рекристаллизации Максимальная рабочая температура, °C Травитель. Раствор серной кислоты в воде, % Температура изложницы, °C Смазка Флюс (защитный покров) Раскислитель И60—1180 880—930 500 300 100 10—15 60—80 Керосин + сажа (9:1) Древесный уготь Магний
Таблица 317
Электрические и термоэлектрические свойства сплава МН0,6 (ТП)
при повышенных температурах
Температура °C Удельное электросопро- тивление ОЛС Л1М2/Л€ Температурный коэрфициент электросопро- тивления Термоэлектродвижущая сила в паре с платиной при голодном спае (0°С) мв
0 0,0299 0,002758 0
20 0,0241 0,003117
100 0,0300 — +0,12
200 — — —0,01
300 — — —1,36
400 — — —2,17
500 —, — —3,17
Таблица 318
Изменение термоэлектродвижущей силы термопары ТП в зависимости от
температуры рабочего спая в паре с платиной
Температура рабочего спая °C 100 200 300 400 500
Термоэлектродвижущая сила, мв +0,12 —0,66 —1,56 —2,48 —3,46
Терлюэлектродные никелевые и медноникелевые сплавы
379
Таблица 319
Механические и физические свойства полуфабрикатов из сплава МН0,6(Т П)
Вид изделий Состояние мате- риала Предел прочно- сти при растя ?нении, кг/мм- нс более Относительное Удлинение, °/0 не менее Т.э.д.с. в паре с медью при тем- пературе свобод- ного конца 0°С и рабочего 100°С ме П[ичечание
Проволока для ком- пенсационных проводов Мягкий 30 25 —0,64±0,03 ГОСТ 1791—54
Зависимость механических свойств сплава ТП от степени де-
формации и температуры отжига показана на рис. 387 и 388.
Рис. 387. Зависимость механических
свойств и удельного электросопротив-
ления сплава ТП МН0.6 от степени
деформации. Исходное состояние’
проволока мягкая, диам. 3—1,5 мм
Рис. 388. Зависимость механических
свойств и удельного электросопротив-
ления сплава ТП МН0,6 от темпера-
туры отжига. Исходный материал:
проволока твердая диам. 3—1,5 мм
Сплав МН16 (ТБ)
Сплав МН 16 (ТБ) отличается особыми физическими свой-
ствами и достаточно хорошими механическими и технологически-
ми свойствами. Применяется в качестве компенсационного про-
вода к термопарам ТБ (платина — золото, палладий — платино-
родий). В паре с медью эти сплавы до 100° имеют ту же т. э. д. с.,
что и соответствующие термопары.
380
Никелевые и медноникелевые сплавы
Химический состав и свойства сплава ТБ см. табл. 320—325.
Таблица 320
Химический состав сплава МН 16 (ТБ) по ГОСТ 492—52
Марка сплава Основные компоненты,% Примеси, %, не более
Ni+Co Си Fe Si Mg S с Р Bi As Sb всего
Сплав МН16 (ТБ) 15,30— 16,30 Остальное 0,05 0,002 0,05 0,002 0,002 0,03 0,002 0,002 0,002 0,002 0,20
Примечание: Применяется для изготовления проволоки для компенсационных
ироводов.
Таблица 321
Механические и физические снойства сплава МН 16 (ТБ)
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C .... ... 1170
Нижняя критическая точка, °C 1120
Плотность, г)см3 9,02
Коэффициент линейного расширения при 20° . . 15,3 10-6
Удельное электросопротивление, ом • мм3/ м . . Температурный коэффициент электросопротивле- 0,223
иия при 20° 0,002679
Модуль нормальной упругости, кг/мм3' .... 7800—8400
Предел прочности при растяжении, кг/мм3 . . 4 Литой
То же 39 Мягкий
а » 70 Твердый Наклеп 80%
Относительное удлинение, % 26 Мягкий
Относительное удлинение, % 2,5 Твердый. Наклеп 80%
Относительное сужение, % 83 Мягкий
Предел пропорциональности, кг/мм3 19,5 Твердый
То же 8,4 Мягкий
Предел текучести, кг/мм3 16 Мягкий
Твердость по Бринелю, кг/мм3 122 Твердый
Глубина выдавливай, по Эриксену до появления 70 Мягкий
трещин, мм
Толщина листа, мм: 4,6 Твердый
1,67 13,4 Мягкий |
0,83 3,9 Твердый
12,3 Мягкий
0,42 3,6 Твердый
- 11,6 Мягкий
Термоэлектродные никелевые и медноникелевые сплавы
381
Таблица 322
Технологические свойства и режимы обработки сплава ТБ
Наименование
Температура, °C:
литья.....................................
прокатки .................................
отжига ...................................
Максимальная рабочая температура, °C .........
Тразитель — раствор серной кислоты в воде, % .
Температура изложницы, °C.....................
Смазка для изложниц...........................
Флюс (защитный покров) .......................
Раскислитель..................................
Значение
1250—1260
980—1030
750—780
100
10—15
60—80
Керосин 4- сажа
Древесный уголь
Магний
Таблица 323
Электрические и термоэлектрические свойства сплава ТБ при повышенных
температурах
Температура °C Уде пьное электросопротивле- ние о.и • Температурный коэффициент э центр сопротивле- ния Термоэлектродвижущая сила в паре с платиной при холодном спае (0°С> MS
0 0,2352 0,002943 0
20 0,2366 0,002679
100 0,2415 — —2 , 21
200 -— — —4,80
300 — .— —7,93
400 — .— — 11,91
500 — — — 14,91
Таблица 324
Термоэлектродвижущая сила, мв, термопары ТБ в зависимости от температуры
* рабочего спая (свободный спай при 0°С)
Температура рабочего спая 100 200 300 400 500
В паре с медью 2,96 6,0 10,0 15,20 20,4
В паре с платиной —2,21 —4,8 —7,93 —11,41 — 14,91
382
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 325
Механические н физические свойства полуфабрикатов из сплава ТБ
Вид изделий Состояние материала Предел прочности при рас- тяжении кг/.и.ч2 не более Относи- тельное удлинение °/о не менее Т. э. д. с. в ларе с медью при темпе- ратуре свободного конца 0° и рабочего 100°, мч
Проволока для компенса- ционных проводов . . . Мягкий 45 20 2,96±0,10
Зависимость механических свойств сплава ТБ от степени де-
формации и температуры отжига показана на рис. 389 и 390.
Предел прочности при растяжении б^нг/мм
Относительное удлинение S, ц
Степень деформации,'/,
Рис. 389. Зависимость механических
свойств и удельного электросопротив-
ления сплава ТБ МН16 от степени де-
формации. Исходный материал: про-
волока мягкая, диам. 3—15 мм
Рис. 390. Зависимость механических
свойств и удельного электросопротив-
ления сплава ТБ МН16 от темпера-
туры отжига. Исходный материал:
проволока твердая диам. 1,5 мм
Удельное олентросопротиблениер,
Копель МНМц43-0,5
Копель МНМц43-0,5 отличается высоким удельным электро-
сопротивлением, в паре с медью, хромелем и железом дает боль-
шую т. э. д. с. при ничтожно малом, практически разном нулю,
температурном коэффициенте. Широко применяется в пиромет-
рии в качестве компенсационного провода, отрицательного элек-
трода термопар и в радиотехнических приборах, где рабочая тем-
пература не превышает 600°; при этих условиях копель достаточно
жаростоек и коррозионноустойчиз. Проволока копель поставляет-
ся комплектно с хромелем или железой, образующим вместе
стандартную термопару.
Химический состав и свойства МНМц43-0,5 см. табл. 326—334.
Термоэлектродные никелевые и медноникелевые сплавы
383
Таблица 326 Химический состав копеля МНМц43-0,5 по ГОСТ 492—52
Марка сплава Основные комг оненты, % Примеси, "/0, не более
Мп Ni+ Со Си Fe Si Mgj РЬ s с Р Bi As 2 Sb 1 « 1 “
Копель МНМц43-0,5 Примем санионных про 0,10— 1,0 1 ни е: водов. 42,5— 44,0 Примен/ Осталь- ное ется для иа LO o' готе о о влег § 0,05 СЧ о о o' 1ров( о o' ЭЛОК оГо * . а 500‘0 S к сч о о о шоп сч о o' ар сч О О о о и компен-
Таблица 327
Механические и физические свойства копеля МНМц43-0,5
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... 1290
Нижняя критическая точка, °C ... 1220
Плотность, г/см3 8,9
Коэффициент линейного расширения
при 20" 14-10 6
Тепловое расширение на 1 м, мм:
при 150° 2
» 500° 8
Теплопроводность, кал/см сек, °C . . 0,058
Удельное электросопротивление при 0°
ом мм3/м 0,49—0,5 Мягкий
Температурный коэффициент электро-
сопротивления (0°) —0,00014
Термоэлектродвижущая сила при 25°С
в паре с платиной, мв ...... 1
Модуль нормальной упругости, кг/мм3 9 500 Мягкий
То же 12 000 Твердый
Предел прочности при растяжении
кг/мм3 40 Мягкий
То же 70 Твердый. Наклеп 80%
Относительное удлинение, % . . 35 Мягкий
То же 2 Твердый. Наклеп 80%
Относительное сужение, % ... 72 Мягкий
Предел упругости, кг /мм3 10 Твердый. Наклеп 50%
Предел усталости при 8 х 106 циклов
кг/мм3 19 Мягкий
Предел текучести, кг/мм3 22 Литой
Твердость по Бринелю, кг/мм3 . . . 85—90 Мягкий
Го же 185 Твердый. Наклеп 80%
Коррозионная устойчивость. Потеря
в весе, г/м* сутки, при действии:
10%-ной серной кислоты . . . . 1
2%-ной щелочи 0,05
# морской воды 1 0,25
384
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 328
Технологические характеристики копеля МНМц43-0,5
Наименование Значение | Примечание
Температура, °C: литья горячей обработки 1280—1300 1100—1150 1
отжига Температура изложницы, °C Смазка изложницы Флюс Раскислитель 800—850 60—80 Керосин + голландская сажа (9:1) Стекло Магний 1 1
Таблица 329
Механические свойства копеля МНМц43-0,5 при низких температурах
1 Наименование ! Темпера- 1 тура и состояние материала од 1 Предел , прочности | Предел при текучести растяжении 1 кг'мм1 Относи- тельное удлинение % Относи- тельное сужение %
Копель МНМц43-0,5 | ।
отожженный . . 20 42,2 13,8 40 77
— 10 46,3 12,9 47 78
—40 47,4 14,7 43 78
—80 50,6 15,5 48 75
— 120 54 16,9 48 74
-180 62,8 18,5 57 76
Таблица 330
Механические н физические свойства полуфабрикатов из копеля МНМц43-0,5
Наименование изделий Состояние материала 1 Предел прочно- । сти при растя- I ЖПНИИ, каШМ2 I не более Относительное удлинение, % не менее Удельное этевтро- сопротивле- ние ОЛ1 .M..U2 М Т. э. д. с. в паре с медью при темпера- туре свобод- ного конца 0° и рабочего конца 100° Мв Примечание
Проволока для термо- электродов термопар и компенса- ционных проводов Мягкий 60 20 0,465±0,025 ч. —4,76±0,15 ГОСТ В1790— 42 и ГОСТ 1791—54
Таблица 331
Изменение удельного электросопротивления и температурного коэффициента
электросопротивления копеля в зависимости от температуры
7 емпература °C Электро- сопротивле- ние ом мм^'м Температур- ный коэффициент электро- сопротивле- ния Температура °C Электро- сопротивле- ние ом • мж2/,н Температур- ный коэффициент электро- сопротивле- ния
0 0,504 —0,00014 500 0,483 , +0,00004
100 0,497 —0,00012 600 0,485 +0,00006
200 0,491 —0,00010 700 0,488 +0,00008
300 0,486 —0,00006 800 0,492
400 0,483 0,00000
Таблица 332
Термсйлектродвижущая сила копеля МНМц43-0,5
Темпера- т\ ра СС Термоэлектродвижу щая сила в паре с платиной при холодном спае 0° Поправка па температуру свободных концов для копеля в паре с платиной
мв допуски, 4 в темпера- : тура, СС т. э. д. с. мв 1 темпера- тура, °C т. э. д. с. мв темпера- тура, °C i т. э, д. с. мв
от ДО
0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 —4,00 —8,57 — 13,55 —18,62 -23,86 —29,29 —34,75 —40,20 3,82 8,27 13,34 18,29 23,49 28,90 34,24 39,57 4,18 8,72 13,85 18,89 24,15 26,65 35,05 40,47 10 11 12 13 14 15 16 17 0,40 0,44 0,48 0,51 0,55 0,59 0,63 0,67 18 19 20 21 22 23 24 25 0,70 0,74 0,78 0,82 0,86 0,90 0,94 0,98 26 27 28 29 30 1,01 1,05 1,09 1,15 1,17
Таблица 333
Термоэлектродвижущая сила копеля МНМц43-0,5 различных классов
Температура рабочего конца °C Класс I | II | III | IV Допуски, мв
100 3,88-4,18 3,86—4,16 3,84—4,14 3,82—4,12
200 8,42—8,72 8,37—8,67 8,32—8,62 8,27—8,57
300 13,55—13,85 13,48—13,78 13,41 — 13,71 13,34—13,64
400 18,59—18,89 18,49—18,79 18,39—18,69 18,29—18,59
500 23,85—24,15 23,73—24,03 23,61—23,91 23,49—23,79
600 29,35—29,65 29,20—29,30 29,06—29,35 28,90—29,20
700 34,75—35,05 34,58—34,88 34,40—34,70 34.24—34,54
800 40,17—40,47 39,97—40,27 31,77—40,07 39,57—39 87
25 А П. Смирягин
386
Никелевые и меднонике гевые сплавы
Табшца 334
Расчетные данные для копеля МНМц43-0,5
Диаметр nt н Электро сопротив те иие 1 н при 20° ом Число метров в 1 кг Диаметр Л4Л1 Электро сопротивле нпе 1 м при 20э он Чисто метров в 1 )г
0,03 707 165000 0,28 8,12 1830
0,04 308 83300 0,30 7,07 1590
0,05 255 57200 0,35 5,20 1170
0,06 177 38700 0,40 3,98 900
0,07 130 29300 0,45 3 14 708
0,08 99,5 22400 0 50 2,55 572
0,09 78,6 17600 0,55 2,10 472
0,10 63,7 14300 0,60 1,77 397
0,11 52,6 11800 0,70 1,30 292
0,12 44,2 9950 0,80 0,995 221
0,15 27,6 6370 0 90 0,786 Г6
0,18 19,6 4430 1,00 0 637 143
0,20 15 9 3580 1,10 0 526 118
0 22 13,2 2960 1,20 0,442 99 5
0 25 10 2 2290 —• —
Копель, отвечающий по допускам вышеуказанной градуиров-
ке, делится на четыре класса (табл 333), и употребляется с хро
мелем или железом тех же классов в виде проволоки диам 0,42
и 0,67 мм Проволока должна отвечать электросопротивлению
0,48—0,50 ом мм^м, при этом негомогенность не должна превы
шать 0,10 мв при 600°.
Зависимость механических свойств МНМц43 0,5 от степени
деформации и температуры отжига показана на рис 391—394
Рис 391 Диаграмма
рекристаллизации копеля
МНМц43 0,5
Термо->лектродные никелевые и медноникегевые сплавы
387
Изменение
эчектросопро
и термоэлеь
Рис 393 Зависимость месашчс
ских свойств и удельного элек
тросопротивления копеля
МНМц43 0,5 от температуры от
жига Исходный материал про
волока твердая диам 1 5
Рис 394
удельного
тивления
тродвижущей силы копе
ля МНМц43 0 5 при вы
соких температурах
Герморленградвижущая срлае мб
Хромель НХ9,5 (1) и НХ9 (2)
Хромель НХ9.5 и НХ9 отличаются высокими механическими
свойствами и жаростойкостью Хромель НХ9,5 применяется в тер-
мопарах (положительный электрод), а хромель НХ9 — в качест-
ве компенсационных проводов
При высоких температурах хромель по жаростойкости усту-
пает нихрому
Химический состав и свойства хромеля 1 и хромеля 2 см
табл 335—341
25*
Таблица 335
Химический состав хромеля 1 и хромеля 2 по ГОСТ 492—52
Марки сплавов Основные компоненты, 7# Примеси, п/м не более Применение
Сг Ni + Со Fe Si Mg Мп Си РЬ S С р Bi Аз Sb всего
Хромель 1 (НХ9,5) 9,00—10,00 Осталь- ное 0,40 0,20 0,05 0,30 0,20 0,002 0,02 0,30 0,003 0,002 0,002 0,002 1,40 Проволока для термоэлектро- дов термопар
Хромель 2 (НХ9) 8,5—9,5 0,40 0,20 0,05 0,30 0,20 0,002 0,02 0,30 0,003 0,002 0,002 0,002 1,40 Проволока для компенсацион- ных проводов
Таблица 336
Механические и физические свойства хромеля 1 (НХ 9,5) и хромеля 2 (НХ9)
Наименование Значение Примечание Наименование Значение Примечание
Температура плавления, °C . . Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расши- рения при 0—1000° Тепловое расширение на 1 м, мм: при 200° при 700° Удельное электросопротивление ом • мм3/м 1435 8,7 12,8 • 10~е 3 12 0,6—0,7 Температурный коэффициент электросопротивления при 0 — 100° Магнитные свойства Предел прочности при растяже- нии, кг/мм3 То же Относительное удлинение, % То же Твердость по Бринелю, кг]мм2 0,00048 Не магнитен 110 60—70 3 35—45 150—200 300 Твердый. Наклеп 80% Мягкий Твердый Мягкий Мягкий Твердый
(6ХН) Хромель 2 (НХ9,5) Хромель 1 Марка сплава • 3 го X
сационных проводов | для компен- Проволока для термо- электродов термопар Проволока Вид изделий йз S X X ГО Ж X о X
Мягкий Мягкий Состояние материала “в* X U _ s г й X я со S ~ о
ОО ОО Предел прочности при рас- тя кении, калм2, не более И (с ОЯЭ
nd ND ОТ Относительное удлинение, п/ , не менее х п'
от от £ от ОТ от £ от Удельное электро- сопротивление» ом мм^1м а g &
№ £ 1 от Т. э. д. с. в паре с медью при температуре свободного конца 0° и рабочего 100°, мв ® * S» о со X W X чз
ГОСТ 172 ГОСТ 1791 । ГОСТВ17 Примет о 2 го Ья X Ч О О) С
ОТ 1 CD 1 1 S к Л
4^ ND S о?
Раскислитель .... Покровный флюс Температура изложницы, °C . . . Травитель . . отжига ковки и прокатки .... литья Температура, °C: Наименование
Се[
X аз а
а м к х« п S о О X Й5 — W .. о — л —' м М Ж X оо от ? от оо g от от Значение
о
Е
Примечание
Таблица 337 Технологические свойства и режимы сбработки хро№еля НХ9,5 и хромеля НХ9 Термоэлектродные никелевые и медноникелевые сплавы 389
390
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 339
Термоэлектродвижущая сила сплава хромель НХ9,5 в паре с платиной
Темпера!j ра, °C Термоэлектро- движущая сила в паре с платиной при температуре холодного спая 0°, Мв Допуски на т. э. д. с. .мв Поправки на температуру свободных концов для хромеля в паре с платиной
[ темпера- т>ра, т. э. д. с., Мв 1 темпера- тура, °C т. э. д. с.,| | мв темпера- тура, °C го «г
0 0 0 0 11 0,27 22 0,60
100 + 3,0 2,77—3,13 1 0,02 12 0,30 23 0,63
200 -6,20 5,93—6,38 2 0,05 13 0,33 24 0,66
300 +9,55 9,25-9,76 3 0,07 14 0,36 25 0,69
400 + 12,95 12,64—13,24 4 0,10 15 0,39 26 0,72
500 + 16,30 16,00—16,66 5 0,12 16 0,42 27 0,76
600 + 19,70 19,35—20,10 6 0,15 17 0,45 28 0,79
700 +23,05 22,70—23,51 7 0,17 18 0,48 29 0,82
800 + 26,25 25,93—26,83 8 0,20 19 0,51 30 -—
900 + 29,45 29,10—30,05 9 0,22 20 0,54 — —
1000 + 32,5 32,15—33,20 10 0,25 21 0,57 — —
Таблица 340
Термоэлектродвижущая сила проволоки из сплава хромеля НХ9,5 в паре с чистой
платиной при температуре свободного конца 0°
Класс ’
Температура рабочего конца, °C I И III IV
допуски, мв
100 2,77—3,07 2,79—3,09 2,81—3,11 2,83-3,13
200 5,93—6,23 5,98—6,28 6,03—6,33 6,08—6,38
300 9,25—9,55 9.39—9,62 9,39—9,69 9,46—9,76
400 12,64—12,94 12,74—13,04 12,84—13,14 12,94—13,24
500 16,00—16,30 16,12—16,42 16,24—16,55 16,36—16,66
600 19,35—19,65 19,50—19,80 19,65—19,95 19,80—20,10
700 22,70—23,0 22,87—23,1,7 23,05—23,35 23,21—23,51
800 25,93—26,23 26,13—26,43 26,33—26,63 26,53—26,83
900 29,10—29,40 29,31—29,61 29,53—29,83 29,75—30,05
1000 32,15—32,45 32,40—32,70 32,65—32,95 32,90—33,20
Термоэлектродные никелевые и меднонинглезые сплавы
391
Таблица 341
Изменение электрических и термоэлектрических свойств хромеля НХ9.5
в зависимости от температуры
Температура °C Удельное электросопро- тивление Температур- ный коэффи- циент элек- тросопро яв- ления Удельное Температура |электросоппо- Температур- ный коэффи- циент элек- тросопротив- ления
SC тивление О-М ММ^ АС
0 0,612 0,000490 600 0,762 0,000236
100 0,642 0,000467 700 0,780 0,000230
200 0,672 0,000411 800 0,798 0,000238
100 0,700 0,000357 900 0,817 0,000220
400 0,725 0,000276 1000 0,835
500 0,745 0,000228
Зависимость механических свойств хромеля НХ9,5 от вида об-
работки показана на рис. 395—398.
Рис. 395. Зависимость
механических свойств и
удельного электросопро-
тивления хромеля НХ.9,5
от степени деформации.
Исходный материал: про-
волока мягкая
диам. 3—1,5 мм
Рис. 396. Зависимость
механических свойств
и удельного электро-
сопротивления хроме-
ля НХ9,5 от темпера-
туры отжига. Исход-
ный материал: прово-
лока твердая
диам. 1 jw.w '
с92
Никелевые и медноникелевые сплавы
Рис. 397. Изменение
удельного электросо-
противления и термо-
электродвижущей си-
лы хромеля НХ9.5
при высоких
температурах
Рис 398. Диаграмма рекристаллизации хро-
меля НХ9,5
Алюмель НМцАК2-2-1
Алюмель НМцАК2-2-1 применяется в качестве компенсацион-
ных проводов и^в пирометрии как отрицательный электрод хро-
мель-алюмелевой термопары. Термопара хромель-алюмель обла-
дает большой т. э. д. с. и применяется для измерения темпепату»
до 1000°. . Е
Химический состав и свойства алюмеля НМцАК2-2-1 см
табл. 342—347.
Термоэлектродные никелевые и медноникелевые сплавы
393
Химический состав алюмеля НМцАК2-2-1 по ГОСТ 492-52 Таблица 342
Основные компоненты, | Примеси, °/0, не ботее
Магнитные свойств:
394
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 345
Термоэлектродвижущая сила алюмеля НМцАК2-2-1
Температура рабо- чего спая, °C Термоэлектро- движущая сила алюмеля в паре с платиной при температуре свободного спая (PC, мв Допуски на т. э. д. с., мс Поправки на температуру свободных концов алюмеля в паре с платиной
температура свободного I спая, СС | т. э. д. с., 1 Мв 1 температура свободного сная, СС j Т. э. д. с., мв температура свободного спая, °C т. э. д. с., мв
0 0
100 -1,20 1,08—1,32 10 0,13 20 0,26 30 0,29
200 — 1,98 И 0,14 21 0,27 .—.
300 —2,68 12 0,15 22 0,29 -
400 —3,46 13 0,17 23 0,30 — -
500 —4,31 14 0,18 24 0,31 .— .—
600 —5,17 15 0,20 25 0,33 ,— —.
700 —6,03 16 0,21 26 0,34 ,—- —
800 —6,93 17 0,22 27 0,35 .— —
900 —7,78 18 0,23 28 0,36 .— —
1000 —8,63 19 0,25 29 0,38 — —
Таблица 346
Термоэлектродвижущая сила алюмеля в паре с чистой платиной при температуре свободного конца 0 °
Температура Пласе
I п ! ш IV
рабочего конца, °C
допуски, мв
100 1,08—1,38 1 ,06—1,36 1,04—1,34 1,02—1,32
200 1,91—2,21 1,86—2.16 1,81—2,11 1,76—2,06
300 2,65—2,95 2,58—2,88 2,51—2,81 2,44—2,74
400 3,46—3,76 3,36—3,66 3,26—3,56 3,16—3,46
500 4,34—4,64 4,22—4,52 4,10—4,40 3,98—4,28
600 5,25-5,55 5,10—5,40 4,95—5,25 4,80—5,10
700 6,14—6,44 5,97—6,27 5,80—6,10 5,63—5,93
800 7,08—7,38 6,88—7,18 6,68—6,98 6,48—6,78
900 7,96—8,26 7,75—8,05 7,53—7,83 7,31—7,61
1000 8,86—9,16 8,61—8,91 8.36—8,66 8,11—8,41
Термоэлектродные никелевые и медноникелевые сплавы
39b
Таблица 347
Механические и физические свойства полуфабрикатов из алюмеля НМцАК2-2-1
Вид изделий
Состояние
материала
Примечание
Проволока д 1Я термо- электродов термопар Мягкий . . 64 30 0,305±0,045 ГОСТ В1790—42
Алюмель по значениям т. э. д. с. делится на четыре класса
(см. табл. 346).
Применяется он в паре с хромелем соответствующего класса.
Негомогенность алюмеля по т. э. д. с. при температуре 950—1000°
не должна превышать 0,10 мв (типовая градуировка № 531-Б).
Сплавы никеля с алюминием (алюмели без марганца) менее
удобны в практическом отношении, так как марганец заметно по-
гышает электросопротивление алюмеля, не изменяя температур-
ного коэффициента электросопротивления и делая т. э. д. с. при
всех температурах более положительной.
Зависимость механических свойств алюмеля НМцАК2-2-1 от
степени деформации и температуры отжига показана на рис. 399—
402.
Рис. 399. Зависимость механиче-
ских свойств и удельного элек-
тросопротивления алюмеля
РМцАК2-2-1 от степени дефор-
мации. Исходный материал: про-
волока мягкая диам. 3—1,5 мм
Удельное электросопротивление
удельного электросопротивления
НМцАК2-2-1 от температуры отжига.
материал: проволока твердая диам
алюмеля
Исходный
1,5 мм
Рис. 401. Изменение
удельного сопротивления
и термоэлектродвижущей
силы алюмеля
НМцАК2-2-1 при высо-
ких температурах
Гвмлерагура *С
Рис 402. Диаграмма
рекристаллизации
алюмеля
НМцАК-2-2-1
Степень де/рормарир 2
Термоэлектродные никелевые и медноникелевые сплавы
397
Термоэлектродвижущая сила различных термопар показана
в табл. 348—349.
Таблица 348
Термоэлектродвижущая сила, мв, чистых металлов и сплавов при температуре
холодного спая О01
Температура горячего спая, °C Pd и Pt 1 ОО, I’d 90°/, It и Pt 90’ Pd 10°/ Pt и Pt Ir и Pt Rh и Pt Au и It Ag И Pt Ni и Ag Co и Cu
— 185 + 077 —0,28 —0,24 —0,15 -0,16
—80 + 0,39 — — —0,32 —0,31 —0.31 -0,30 + 1,68
100 —0,56 +0 26 —0,19 +0,65 +0,65 +0,74 +0,72 —2.18 —2,32
200 — 1,20 + 0,62 —0 j 31 +1,50 +1,50 +1.80 +1,70 —4 96 —5,20
300 —2,0 + 1,0 —0,37'+2,5 +2,6 +3,0 + 3,0 —7,52 —8,6
400 —2,8 + '.5 -0,35 +3,6 +3,7 + 4,5 + 4,5 —9,83 — 12,1
500 —3,8 + 1,9 —0,18 +4,8 + 5,1 +6,1 + 6,2 — 12,04 -17,8
600 —4,9 + 2,4 +0,12 +6,1 + 6,5 +7,9 +8,2 — 14,5 — 19,4
700 — 6,3 +2,9 + 0,61 + 7,6 +8,1 +9 9 + 10,6 — 17,3 -22,9
800 -7,9 + 3,4 + 1,2 + 9,1 + 9,9 + 12 + 13,2 —20,73 - 25,9
900 -9,6 + 3,8 +2,1 + 10,8+11,7 + 14,3 + 16,0 —24,19 —28,4
1000 — 11,5 + 4 3 +3,1 + 12,6+13,7 + 16,8 —
1100 —13 5 -J-4,8 +4,2 ( + 14,5 +15,8| ~ 1 — — —
I Знак + показывает, что ток идет ко второму названному электроду.
Таблииа 349
Термоэлектродвижущая сила различных термопар, мв, при температуре
холодного спая 0°
Температура горячего спая, °C Платина- платипородий (ТП) Граду- ировка 308 Золото- платина- палладии- платиноротии (ТБ) Граци- ровна 421 Хромель- алюмель (ТХ) Градуировка 5316 Хромедь- копель (ТХК) Градуировка 592 Жедезо- копель (ТЖК) Градуировка 589
0 0 0 0 0 0
100 0,63 2,97 4,09 6,90 5,75
200 1,42 6,40 8 13 14,65 12,00
300 2,31 10,60 12,20 23,10 18,30
400 3,29 15,12 16,40 31 ,53 24,60
500 4,27 19,96 20,64 40,15 30,90
600 5,27 25,00 24,90 49,00 37,40
700 6,31 30,38 29,14 57,75 44,10
800 7,38 35,70 33,31 66,40 51,15
900 8,48 41,00 37,36
1000 9,60 46,42 41,31 -
1100 10,76 51,80 .
1200 11,95 57,10 .
1300 13,12 62,42
1400 14,33
1500 15,52
1600 16,70 .1 — — '
398
Никелевые и медноникелевые сплавы
СПЛАВЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ
К этой группе относятся сплавы никеля с хромом, а также бо-
лее сложные сплавы с добавками железа, марганца, кремния,
иногда молибдена, вольфрама и других элементов.
Сплавы сопротивления отличаются высоким удельным элек-
тросопротивлением, высокими механическими свойствами, высо-
кой коррозионной стойкостью и жаропрочностью. Из этих спла-
вов изготовляются полосы, ленты и проволока различных разме-
ров.
Срок службы сплавов сопротивления зависит не только от тем-
пературы, но в значительной мере и от условий работы, т. е. от
газовой среды и от футеровки, в контакте с которыми они находят-
ся. Поэтому правильный выбор сплавов сопротивления для элек-
тронагрева с учетом указанных факторов обеспечивает макси-
мальную продолжительность жизни этих сплавов.
В условиях воздушной атмосферы рекомендуется применять:
а) нихромы — для рабочей температуры 1000—1200°; б) ферро-
нихромы— для 800—1000°; в) железохромовые сплавы с алюми-
нием типа кантал и мегапир для 1200—1300°.
С повышением содержания железа в ферронихромах жаро-
стойкость их значительно снижается.
Обычные нихромы хорошо работают на нижнем пределе ука-
занных температур. На высшем пределе можно работать лишь
на облагороженных сплавах, содержащих добавки церия, тория
или кальция.
В условиях водяного пара рекомендуется применять: а) нихро-
мы для рабочей температуры 900—1100°; б) ферронихромы для
800—1000°. В этом случае повышенное содержание железа в фер-
ронихромах также вредно, тем более, что диссоциирующий водя-
ной пар разрушающе действует на данные сплавы.
В водородной атмосфере при отсутствии влаги и кислорода
можно применять следующие сплавы: а) нихромы для 1100—
1300°; б) ферронихромы для 1000—1200°; в) железохромовые
сплавы с алюминием для 1200—1400°; г) молибден до 2000°; д)
чистый никель для 800—1000° и е) чистое железо для 900—1100°.
В атмосфере азота при рабочей температуре 1000—1200° хоро-
шо стоят нихромы с минимальным содержанием железа. Сплавы,
содержащие алюминий (мегапир, кантал) и железо, нестойки, так
как в этих условиях легко образуют нитриды и разрушаются.
В атмосфере окиси углерода, углекислого газа и прочих угле-
водородов рекомендуется применять: а) нихромы для рабочей
температуры 800—1000°; б) железохромовые спдавы с повышен-
ным содержанием алюминия (во избежание науглероживания)
для рабочей температуры 800—1000°.
Сплавы сопротивления
399*
В атмосфере сернистого таза и сероводорода устойчивы ферро- -
нихромы с повышенным содержанием железа и железохромо алю-
миниевые сплавы при температуре 700—800° Чистые нихромы и
ферронихромы, содержащие никель более 30%, в этих условиях
нестойки.
В среде аммиака при рабочей температуре 800—1100° устой-
чивы чистые нихромы с максимальным содержанием никеля.
В атмосфере хлора, брома и др. для рабочей температуры
200—300° устойчивы чистые нихромы и особенно нихромы с по-
вышенным содержанием кремния или молибдена. Сплавы, содер-
жащие железо, в этом случае не применимы.
В контакте с шамотом, глиноземом и корундизом указанные
сплавы работают очень хорошо. Там, где необходим контакт с
эмалями, шлаками и стеклом,
рекомендуется применять ни-
хром (для 900—1100°) с мини-
мальным содержанием железа
и марганца.
В контакте с кизельгуром
при температуре 700—800° хо
рошо работают ферронихромы с
минимальным содержанием ни-
келя и железохромоалюминие
вые сплавы.
В контакте с асбестом нихро-
мы нестойки, так как при вы-
соких температурах металл бы-
стро разрушается из-за образо
вания силикатов хрома. В этих
условиях нихромы стойки лишь
при температурах до 400°.
Примеси в нихромах оказы-
вают существенное влияние на
их технологические свойства и
Рис. 403 Скорость окисления никеля и
хромоникелевых сплавов при высоких
температурах
жаростойкость.
Хром значительно повышает жаростойкость никеля. На
рис. 403 показано влияние хрома на скорость окисления никеля
при высоких температурах, откуда видно, что жаростойкость ни-
келя под действием хрома резко возрастает.
Железо несколько снижает жаростойкость нихромов, но при
этом значительно облегчает технологический процесс литья и об
работку давлением этих сплавов.
Кремний в пределах 2—2,5% значительно улучшает жаро-
стойкость нихромов.
400
Никелевые и медноникелевые сплавы
Марганец незначительно снижает жаростойкость сплавов
никеля с хромом.
Алюминий значительно улучшает жаростойкость нихромов,
но при этом резко ухудшает обрабатываемость давлением этих
сплавов.
Углерод во всех случаях оказывает отрицательное дей-
ствие на нихромы. Образуя карбиды хрома, углерод снижает
этим содержание хрома в твердом растворе, в связи с чем сни-
жается жаростойкость и долговечность этих сплавов.
Примеси церия, кальция, тория и циркония являются исклю-
чительно полезными, так как они сильно повышают жаростой-
кость и долговечность данных сплавов.
На рис. 404 и 405 показано влияние этих примесей на долговеч-
ность нихрома и феррохрома. Из рисунков видно, что долговеч-
ность нихромов под влиянием указанных примесей повышается в
8—10 раз. Долговечность характеризуется числом нагревов (2 мин.
нагрев и 2 мин. охлаждение), после которых проволока перегорает.
Благоприятное действие примесей церия, кальция, тория и др.
Рис. 404. Влияние добавок на долговечность нихрома Х20Н80
при температуре 1050°
можно объяснить тем, что они, являясь энергичными раскис-
лителями, способствуют полному раскислению нихромов, вслед-
ствие чего окислы по границам кристаллитов отсутствуют, что
и предохраняет сплавы от интеркристаллической коррозии при
высоких температурах.
Сплавы сопротивления
401
Не исключено также, что указанные элементы, имеющие атом-
ные объемы больше, чем молекулярный объем окислов никеля,
препятствуют диффузии ионов металла на поверхность через оки-
сел, чем и тормозят реакцию окисления.
Рис. 405. Влияние добавок на долговечность ферронихрома
Х15Н60 при температуре 1050°
Нихром Х20Н80
Химический состав и свойства сплава Х20Н80 см. табл. 350—
353.
Таблица 350
Химический состав нихрома Х20Н80 по ГОСТ 5632—51
Марка Химический состав, %
Ni Сг Fe С S1 Ми S
не более
Х20Н80 75,0—78,0 20—23 Остальное 0,15 0,5 1Л 0,025 0,030
26 А. П. Смирягин
402
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 351
Механические и физические свойства нихрома Х20Н80
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C ... 1400
Плотность, г!см* 8,4
Коэффициент линейного расширения при 70—1000°С 17,6-10“6
Тепловое расширение, на 1°С мм/м . . 0,0145
Теплоемкость, кал/г°0, 0,107
Теплопроводность, кал/см-сек. .°C . . 0,034
Электросопротивление, ом-мм2/м . . 1,15
Температурный коэффициент электро- сопротивления:
при 0—200° при 200—4000° 0,00010 0,00005
Модуль нормальной упругости, кг/мм2 21700
Предел прочности при растяжении, кг /мм’ 120 Максимально деформиро- ванный
То же 77 Твердый
» » 40 Мягкий
Относительное удлинение, % .... 14,5 Твердый. Наклеп 52%
То же 25—35 Полутвердый
» » 50 Мягкий
Относительное"сужение, % 55 Полутвердый
То же 75 Мягкий
Предел текучести, кг/ мм2 44 Твердый
Предел упругости, кг /мм2 ...... 35 Твердый
То же 6—10 Мягкий
Предел усталости, кг/ мм2 24 Твердый
Твердость по Роквеллу, шкала В . . 100 Твердый
То же . v 85 Полутвердый
Стрз ктура Однофазная
Магнитность Немагнитный
ин inqjirt.
Сплавы сопротивления
403
Таблица 352
Технологические свойства и режимы обработки иихрома Х20Н80
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья горячей обработки отжига 1500 1200 850—900
Допускаемая деформация, % .... 65 Суммарная
Максимальная рабочая температура, °C 1100
Флюс Стекло
Таблица 353
Изменение свойств нихрома Х20Н80 в зависимости от температуры
Температура °C Удельное электро- сопротивление ОЛ1 • MJA,1, М Средний темпера- турный коэффициент электросопротивле- ния Средний коэффициент линейного расширения
20 1,08
100 1,09 0,00008 12,9 • 10~6
209 1,10 0,00010 13,8 10“6
300 1,12 0,00011 14,5 • 10“6
400 1,13 0,00011 14,9 • 10~6
500 1,14 0,00010 15,2 • IO-6
600 1,13 0,00008 15,6 • IO”6
700 1,13 0,00006 16 • 10-6
800 1,14 0,00006 16,4 • 10-6
900 1,15 0,00007 16,9 • 10~в
1000 1,16 0,00007 17,2 • 10-6
Ферронихром Х15Н60
Химический состав и свойства ферронихрома XI5H60 см. табл.
354-360.
26*
404
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 354
Химический состав ферронихрома Х15Н60 по ГОСТ 5632—51
Марка Химический состав, °!-,
Ni Сг Fe с S1 Мп ] S | Р
не более
Х15Н60 55—61 15—18 Осталь- ное 0,15 1,0 1,5 0,025 0,035
Таблица 355
Механические и физические свойства ферронихрома Х15Н60
Наименование | Значение Примечание
Температура плавления, °C 1390
Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расширения при 20° 8,4
16 • 10~6
Теплопроводность, кал см-сек • °C . . 0,033
Удельное электросопротивление, ом мм2/м 1,1
Температурный коэффициент электро- сопротивления при 0—100° .... 0,000134
Термоэлектродвижущая сила в паре с платиной (свободный спай при 0°), мв + 1,15 При температуре:
+ 18,28 100°
Модуль нормальной упругости, кг!мм'2- 21 800 900°
Предал прочности при растяжении кг/мм-: мягкий 64
твердый 120 Деформация 60%
Относительное сужение, % ... 70 Мягкий
Относительное удлинение, % мягкий 28—30
твердый 0,5 Деформация 60%
Предел текучести, кг/мм? 28 Мягкий
То же 112 Твердый
Твердость по Бринелю, кг! мм- . . 180—230
Структура Однофазная
Тип решетки Кубическаи
гранецентриро- ванная
Сплавы сопротивления
405
Таблица 356
Режимы обработки ферронихрома Х15Н60
Наименование Значение , Примечание
Температура, °C: литья горячей обработки отжига Рабочая температура, °C Флюс 1500 1000—1100 750—850 1000 Стекло
Таблица 357
Механические и физические свойства ферронихрома Х15Н60
при высоких температурах
Темпера- тура °C Удельное электросо- противление ом мм' м Температ} рный коэффициент элек- тросопротивления Термоэлек- тро [вижущая сила в паре с платиной при свобод- ном спае при 0° мв Предел прочности при растя- жении кг/лии2 Относи- тельное удлине- ние
0 1,120 — 0 — —
100 1,135 13,40 10-5 + 1,15 — —
200 1,149 12,30 • 10-5 + 2,60 — —
300 1,163 12,20 • 10“5 + 4,33 — —
400 1,176 11,20 • 10-5 + 6,20 —
500 1,181 4,25 • 10~5 + 8,23 — —
600 1,181 0,00 + 10,48 — —
700 1,184 2,54 • 10~5 + 12,93 — —
800 1,192 6,75 • 10~5 + 15,54 — —
900 1,207 12,60 • 10-5 + 18,28 17,0 12
1000 1,234 22,40 • 10-5 +21,20 8,9 27
1100 — — - 5,15 38
406
Никелевые и медноникелевые сплавы
Сплавы сопротивления
407
Таблица 358
Расчетные данные для ферронихрома Х15Н60
Диаметр мм Сечение мм2 Электросопро- тивление 1 м ом Вес 100 м провода, г Длина 1 кг голого провода м
0,03 0,00071 1410 0,582 172000
0,04 0,00126 794 1,03 97100
0,05 0,00159 629 1,30 91300
0,055 0,00196 510 1,61 62100
0,060 0,00283 354 2,32 43100
0,07 0,00385 260 3,16 31200
0,08 0,00503 199 4,13 24200
0,09 0,00606 157 5,22 19200
0,10 0,00785 127 6,44 15500
о,п 0,0095 105 7,79 12800
0,12 0,0113 88,5 9,27 10800
0,13 0,0133 75,1 10,9 9170
0,14 0,0154 65,0 12,6 7940
0,15 0,0177 56,5 14,5 6900
0,16 0,0201 49,8 16,5 6060
0,18 0,0255 39,2 20,9 4790
0,20 0,0314 31,9 25,8 3880
0,22 0,0380 26,3 31,2 3210
0,25 0,0491 20,4 40,3 2480
0,30 0,0707 14,2 50,8 1720
0,32 0,0804 12,4 65,9 1520
0,35 0,0902 10,4 78,8 1270
0,40 0,126 7,94 103 971
0,45 0,159 6,29 130 813
0,50 0,196 5,10 161 621
0,55 0,238 4,20 195 513
0,60 0,283 3,54 232 431
0,70 0,385 2,60 316 312
0,80 0,503 1,99 413 242
0,90 0,636 1,57 522 192
1,0 0,785 1,27 644 155
1,1 0,950 1,05 779 128
1,2 1,131 0,885 927 108
1,3 1,33 0,751 1090 91,7
1,5 1,77 0,565 4550 79,4
1,8 2,54 ' 0,392 2090 47,9
2,0 3,14 0,319 2580 38,8
2,2 3,80 0,263 3120 ' 32.1
2,5 4,91 0,204 4030 24,8
3,0 7,07 0,142 5800 17,2
Таблица 359
Рекомендуемые нагрузки для ферронихрома Х15Н60 в зависимости
от размеров проволоки и заданных температур
1 шбра । и S Диаметр Температура, °C
100 200 300 400 500 600 700 800 900
№ 1 af по В мм Нагрузка, а
1 7,341 54,2 100,0 136,0 169,0 201,0 225,0 254,0 280,0 308,0
2 6,553 45,9 84,5 115,0 143,0 170,0 191,0 215,0 237,0 261,0
3 5,326 38,9 71,5 97,5 121,5 144,0 162,0 182.0 201,0 221,0
4 5,190 33,0 60,6 82,6 103,0 122,0 137 0 154,0 170,0 187,0
5 4,619 28,0 51,4 70,0 87,0 103,0 116,0 130,0 144,0 158,0
6 4,115 23,8 43,5 59,4 73,3 87 4 98,7 110,0 122,0 134,0
7 3,665 20,2 36,8 50,3 62,5 74,0 83,7 93,5 104,0 113,0
8 3,264 17,1 31,2 42,6 53,0 62,6 71,0 79.2 87,6 96,2
9 2,906 14,5 26,4 36,1 44,8 53 0 60,0 67,1 74,3 81,5
10 2,588 12,3 22,4 30,6 38,0 44,8 51,2 57,0 63,1 68,8
И 2,304 10,4 19,0 25,9 32,2 38,0 43,4 48,3 53,5 58,3
12 2,052 8,8 16,1 22,0 27,3 32,1 36,8 40,8 45,3 49,4
13 1,830 7,45 13,6 18,6 23,1 27,2 31,0 34,6 38,4 41,9
14 1,628 6,31 11,5 15,8 19,6 23,0 26,2 29,3 32,4 35,5
15 1,450 5,35 9,77 13,4 16,6 19,5 22,3 24,8 27,6 30,2
16 1,290 4,54 8,28 4,35 14,1 16,5 18,9 21,0 23,4 25,6
17 1,149 3,85 7,02 9,60 14,1 14,0 16,0 17,8 19,8 21,7
18 1,023 3,26 5,95 8,13 10,1 11,8 13,6 15,1 16,8 18,4
19 0,911 2,76 5,04 6,88 8,6 10,1 11,55 12.8 14,2 15,6
20 0,810 2,32 4,27 5,83 7,30 8,53 9,70 10,85 12,0 13,2
21 0,723 1,97 3,62 4,94 6,17 7,23 8,21 9,20 10,2 11,2
22 0,643 1,67 3,07 4,18 5,23 6,13 6,96 7,80 8,65 9,46
23 0,574 1,42 2,60 3,54 4,43 5,19 5,90 6,61 7,33 8,02
24 0,510 1,20 2,20 3,00 3,75 4,40 5,00 5,60 6,20 6,80
25 0,454 1,02 1,86 2,54 3,18 3,73 4,25 4,67 5,27 5,76
26 0,403 0,865 1,58 2,15 2,70 3,16 3,61 3,96 4,47 4,88
27 0,360 0,734 1,34 1,82 2,28 2,68 3,06 3,36 3,80 4,13
28 0,320 0,622 1,13 1,54 1,85 2,27 2,62 2,86 3,23 3,50
29 0,287 0,527 0,960 1,305 1,67 1,93 2,22 2,45 2,71 2,97
30 0,254 0,447 0,814 1,105 1,33 1,64 1,89 2,08 2,30 2,52
408
Никелевые и медноникелевые сплавы
Продолжение табл. 359
СЗ Диаметр л, .и Температура, °C
100 200 300 400 500 600 700 800 900
№ K3J по В I Натруаьа, а
31 0,226 0,378 0,680 0,935 1,13 1,39 1,60 1,77 1,95 2,14
32 0,203 0,321 0,577 0,791 0,955 1,18 1,36 1,50 1,66 1,81
33 0,180 0,272 0,490 0,670 0,809 1,00 1,15 1,28 1,41 1,53
34 0,160 0,231 0,416 0,567 0,685 0,849 0,980 1,06 1,18 1,29
35 0,142 0,196 0,353 0 480 0,580 0,720 0,830 0,90 1,00 1,09
36 0,127 0,166 0,300 0,406 0,591 0,611 0,704 0,765 0,850 0,924
37 0,113 0,141 0,254 0,344 0,416 0,518 0,597 0,650 0,721 0,783
38 0,100 0,120 0,216 0,291 0,352 0,440 0,507 0,552 0,613 0,663
39 0,089 0,101 0,183 0 246 0,298 0,373 0,430 0,467 0,517 0,566
40 0,080 0,085 0,155 0,208 0,252 0,316 0,364 0,396 0,439 0,480
Зависимость механических свойств феррохрома Х15Н60 от
степени деформации и температуры отжига показана на
рис. 406 и 407.
Таблица 360
Изменение механических свойств ферронихрома Х15Н60 при высоких
температурах
Свойства Температура, °C
20 500 600 700 800 :
Предел прочности при растяжении,
кг/мм2 67 — 48 30 15
Предел текучести, кг/мм2 27 — 26 23 13
Относительное удлинение, % .... 32 — 14 17 25
Относительное сужение, % 69 — 22 39 55
Ударная вязкость, кг.и/см2 15,6 15,2 14,7 , 12 10
Твердость по Бринелю, кг/мм- . . . 170—180 — — —
Сплавы сопротивления
ЦС"'
49Q
Рис. 406. Зависимость механических
свойств и удельного электросопротивле-
ния ферронихрома Х15Н60 от степени де-
формации. Исходный материал- проволо-
ка мягкая диам. 1,5 мм
Рис 407. Зависимость меха-
нических свойств и удель-
ного электросопротивления
ферровихрома Х15Н60 от
температуры отжига. Исход-
ный материал, проволока
твердая диам. 1,5 мм
Константан МНМц40-1,5
Константан МНМц40-1,5 отличается высокой термоэлектро-
движущей силой, малым температурным коэффициентом и по-
стоянством электросопротивления. Константан достаточно ус-
тойчив в отношении коррозии, жаростоек, имеет высокие меха-
нические свойства и хорошо обрабатывается давлением.
Константан применяется при изготовлении реостатов, термо-
пар, нагревательных приборов с рабочей температурой до 500°.
Свойства и химический состав константана МНМц40-1,5 см_
табл. 361—366.
Таблица 361
Химический состав константана МНМц40-1,5 по ГОСТ 492—52
Марка сплава Основные компоненты Примеси, °/0 не более Применение
а О о 2 о Рч ОТ л Рн ОТ о а. к СО с Д ОТ всего |
МНМц 40-1,5 1,00— 2,00 39,00— 41,00 Остальное I 0,50 0,10 о о О 1-01*0 S00‘0 1 о о 1 0,010 | О 1 0,90 г Ленты и проволо- ка для электротехни- ческих целей и ком- пенсационных прово- дов
410
Никелевые и медноникелевые сплавы
Таблица 362
Механические и физические свойства константана МНМц40-1,5
Наименование
Температура плавления, °C............
Плотность, г!см?.....................
Коэффициент линейного расширения .
'Теплоемкость, кал/г - °C ...........
Теплопроводность, кал/см сек • °C . .
-Удельное электросопротивление,
ом ммг/м...........................
Температурный коэффициент электро-
сопротивления при 20—100° . . . .
Электрический потенциал, мв . . . .
Модуль нормальной упругости, кг!мм2
Предел прочности при растяжении
кг:мм2...............................
То же................................
Относительное удлинение, % ...
То же................................
•Относительное сужение, % ........
То же................................
Предел пропорциональности, кг/мм2
Предел усталости при переменноизги-
бающих напряжениях, кг/мм2 . . .
Ударная вязкость, кем/см? ...........
Твердость по Бринелю, кг/мм2 . . .
То же................................
>> » ................................
Значение Примечание
1260
8,9
14,4 • 10~6
0,0977
0,05
0,48
2,0 • 10~5
0,35
16600
40—50 Мягкий
70-85 Твердый. Наклеп 80%
30 Мягкий
2—4 Твердый. Наклеп 80%
26 Литой
71 Мягкий
8,7 Мягкий
24,3 Горячекатаные прутки
8,7 Литой
68 Литой
75—90 Мягкий
155 Твердый
Таблица 363
Технологические свойства и режимы обработки константана МНМц40-1,5
Наименование | Значение
Температура, °C:
литья ..............................
горячей обработки .............
отжига.........................
.Максимальная рабочая температура для
сопротивления, °C ..................
Максимальная рабочая температура для
термопар, °C.....................
Травитель ..........................
Температура изложницы, °C...........
Смазка..............................
Флюс (защитный покров)..............
1280—1300
1080—1130
800—850
500
900
10—15% H2SO4 +2% хромпйка
100—120
Керосин + сажа (9:1)
Древесный уголь
Сплавы сопротивления
411
Таблица 364
Механические и физические свойства полуфабрикатов
из константана МНМц40-1,5
Вил изделий Состояние материалов Предел прочно сти при растяже- нии, КЗ, ММ2 Относительное удлинение, % не менее Удельное электро- сопротивле- ние ом мм2'м Т. э. д. с. в паре с ме^ью нри температуре свободного конца 0е и ра- бочего 10 0° мв
Проволока дтя компен-
сационных проводов 1 Мягкий Не менее 15 0,465^-0,025 —4,10±0,15
Проволока для этектоо-
технических целей 2 Мягкий 40—55 — 0,45—0,48
То же 2 Твердый Не менее 65 — 0,46—0,52 —
Лента3 Мягкий 40—60 — 0,45 —
То же3 Твердый Не менее 65 — 0,51 —
1 ГОСТ 1791—54
2 ГОСТ 5307—50
3 ГОСТ 5189—49
Таблица 365
Расчетные данные длч константана МНМц40-1,5
Диаметр мм Сечение А1Л12 Электросопро тивление 1 м о w Длина провода на 1 ом м Вес 100 м г Длина 1 кг голого про вода м
0,03 0,00071 690 0,00145 0,632 158000
0,04 0,00126 389 0,00257 1,12 89300
0,045 0,00159 308 0,00324 1,42 70400
0,05 0,00196 250 0,00400 1,75 57200
0,06 0,00283 173 0,00578 2,52 39700
0,07 0,0п385 127 0,00782 3,43 29200
0,08 0,00503 97,4 0,0103 4,48 22300
0,09 0,00636 77,0 0,0130 5,66 17700
0,10 0,00785 62,4 0,0160 6,99 14300
0,11 0,00950 51,6 0,0194 8,46 11800
412
Никелевые и медноникелевые сплавы
Продолжение табл. 365
Диаметр мм Сечение мм2 Электросо- противление 1 м ом Длина провота на 1 ом м Вес '100 At г Длина 1 кг голого про- вода At
0.12 0,0113 43,4 0,0231 10,1 9900
0,13 0,0133 36,9 0,0272 11,8 8470
0,14 0,0154 31,8 0,0314 13,7 7300
0,15 0,0177 27,7 0,0361 15,8 6330
0,16 0,0201 24,4 0,0410 17,9 5080
0,18 0,0255 19,2 0,0520 22,7 4420
0,20 0,0314 15,6 0,0641 28,0 3570
0,22 0,0380 12,9 0,0776 33,8 2960
0,25 0,0491 9,98 0,100 43,7 2290
0,30 0,0707 6,93 0,144 62,9 1590
0.32 0,0804 6,10 0,164 71,6 1400
0, ЗЬ 0,0962 5,09 0,196 85,5 1170
0,40 0,126 3,89 0,257 112 893
0,45 0,159 3,08 0,325 142 704
0,50 0,196 2,50 0,400 175 572
0,55 0,238 . 2,06 0,485 212 473
0,60 0,283 1,73 0,578 252 397
0,70 0,385 1,27 0,786 343 292
0,80 0,503 0,974 1,03 448 223
0,90 0,636 0,770 1,30 566 177
1,0 0,785 0,624 1,60 699 143
1,1 0,950 0,516 1,94 846 118
1,2 1,13 0,434 2,31 1010 99
1,3 1,33 0,369 2,72 1180 84,7
1,5 1,77 0,277 3,61 1580 63,3
1,8 2,55 0,192 5,20 2270 44,1
2,0 3,14 ' 0,156 6,41 2800 35,7
2,2 3,80 0,129 7,76 3380 29,6
2,5 4,91 0,0998 10,00 4370 22,9
3,0 7,07 0,0693 14,40 - 6290 15,9
Сплавы сопротивления
413
Таблица 366
Изменение электрических и термоэлектрических свойств константана
МНМц40-1,5 в зависимости от температуры
Температура, °C Удельное элек- тросопротивление ом мм- м Температурный коэффициент э иектрдсопротивле- Ш1Я Термоэл^нтродви- жущая сила в паре с платиной при 'холодном спае 0° Л1в
0 0.483 0
100 0,482 0,0000206 - 3,4
200 0,483 0,0000207 — 7,2
300 0,485 0,0000414 — 11,3
400 0,488 0,0000720 — 15,5
500 0,497 0,0001125 — 19,9
600 0,503 0,0001820 —24.5
700 0,509 0,0001290 -29,1
800 0,515 0,0001375 —33,7
Зависимость механических свойств константана МНМц40-1,5
от степени деформации и температуры отжига показана на
рис. 408—410.
Рис. 408. Зависимость механических
свойств и удельного электросопротивле-
ния константана МНМц40-1,5 от степени
деформации. Исходный материал: прово-
лока мягкая диам. 3—1,5 мм
Рис. 409. Зависимость механиче-
ских свойств и удельного электро-
сопротивления константана
МНМц40-1,5 от температуры от-
жига. Исходный материал: прово-
лока твердая диам. 1,5 мм
414
Никелевые и медноникелевые сплавы
Рис. 410. Изменение удельного элек-
тросопротивления и термоэлектродви-
жущей силы константана
МНМц40-1,5 при высоких темпера-
турах
Манганин МНМцЗ-12
Манганин МНМцЗ-12 отличается высоким электросопротив-
лением, малым температурным коэффициентом электросопро-
тивления и небольшой т. э. д. с. в паре с медью. Манганин при-
меняется для изготовления приборов электросопротивления с ра-
бочей температурой до 100°, а также для точных электроизмери-
тельных приборов.
Химический состав и свойства манганина МНМцЗ-12 см.
табл. 367-372.
Таблица 367
Химический состав манганина МНМцЗ-12 по ГОСТ 492—52
Мярка сплава Основные компоненты, °/0
Мп Ni+Co Си Fe Si Mg Pb
Манганин МНМцЗ-12 11,50— 13,50 2,50— 3,50 Осталь- ное 0,50 0,10 0,03 0,020
П родолжение тв$л. 367
Примем, %, не более Применение
8 С р Bi As Sb всего
0,020 0,05 0,005 0,002 0,005 0,002 0,90 Для электротехниче- ских целей и измеритель- ных приборов
Сплавы сопротивления
415.
Таблица 36№
Механические и физические свойства манганина МНМцЗ-12
Наименование Значение Примечание
Верхняя критическая точка, °C . . . 1010
Нижняя критическая точка, °C ... . . ... 960
Плотность, г'см3 ... 8,4
Коэффициент линейного расширения при 100° .... 16 10~6
Теплоемкость, кал'г-°С при 18° 0,0975
Теплопроводность, калием • сек - °C 0,052
Температурный коэффициент теплопроводности . . . 0,00135
Удельное электросопротивление, ом-мм^/м 0,435
Температурный коэффициент электросопротивления . . 0,00003
Термоэлектродвижущая сила в паре с медью на 1°, ре 1
Пробойное напряжение (провопока 0 0,03— 0,54 мм) 400 Проволока без изоляции
Модуль нормальной упругости, кг/мм3 12650
Предел прочности при растяжении, кг/мм2 40—55 Мягкий
То же 90 Твердый. Наклеп 60%,
Относительное удлинение, % 30 Мягкий
2 Твердый
Предел текучести, кг/мм3 14 Литой
То же 20 Мягкий
Твердость по Бринелю, кг/мм2 120 Мягкий
Таблица 36 & Технологические свойства и режимы обработки манганина МНМцЗ-12
Наименование Значение
Температура, °C:
ЛИТЬЯ 1160—1175
горячей обработки 800—850
отжига 700—750
Низкотемпературный отжиг для ста- билизации свойств, °C Максимальная’рабочая температура, °C 250—375
100
Максимальная допускаемая деформа- ция при волочении за один проход, % 30
Суммарное обжатие, % 70—90
Травитель-раствор H2SO4, % .... 10—15
Температура изложницы, °C 80—110
Смазка Канифоль-(-желтая мазь
Флюс (защитный покров) Древесный уголь
416
Никелевые и медноникелевые сплавы
Механические и физические свойства полуфабрикатов из манганина МНМцЗ-12
3-
3
Примечание ЦМТУ 683 -41 ЦМТУ 2554—50
Ё о . о о ГО К Я F £ О g S 5 СТ* ГО 1 Це более I То же » »
Температурный коэффициент электросопро- тивления при 20—100° •<7 7 и, S ° ° SТ о? 8« б О О Ч | ч 1 «J5 • ♦ Я . О О О О ч м Ч . | <О - (О - 1 | CD Ф ’ о w ' 1 ® н I о д о g g Ч
1 Удельное электросоп ротикление ом мм-/м 00 00 0Q оо ос д '° ° ° ° см см см см см
К о 2 " щ 5^- я Я й П о S ь S «я О Ек Я £ Я 1 1 1 1 S
Предел прочно- сти при растяже- нии кг/мм2 не более , 1 ю Ю О Ю о 1 СО СО СО LO 1 СО • со
1 OJ V g го 2 S r Й 2 го ° ° ГО. О S А Я Мягкий » » » » ч
Вид изделий Заготовка для проволоки диам., мм: до 1 более I Заготовка для стабилизи- рованной проволоки . . Прутки Ленты и полосы ....
Сплавы сопротивления
417
Таблица 371
Термоэлектрические свойства манганина МНМцЗ-12
Температура °C Термоэлектродви я-ущая сила в паре о платиной при холодном спае 0° мв Электросопротивле- ние ОМ ММ- М Температурный коэффициент электросопро- тивления
0,00 0,0 0,4337 —
100 +0,89 0,4331 8,00 • 10 “5
200 + 1,89 0,4282 6,72 • 10~5
300 +3,29 0,4281 0,23 • 10~3
400 +5,06 0,4281 0,00
Таблица 372
Расчетные данные для манганина МНМцЗ-12
Диаметр прово- локи мм Сечение ММ2 Длина прово ia на 1 он м Вес 100 at г Длина 1 кг голого провода м Электро сопроти- вление 1 м о м Нагрузка из расчета 4 а лич'2 а
0,03 0,00071 0,00165 0,596 168 000 606,0 0,0028
0,04 0,00126 0,00293 1,06 94 400 342,0 0,0050
0,045 0,00159 0,00370 1,34 74 600 271,0 0,0064
0,05 0,00196 0,00456 1,65 60 600 220,0 0,0078
0,06 0,00283 0,00658 2.38 42 000 152,0 0,0110
0,07 0,00385 0,00895 3,24 30 900 112,0 0,015
0,08 0,00503 0,0117 4,23 23 600 85,4 0,020
0,09 0,00636 0,0148 5,34 18 700 67,6 0,025
0,10 0,00785 0,0183 6 60 15 200- 54,8 0,031
0,11 0,00950 0,0221 7,98 12 500 45,3 0,038
0,12 0,0113 0,0263 9,5 10 500 38,1 0,045
0,13 0,0133 0,0309 Н,2 8 830 32,4 0,053
0,14 0,0154 0,0358 12,9 7 750 27,9 0,062
0,15 0,0177 0,0412 14,9 6 720 24,3 0,071
0,16 0,0201 0,0467 16,9 5 920 21,4 0,080
418
Никелевые и медноникелевые сплавы
Продолжение таб i 372
Диаметр прово- локи мм Сечение мм- Длина провода на 1 ол1 м Вес 100 м г Длина 1 кз голого провода м Электро- сопроти- вление 1 м ОЛ1 Нагрузка из расчета Ьа/мм а
0,18 0,0255 0,0593 21,4 4 670 16,9 0,10
0,20 0,0314 0,0730 26,4 3 790 13,7 0,13
0,22 0,0380 0,0884 31,9 3 140 11,3 0,15
0,25 0,0491 0,114 41,2 2 430 8,76 0,20
0,30 0,0707 0,164 59,4 1 680 6,06 0,28
0,32 0,0804 0,187 67,5 1 480 5,34 0,32
0,35 0,0962 0,224 80,8 1 240 4,47 0,38
0,40 0,0126 0,293 106 944 3,42 0,50
0,45 0,159 0,370 134 746 2,71 0,64
0,50 0,196 0,456 165 606 2,20 0,78
0,55 0,238 0,554 200 500 1,81 0,95
0,60 0,283 0,658 238 420 1,52 1,1
0,70 0,385 0,895 324 309 1,12 1,5
0,80 0,503 1,17 423 236 0,854 2,0
0,90 0,636 1,48 534 187 0,675 2,5
1,0 0,785 1,83 660 152 0,548 3,1
1,1 0,950 2,21 798 125 0,453 3,8
1,2 1,13 2,63 950 105 0,379 4,5
1,3 1,33 3,09 1120 89,3 0,324 5,3
1,5 1,77 4,12 1490 67,2 0,243 7,1
1,8 2,55 5,93 2140 46,7 0,169 10
2,0 3,14 7,30 2640 37,9 0,137 12
2,2 3,80 8,84 3190 31,4 0,113 15
2,5 4,91 11,40 4120 24,3 0,0875 19
3,0 7,07 16,40 5940 16,8 0,0608 28
Зависимость механических свойств манганина МНМцЗ-12 о г
степени деформации и температуры - отжига показана на
рис. 411—413.
Рис. 411. Зависимость механических
свойств и удельного электросопротив-
ления манганина МНМцЗ-12 от степе-
ни деформации. Исходный материал
проволока мягкая, диам. 3—1,5 мм
Рис. 412. -Зависимость механических
свойств и удельного электросопротив-
ления манганина МНМцЗ-12 от тем-
пературы отжига. Исходный мате-
риал: проволока твердая,
диам. 1,5 мм
Рис. 413. Изменение удельного
электросопротивления и термо-
электродвижущей силы манга-
нина МНМцЗ-12 при повышен-
ных температурах
gh/'a оипэ tromfixngpocUuai/eo^aa/
420
Никелевые и медноникелевые сплавы
Магнитные сплавы
Наиболее распространенные сплавы с высокой магнитной
проницаемостью и минимальной коэрцитивной силой, применя-
емые для сердечников трансформаторов, и сплавы с большой
коэрцитивной силой и высоким остаточным магнетизмом, при-
меняемые для постоянных магнитов, приведены в табл. 373.
Таблица 373
Сплавы с высокой магнитной проницаемостью
Наименование и состав сплавов Началь- ная про- ницае- мость Ао Манси мальная проницае- мость Л max Коэрци тивная сила Я , арст Индук- ция при насыще- нии В S гс Электро- сопротив- ление, р мкои см Плот- ность г см*
Пермаллой порош- кообразный, 81% Ni, 2% Мо, 17% Fe .... 125 130 10е 7,8
Пермаллой 4—79, 79% Ni, 4% Мо, 16% Fe .... 20000 80000 0,05 8400 57 8,72
Супермаллой, 79% Ni, 5% Мо, 15% Fe .... 100000 800000 0,004 8000 60 8,87
Пермаллой 78, 78% Ni, 21% Fe 8000 100000 0,05 10000 16 8,6
Муметалл, 75% Ni, 2% Cr, 5% Си, 18% Fe 20000 110000 0,03 7200 60 8,58
Сплав, 1040, 72% Ni, 14% Си, 3% Мо, 11% Fe 40000 100000 0,02 6000 56 8,76
Гнперннк 50% Ni, 50% Fe 4000 80000 0,05 16000 35 8,25
Пермендур, 50% Со, 50% Fe 800 5000 2,0 24500 7 8,3
Пермендур 49% Со, 2% V, 49% Fe .... ^00 4000 2,0 24000 26 8,2
Радиометалл, 47% Ni, 3% Си, 49% Fe .... 2500 25000 0,3 15600 55 8,3
Пермаллой 45 45% Ni, 54% Fe 2500 25000 0,3 16000 50 8,17
ЧАСТЬ V
АЛЮМИНИЙ И ЕГО ВАЖНЕЙШИЕ СПЛАВЫ
Алюминий — химический элемент третьей группы периодиче-
ской системы Д. И. Менделеева с порядковым номером 13 и
атомным весом 26, 97. Получены искусственные радиоактивные
изотопы алюминия с массовыми числами 25, 26, 28 и 29 с перио-
дом полураспада от 6 сек. до 6,7 мин.
Алюминий отличается высокой электропроводностью, тепло-
проводностью, коррозионной стойкостью и малым удельным ве-
сом и отлично обрабатывается давлением в холодном и горячем
состоянии. Он применяется в электротехнике для проводников
тока, в пищевой и электротехнической промышленности (фольга),
для термоизоляции, в пиротехнике и алюминотермии (порошок).
Сплавы на основе алюминия благодаря своей прочности и ма-
лому удельному весу особенно широко применяются в авиапро-
мышленности, а также для изготовления предметов широкого по-
требления.
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ И ГАЗОВ
Чистота алюминия имеет важное значение, так как примеси
оказывают значительное влияние .на электрические, коррозион-
ные и технологические свойства технического алюминия. На
рис. 414-416 показано влияние примесей и добавок на электро-
проводность и теплопроводность алюминия.
Железо наряду с кремнием является основной примесью в
торговых сортах алюминия.
Диаграмма состояния системы алюминий — железо показана
на рис. 417.
Из диаграммы видно, что железо незначительно растворяется
в алюминии в твердом состоянии. При1 температуре эвтектики
(655°) растворимость железа достигает 0,052% и с понижением
температуры граница твердого раствора а резко сдвигается в сто-
рону алюминия. Железо в алюминии присутствует в виде само-
стоятельной фазы Al3Fe.
Содержание /римеови %0еу
Рис 414 Влияние примесей на электро-
проводность алюминия
Рис 416 Влияние доба
вок на теплопроводность
алюминия
Рис. 415. Влияние добавок
на электропроводность алю-
миния
ре, 2 tied
Рис. 417. Диаграмма состояния
системы алюминий — железо
(сторона алюминия). Граница
растворимости железа в алюми-
нии в твердом состоянии
Влияние примесей и газов
423
Железо является вредной примесью в алюминии, а также
в сплавах алюминия с кремнием и магнием. Оно снижает кор-
розионную стойкость алюминия и заметно уменьшает его
электропроводность и пластичность, но несколько повышает
прочность. Однако в жаропрочных алюминиевых сплавах же-
лезо (в сочетании с никелем) является полезным.
Кремний является обычной примесью в алюминии. В спла-
вы на алюминиевой основе кремний наряду с медью, магнием,
цинком, а также марганцем, никелем и хромом вводится в каче-
стве основного компонента. Образующиеся при этом соединения
CuA12, Mg2Si, CuMgAl2 и др. являются эффективными упрочни-
телями алюминиевых сплавов.
Диаграмма состояния алюминий-кремний показана на рис. 418.
Из диаграммы видно, что кремний растворяется в алюминии
при температуре эвтектики 577° до 1,65%. С понижением темпера-
туры область твердого раствора а резко уменьшается. На меха-
нические и физико-химические свойства алюминия кремний влияет
так же, как и железо.
Примеси кальция и другие, присутствующие в стандартных
марках алюминия в ничтожном количестве, не имеют практиче-
ского значения. Незначительные до-
бавки церия, натрия и титана ока-
зывают существенное влияние на
структуру и свойства определенных
алюминиевых сплавов.
Водород значительно растворим,
особенно в расплавленном алюми-
нии (см. далее табл. 433). Он оказы-
вает отрицательное влияние, так как
вызывает брак литья по пористости.
Водяной пар, диссоциирующий
при температуре 500° и выше, также
оказывает на алюминий вредное
действие.
Азот, окись углерода, углекислый
и сернистый газы при высоких тем-
пературах могут вступать в реакцию
с алюминием с образованием туго-
плавких соединений.
Рис 418. Диаграмма состоя-
ния системы алюминий —
кремний. Сторона алюми-
ния. Граница растворимости
кремния в алюминии в твер-
дом состоянии
Кислород энергично реагирует с алюминием с образованием
амфотерного тугоплавкого окисла А120з.
Алюминий активно реагирует с галогенами.
424
Алюминии и его важнейшие сплавы
КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЯ
Алюминий и его сплавы характерны высокой коррозионной
стойкостью в атмосферных условиях как сельской местности, так
и городских промышленных районов
Сернистый газ, сероводород, аммиак и другие газы, находя-
щиеся в воздухе промышленных районов, не оказывают замет-
ного влияния на скорость коррозии алюминия и его сплавов
Алюминий практически не корродирует в дистиллированной и
чистой пресной (естественной) воде даже при высоких темпера-
турах (до 180°). Действие пара на алюминий и его сплавы также
незначительно.
Вода, содержащая примеси щелочей, резко повышает ско-
рость коррозии алюминия. Скорость коррозии алюминия при
комнатной температуре в аэрированной воде, содержащей 0,1%
едкого натра, равна ~ 16 мм/год, 0,1% соляной кисло-
ты — ~ 1 мм[год и Г% соды — 4 MMjsod
Алюминий и его сплавы, не содержащие меди, достаточно
стойки в естественной (не загрязненной) морской воде. На этих
сплавах обычно наблюдается точечная коррозия, а потому устой-
чивость алюминия и его сплавов в морской воде определя-
ется не по изменению веса образцов и не по скорости проникно-
вения коррозии, а по изменению механических свойств этих спла-
вов Сернокислые нейтральные соли магния, натрия, аммония,
а также гипосульфит практически не действуют на технический
алюминий Скорость корро
Рис 419 Зависимость скорости кор-
розии чистого алюминия в азотной и
серной кислотах от концентрации и
зии алюминия возрастает в
присутствии в воде солей
ртути, меди или ионов хло-
ра, разрушающих защитную
окисную пленку на алюми-
нии.
Кислые рудничные воды
являются довольно агрессив-
ными, однако стальные или
оцинкованные трубы в этих
условиях корродируют зна-
чительно быстрее, чем алю-
миниевые. Минеральные кис-
лоты сильно действуют на
алюминий и его сплавы.
температуры Однако в концентриро-
ванной азотной кислоте при
комнатной температуре алюминий и его сплавы устойчивы, но
быстро разрушаются в разбавленных кислотах (рис. 419).
Алюминий технический
425
Слабые растворы серной кислоты, концентрацией до 10%,
при комнатной температуре незначительно влияют на техниче-
ский алюминий, но с повышением концентрации и температуры
скорость коррозии резко возрастает (см. рис. 419). В 100%-ной
серной кислоте алюминий практически устойчив. Соляная кис-
лота быстро разрушает алюминий и его сплавы, особенно с по-
вышением температуры. Такое же действие на алюминий оказы-
вают растворы плавиковой и бромистоводородной кислот. Сла-
бые растворы фосфорной (менее 1%), хромовой (до 10%) и
борной кислоты (при всех концентрациях) на алюминий и его
сплавы действуют незначительно. Органические кислоты: уксус-
ная, масляная, лимонная, винная, пропионовая, яблочная, глю-
коновая, а также кислые (незагрязненные) фруктовые соки,
вино оказывают слабое влияние на алюминий и его сплавы. Ис
ключением являются: щавелевая, муравьиная и другие кислоты.
Алюминий и его сплавы быстро разрушаются в растворах ед-
ких щелочей, однако в растворах аммиака эти сплавы довольно
стойки, особенно сплавы, содержащие магний Амины также не-
значительно действуют на эти сплавы.
Следует отметить, что алюминий и однофазные сплавы на
алюминиевой основе более стойки в коррозионном отноше-
нии, чем сплавы двухфазные и многофазные. Алюминиевомед-
ные сплавы с грубыми выделениями АЬСпф) корродируют бы-
стрее, так как потенциал растворения этого соединения отлича-
ется от потенциала твердого раствора. Однако алюминиевомар-
ганцевые сплавы в присутствии фазы А1вМп весьма устойчивы,
так как потенциал этого соединения и основного твердого рас-
твора очень близки. Алюминий в контакте с большинством техни-
ческих металлов и сплавов, являющихся более благородными
по ряду напряжений (см. далее табл. 438), будет служить ано-
лом, и, следовательно, коррозия его в электролитах будет про-
грессировать.
В морской воде или в растворе хлористого натрия коррозия
алюминия в контакте с обычной сталью будет ускоряться, также
как и в контакте с нержавеющей сталью, но несколько в меньшей
степени. Однако в некоторых растворах наблюдается обратное
явление. При контакте алюминия с цинком в щелочных раство-
рах скорость коррозии алюминия увеличивается, а в кислых или
нейтральных растворах вследствие перераспределения потенциа-
лов произойдет преимущественное разрушение цинка.
АЛЮМИНИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
Свойства и химический состав алюминия технического см.
табл. 374—379.
426
Алюминий и его важнейшие сплавы
Алюминий технический
427
Таблица 375
Физические и механические свойства алюминия
Наименование Значение Примечание
Температура плавления, °C Плотность: при 20°, ?/сл3 » 700° » Скрытая теплота плавления, кал] г .... Увеличение объема при плавлении, % ... Удельная теплоемкость при 20° кал/г - °C Теплопроводность, кал/см • сек °C: при 20° » 700° Коэффициент линейного расширения, мм, при: 20—100° 200-300° 500-600° Электросопротивление (99,5% А1) при 20°, ом мм?] м Температурный коэффициент электросопротив- ления Модуль нормальной упругости при 20°, кг/ мм? Модуль нормальной упругости при 200°, кг/мм? Модуль сдвига при 20°, кг] мм2 Модуль сжатия, (кг]мм?)~1 Коэффициент Пуассона 658,7 2,7 2,37 93 6,5 0,222 0,52 0,22 23,8 • 10~6 27,5 • 10~6 33,5 • 10-6 0,027—0,030 0,0042 7200 5500 2760 0,134 10~3 Отожженный
0,33 То же
Предел прочности при растяжении, кг] мм2 8 Ж ж
То же 15 Деформированный
Поедел упругости, кг] мм? 3-4 Отожженный
Предел текучести, кг]мм2 5—8 То же
То же 12 Деформированный
Предел усталости (500x10е циклов), кг]мм2 4 Отожженный
То же 5 Деформированный
Предел ползучести, кг/мм?, прч: 15° 100° 200° Предел прочности при срезе, кг]мм? .... 5 2,7 0,7 6 Отожженный
То же 10 Деформированный
Относительное удлинение, % 30—40 Отожженный
То же 5—10 Деформированный
Относительное сужение, % 70—90 Отожженный
То же 50-60 Деформированный
Ударная вязкость при 20°, кем]см2 .... Твердость по Бринелю, кг/мм? 14 Литой
20 То же
То же 25 Отожженный
Ж » 30—35 Деформированный
428
Алюминий и его важнейшие сплавы
Таблица 376
Технологические свойства и режимы обработки алюминия
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья горячей обработки отжига отпуска Линейная усадка, % Допускаемая деформация (холодная и го- рячая), % Начало рекристаллизации, °C Жидкотекучесть, см Температура изложницы, °C Смазка Рафинирующий флюс Методы рафинирования 710—739 350—450 370—400 150 1,7 75-90 150 38 50—70 Мел Хлористый цинк 1) Замораживание 2) Продувка хлором
Таблица 377
Механические свойства алюминия различной чистоты
Состояние материала Содер- жание алюминия 'о Предел прочно- сти при растяже- нии К? Л1.Н- Предел текучести при рас тяжении кг м Относи- тельное удлине- ние, /0 Твердость по Бри- не лю кг/мм-
Литой в землю 99,996 5 45 13-15
То же 99,5 7,5 — 29 20
» » 99,0 8,5 — 20 25
Литой в кокиль 99,0 9 25 25
Деформированный и отож-
жеииый 99,0 9 3 30 25
Деформированный 99,0 14 10 12 32
Литой в землю 98,0 9 3,5 12,5 28
Таблица 379
Механические свойства технического алюминия при низких температурах
Наименование Температура °C Предел прочности при растя- жении кг/мм2 Относи- тельное удлинение % Относи- тельное сужение %
Пруток диаметром 10 мм 17 12 29 86
То же — 196 21 42 75
> » — 253 35 . 45 66
Деформированный на 93% 20 34,4 . 32 32
То же — 185 44,3 26 28
Алюминий технический
429
Таблица 378
Механические свойства важнейших полуфабрикатов из технического алюминия
Марка Наименование и состояние материала Предел прочно- сти при растяже- нии кг1мм% не более Относи- тельное удлине- ние, °/0 не менее Примечание
АД и АД1 Прутки прессованные мягкие Трубы твердые холоднотяну- тые с толщиной стенки, мм: до 2 2,5—5 Трубы мягкие всех размеров и >11 >10 12 25 4 5 20 ГОСТ 4783—49 1 ГОСТ J 4773-49
АО и А1 Листы и ленты мягкие тол- щиной, мм: 0,3—0,9 1,0-10,0 Листы и ленты твердые тол- щиной, мм: 0,3—0,9 . 1,0-3,5 4,0—10,0 Ленты мягкие Ленты твердые толщиной, мм: 0.30 0.35 7,0 7,0 15 14,5 12,5 >7,5 10-15 12—15 30 28 3 3,5 5,0 20 2,5 3,0 ОСТ ЦМ 403 -40 ГОСТ 1018—54
А1 и А2 Проволока для заклепок мяг- кая 9 17 ГОСТ 770—41
Проволока для электротехни- ческих целей: твердая диам. 0,8—1,0 мм мягкая 0,8—1,0 мм . . твердая диам. 1,01— 1,50 мм твердая 1,51—3,0 . . . мягкая 1,51—2,0 . . . . мягкая 2,01—3,0 твердая 3,01—4,00 . . . твердая 4,01—5,00 . . . мягкая 3,01—5,00 . . . 16,5 7,5 16 16 7,5 7,5 15 15 7,5 1,0 10 1,2 1,5 12 15 1,5 2,0 18 ГОСТ 6132—52
Примечание. Удельное электросопротивление при 20° не более
0,0295 ои • мл12/м
430
Алюминий и его важнейшие сплавы
Зависимость механических свойств алюминия технического
от степение деформации и температуры отжига показано
на рис. 420—424.
Рис. 420. Зависимость механических
свойств алюминия марок А1 и А2 от
степени деформации. Исходный мате-
риал: полосы мягкие толщиной 2 мм
механических свойств
алюминия марок А1
и А2 от температуры
отжига. Исходный ма
териал: полосы твердые
толщиной 2 мм
Рис. 422. Изменение механических
свойств алюминия (99,57% А1,
0,22% Si, 0,21% Fe) при высоких
температурах. Исходный материал-
прутки диам. 28 мм, отожженные
при 550° 6 час.
Алюминиевые сплавы, обрабатываемые давлением
431
Рис. 423. Изменение удельного
электросопротивления и тепло-
проводности алюминия при вы-
соких температурах
Рис. 424. Диаграмма рекристаллизации алюминия
АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ, ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ ДАВЛЕНИЕМ
Химический состав и свойства алюминиевых сплавов, обраба-
тываемых давлением, см. табл. 380—383.
Таблица 380
Химический состав деформируемых алюминиевых сплавов по ГОСТ 4784- -49
Основные компоненты, %
Марка
Си Mg Мп Ni Fe Si Zn А1
АД —. — 98,8
АД1 — — — — — - . 99,8
АМц —. — 1 ,0—1 ,6 — Остальное
АМг — 2,0—2,8 0,15—0,35 или хрома в том же -— — — »
количестве
АМг5П —- 4,7—5,7 0,2—0,6 .— — -
Д1 3,8—4,8 0,4—0,8 0,4—0,8 - —. »
Д6 4,6—5,2 0,65—1,0 0,5—1,0 — »
Д7 3,0—4,0 0,25—0,5 0,25—0,5 - - »
Д16 3,8—4,9 1 ,2—1,8 0,3—0,9 — —
Д1П 3,8-4,5 0,4-0,8 0,4—0,8 — .
дзп 2,6-3,5 0,3—0,7 0,3—0,7 — - »
Д16П 3,8—4,5 1,2—1,6 0,3—0,7 ——
Д18П 2,2—3,0 0,2—0,5 _— — — — - »
АВ 0,2—0,6 0,45—0,9 0,15—0,35 или хрома в том же — 0 5-1 ,2 —• »
АК количестве 1
— —— .— .— 4,5—6,0 . >>
АК2 3,5—4,5 0,4—0,8 .— 1 ,8—2,3 0,5—1,0 0,5—1,0 - А
АД4 1,9—2,5 1 ,4—1,8 — 1 ,0—1,5 1,1 —1,6 0,5—1 ,2 - »
АК4-1 АК6 1,9—2,5 1,4—1,8 — 1,0—1,5 1,1—1,6 — Титан 0,02—0, [ »
1,8—2,6 0,4-0,8 0,4—0,8 — . 0,7—1,2 »
АК8 3,9—4,8 0,4—0,8 0,4—1,0 — — 0,6—1,2 — )>
АЛД — 0,5—0,9 «— — 0,2—0,5 0,8—1,0 —-
Д12 —- 0,8—1,3 0,9—1,4 — — — »
В95 1,4—2,0 1,8—2,8 0,2—0,6 — 5—7
Продолжение табл. 380
Марка сплава Примесей, %, не более Применение
Fe S1 Fe+Sl СИ Мп N1 Zn Fe i Ni Mg прочие при- Mecng сумма приме сеи
АД 0,5 0,55 1,0 0,1 0,1 — 0,1 —. 0,1 0,1 1,2 Трубы, прутки
АД1 0,3 0,35 0,6 0,05 —• — •— — 0,1 0,7 Трубы, прутки
АМц 0,7 0,6 —, 0,2 — —. 0,1 — 0,05 0,1 1,75 Трубы, прутки, листы, профили, проволока, поковки, штамповки
АМг 0,4 0,4 0,6 0,1 — .— — — 0,1 0,8 Трубы, прутки, листы, профи-
АМгбП 0,4 0,4 0,6 0,2 — — — 0,1 1,1 ли, проволока, поковки и штамповки
Д1 0,7 0,7 — — — 0,1 0,3 0,7 0,1 1 ,8 Листы, профили, проволока
Д6 0,5 0,5 — — — 0,1 0,3 — 0,1 1 ,5 Листы плакированные, трубы,
Д7 0,8 0,8 — — — 0,1 0,3 0,8 0,1 2,0 прутки, профили, проволока, поковки
Д16 0,5 0,5 — — — 0,1 0,3 —. - 0,1 1,5 Трубы, прутки, листы, профили Листы плакированные. трубы, прутки, профили, проволока Проволока и заклепки
Д1П 0,5 0,5 — — -- — 0,1 — -- 0,1 1,2
ДЗП 0,5 0,5 — — —. —— — — — 0,1 1,1
Д16П 0,5 0,5 — — —. —— 0,1 .— 0,1 1,2 Проволока и заклепки
Д18П 0,5 0,5 — —. 0,2 ——- 0,1 .— — 0,1 1,4 Трубы, прутки, листы, профили,
АВ 0,5 — — — — —- 0,2 0,1 0,8 проволока, поковки и штам- повки
АК 0,6 — — 0,2 — — 0,1 (цинк и олово) — — 0,9 Проволока для сварки
АК2 — — — — 0,2 — 0,3 — 0,1 0,6 Прутки, поковки и штамповки
АД4 — — — — 0,2 — 0,3 -— — 0,1 0,6 Прутки, поковки, штамповки Прутки, поковки и штамповки
АК4-1 — 0,35 — — 0,2 — 0,3 —. —, 0,1 0,95
АК6 0,7 — — — — 0,1 0,3 0,7 — 0,1 1,1 Прутки, поковки и штамповки
АК8 0,7 — — — — 0,1 0,3 — — 0,1 1,2 Прутки, листы, профили
АЛд — — —— —• —— - —• —— — —-
Д12 0,7 0,7 — 0,1 — — — — — о, 1 1,6
Примечания: 1. Сплав марки АМц в случае применения для заклепочной проволоки не должен содержать цинка.
2. Сплав марки АМг в случае применения для сварочной проволоки может содержать железа и кремния не более 0,0с% каждого.
3. Сплав марки АВ по требованию потребителя может поставляться с содержанием меди и цинка не более 0,1 /0 каждого или
же с содержанием меди от 0 до 0,5"/, и марганца (или хрома) от 0 до 0,2%.
432 Алюминий и его важнейшие сплавы Алюминиевые сплавы, обрабатываемые давлением 433
Таблица 341
Физические и механические свойства дефорлн руемых алюминиевых сплавов
Маркт сплава Состояние материала । Плотность, г cai3 Коэффициент линейного рас- ширения «х 106 Коэффициент теплопро- 1 водности, кал см сек °C Электропроводность, °', от электропроводности меди Модуль нормальной упругости, кг/мм2 Модуль сдвига, кг/мч2 Коэффициент Пуассона Предел прочности при растяжении, кгАи-и2 Предел текучести, кг мм2 Предел усталости при 5 10? циклов, кг/мм2 Относительное удли- нение, % Относительное суже- ние, % Твердость по Бринелю, кг м ч2
сот—osn 1 О т о ст В О м 1 о в
А Отожженный 0,54 59 7200 2700 0,33 9 3 4 30 25
Нагартованный 2,71 24 24.8 25,9 0 52 57 7200 2700 0 33 14 10 5 12 — 32
АМц Отожженный 0,45 50 7200 2700 0,33 13 5 5,5 20 70 30
Нагартованный 2,73 24 24,8 25,9 0,38 7200 2700 0,33 16 13 6,5 10 55 40
АМг Отожженный 0,3 40 7200 2700 0,33 20 10 12,5 23 45
* Нагартованный 2,67 23,4 24,5 25,4 0,3 40 7200 2700 0,33 1 25 21 13,5 6 — 60
АМг5 Отожженный 2,65 1 23,9 24,8 25,9 0,28 29 7200 2700 а 0,33 27 15 —. 23 — 70
Д1 Закаленный и естествен- 0,28 30 7200 2700 0,33 42 24 10,5 18 35 100
но состаренный Отожженный 2,8 22 23,4 24,8 0,41 45 7200 2700 0,33 21 11 7,5 18 58 45
Продолжение табл. 38}
Марка сплава Состояние материала 1 Плотность, г/слсЗ Коэффициент линейного расширения «хЮв Коэффициент теплопро-1 водности, кал см сек °C Электропроводность, /„ от электропроводности меди Модуль нормальной упругости, кг.и.и' Модуль сдвига, кг:ммл Коэффициент Пуассона Предел прочности при растяжении, кг/мм2 Предел текучести, кг мм2 Предел усталости при 5 107 циклов, кг!мм2 Относительное удли- нение, % Относительное суже- ние, /„ I | Твердость по Брине- 1 о 1 лю, кг/мм2
О г о ffl в О о т о ст s О г В
Д1 Плакированный закален- ный и естественно со- старенный 7200 2700 0,33 38 22 —. 18 —
Д1 Плакированный Отожженный 7200 2700 0,33 18 11 — 18 — 45
Д6 Закаленный и естествен- но состаренный Отожженный 2,8 22 23,4 24,8 — — 7200 7200 2700 2700 0,33 0,33 46 22 30 11 — 15 15 48 105
Д16 Закаленный и естествен- но состаренный 2,8 22 23,4 24,8 0,28 30 7200 2700 0,33 47 33 11,5 17 30 105J
Д16 Отожженный 0,45 50 7200 2700 0,33 21 11 18 55 42
Алюминий и его важнейшие сплавы Алюминиевые сплавы, обрабатываемые давлением 435
Продолжение табл 381
1 Мариа сплава Состояние материала 1 Плотность, г/см3 Коэффициент линейного расширения ах 10s Коэффициент теплопро водности, кал си сек °C Электропроводность, /J от электропроводности меди 1 Модуль нормальной упруюсти, кг мм^ Модуль сдвига, кг .«.«2 Коэффициент Пуассона Предел прочности при растяжении, кг мм^ Предел текучести, кг мм^ Предел усталости при 5 107 циклов, кг мм2 Относительнее удлиые НИС, °/о Относительное суже- ние, 1/0 Твердость по Брине лю, кг/мм%
© о Г © У © © ет 1 © ст в © о м 1 © ст в
Д16 Плакированный закален- ный и естественно со- старенный 7200 2700 0,33 43 30 — 18 — 105
Д16 Плакированный отожжен- ный 7290 2700 0,33 18 10 — .« — 42
дзп Закаленный и естествен- но состаренный Отожженный 2,78 22 23,4 24,8 — — 7200 7200 2700 2700 0,33 0,33 34 17 21 8 10 10 20 40 80
Д18 Закаленный и естествен- но состаренный Отожженный 2,75 22 23 4 24,8 —- — 7200 7200 2700 2700 0,33 0,33 30 16 17 6 9,5 24 24 50 70 38
АВ Закаленный и искусствен- но состаренный Закаленный Отожженный 2,69 23,4 24,5 25,4 0,41 0,50 45 55 7200 7200 7210 2700 2700 2700 0,33 0,33 0,33 33 22 13 28 12 7,5 7,5 7,5 12 22 24 20 50 65 95 65 30
АК2 Закаленный и искусствен- но состаренный 2,8 22 23,4 24,8 0,37 — 7200 2700 0,33 42 28 10 13 — 100
Предо жжение табл. 381
Марка сплава | Состояние материала J g и э г *чь юлхоь’П К< эЩицпент линейно! о расширения ах 106 , Коэ'Ьфпциепт теплопро-1 водности, кал с г сег °с' Эле! тропровотноеть от эчектроп] овод- НОсТИ мен Модаль нор тальнои > упругости, кг мм2 | 1 Мода ль сдвига, кг мм | 1 Коэффициент П>ассона| 1 Предел поочноети п] и растяжении, кг мм Предел текучести, 1 кг мм2 Предел Асталоети при 5 107 циклов, к? м м Относительное удли- нение, %) Относительное суже- ние, ’/ Твердость по Бриле- лю, кг мм
© 1 © © С-7 м в Г
ХК.4 Закаленный и искусствен но состаренный 2,8 22 23 1 24 0,43 — 7200 2700 0,33 44 29 — 10 — но
АК.6 Закаленный н искусствен но состаренный 2,75 — — — — 7200 2700 0,33 42 30 — 13 — 105
АК8 Закаленный и искусствен но состаренный 2,8 22 23,4 21,8 0,37 10 7200 2700 0,33 49 38 11,5 13 25 130
АК9 Закаленный и искусствен но состаренный 2,69 19,5 20,5 21,4 0,32 1 35 7200 2700 0,33 39 24 10 10 - 115
В95 Закаленный и искусствен- но состаренный Отожженный Плакированный закачен- ный и искусственно со- старенный Плакированный отожжен ный 2,8 23,2 24,3 25,9 0,28 30 7400 7400 7400 7400 2700 2700 2700 2700 0,33 0,33 0,33 0,33 60 26 54 22 55 13 47 И 16 12 13 10 18 23 50 150
СО
о
Алюминий и его важнейшие сплавы_________________________ Алюминиевые сплавы, обрабатываемые давлением
438
Алюминий и его важнейшие сплавы
Механические свойства деформируемых алюми
Темпера- тура °C Свойства Марка
А АМц АМг
25 Предел прочности при растяжении кг! мм2 Предел текучести, кг/ мм2 Относительное удлинение, % 9 3,5 45 Н,5 4,0 40 20,5 10 30
150 Предел прочности при растяжении кг/ мм2 ............. Предел текучести, кг/мм2 Относительное удлинение, % . ... 55 2,5 65 8 3,5 47 16 9,5 55
200 Предел прочности при растяжении кг/мм2 . Предел текучести, кг/мм2 Относительное удлинение, % . . 4 2 70 5,5 3 50 12,5 8 65
260 Предел прочности при растяжении кг/ мм2 Предел текучести, кг/мм2 . ... Относительное удлинение, % . . 2,5 1,5 85 4 2,5 60 8,5 5,5 100
315 Предел прочности при растяжении кг /мм2 Предел текучести, кг /мм2 Относительное удлинение, % . . . 2 1 90 3 2 60 5,5 3 105
370 Предел прочности при растяжении кг/мм2 Предел текучести, кг/мм2 . . . Относительное удлинение, % 1 0,5 95' 2 1,5 60 3,5 2 120
Алюминиевые сплавы, обрабатываемые давлением
439
Таблица 382
ниевых сплавов при высоких температурах
сплава
Д! Д16 Д18 АВ АК2 АК4 АК8 АК9
43,5 48 'зо 33 44,5 43 49,5 39,5
28 31,5 17 28 83 38,5 32,0
20 22 27 20 17 — 14 8
28 29 5 21 13,5 34,5 36 30,5 27,5
24 24,5 18 10,5 31 .— 27,5 23
16 21 20 28 10 —• 14 9
18 19,5 12 5,5 12 И
15 16 9 4,0 — 9 7,5
25 25 30 58 — 28 34
9 10 5,5 4.0 8 31 7 6
6,5 7 4 3,0 5 — 6 4,5
35 40 45 59 32 ’— 32 50
4 5,5 3 3,0 4,5 4
2,5 4 2 2,5 — 3 2,5
90 65 70 60 — 45 60
3 3 2 2,5 3 11 3 2,5
2 2,5 1,5 2 2 — 2,5 1,5
100 100 90 65 85 — - 55 120
440
Алюминий и его важнейшие сплавы
Таблица 383
Технологические характеристики и режим термической обработки
деформируемых алюминиевых сплавов
Марь а сплава 1‘еншм термической обработки Технические характеристики сплава
А Термической обработкой упрочняется. Отжиг 350—410° не при Пластичность высокая. Свариваемость хорошая. Обрабатываемость резанием неудов тетвооитетьная
А Мн Термической обработкой упрочняется. Отжиг 350—410° не при П истинность в отожженном состоя- нии высокая Свариваемость хорошая Обрабатываемость резанием неудов ie- творигельная. Сопротивление корро- зии высокое
АМг Термической обработкой упрочняется Отжиг 350—410° не при П истинность в отожженном состоянии высокая. Свариваемость хорошая. Обрабатываемость резанием в мягком состоянии неудовлетворительная, в нагартованном состоянии—удовлетво- рительная. Сопротивтешг коррозии высокое
АМг5 Термической обработкой упрочняется Отжиг 340—370° не пои Пластичность в отожженном состоянии высокая. Обрабатываемость резанием пониженная. Сопротивтение коррозии высокое
Д1 Закалки с 490—505°. Есте- ственное старение не менее четырех суток. Отжиг 340—370° Пластичность в отожженном и свежеза- ка генном состоянии средняя. Свари- ваемость удовлетворительная. Обра- батываемость резанием в состаренном состоянии удовлетворительная, в отожженном — пониженная. Сопро тивление коррозии среднее
Д6 Закалка с 498—503° в воде. Естественное старение в те- чение четырех суток (не ме- нее). Отжиг при 340—370° Пластичность в отожженном и свеже- закаленном состоянии пониженная Обрабатываемость резанием в соста- ренном состоянии удовлетворитель- ная, в отожженном—пониженная. Сопротивление коррозии среднее
Д16 Закалка с 490—500° в воде. Естественное старение в те- чение четырех суток (не ме- нее). Отжиг при 340—370° Пластичность в отожженном и свеже- закаленном состоянии средняя. Сва- риваемость удовлетворительная. Об- рабатываемость резанием в состарен- ном состоянии—удовлетворительная. в отожженном — пониженная. Сопро- тивление коррозии среднее
Алюминиевые сплавы, обрабатываемые давлением
441
Продолжение табл 383
Марка
сплава
Д18
АВ
АК2
АК4
AKG
АК8
АК9
В95
Режим термической
обработки
Технические характеристики
сплава
Закалка с 490—505° в воде.
Естесчвенное старение не
менее четыоех суток. От-
жиг при 340—370°
Закалка с 515—525° в воде.
Естественное старение ити
искусственное старение при
150—160° в течение 6 час.
Отжиг 340—370°
। Закалка с 510—520° в воде.
Искусственное старение при
165—175° в течение 15—
18 час.
Закалка с 510—520° в воде.
Искусственное старение при
165—175° в течение 15—
18 час.
Закалка с 505—515° в воде
и искусственное старение
при 150—160° в течение
12—15 час.
Закалка с 500—510° в воде.
Искусственное старение при
175—180° в течение 8 час
Закалка с 520—535° Искус-
ственное старение при 130—
160° не менее 5 час.
Закалка с 465—475° в воде.
Искусственное старение при
120—125° в течение 24 час.
Отжиг при 420—440°
Пластичность в состаренном состоянии
удовтетворительная. Обрабатывае-
мость резанием в состаренном состо-
янии удовлетворительная, в отож-
женном — пониженная. Сопротивте-
ние коррозии среднее
Пластичность в горячем и в отожжен-
ном состоянии высокая, в состарен-
ном состоянии — средняя. Сваривае-
мость хорошая Обрабатываемость
резанием в мяч ком состоянии неудо-
влетворительная В состаренном—
удовтетворительная. Сопротивление
коррозии высокое
П частичность в горячем состоянии сре д-
няя Обрабатываемость резанием удо-
влетворительная
Пчастичность в горячем состоянии по-
ниженная. Обрабатываемость реза-
нием удовлетворительная
П частичность в горячем состоянии вы-
сокая. Обрабатываемость резанием
хорошая. Сопротивляемость коррозии
средняя
Пластичность в горячем состоянии по-
ниженная. Обрабатываемость реза-
нием хорошая Сопротивляемость кор-
розии пониженная
Пластичность в горячем состоянии сред-
няя. Обрабатываемость резанием удо-
влетворительная. Сопротивление кор-
розии среднее
Пластичность в оч ожженном и свеже-
закаленном состоянии средняя. Обра-
батываемость резанием в состаренном
состоянии удовлетворительная. Сопро-
тивление коррозии среднее
Механические свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов:
1. Листы плакированные разных размеров по ГОСТ 497 7—32.
2. Трубы разных размеров по ГОСТ 4773—49.
3. Прутки разных размеров по ГОСТ 4783—49.
442
Алюминий и е'го важнейшие сплавы
Алюминиевые сплавы литейные
443
АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ ЛИТЕЙНЫЕ
ПО ГОСТ 2685-53 (ДЛЯ ФАСОННЫХ ОТЛИВОК)
Химический состав и свойства литейных алюминиевых сплавов
см табл. 384—387.
Таблица 384
Химический состав литейных алюминиевых сплавов по ГОСТ 2685—53
Марка сплава - Основные компоненты, %
Mg Si Мп Си прочие компоненты А1
АЛ1 1,25—1,75 • 3,75-4,5 Никель 1,75—2,25 Остальное
АЛ2 — 10,0—13,0
АЛЗ 0,2—0,8 4,0-6,0 0,2-0,8 1,5—3,5 — »
АЛЗВ 0,2—0,8 4,0—6,0 0,2—0,8 1,5-3,5
АЛ4 0,17—0,30 8,0—10,5 0,25—0,5
АЛ4В 0,2—0,4 8,0—11,0 0,2—0,5 — — »
АЛ5 0,35—0,6 4,5—5,5 1,0-1,5
АЛ6 — 4,5-6,0 2,0—3,0
АЛ7 — — — 4,0—5’0 —- »
АЛ7В 3,0-5,0 »
АЛ8 9,5—11,5 — »
АЛ9 0,2—0,4 6,0—8,0 - »
АЛ9В 0.2—0,5 6,0—8,0 — — »
АЛ 10В 0,2—0,5 4,0-6,0 5,0—8,0 »
АЛ11 0,1—0,3 6,0—8,0 — — Цинк 10—14,0 »
АЛ12 — — — 9,0-11,0 — »
АЛ13 4,5—5,5 0,8—1,3 0,1—0,4
АЛ 14В 0,2—0,6 6,0—8,0 0,2—0,6 1,5-3,0 __ »
АЛ 15В ' — 3,0—5,0 0,2—0,6 3,5—5,0 — »
АЛ 16В — 3,0—5,0 0,2—0,5 2,0—4,0 Цинк 2,0—4,0 >
АЛ 17В — 3,0-5,0 0,2—0,6 1,5-3,5 Цинк 4,0—7.0 »
АЛ 18В — 1,5—2,5 0,3—0,8 7 5-9,5 Железо 1,0—1,8 »
'Примечания: 1 В обозначениях марок буква В указывает, что отливки изготовляются из литейных алюминиевых
сплавов в чушках по ГОСТ 1583—53.
2 Б>квы указывают способ литья: 3 — в землю, К — в кокиль, Д •—под давлением.________________________—_
4 44
Алюминий и его важнейшие сплавы
Таблица 385
Механические свойства литейных алюминиевых сплавов по ГОСТ 2685—53
Марка сплава ] Способ । литья Вид термической обработки Пре {ел прочности при растя/кении кг мм- Относитель ное удлине- ние на расчетной длине Z = 5 d Твердость по Вринелю при диаметре шарика 10 мм и нагрузке 1000 кг кг мм?
не менее
АЛ1 3; К Т5 20 0,5 95
АЛ2 ЗМ; КМ —— 15 4 50
К — 16 9 50
АЛЗ к 16 0,5 65
з 12 —. 65
3; К Т! 17 1 70
3; К 3 Ъ 12 — 65
Т5 21 — 75
К Т5 24 0,5 75
3; К Т7 20 1 70
3; К Т8 18 2 65
АЛ ЗВ 3 12 . 65
К — 16 0,5 65
3 т5 21 — 75
К Т5 24 0,5 75
О Т8 15 1 65
к Т8 18 2 65
АЛ ЗВ’ 3 - 13 0,5 65
к — 16 1 ,о 65
АЛ4 3; К 15 2 50
К Tj 20 1,5 70
3; М Те 23 3 70
К Т. 24 3 70
АЛ4В 3; К . 16 0,3 70
3 Те 24 0,4 80
к Т6 25 0,4 90
Алюминиевые сплавы латебные
445
Продолжение табл 385
Марка сплава Способ литья Вид термической обработки Предел пр очиости при растяжении кг м и2 Относитель- ное удлине- ние на расчетной длине 1 - 5 d Твердость по Бринепю при диаметре шарика 10 мн и нагрузке 1000 кг кг м н-
не менее
АЛ5 3; К т, 16 65
3 Т- 20 — 70
3; К т7 18 1 65
АЛб 3; К т2 15 1 45
АЛ7 3 т4 20 6 60
К т4 21 6 60
3 т5 22 3 70
К Т5 23 3 70
АЛ7В 3 — 13 0,5 55
К — 16 1 55
3 Ts 22 1 70
к Т5 25 2 70
АЛ8 3 Та 28 9 60
АЛ9 3; К 16 2 50
3 Та 18 4 50
К Та 19 4 50
3 Ts 20 2 60
к т5 21 2 60
АЛ9В 3 13 0,5 60
к — 16 0,5 60
3 Ts 20 0,5 75
к Т5 22 0,5 75
АЛ 10В 3 12 80
к — 16 — 80
3 Т6 13 .— 80
к Т6 20 — 100
к Та 17 — 90
446
Алюминий и его важнейшие сплавы
Продолжение табл. 385-
Марка сплава Способ ЛИТЬЯ Вид термической обработки Предел прочности при растяжения кг/мм* Относитель- ное удли- нение на расчетной длине 1 = 5 d Твердость по Бринелю при диаметре шарика 10 мм и нагрузке 1000 кг кг1мм,2
не менее
АЛ11 3 20 2 80
к — 25 1,5 90
АЛ12 3; К Те 17 — 100
АЛ 13 3; К — 15 1 55
АЛ 14В 3 13 0,5 70
К — 17 0,5 70 '
3 Тз 20 0,5 85
К Т5 24 0,5 85
АЛ 15В 3 ’ 15 70
К — 18 0,5 70
3 Тз 20 — 80
К Тз 22 0,5 85
АЛ16В 3 16 65
к — 17 0,5 65
3 Тз 20 —- 70
к Т5 22 0,5 70
АЛ 17В 3 17 . 65
к —. 18 0,5 65
3 Т5 20 . 75
к Тз 22 0,5 75
АЛ 18В к — 18 — 80
Примечания: 1. Буква М — обозначает, что данный способ литья приме"
няется с модифицированием.
2. Условное обозначение видов термической обработки: Tj— старение, Та — отжиг,
Та — закалка, Ts — закалка и частичное старение, Те — закалка и полное старение до
максимальной твердости, Тт— закалка и стабилизирующий отпуск, Tg —закалка и
смягчающий отпуск.
3. Для сплава марки А Л ЗВ, отмеченного звездочкой, механические свойства от-
носятся н сплаву с содержанием 0,25—0,5 /0 Mg и 0,2—0,6"/о Мп_
4. Механические свойства сплавов определяются па отдельно отлитых или прили
тых к детали образцах. '
П родолжение табл. 386
Марна сплава Основные компоненты, 7о Примесей не более, % Маркировка
Mg S1 Мп Си прочие ьомпонен ты Al Fe Mg Si Мп Си Zn Ni сумма учитыва- емых при месей
АЛ 154 — 3,0-5,0 0,2—0,6 3,5-5,0 — 1,1 0,5 — — 1 ,9 0,5 3,8 Черная и две синие полосы
А Л164 — 3,0—5,0 0,2—0,5 2,0—4,0 Zn 2,0— —4,0 а л ь н о e 1,0 0,3 — — — 0,3 1,5 Две черные н синие полосы
АЛ 174 — 3,0-5,0 0,2—0,6 1,5—3,5 Zn 2,0— —7,0 о О 1,0 0,3 —' "— 0,3 1,5 Две черные по- лосы
АЛ 184 — 1,5-2,5 0,3—0,8 7,5—9,5 Fe 1,0— —1,7 — 0,8 — 0,45 0,5 1,6 Три черные по- полосы
Примечания: 1. В сплавах марок АЛ 34, АЛ94 и АЛ 144 в случае применения их для производства пищевой посуды содержание
свинца не должно превышать 0,15 /о, а мышьяка 0,015V<>.
2. В сплаве марки АЛ34 в случае применения для деталей машиностроения и приборостроения, требующих повышенной пластично-
сти, содержание магния может быть 0,25—0,5 7 , марганца 0,2—0,6'7,,.
3. В сплаве марки АЛ74 при применении его для литья в кокиль содержание кремния допускается де 3%.
ЧАСТЬ VI
МАГНИИ И ЕГО ВАЖНЕЙШИЕ СПЛАВЫ
Магний — химический элемент второй группы периодической
системы Д. И. Менделеева с порядковым номером 12 и атомным,
весом 24, 32.
Известны естественные стабильные изотопы с атомными ве-
сами 24, 25 и 26. Получены искусственные радиоактивные изотопы
с массовыми числами 23 и 27 с периодом полураспада 11,6 сек
и 10,2 мин
Важнейшим свойством магния является его малый удельный
вес (~ 1,74) и хорошая обрабатываемость резанием; к недостат-
кам его относится низкая коррозионная стойкость. В настоящее
время, однако, изысканы достаточно эффективные методы защиты
магния от коррозии, что значительно расширило его область при-
менения. К недостаткам магния также следует отнести его пони-
женные литейные свойства и низкие упругие свойства. Магниевые
сплавы обладают удовлетворительными механическими свойст
вами и применяются в автомобильной и авиационной промыш-
ленности.
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ
Примеси калия, натрия, никеля, меди и железа являются вред-
ными. Отрицательное влияние на свойства магния оказывают
также включения окислов и газы, особенно водород.
Алюминий положительно влияет на механические свойства
магния. В распространенные магниевые сплавы алюминий наряду
с цинком, марганцем и кремнием вводится как легирующая до-
бавка. Примеси кальция, церия, бериллия и циркония оказывают
существенное влияние на свойства магниевых сплавов и вводятся
в небольших количествах в специальные сплавы Сплавы магния
с литием, по литературным данным, являются перспективными
КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА МАГНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
В атмосферных условиях, особенно в присутствии влаги, ма«
ний довольно быстро корродирует. Примеси железа, никеля, ко-
бальта и меди резко снижают коррозионную стойкость магния
и его сплавов Магний значительно корродирует в морской воде
и в 3%-ном растворе хлористого натра", причем скорость коррозии
сильно возрастает с повышением температуры и концентрации
Магний технический
451
Разбавленные минеральные кислоты, за исключением плави-
ковой, сильно действуют на магний. Магний и его сплавы заметно
корродируют в большинстве органических кислот.
Разбавленные щелочи даже при повышенных температурах
(кипения) вызывают ничтожную коррозию магния. Нейтральные
и щелочные растворы фтористых солей не агрессивны вследствие
образования на поверхности магния прочной нерастворимой за-
щитной пленки MgF2. Магний и его сплавы устойчивы по отно-
шению к спиртам (за исключением метилового), керосину, бен-
зину (обычному и высокооктановому), фреону, фенолу и мине-
ральным смазочным маслам.
Магний и его сплавы электроотрицательны, а потому быстро
корродируют в электролите в контакте с другими металлами.
Статическое напряжение не оказывает влияния на общую кор-
розию магния и его сплавов, но в присутствии ионов хлора они
склонны к коррозионному е растрескиванию. Сернистый газ
и его водные растворы, а также жидкий и газообразный аммиак
не вызывают коррозии магния. Наилучшим способом защиты маг-
ния и его сплавов является химическая обработка (погружение
в раствор солей хромовой кислоты или анодная обработка в этом
растворе) с последующей грунтовкой поверхности с применением
2пСгО4 и нанесением лака или эмали.
МАГНИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
Химический состав и свойства магния технического см. табл
388 и 389.
Таблиц а 388
Химический состав и примерное назначение магния по ГОСТ 804—49
Марка магния Примесей, %, не более
Mg Fe Si Fe+Si Cl Na к Cu Ni всего примесей
Мг1 99,91 0,04 0,03 0,06 0,005 0,01 0,005)0,01 0,001 0,09
Применяются для изготовления специальных литейных и деформируемых
сплавов на магниевой и алюминиевой основах, для пиротехнических порошков,
для химической промышленности
Мг2 99,85 0,05 0,05 — 0,005 0,02 | 0,005)0,02 0,002 0,15
Применяются для изготовления литейных и деформируемых сплавов на маь
ниевой и алюминиевой основах, для раскис тения, для десульфуризации никельсо-
держащих сплавов, для магниевых лигатур
Примечание Содержание алюминия, допускаемое в количестве не Солее
0,05°/о для магния марки Мг1 и не более О.Р/о для марки Мг2, тара гтируется заво
дом изготовителем и включается в содержание магния
29*
452
Магний и его важнейшие сплавы
Таблица 389
Физические и механические свойства магния технического
Наименование Значение Состояние материала
Атомный вес............................
Плотность при 20°, г/см3...............
Температура плавления, °C...............
Скрытая теплота плавления, кал ........
Увеличение объема при плавлении, % . .
Температура кипения, °C ...............
Скрытая теплота парообразования, кал . .
Удельная теплоемкость при 25°, кал/г °C
Теплопроводность при 20° кал/см • сек. °C
Коэффициент линейного расширения, при:
I
1
100°..................................
200°..................................
300°................................ |
Удельное электросопротивление при 18° |
ом • мм3/м.................................[
Температурный коэффициент электросопро-
тивления .................................'
Поверхностное натяжение при 681°, дин/см I
Стандартный электродный потенциал, в . . I
Электрохимический эквивалент, г/а • час . . 1
Модуль нормальной упругости, кг/ мм- . . . I
Модуль сдвига, кг/мм3.....................
Предел упругости, кг/мм3................ 1
Предел текучести, кг/ мм3.................
То же.....................................
» » .....................................
Предел усталости при 50 • 10’, цикл, кг/ мм3
Предел прочности при растяжении, кг/мм3 .
1 о же....................................
» » .....................................
Относительное удлинение, % ............
То же.....................................
» » .....................................
Сопротивление срезу, кг/мм3 ..............
Твердость по Бринелю, кг /мм3 ............
То же.....................................
» » .....................................
24,32
1,74 650 70 4,2 1107 1315 0,25 0,37 25,5 • 10-6 26,2 • 10-6 27,0 • 10"6 0,047 3,9 10~3 563 —2,34 0,454 4360 1700 1,2 2,1 Литой
18,9 Деформированный
9,8 Отожженный
6,3 Отожженный
8,5-13 Литой
25 Деформированный
18 Отожженный
3-6 Литой
8—10 Деформированный
15-17 Отожженный
12 Отожженный
25-30 Литой
50 Деформированный
40 Отожженный
МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ, ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ ДАВЛЕНИЕМ
Химический состав и свойства магниевых сплавов, обрабаты-
ваемых давлением, см. табл. 390—392.
Магниевые сплавы, обрабатываемые давлением.
453
Химический состав деформируемых магниевых сплавов по АМТУ 226
Применение Листы, прутки, поков- ки и штамповки Прутки, поковки и штамповки Прутки, поковки и штамповки Прутки, поковки и штамповки Листы
прочие при- 1 меси 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
не более Be Fe 1 1 'о,02 0,051 1 1 0,020,1 : । 0,020,05 0,02 0,05 О g о"
СО о 0,30 0,30 0,30
о о S я е‘о 1 1 I o'
а К 1 Си N1 0,050,01 । 0,05 0,005 1 0,05 0,005 1 SOO‘OSO‘0, о
< •0,3 1 1 1 о*
о ьо Осталь- ное То же Л А А А
компоненты, °/ я 1 0,2-0,8 1 1 0,5-1,5 0,2—0,8 церий 0,15—0,25
Основные Мп 1,3-2,5 0,15—0,5 0,15—0,5 0,15—0,5 1,5-2,5
। 1 3,0—4,0 5,5-7,0 7,8-9,2 1
eaBitno МА1 МА2 МАЗ i МА5 8VW
Примечание. Состав сплава МА8 дан по 228 АМТУ—49.
Физико-механические свойства и характеристика магниевых деформируемых сплавов
Таблица 391
Мариа сплава Плотность, г/см3 Коэффициент ли- нейного расшире- ния, Х1О~в Коэффициент тепло проводности, । кал/см сек °C Модуль нормальной упругости, К8/Л1Л12 Модуль сдвига 1 K3MM% Коэффициент Пуассона Предел прочности при растяжении, кг мм2 Относительное удлинение, % Предел текучести, кг/мм% Предел усталости при 5 10’ циклов, кг мм2 Ударная вязкость, кгм еле2 Твердость по Бри- нелю, кг/мм^ Характеристика сплава
МА1 1,76 26 0,32 4000 1600 0,34 21 8 12 7,5 0,5 45 Коррозионно устойчивый сплав, обладает удовлетво- рительной пластичностью в горячем состоянии и пониженной—в холодном. Свариваемость хорошая. Обрабатываемость резанием хорошая Термической обработкой не упрочняется
МА2 1 ,78 26 0,25 4100 / 1600 0,34 26 8 16 11 0,9 55 Сплав с пониженной коррозионной стойкостью. Обла- дает высокой пластичностью в горячем состоянии и удовлетворительной—в холодном Обрабатывае- мость резанием хорошая. Термической обработкой не упрочняется
МАЗ 1/0 25 0,23—0,24 4300 1700 0,34 30 14 19 15 60 Сплав с пониженной коррозионной стойкостью и средней пластичностью. Термической обработкой не упрочняется
МА5 1,80 26 0,23—0,18 4500 1700 9,34 30 8 22 13 75 Сплав с пониженной коррозионной стойкостью, повы- шенной прочностью и пониженной пластичностью. Обрабатываемость резанием отличная Подвергает- ся термической обработке. Нагрев при 410—425° с охлаждением на воздухе
а
сь
&
а
£
с
&
Со
X
R
Йе
Й
2
МА8 МА5 МАЗ % to МА1 Марна сплава - 4^ Магниевые сплавы литеиные Таблица 392 Механические свойства полуфабрикатов из деформируемых магниевых сплавов
Листы толщиной, мм: 0,6—3,0 3,1—10,0 Прутки* прессо- ванные .... Поковки и штам- повки .... Прутки прессо- ванные .... Поковки и штам- повки .... Прутки прессо- ванные .... Поковки и штам- повки .... Листы толщиной, мм: 0,6—3,0 3,1—10,0 Прутки прессо- ванные .... Поковки и штам- повки . . Вид изделий
Мягкие Закаленные Закаленные Мягкие То же То же | » » Мягкие Без термиче- ской обра- ботки Без термиче- ской обра- ботки Состояние материала t
СО 27 27 о сг> to to иэ 00 <! О предел проч- ности при растяжении, к'г/мм2
Относитель- ное удлине- ние, %
СП СИ О о ОО 00 сл СП to to со сл
1 1 СП сл СЛ сл 50 227 АМТУ—49 50 226 АМТУ—45 1 45 227 АМТУ—49 45 226 АМТУ—45 — 228 АМТУ—49 40 227 АМТУ—19 40 226 АМТУ—45 Твердость по Бринелю, ' кг/ммЗ Я к а ф 2 и К
228 АМТУ—49 227 АМТУ—49 226 АМТУ—45
Химический состав и назначение сплавов магниевых литейных по ГОСТ 2856—45
7 аблица 393
Марка сплава Основные компоненты, /0 Примесей, не'более Применение
А1 Zn Мп S1 Mg S1 А1 Zn Си Fe сумма приме- сей
МЛ! — — — 1-1,5 Осталь ное — 0,2 0,2 0,15 0,15 0,75 Детали простой конфигурации, тре- бующие .повышенной герметичности
МЛ2 — —• 1—2 То же 0,25 0,2 0,2 0,15 0,15 1,0 Детали несложной конфигурации, под- вергаемые сварке, горловины бензо- баков и другие детали бензомасля- ной арматуры- детали повышенной стойкости против коррозии
МЛЗ 2,5—3,5 0,5—1,5 0,15-0,5 — » » 0,25 0,15 0,15 0,60 Детали несложной конфигурации, тре- бующие повышенной герметичности, корпусы помп и насосов, детали раз- личной арматуры
МЛ4 5—7 2—3 0,15—0,5 — » » 0,25 — 0,15 0,15 0,60 Детали, подвергаемые статическим на- грузкам, детали самолетов, двигате- лей, автомобилей, корпуса приборов и инструментов
МЛ5 7,5-9,3 0,2—0,8 0,15—0,5 » » 0,25 — — 0,15 0,15 0,60 Детали высокой нагруженности само- летов, двигателей, агрегатов и при- боров, корпусы бурильных пневмати- ческих и ручных инструментов; ра- диоаппаратура, корпусы фотокамер, пишущих машинок и т. п
МЛ6 9—11 до 2,0 0,10—0,5 — » » 0,25 — 0,15 0,15 0,60 Средненагруженные детали различного назначения; радиоаппаратура, корпу- сы ручных инструментов, корпусы биноклей, фотокамер и т. п.
Примечание. Для всех сплавов в общей сумме примесей попускается никель в количестве не более 0,03%, и бериллий в коли
честве не более О,01°/о. _________
З-З.'З. SS2 £33:
йЫа
СЯ СЯ СЯ спелся Л 4* co no ►—
WWW WWW
JaJaJa ]з]з]з
no no — no no — no to —
— —СИ NO СИ no — о
Марка сплава ।
Условное обозначение способа литья
Условное обозначение термической обработки
| не менее | Предел проч ности при 1 растяжении
Отно итель- ное удлине- ние при 1 = 5 d 1 /о i
Твердость по Бринелю при диаметре шарика 10 мм и нагрузке 1000 кг ка/.м.и2
2 3:3:3:3: ся СЯ 4* со no Марка сплава
н** н** Плотность,
оо сю оо оо оо woo гсл<2
е
X
я W
NO NO NO NO NO X № « X
-ч о ся ся ся 1 о
>— 00 4k О СЯ Й о о ифф| ские
д
S
х
№ О
►3 Хе
Й ч
S X
я Я №
NO NO NO NO NO 00 “Л -ч -ч X to I о я< S3 ЛИ'
СО СЯ О W Й to ого 3 Хе
X
А О •е
Ь5 i IX м
•е рз
я ени X X о
х № Я X
NO NO NO NO £
-ч 00 ОО | -4 о 1 X
-q -о со -ч + Я О
г“\ X
О лавов
Я а ч
о о о о о Г» г о а* й о &
_ _ КЗ СО я т»
СЮ ОО о СЯ NO
ей ей Я го
о
О >3 Сс
Q •о
457
458
Магний и его важнейшие сплавы
Марка сплава
МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ В ЧУШКАХ по ГОСТ 2581-44
Таблица 396
Химический состав и назначение магниевоалюминиевых сплавов в чушках
Основные компоненты, %
Примеси, %,
не более
алюминий цинк марганец магний х и о кремний железо всего Применение
МА4
МА5
5,0—7,02,0—3,00,15—0,50 Ос- 0,150,250,150,55 Для фасонного
таль- литья, пред-
ное назначаемого
дая деталей
моторов, ар-
матуры и при-
боров
7,5—9,3 0,2—0,8 0,15—0,50 То же 0,15 0,25 0,15 0,55[
ЧАСТЬ VII
ОЛОВО И ЕГО ВАЖНЕЙШИЕ СПЛАВЫ
Олово — химический элемент четвертой группы периодической
системы Д. Ц. Менделеева с порядковым номером 50 и атомным
весом 118,70. Определены естественные стабильные изотопы
олова с массовыми числами: 112, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120,
122 и 124. Получено около 15 искусственных^ радиоактивных изо-
топов олова с периодами полураспада от 3 мин. до 400 дней.
Олово имеет две аллотропических модификации. Обычное белое
олово р — тетрагональное объемноцентрированное с периодом
решетки а = 5,8194 А, устойчиво при температурах выше 13,2°
и серое олово а-кубическое с решеткой а = 6,46 А. При низких
температурах белое олово переходит в серое, превращаясь в мел-
кий порошок, так как этот переход сопровождается большими
объемными изменениями, в частности плотность белого олова
равна 7,298 г[см\ а серого — 5,846 г/см3. Это явление, известное
под названием «оловянной чумы», обычно наблюдается при хра-
нении оловянных изделий и слитков при низких температурах.
Предварительная холодная обработка давлением повышает
скорость превращения. Скорость перехода белого олова в серое
возрастает также с повышением чистоты олова.
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ
Чистое белое олово (99,99°/oi Sn) при температуре минус 40°
превращается в серое со скоростью 0,028—-0,097 лш/сутки, а при
0°—0,02 дтдт/сутки. Примеси висмута и сурьмы (в меньшей мере—
свинца и кадмия) задерживают скорость этого аллотропического
^превращения, в частности, добавка 0,5% Bi к олову полностью
:предотвращает «оловянную чуму».
; Олово играет важную роль в технике. Оно отличается высокой
коррозионной стойкостью, хорошо переносит обработку давле-
нием и широко применяется в пищевой промышленности для
। пайки и лужения и производства фольги, а также в производстве
.припоев, баббитов, легкоплавких сплавов, оловянных бронз и ла
туней
4t0
Олово и его важнейшие сплавы
КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ОЛОВА
В атмосферных условиях олово устойчиво. Скорость коррозии
его (увеличение веса) в закрытом помещении равна 0,0004 г/л*2
сутки, в сельской местности на открытом воздухе — 0,0007 г/л*2
сутки, в городской в промышленных районах — 0,0067 г/л*2 сутки
и морской — 0,011 г,'л*2 сутки.
В мягкой пресной и дистиллированной воде олово не корроди-
рует. В жесткой водопроводной воде при pH =7,4 и 8,6 скорость
коррозии олова при комнатной температуре незначительна и равна
0,001 и 0,0045 гМ сутки. В минеральных и галогеноводородных
кислотах олово быстро корродирует, особенно в присутствии кис-
лорода и при повышенной температуре.
Плавиковая и цианистоводородная кислоты действуют на олово
медленно.
В органических кислотах: лимонной, яблочной, янтарной,
уксусной и малоновой олово корродирует со скоростью 0,05—
0,1 г/л*2 сутки при концентрации ~0,759/а и комнатной темпера-
туре. В присутствии кислорода и аэрации скорость коррозии по-
вышается. В молочной и масляной кислотах концентрации ~ 1°/о
при комнатной температуре скорость коррозии олова незначи-
тельна.
Скорость коррозии олова в концентрированных растворах
уксусной кислоты и при высоких температурах приведена
в табл. 397.
Таблица 397
Скорость коррозии олова в уксусной кислоте, г/мг-сутки
Наименование Концентрация уксусной кислоты, %
20 60 100
Уксусная кислота при комнатной тем- пературе То же при кипении 2,5 5,5 3,1 8 9,7 85,4
Олеиновая, стеариновая и особенно щавелевая кислоты сильно
действуют на олово при высоких температурах. Фруктовые соки
(лимонный, томатный, виноградный, яблочный) оказывают незна-
чительное влияние на олово, скорость коррозии олова в них при
комнатной температуре равна 0,1—2,5 г/л*2 сутки. Однако при
температуре кипения действие их возрастает более, чем в 10 раз.
Олово техническое
461
Олово применяется при производстве пива, но не рекомен-
дуется в виноделии.
Смазочные масла, бензин и керосин на олово практически не
влияют. В этиловом спирте олово корродирует незначительно
(0,011—0,013 г/ж2 сутки) при комнатной температуре.
Олово сильно корродирует в хлоре, броме и иоде при комнат-
ной температуре, а во фторе при температуре 100° и выше. Олово,
являясь амфотерным металлом, быстро корродирует в раство-
рах сильных щелочей и кислот. В разбавленных растворах слабых
щелочей (сода, аммиак) олово корродирует незначительно.
ОЛОВО ТЕХНИЧЕСКОЕ
Химический состав и свойства олова технического см. табл.
398—401.
Таблица 398
Химический состав олова по ГОСТ 860—41
Марка Олово, °/0 не менее Примесей, не более
As Fe Си РЬ Sb S всего примесей
О1 99,90 0,015 0,009 0,01 0,04 0,01 0,015 0,01 0,10
02 99,56 0,020 0,02 0,03 0,25 0,05 0,05 0,02 0,44
ОЗ 98,35 0,10 0,05 0,10 1,0 0,06 0,30 0,04 1,65
04 96,25 0,10 0,05 0,15 3,0 0,10 0,30 0,05 3,75
Примечание. Методы химического анализа по ГОСТ 5637—51
Таблица 399
Физические и механические свойства олова
Наименование
Значение
Примечание
АтОмный вес......................................
Плотность, г 1см3................................
Температура плавления, °C .......................
Скрытая теплота плав тения,, кал]г...............
Температура превращения белого олова в серое, °C
Скрытая теплота превращения, кал]г...............
Объемные изменения при переходе серого олова в
> белое, % ...................................
Температура кипения, °C.........................
Скрытая теплота испарения, кал]г.................
(Удельная теплоемкость в интервале температур
I 0—100°, кал]г - °C.............................
"Теплопроводность при 20°, кал]см - .сек • °C . . .
118,7
7,3
231,9
14,4
13,2
4,46
27
2270
721
0,054
0,157
462
Олово и его важнейшие сплавы
Продолжение табл. 399
Наименование Значение Примечание
Температурный коэффициент теплопроводности а^о—100 Коэффициент линейного расширения а20—100 .... Удельное электросопротивление при 20° ом • ммЗ/м Температурный коэффициент электросопротивления при а-2<,—iuo Поверхностное, натяжение при 232°, дин)см . . . Стандартный э тектродный потенциал, в Электрохимический эквивалент (двухвалентный), г/а час Модуль нормальной упоугости, кг/мм'1 Модуль сдвига, кг]мм'1 Предел упругости, кг/ммг Предел текучести, к.г/ммг Предел прочности при растяжении, кг]ммг . . . То же Сопротивление срезу, кг)мм2 Относительное удлинение, % То же Твердость по Бринелю, кг/мм2 —0,7-К)-3 2,3-10“’ 0,115 0,0044 531 —0,136 2,21 4150 1680—1810 0,15 1,2 1,9—2,1 1,7 2,0 45—60 80- 90 4,9-5,2 Отожженное Литое Отожженное Литое » Отожженное Литое
Таблица 400
Физические свойства олова при высоких температурах
Давление паров Поверхностное на- тяжение Вязкость Теплоемкость
°C Л4Л1 °C дин см °C п\азы х 100 °C кал/? °C
1492 1 300 526 235 1,95 250 0,058
1703 10 350 522 250 1,86 1100 0,0758
1968 100 400 518 280 1,73
2169 400 500 510 330 1,60
Продолжение табл 40/Э
Электросопротивление Теплопроводность Плотность
°C МКОМ см °C кал с и сек °C °C г/смъ
231,9 47,6 240 0,08 409 6,834
400 51,4 292 0,081 523 6,761
600 56,8 417 0,079 574 6,729
1000 63,6 498 0,07g 704 6,640
Олово техническое
463
Таблица 401
Механические свойства, олова при низких температурах
Наименование и состояние материала Температура °C Предел прочности при растяжении кг мм2 Относитель- ное удлине- ние /и Относитель- ное сужение %
Олово литое (99,74%) 17 3,6 29 91,0
-196 7,1 4 4,0
—253 7,3 0,6 0,0
Зависимость механических свойств олова от степени деформа-
ции и температуры отжига показана на рис. 425—427.
Рис. 425 б. Влияние доба-
вок на ползучесть олова
при 20°
Рис. 426. Изменение механических
свойств олова при высоких темпера-
турах. Исходный материал: полосы
деформированные и отожженные при
50°
Рис. 427 Ползучесть монокри-
сталла чистого олова (начальный
период) при температуре 20° и
различных нагрузках Р (г/мм?)
464
Олово и его важнейшие сплавы
СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ОЛОВА
Сплавы на основе олова применяются главным образом в ка-
честве антифрикционных (баббиты) и припоев.
Кроме того применяются оловянные сплавы с добавкой сурь-
мы в количестве 2—3°/о для изготовления оловянной фольги.
Сурьма, повышая механические свойства олова, значительно улуч-
шает технологический процесс обработки давлением.
Химический состав некоторых оловянных сплавов приведен
в табл. 402.
Таблица 402
Химический состав некоторых оловянных сплавов
Наименование Sn Sb Pb Си РЬ + Си Примечание
Фольга оловян- ная листовая и капсюльная Ос- таль- ное 1,9-3,1 0,5 0,5 0,5 МПТУ 4111—53, ГОСТ 1327—47
Фольга О7ОВЯН- но-свинцовая для слюдя- ных и бу - мажных кон- денсаторов 82 -85 1,75—3,25 12 15 — МПТУ 2102—49 Электросопро- тивление не бо- лее 25 мком см
ЧАСТЬ VIII
СВИНЕЦ И ЕГО ВАЖНЕЙШИЕ СПЛАВЫ
Свинец—химический элемент четвертой группы периодиче-
ской системы Д. И. Менделеева с порядковым номером 82 и атом-
ным весом 207,21.
Найдены естественные стабильные изотопы свинца с атом-
ными весами: 204, 206, 207 и 208. Получены искусственные радио-
активные изотопы свинца с массовыми числами: 199, 200, 201,
203 и 209 с периодом полураспада от 1 до 54 час.
Свинец отличается высокой коррозионной стойкостью и боль-
шим удельным весом, чем и определяется его исключительно важ-
ная роль в технике. Рекристаллизация свинца происходит при тем-
пературе ниже комнатной, а потому в этих условиях чистый сви-
нец невозможно получить в наклепанном состоянии. ’
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ
Примеси сильно влияют на меха
нические и физико-химические свой-
ства свинца. Висмут и цинк пони-
жают кислотоупорность свинца
Натрий, кальций и магний резко по-
вышают твердость и прочность
свинца, но снижают его химическую
стойкость Медь улучшает устойчи-
вость свинца против действия сер-
ной кислоты и повышает предел
ползучести. Сурьма повышает твер-
дость и кислотоупорность свинца по
отношению к серной кислоте. Барий
и литий повышают твердость свинца.
Кадмий, теллур и олово повышают
Рис. 428. Влияние различных
добавок на твердость
свинца
твердость и сопротивление усталости свинца.
На рис. 428 показано влияние металлов на твердость свинца.
Вредное действие одних примесей может быть компенсиро-
вано влиянием других.
КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА СВИНЦА
В атмосферных условиях свинец устойчив. Примеси: сернистого
газа, сероводорода, серной кислоты и угольного ангидрида, со-
держащиеся в сухом и влажном воздухе, на свинец не влияют.
466
Свинец и его важнейшие сплавы
Свинец технический
467
Скорость коррозии свинца в городской атмосфере (промышлен-
ные районы) равна 0,00043—0,00068 мм/год, в морской ~0,00041—
0,00056 мм/год и сельской ~ 0,00023—0,00048 мм/год. В прес-
ной и дистиллированной воде свинец не корродирует. Однако
Рис 429 Зависимость скорости
коррозии свинца в серной кислоте
от концентрации и температуры
в присутствии кислорода и ангид-
рида угольной кислоты коррозия
свинца заметно повышается.
Мягкая питьевая вода способ-
на растворять свинец. Для умень-
шения растворимости свинца ре-,
комендуется добавлять известь
или кремненатриевую соль, спо-'
собствующих образованию на
свинце прочной защитной пленки.
Пресная вода, содержащая в
растворе более 0,1 части свинца
на миллион, для питья не пригод-
на. Морская вода мало влияет на
свинец [0,01—0,015 мм/год]. Рудничные воды действуют на свинец
слабо.
Свинец весьма стоек в растворах сернокислых солей. Щелоч-
ные соли вследствие гидролиза, а также соли азотной кислоты
значительно ускоряют коррозию свинца. В азотной кислоте кон-
центрацией ниже 70% свинец быстро корродирует.
В соляной кислоте свинец также недостаточно стоек, но стоек
в серной кислоте. Скорость коррозии свинца увеличивается при
высоких концентрациях серной кислоты (выше 90%), а также
с повышением температуры (рис. 429). Свинец устойчив в хромо-
вой, сернистой, фосфорной и плавиковой кислотах при комнатной
температуре. Он также стоек в концентрированной уксусной кис-
лоте. Однако в разбавленной уксусной и муравьиной кислотах в
присутствии кислорода свинец быстро корродирует. В щавелевой,
винной и жирных кислотах свинец устойчив в отсутствии кисло-
рода. В растворах сильных щелочей он корродирует медленнее.
Газы: хлор (до 100°), сероводород, сернистый газ и ангидрид .
серной кислоты почти не действуют на свинец как в сухом, так
и влажном состоянии. В сухих парах брома свинец также устой-
чив, но при низких температурах. Под действием фтористого водо-
рода свинец быстро корродирует.
Коррозия свинца в контакте с железом или медью в кислых рас-
творах не увеличивается, так как свинец в этих условиях является
катодом. В щелочных растворах, наоборот, при контакте с ука-
занными металлами скорость коррозии свинца возрастает.
СВИНЕЦ ТЕХНИЧЕСКИЙ ’
Свойства и химический состав свинца см. табл. 403—406.
* Таблица 403 Химический состав и примерное назначение свинца различных марок по ГОСТ 3778—47 Применение Для особо ответственных де- талей в аккумуляторной промышленности В аккумуляторной промыш- ленности, для матричных пластин в полиграфической промышленности Для аккумуляторного сурика, производства глета и сеток общего назначения, для спе- циальных рубашек Для футеровки кислотоупор- ных устройств и труб Для припоев, баббитов, ка- бельных оболочек, дчя кра- сок, для типографских сплавов Для горячего свинцевания, закалочных ванн, зачеканки водопроводных и канализа- ционных труб
Примесей, ”/ не более всего приме сей 0,008 10‘0 О о о 0,5
Ca+Na Mg+Ca+Na 0,003 Mg+Ca+Na О Mg+Ca+Na 0,003 о 0,04 0,10
Mg 0,005 0,01 0,02
0,004 О О 0,03 О ' 00 ° т
о Ьч 0,001 0,001 о 0,003 о 0,01 ;т 2076
Д СС 8 0,001 100‘0 о 0,005 0,10 по ГОС
д СО 0,001 100‘0 о 0,002 0,01 0,25 ы химического анализа
43 СО 0,0005 0,001 0,004 300*0 500*0
СЛ с 3000“0 100*0 О О
Ag Си о 0,001 0,001 0,001 0,002 0,09 Метоп
о 1 100‘0 0,0015 О 0,002 а н и е.
РЬ 99,992 । 99,99 99,98 99,95 99,9 99,5 ) и м е ч
Марна свинца св СО С1 С2 СЗ 1ц Ю
468
Свинец и его важнейшие сплавы
Таблица 404
Физические и механические свойства свинца
Нтименование Значение Примечание
Атомный вес 207,2
Плотность при 20°, г/с.и3 11,34
Температура плавления, °C 327,3
Скрытая теплота плавтения, кал!? 6,32
Температура кипения, °C 1744
Скрытая теплота парообразования, кал!г 203
Удельная теплоемкость прн 0°, кал/г-°C. 0,03
Теплопроводность при 20°, кал/см-сек-°С .... 0,083
Коэффициент линейного расширения а2о—1оо . . . 29,5-10~6
Удельное электросопротивление при 20°, ом-мм2/м 0,20
Температурный коэффициент электросопротивления а20—100 0,0042
Поверхностное натяжение при 410°, дин/см .... 437
Стандартный электродный потенциал, е —0,12
Электрохимический эквивалент (двухвалентный), г'а-час .................... 3,86
нормальной упругости, кг/мм? 1500—17^0
Модуль сдвига, кг/мм? ............. 780
Предел упругости, кг/мм2 0.25
Предел текучести, кг/м и2 0,5 Литой
Предел усталости при вибрация, при У=107 циклов, кг/мм2 0,42 Деформиро-
Предел ползучести (скорость ползучести) 10—4 % час при нагрузке 0,1 кг/мм? 0,1 ванный
Предел прочности при растяжении, кг/мм? .... 1,1 —1,3 Литой
То же 1,5 Деформиро-
Относительное удлинение, % 30—40 ванный Литой
То же 60—70 Деформиро-
Относительное сужение, % 92—100 ванный Литой
Твердость по Бринелю 3,2—4,5 То же
То же 3—4,8 Деформиро-
Сопротивление срезу, кг/мм? ' 1,3 ванный •» Литой
Свинец технический
469
Таблица 405
Физические свойства свинца при высоких температурах
Давление пара Поверхностное натяжение Электросопротив- ление Плотность
°C ММ °C дин/см °C МКОМ см °C г см3
987 1 350 442 327 94,6 427,4 10,686
1167 10 400 438 400 98,0 450 10,536
1417 100 450 438 600 107,2 650 10,302
1611 400 500 431 800 116,4 850 10,078
Таблица 406
Изменение механических свойств свинца при высоких и низких температурах
Наименование Темпера- тура °C Предел прочности при растя- жении кг/мм* Отросптсль юе удли- нение Чс
Свинец деформированный 265 0,2 20
» отожженный 195 0,4 20
Свинец при 109° 150 0,5 33
То же 82 0,8 24
Свинец литой 17 2,8 26
99,98% —196 4,5 34
То же —253 7,1 36
Зависимость механических свойств свинца от вида обработки
показана на рис. 430 и 431а и 4316.
ПдоЛшжагельносп аспитыициас
Рис. 431а Ползучесть
монокристалла чистого
свинца прн 20° и различ-
ных нагрузках Р (г/мм2)
Рис 430. Изменение механических
свойств отожженного свинца при
высоких температурах
470
Свинец ц его важнейшие сплавы
Рис. 4316 Диаграмма
рекристаллизации свинца
различной чистоты
СВИНЦОВЫЕ СПЛАВЫ I
Состав и свойства сплавов на основе свинца приведены
в табл. 407.
1 Кроме того есть еще большое число сплавов на свинцовой основе
(баббиты, припои, полуда, типографские сплавы), которые не подвергаются
обработке давлением и в виду их специфичных' свойств, в данном разделе
не приводятся
Свинцовые сплавы
471
Состав и свойства деформируемых свинцовых сплавов
Применение и й aS з §_ aS з s СО — м « го Q- Й SC ~ SC uj tj ® К ® ® j® 03 S u »S eg 9? X £ Й S « £s ® £= S. 5 к; *&• S ГЧ *&• 54 -©Ss oj _ e> q о - о о У © О К к; а Юрк к; q_ #я! У “->я< g fe « go S g fe = go g “и§ H S “ M M 5 •" S 4 >o a 4 йЗк gsc «S Kt E( Ц t[ 4 EJ
-ийд zww гы ‘опгэн ou 4xootfda8j, Tf* b- o 00 О 4^ xn ТГ ю <с О
‘эинэншПГК эончиэхиэонхо CSJ 03 Ь- 00 <О — LO О ’Ф to TJ*
(oOZ иди 8од идеи оиэиь) эдилви ийп чхэонвихэвьц (N СО О 03 О О Ч^ сч хл тг сч сч
zww/ги ‘виинохэоэ игопньяоэ -oadQ я jww/gM ;‘о эяеАйхвн ndn зев л о; (ихэ 7 -OhXeiron чхэойочэ) ИХЭ9ВХВ1Г0П кэяэЯц 0,1 1,8 <0,03 <0,03 1,0 1,2
zww ги ‘(аокяип iOJ) иийвйдия ийп ихэ -08И1ГЭОН1Ч8 иэиэйц сч о СО —« 03 о 4f о Tf U0 О
%ww гы ‘иинэч вхэвЦ iidn ихэоньоДп иэКэЙц Ю ОЗ оо— — — — — — сч сч
Оо ‘вявох ввчэ эьихийя ввнхйэя сч сч сч СЧ СЧ 1 со со СО СО СО 1
43 Рч 99,99 Остальное » 1 » I » » 1
m 03 тз о । । i । । 5
о В 03 ь 0,06
о о S 2 S О 0,06
И И Ю ЬО lol 1 1 о
а 1111м!
Н8В1ГПЭ — СЧ СО to CD
ЧАСТЬ IX
ЦИНК и ЕГО ВАЖНЕЙШИЕ СПЛАВЫ
Цинк — химический элемент второй группы периодической си- •
стемы Д. И. Менделеева с порядковым номером 30 и атомным ве- .
сом 65,38. Найдены естественные стабильные изотопы цинка с
атомными весами: 64, 66, 67, 68 и 70. Получены искусственные
радиоактивные изотопы цинка с массовыми числами: 62, 63, 65,
69. 71 и 72 с периодом полураспада от 2 мин. до 250 суток.
Цинк отличается достаточно хорошей коррозионной стой-
костью, имеет удовлетворительные механические свойства и хо-
рошо поддается обработке давлением. Недостатками цинка и его
сплавов следует считать их низкий предел ползучести и значи-
тельные изменения свойств и размеров, происходящих при есте-
ственном старении. Цинк имеет гексагональную кристаллическую
сингонию с плотной упаковкой атомов и периодом решетки
а = 2,6595 А и С — 4,9368 А.
При деформации скольжение в гексагональных кристаллах
цинка происходит по плоскостям базиса, что связано с определен-
ной их ориентацией, поэтому деформированные полуфабрикаты
(листы, ленты) имеют различные свойства вдоль и поперек про-
ката. В частности, цинк имеет более высокий предел прочности
поперек проката.
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ
Примеси свинца, висмута, сурьмы и мышьяка отрицательно
влияют на технологические свойства цинка. Олово незначи-
тельно растворимо в цинке в твердом состоянии. При затвердева-
нии цинка, содержащего олова даже менее 0,05%, оно выделяет-
ся в виде эвтектики, плавящейся при температуре 199°. При одно-
временном содержании олова и свинца в цинке образуется трои- -
ная эвтектика с температурой плавления 150°. Располагаясь по
границам кристаллитов, эвтектика нарушает их связь При горя-
чей обработке давлением такой цинк легко разрушается
Железо задерживает рекристаллизацию цинка и способст-
вует получению жестких наклепанных листов. При содержании
железа свыше 0,02% в цинке появляются хрупкие интерметалли-
ческие соединения FcZni?, а при содержании железа 0,2% хруп-
кость настолько возрастает, что затрудняет прокатку. Алюминий,
магний и медь положительно влияют па свойства цинка. Сплавы
Коррозионные свойства цинка
473
на цинковой основе, содержащие добавки указанных металлов,
нашли широкое распространение в промышленности
Влияние некоторых элементов на изменение твердости цинка
показано на рис. 432.
КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ЦИНКА
В атмосфере сухого помещения и
в сельской местности цинк корроди-
дирует незначительно. В атмосфере
промышленных районов коррозия бо-
лее значительна, так как конденси-
рующаяся влага всегда имеет кислую
реакцию, затрудняющую образование
защитной пленки на поверхности цин-
ка. Особенно неблагоприятно дейст-
вуют частые увлажнения и высыха-
ния влаги на цинке. Скорость корро-
зии цинка в сельской местности рав-
на 0,001—0,0001 мм'1год, в морской
атмосфере — 0,0015 мм/год и в про-
мышленной — 0,005 мм/еод.
о,оц2Ц4ШШ г,о за
Содержание лримесеи, %
Рис 432 Влияние примесей на
изменение твердости цинка Ис-
ходный материал" цинк рафини-
рованный, отлитый в кокиль
В пресной воде цинк достаточно
устойчив, причем жесткая вода менее
агрессивна, по отношению к цинку,
чем мягкая. Хлорирование питьевой
воды не увеличивает коррозии цинка.
В пресной воде до температуры 50° цинк устойчив. Свыше этой’
температуры коррозионная стойкость цинка резко понижается
и при температуре 70° достигает минимума (уменьшается при-
мерно в три раза). При дальнейшем повышении температуры
коррозионная стойкость цинка опять возрастает и при 100° при-
обретает первоначальное значение.
Наличие в аэрированной воде кислорода, двуокиси углерода
или сернистого газа повышает скорость коррозии цинка в преде-
лах 0,03—0,3 мм/год. Скорость коррозии цинка в естественной
морской воде от 0,025 до 0,05 мм/год. С повышением температуры
скорость коррозии цинка увеличивается до 0,35 мм/год.
В качестве замедлителей коррозии цинка в воде применяются:
гексаметафосфат натрия, кремненатриевая и двухромовонатрие-
вая соль, а также бура и ланолин при применении антифризов в
автомобильных радиаторах.
В табл. 408 даны сведения о коррозионной стойкости цинка в
различных средах.
Цинк под действием органических веществ, например, кислых
пишевых продуктов, образует токсичные соли, а потому необходи-
мо избегать применения цинка в пищевой промышленности
474
Цинк и его важнейшие сплавы
Таблица 408
Коррозионная стойкость цинка в различных средах при комнатной температуре
Коррозионная среда Скорость I орроэии е/л<2 сутки
Водный раствор 3%-ного хлористого натра 14
Хлористый натр 3%-ный и сернокислый натрий 1%-ный . 22,4
Хлористый натр 3%-ный и хлористый магний 1%-ный . . 0,28
Сернокислый натрий 1%-ный 1,57
Хлористый магний 1%-ный 0,23
Морская вода (синтетическая) 0,36
Органические нейтральные жидкости на цинк не действуют.
Механическая обработка давлением не снижает коррозионных
свойств цинка, так как он рекристаллизуется при комнатной тем-
пературе. При повышенном содержании свинца, олова, кадмия
или магния скорость коррозии цинка значительно увеличивается,
особенно при действии горячей воды или пара.
Влияние примесей на коррозионные свойства цинка показано
в табл. 409.
Таблица 409
Влияние примесей на коррозионные свойства технического циика при испытании
в 1%-ном водном растворе хлористого натра
Содержание примесей в цинке, % Потеря веса, гм? сутки Примечание
РЬ Си Sb Fe Cd
0,0 0,72 0,76 0,76 0,76 0,72 Средние резуль-
0,1 1,14 0,81 1,13 0,94 0,96 таты при ис-
0,3 1,12 0,86 0,97 1,08 0,92 0,91 пытании в те-
0,5 0,93 1,03 0,86 .— чение 16 не-
0,7 0,86 0,98 0,92 0,93 — дель при тем-
0,9 1,16 0,94 0,87 —. .— пературе 20°
1,0 1,21 0,96 0,88 — —
Цинк корродирует в растворах кислых и щелочных солей.
Скорость коррозии цинка резко повышается при контакте его
с более электроположительными металлами (см. табл. 438), по-
этому в технике цинк применяется в качестве протектора для всех
более благородных металлов, за исключением свинца. Следует от-
метить, что в зависимости от состава электролита, о чем указы-
валось выше, может произойти перераспределение потенциалов.
В частности, в среде морской воды цинк является протектором
для алюминия и его сплавов, хотя по ряду напряжений алюминий
является менее благородным, чем цинк.
ЦИНК ТЕХНИЧЕСКИЙ
Свойства и химический состав цинка- технического см. табл.
410—414.
Цинк технический
475
Q
S'
3
О
3
Химический состав цинка различных марок по ГОСТ 3640—47
Применение Для отливаемых под давлением особо ответственных деталей авиа- и автоприборов. В химической и химико-фармацевтической промышленности Для гальванических элементов. Для ответственных деталей авто- и авиаприборов. Для цинковых сплавов, обрабатываемых давлением Для сплавов, обрабатываемых давлением, для галь- ванических элементов, цинкования, для анодов, для изготовления высококачественных белил, спе- циальных латуней и медноалюминиевых сплавов на цинковой основе Для изготовления, цинковых листов, медноцинковых сплавов и бронз, для горячего цинкования прово- локи, изготовления муфельных белил Для изготовления цинковых листов, в полиграфиче- ской промышленности, для медноцинковых сплавов, для горячего цинкования стальных листов Для получения обычных литейных и свинцовистых медноцинковых сплавов, изготовления цинковых листов, для горячего цинкования 4Я. еднопинковых сплавов, примесь меди не нормируется. /одержания примеси свинпа до 1,3%. о 0,001"/, считается допустимым.
Примесей, %, не более 1 всего приме- сей 0,01 0,04 О а со SS Ч СС К S Й 01 о 5 S pg S О и « S « -
а 1 1 1 1 О 0,05 о ГОСТ (ЗГ0Т0ВЛ ся новы в колич
43 СО 1 1 1 1 0,02 С к Е- _. от р; «х О Д' К t( и ° 5 2 В а>
«О 1 1 1 1 0,01 0,01 !кого ан ааченно теля до СУТСТВИ'
о 0,001 0,001 0,002 1 0,002 0,005' £ от S S s J Е ft О К В вЯ
•0 О о 010*0 0,014 i 0,02 0,2 ° о s ” :
О Еч £00‘0 0,010 0,015 0,04 0,07 (N оо tn О ".ДсоЙ
рь' 0,005 0,015 0,024 I О о о и § g § f vj РЗ Р. Р, f- ОЗ ОЗ ОЗ
Zn не менее 99,99 96'66 99,94 6'66 98,7 о о tQ 2 К К К - gB йй „SSS сг> S
Марка цинка ЦВ Ц0 Ц2 СО Ц4 2. 1 3. 1 4. 1
476
Цинк и его важнейшие сплавы
Таблица 411
Физические и механические свойства цинка
Наименование Значение Примечание
Атомный вес Плотность при 27°, г/см? Температура плавления, °C Скрытая теплота плавления, кал Температура кипения при 760 мм рт. ст., °C Скрытая теплота парообразования, кал . . . Удельная теплоемкость в твердом состоянии при 0° То же, при 100°, кал/г °C Теплопроводность при 18°, кал/см-сек-°С . То же, в жидком состоянии при 500° . . . Температурныйкоэффициент теплопроводности Коэффициент линейного расширения при: а20_100 <40—200 Удельное электросопротивление при 2о\ ом-мм2/м Температурный коэффициент электросопротив- ления Поверхностное натяжение при 450°, дин/см Стандартный электродный потенциал, в . . Электрохимический эквивалент, г/а-час . . Модуль нормальной упругости, кг)мм2 . . . Модуль сдвига, кг) мм2 Предел текучести при 15°, кг/мм2 65,38 7,13 419,5 24,09 907 425,6 0,0875 0,0965 0,268 0,138 —0,15-Ю”3 39 5-Ю-'6 39,7-Ю-6 0,062 0,00417 755 —0,76 1,22 8000—13000 3800 7,5 Литой
То же 8-10 Деформированный
Предел прочности при растяжении, кг)мм2 . 2—7 Литой
То же 11-15 Деформированный
» » 7—10 Отожженный
Относительное удлинение, % 0,3—0,5 Литой
То же 40—50 Деформированный
» » 10—20 Отожженный
Относительное сужение, % 30 Литой
То же 60—80 Деформированный
Ударная вязкость, кгм)см2 Твердость по Бриделю, кг)мм2 0,6—0,75 30—40 Литой
То же 35—45 , Деформ ипованны' 1
Цинк технический
477
Таблица 412
Технологические свойства и режимы обработки технического цинка
Наименование Значение Примечание
Температура, °C: литья горячей обработки отжига Максимальная допустимая деформация в горячем состоянии, % Температура начала рекристаллизации, °C . . . Линейная усадка, % Температура изложницы, °C 430—450 150—170 50—100 96 20 1,57 80—100 Суммарная
Таблица 413
Физические свойства цинка при высоких температурах
Давление пара Поверхнорт ное натяже ние Теплоемкость Электросопро- тивление Теплопроводность Плотность
°с ММ °C дин см ОС кал ? °C °C JtKOU см °C кал см сек °C °C г см3
4S7 1 510 785 419,5 0,1199 419,5 35,3 500 0,138 419,5 6,92
591 10 550 774 600 0,1173 500 35,4 600 о,136 600 6,81
736 100 600 768 800 0,1076 600 35,5 700 0,135 800 6,57
844 400 640 761 1000 0,1012 1800 35,7 — — — —
Таблица 414
Свойства цинка в зависимости от температуры отжига (исходный материал:
проволока диаметром 1,8 мм)
Марка Температура отжига °C Предел проч- ности при растяжении кг мм2 Относитель- ное удлинение Число изгибов (при г=5 мм) Электропро- водность М ОМ ММ2
ЦВ Твердая 13,7 60 73 16,5
Ц2 » 22,6 15 14' 16,0
ЦВ Ц2 100 8 14 20 28 3 4,5 16,5 16,4
ЦВ Ц2 200 8 14 17 16 3 6 16,4 16,3
ЦВ Ц2 300 2,5 13 2 10 2 5 16,5 16,6
Зависимость механических свойств цинка технического
от степени деформации и температуры отжига показана на
рис. 433—438.
Рис. 434. Зависимость меха-
нических свойств и удельно-
го электросопротивления чи-
стого цинка (99,98%) от
температуры отжига
Рис. 433. Зависимость механи-
ческих свойств'и ползучести чи-
стого цинка от степени дефор-
мации. Свойства определены
непосредственно после деформа-
ции (сплошная линия) и по ис-
течении одного месяца (пунк-
тирная линия)
Рис. 435. Изменение механических
свойств цинка при высоких темпе-
ратурах. Исходный материал:
прутки диам. 10 жж, отожженные
при 350°
Л
I
юо
so
60
'ЛрМОЪрМО
60
2&
*fyu200u, >260
ft?
' 0,0 50 foo f50 200 250
й Продолжительность ислыгажтй, vac.
Рис. 436. Зависи-
мость ползучести
монокристалла чи-
стого цинка от тем-
пературы и продол-
жительности испыта-
ния, а 1акже при
различных напряже-
ниях при срезе
tj
I °-2
g.
5
§ 0J6
4Л7*
Рис. 437. Диаграмма рекристаллиза-
ции цинка. Исходный материал: цинк
электролитический, содержащий
0,0135% Fe, 0,019% Cd и осталь-
ное— цинк (А. А. Бочвар
и Ульянов)
Степень деформаиии,, °/о
480
Цинк и его важнейшие сплавы
Цинковые сплавы
481
а
S
Химический сос тав и физико-механические свойства деформируемых цинковых сплавов
Применение -Г R 1 « К Г, S те Е 9 о те 03 те s тексте к ч те те ч £ Е о S га 2s 5 га ю х и х к те и о те те >» ® Од ® те ® о « Н га о S s ffl те о -а У U sS И О 5 м о ю о У те о Р ф У о У о ф ф си те »те « те ф г* ф о ф м с £ s s X “ с я ш „ ш с 5 те е? S з, те г х-< к X х,—. s 3 ф £ с* s х g с л g* те о kj к ь ё к с н с S д ScsSffl S S-Sh 5 Еч с ЕЗн ~ 1—• |-ч НЧ Е; ЕЕ ~ Е- ь? EJ Е? s—' < ЕХ Е( Е( Е( EX Е( С(
zww ги ‘опгэниЯд он 80—90 100—105 85—95 95—100 95—100 105-115 >50
‘(woeadEEH о) чхэояеня 1,0—2,0 1,5—2,0 1,7—2,2 1,0 2,2
°/ ‘аипэ’н^э эопчЕэхиаонъо 60—70 52 45—60
‘эпнэнииЕА. ЭОНЧЕЗХИООНХО 25—30 9,5-11 8—10 15—20 12—18 5—8 >20
гм ‘ИИИЭЖНХЭВЙ ИиП luaoHnOdii еойэйп 30—36 40 36—40 35—45 30—40 44—58 >20
001-°^ ,вин -adiimavd оюниаи чш хнэийнффеон хЮ 6 2 —30 27,4 27—30 27 34,8
Теплопровод ность, •кал см сен °C 1 0,22—0,25 0,22—0,24 0,2^—0,24 0,24 0,25
г ‘шондояп to Ю ОО LC оо СЧ О Ю СЧ СО ь- —. Г- Г- СО со со LO Г>-
0G ‘ЕЧЪОХ НРЧЭ OhHiiidbi Hunxdag о о о о Ю со сч Г- LO О —< О тГ сч -ф СО ’ф СО ’Ф тг
m го Е< О с ьз • £ ф -У “з о л ЛЯ: Л л О s те о н ь
!КИЙ ( /о Mg 0,03 0,03 0,03 0,05
о Ф S S я С) чф LQ г-ч сч Ю ~ч 1
S X < 0,2 2 4 10 10 15
Марка сплава -Г «, -и > *? =1 и 4 . 2 2 2 g g g g 2 -7 5 < < < < < g =7 EX EX EX EX EX EX
ЦИНКОВЫЕ СПЛАВЫ
Свойства цинковых сплавов см. табл. 415 и 416.
Таблица 416
Типографские сплавы на цинковой основе
Марка Компоненты, °/о Примеси, °/0, не более .. . ,
сплава м Си Mg Zn гь | Fe всего Примечание
ЦШ1 Сплав № 3 Сплав №5 Сплав № 6 Сплав №7 3,5—4,5 2,2—3,0 6,5—7,5 4 5 । 0,06—0,1 3,5—4,5 _4__ 0,02—0,06 1,2—1,8 2 Ос- таль- ное То же » » » 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,06 о,. 0,1 0,1 0,1 Для отливки шрифтов руч- ного набора по цмо-оз у ПП-01 № 63—51 Д 1Я отливкн шрифтов ма- шинного набо- ра по ТУ ЦМО-ОЗ № 64-51 Для линотипа и монотипа То же
ЧАСТЬ X
ТИТАН И ЕГО СПЛАВЫ
Титан — химический элемент четвертой группы периодической’
системы Д. И. Менделеева с порядковым номером 22 и атомным4
весом 47,9.
Найдены естественные стабильные изотопы титана с атомны-
ми весами: 46, 47, 48, 49 и 50. Получены искусственные радиоак-
тивные изотопы титана с массовыми числами: 43, 45, 51* (51* —
возбужденный метастабильный изомер) с периодами полураспада
от 0,58 сек. до 6 мин. и 44 и 51 с периодами полураспада 21 и
72 дня.
Титан отличается малым удельным весом и в то же время об-
ладает весьма высокими механическими и коррозионными свой-
ствами, поэтому он в настоящее время является наиболее перспек-
тивным металлом в технике, особенно в авиационной промышлен-
ности, где применяется для изготовления броневых листов и дру-
гих ответственных деталей.
В металлургии титан применяется для раскисления сталей, для
изготовления специальных сталей, для модифицирования чугунов,
литейных сплавов на алюминиевой и магниевой основах и других
цветных сплавов.
Титан нашел себе применение при изготовлении твердых спла-
вов, а также для титанизации изделий ответственного назначения.
В вакуумной промышленности и в радиотехнике титан исполь-
зуется в качестве геттера.
С разработкой экономичных методов получения чистого титана
(и его сплавов) открывается широкая область его применения
при изготовлении деталей химической аппаратуры, медицинских
приборов, диафрагм, поршней, клапанов, трубопроводов для мор-
ской воды и всевозможных ответственных деталей в других об-
ластях промышленности.
При температуре 900° титан хорошо к/ется, а при 1000° легко
прессуется (трубы). Образующийся при горячей обработке на по-
верхности титана очень твердый слой окислов может быть удален,
например, травлением в растворе кислот, в расплавленных щело-
чах с различными добавками, например, гидрида натрия. ч
Титан удовлетворительно переносит холодную прокатку и во-
лочение, но при этом требуются частые отжиги, так как техниче-
ский титан легко наклепывается. Наивысшая пластичность титана
Влияние газов и примесей на свойства титана
483
достигается при отжиге в атмосфере чистого аргона или, еще луч-
ше, в вакууме.
Титан хорошо поддается точечной сварке. Дуговую сварку ти-
тана следует производить в атмосфере чистого аргона или гелия.
Титан с трудом поддается обработке резанием и шлифовке.
Проблема рационального использования отходов титана до
сего времени полностью еще не решена.
Химический состав некоторых марок технического титана, при-
меняемого за рубежом, приведен в табл. 417.
Таблица 417
Примерный химический состав технического титана, %
Наименование Т1 Содержание нримесеи, Прочие при меси
С Si Fe Al N Мп. о
Титан чистый иодидный . . 99,9 0,03 0,02 0,02 о.оз 0,01 0,04 0,01 0,01
Титан техниче- ский . . 99,2 0,2 —. 0,25 . 0,1 0,02 0,25W 0,1
То же ... 99,0 0,2 — 0,25 — 0,15 0,02 0,25 0,1
ВЛИЯНИЕ ГАЗОВ И ПРИМЕСЕЙ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА ТИТАНА
Титан энергично реагирует с кислородом, азотом, водородом,
углеродом и почти со всеми окислами других металлов, что и вы-
зывает большие трудности при получении чистого титана и значи-
тельные затруднения в технологии производства из него полуфаб-
рикатов и изделий.
Кислород оказывает весьма отрицательное влияние на ме-
ханические, физико-химические и технологические свойства ти-
гана.
При температурах до 600° кислород практически не взаимо-
действует с титаном. При температурах выше 650° кислород воз-
духа диффундирует в титан с образованием весьма твердого по-
верхностного слоя. Особенно энергично кислород диффундирует
в титан при температуре аллотропического превращения (882°)
и выше, вызывая резкое понижение технологических свойств ме-
талла. Скорость окисления титана при повышенных температурах
показана на рис. 439 и 440.
Диаграмма состояния системы титан — кислород при содержа-
нии кислорода до ЗО°/о приведена на рис. 441 Эта диаграмма по
своему характеру относится к типу перитектических диаграмм.
31*
484
Титан и его сплавы
Рис. 439. Скорость окисления титана
в атмосфере кислорода при темпера-
турах от 820 до 950°
Рис. 440. Скорость окисления титана
прн температурах от 650 до 800°
Рис. 441. Диаграмма состояния ти
таи — кислород
Образование твердого рас-
твора 0 протекает по перитекти-
ческой реакции при температуре
1740° при взаимодействии твер-
дого раствора а с жидкой фа-
зой. При взаимодействии жид-
кой фазы с твердым раствором
а образуется соединение TiO,
имеющее кубическую структуру.
Растворимость кислорода в
0-титане в твердом состоянии
достигает 1,8%, а в а-титане
14,5% (вес).
При взаимодействии «-твер-
дого раствора с TiO образуется
новая фаза — Ь, устойчивая при
температуре ниже 925°, тетраго-
нальной сингонии с параметра-
ми решетки: а — 5,333 А, с —
= 6,645 А и - =1.246.
а
Фаза а имеет гексагональную структуру с плотной упаковкой
атомов. Влияние кислорода на свойства титана показано на диа-
граммах рис. 442—444.
Азот весьма сильно влияет на титан. Даже сотые доли про-
цента азота заметно влияют на свойства титана.
При комнатной температуре азот практически не действует на
титан. Однако при высоких температурах азот энергично соеди-
няется с титаном с образованием весьма твердого и хрупкого ни-
трида титана TIN, плавящегося при температуре 2950°.
Влияние газов и примесей на свойства титана
485
Рис. 442. Изменение механических
свойств иодидного титана (чистота
99,85%) в зависимости от содержания
кислорода. Исходный материал: по-
лосы толщиной 1 мм, Деформирован-
ные и отожженные при 850° в ваку-
уме в течение 3,5 час.
£
§
МО
Ф 120
ЮО
80
60
40
20
°0 10 20 30 40 50
__ 0 10 20 3040 50 .
Степень деформации,Ча
О 10 20 30 40 50
Рис. 443 Изменение предела текучести титана в зависи-
мости от степени деформации и содержания примесей
Рис. 445. Диаграмма состояния
титан •— азот
Рис. 447. Диаграмма состоя-
ния титан — водород
Твердость ,ке/мп^
Рис 446. Изменение механических
свойств иодидного титана (99,85%
титана) в зависимости от содержа-
ния азота Исходный материал по-
лосы толщиной 1 мм, деформиро-
ванные и отожженные при 850° в
вакууме в течение 3,5 часа
Рис. 448. Диаграмма состояния
титан — углерод
Коррозионные свойства титана
487
Диаграмма состояния системы титан — азот при содержании
азота до 24”/о (вес.) показана на рис. 445. Эта диаграмма также
относится к типу перитектических диаграмм. Влияние азота на
механические свойства титана показано на диаграммах рис. 446,
а также на рис. 443 и 444.
В одород весьма энергично диффундирует в титан с образо-
ванием твердых растворов внедрения.
Водород в противоположность кислороду, азоту и углероду
оказывает незначительное
влияние на механические
свойства титана, однако он
является весьма вредной
примесью, так как под влия-
нием водорода наблюдается
разрушение полуфабрикатов
и изделий из титана и его
сплавов.
Диаграмма состояния си-
стемы титан—водород (сто-
рона титана) показана на
рис. 447.
Углерод весьма силь-
но влияет на свойства тита-
на. При высоких температу-
рах углерод энергично соеди-
няется с титаном с образова-
нием карбида титана TiC,
обладающего весьма высо-
кой твердостью (микротвер-
Рис 449. Изменение механических
свойств иодидного титана (чистота
99,85%) в зависимости от содержания уг-
лерода Исходный материал’ полосы
толщиной 1 мм, деформированные и
отожженные при 850° в вакууме в тече-
ние 3,5 часа
дость 2000—2800 кг/мм2) и плавящегося при температу-
ре выше 3000°. Диаграмма состояния системы титан — угле-
род показана на рис. 448. Эта диаграмма относится к типу
реритектических диаграмм. Фаза 0 образуется при взаимо-
действии карбида титана с расплавом по перитектической реакции
►при температуре 1750°. При температуре 920° происходит пери-
тектоидное превращение с образованием а-титана.
Г Углерод увеличивает константы решетки и повышает темпера-
туру аллотропического превращения с 882 до 920°. Влияние угле-
рода на механические свойства титана показано на рис. 449, а так-
же на рис. 443 и 444.
КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА титана
Технический титан в отсутствии примесей углерода, кислорода
ta других отличается высокой коррозионной стойкостью и в этом
488
Титан и его сплавы
отношении превосходит стойкость нержавеющей стали 18-8 при
испытании, например, в растворах серной и соляной кислот.
Титан весьма устойчив в атмосфере воздуха, в естественной
холодной и горячей воде, в морской воде и в среде перегретого
пара. Однако при температуре 800° титан реагирует с паром.
Технический титан, например магниетермический, менее стоек,
чем чистый иодидный титан, так как в местах скопления примесей
углерода, железа, азота и др. наблюдается точечная коррозия
вследствие возникновения гальванических пар.
Титан слабо реагирует с азотной кислотой (концентрирован-
ная азотная кислота его пассивирует) и с разбавленной соляной
кислотой.
Титан растворяется в концентрированной соляной кислоте, в
растворах серной кислоты и в царской водке. В растворах плави-
ковой кислоты титан довольно быстро корродирует. При повышен,
ных температурах титан легко соединяется с галогенами, кислоро.
дом, водородом, азотом и др. При нагревании с серой, сероводо-
родом или сероуглеродом образуется сернистый титан.
Хлористый водород при высоких температурах реагирует с ти-
таном, образуя четыреххлористый титан.
Титан весьма устойчив в растворах щелочей как при комнат-
ной температуре, так и при кипячении. В частности, титан устой-
чив в 10%-ном растворе кипящего едкого натра и в кипящем рас-
творе хлористого магния даже в условиях напряженного состоя-
ния, где, например, быстро разрушается нержавеющая сталь.
Титан устойчив против действия солей: хлорного железа, хло-
ристого натрия, хлористого кальция, хлорной меди, хлористого
цинка, сульфата натрия, а также хромовой кислоты (10—30%-
ной), аммиака (28%-ного), четыреххлористого углерода (1%-
ного) и других, как при комнатной температуре, так и при кипя-
чении.
Титан весьма устойчив в среде органических кислот: уксусной
(99%-ной), муравьиной (50%-ной пассивируется), молочной
(85%-ной), стеариновой (100%-ной) и других кислотах при
комнатной температуре и при кипячении.
Титан даже при наличии внутренних напряжений весьма устой-
чив в отношении большинства агрессивных сред, но под воздей-
ствием паров двуокиси азота легко подвергается коррозионному
растрескиванию.
Физико-химические и механические свойства технического ти-
тана приведены в табл. 418 и 419.
Коррозионные свойства титана
489
Таблица 419
Физико-химические свойства технического титана
Наименование Содержание титана, п/,
99,9 99,2 99
Температура, °C: 1725+10 3260
плавления кипения 1670±20
Птотность, г/см3:
а-титана при 20° 4,507 4,54 4,54
Р-титана при 885“ 4,31 — —
Коэффициент линейного расширения:
при 20—300° 8,2 • 10~.6 — —
при 20—400° — 9,5 10~6 9,5 • 10~&
Удельная теплоемкость, кал г град:
при — 200° 0,05 — —
» 0° 0,12 .— —
» 100° 0,13 — 0,125
» 500° 0,15 — 0,14
жидкого 0,28 — —
парообразного 0,10 - —
Скрытая теплота, кал/г:
плавления 100 — —
испарения 145 — —
превращения 14 —
Теплосодержание, кал/г.
ЖИДКОГО 450 — —
газообразного Магнитные свойства 930 Парами!нитей —
Удельная магнитная восприимчи- + 1.25
вость • 106 — —
Теплопроводность, кал!см сек град . 0,036 — —
Электросопротивление при 20°, мком. см 54,98 55 55
Температурный коэффициент электро- 0,00425
сопротивления при 10—30° .... — —
Температура аллотропического превра- 882
щения а=В, °C — —-
Параметры а модификации: Гексагональ- ная плотная а=2,946, с=4,686 2,90
кристаллическая структура . . . константы решетки, А междуатомное расстояние, А . .
Параметры р модификации: Кубическая объемноцент- рированная а=3,32 2,87
кристаллическая структура . . . о константы решетки, А междуатомное расстояние, А
Температура рекристаллизации, °C . . 500—600 — —
Сверхпроводимость при температуре Ниже 1,73
°к
490
Титан и его сплавы
Механические свойства технического титана
Таблица 419
Наименование Содержание титана, °/„
99,9 99,2 99
Предел прочности при растяжении кг/мм2:
при 20° 25,3 54 66,8
» 100° — 43 54
» 200° — 30 38 •
» 300° — 23 30 •
Предел пропорциональности отожжен-
ного материала, кг/мм2 7 38 —
Предел текучести, кг/мм2'.
при 20° 14 43 56
» 100° — 32 42
» 200° — 20 25
» 300° — — 16—19 •
Предел усталости при 3500 цикл/мин,
кг/м.мр — 21 —
Предел прочности при скручивании,
кг/.и-М2 Модуль упругости при 25° отожжен- — 71 —
ного материала, кг/мм2 10 500 11 000 11 500
Модуль сдвига, кг/лил2 — 4 550 —
Коэффициент сжимаемости прн 30°,
см2/кг — 0,8 —.
Относительное удтинение:
при 20° 70 27 27
» 100° — 35 24
» 200° — 39 26
» 300° — 37 30
Относительное сужение, %:
при 20° 88 51 47
» 100° — 57 51
» 200° — 66 55
» 300° — 72 60
Скорость ползучести при 430° и напри-
жепии 1 кг/мм2, в %/час — 15-10 6 —
Твердость по Виккерсу отожженного 200—220
материала, кг/мм2 80—100 180—200
Изменение механических свойств различных марок техническо-
го титана в зависимости от степени деформации, от температуры
испытания, от содержания примесей кислорода, азота и углерода,
а также скорость окисления титана при^ повышенных температу-
рах показаны на рис. 442, 443, 444, 446, 449, 450, 451.
Сплавы на основе титана
491
Рис. 450. Изменение механических
свойств технического титана в зави-
симости от степени деформации
Рис. 451. Изменение механических
свойств технического титана при
повышенных температурах
СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ТИТАНА
Сплавы титана с добавками алюминия, хрома, молибдена и
других элементов являются более перспективными, чем техниче-
ский титан, так как эти сплавы более жаростойки и имеют повы-
шенные механические свойства и в частности, повышенные преде-
лы усталости и ползучести.
Сплавы на основе титана по структуре можно разделить на
три группы: 1) однофазные сплавы, состоящие из кристаллов
твердого раствора а; 2) двухфазные сплавы, состоящие из а + 0
фаз; 3) однофазные с g-структурой. Такая классификация титано-
вых сплавов рациональна еще и потому, что помимо различия в
структуре эти группы сплавов также весьма значительно отлича-
ются друг от друга своими механическими, физико-химическими
и технологическими свойствами.
Сплавы, имеющие однофазную структуру а, отличаются повы-
шенной жаростойкостью в сравнении с чистым титаном, удовлет-
ворительно сопротивляются окислению при нагреве в воздушной
атмосфере, не хрупки при термообработке и хорошо переносят
сварку. К недостаткам этих сплавов следует отнести то, что они
менее пластичны при изгибе, труднее в производстве, так как тре-
буют более мощных агрегатов при обработке давлением, чем, на-
пример, двухфазные сплавы а 4- (3.
Двухфазные сплавы со структурой а + 3 имеют повышенную
прочность (вдвое прочнее, чем нелегированный титан), обладают
хорошей пластичностью, в том числе на изгиб, и хорошо обраба-
тываются давлением. Механические свойства этих сплавов могут
быть повышены путем термической обработки.
492
Титан и его сплавы
Сплавы этой группы жаростойки при температурах до 400°.
Сварные швы этих сплавов менее пластичны. Кроме того, эти спла-
вы весьма чувствительны к термообработке (несоблюдение режи-
ма термообработки ведет к потере пластичности).
Сплавы с однофазной структурой 3 отличаются высокой пла-
стичностью (даже на гиб с перегибом) и не чувствительны к тер-
мообработке. Однако механические свойства этих сплавов могут
ухудшаться в случае их загрязнения примесями в процессе приго-
товления.
ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ТИТАНА
Алюминий, азот, кислород и углерод стабилизируют а-фазу.
Алюминий весьма значительно влияет на свойства титана. При
содержании, например, 5% алюминия прочность и твердость ти-
тана увеличиваются вдвое, а относительное удлинение снижается
при этом в три раза. Добавки олова до 3% к сплавам титана с
алюминием повышают механические свойства и стабилизируют
a-фазу. Содержание алюминия в титане не следует допускать
свыше 7,5%.
Хром, молибден, марганец, железо, ванадий, а также водород
являются стабилизаторами высокотемпературной 3-фазы. Под
влиянием добавок хрома, молибдена, марганца и железа весьма
сильно повышается прочность и твердость титана, но при этом
значительно снижается пластичность. Ванадий на механические
свойства титана влияет умеренно.
Добавки углерода в количестве до 0,25% незначительно влия-
ют на механические свойства двойных сплавов титана с ванадием.
Добавки азота от 0,1 до 0,2% значительно повышают проч-
ность и твердость сплавов титана с хромом и снижают пластич-
ность этих сплавов.
Аналогичное влияние оказывает добавка железа к титаново-
марганцовым сплавам. Очень сильное влияние оказывают добав-
ки углерода и азота при совместном их присутствии на сплавы
титана с хромом.
В зависимости от содержания указанных добавок предел проч-
ности этих сплавов повышается до 140 кг/мм2, твердость по Вик-
керсу до 400 кг/мм2, однако относительное удлинение при этом
резко снижается.
В табл. 420 и 421, а также на рис. 452—456 приведены химиче-
ский состав, механические и физико-химические свойства не-
которых титановых сплавов, применяемых за рубежом. Сплавы
обозначены символами, принятыми в Советском Союзе. t
Влияние добавок на свойства титана
493
Таблица 420
Химический состав сплавов на титановой основе
Сплав Содержание, % Струи тура “ + P Характеристика
C 4.1 Cr Fe Mn Mo Sn V
Т1А1СгЗ-5 0,5 3 5 — — — 1 Высокопрочный и жаростой- кий сплав. Прочность может быть повышена термообра- боткой со 100 до 170 кг/мм?
TiAlFe2-2 0,5 2 — 2 — 1 — « + Р —-
TiAlCrFeMo 5-1,4-1,3-1,4 0,1 5 1 ,4 1,3 — 1,4 — — a + 3 Жаростойкий сплав Фаза Р стабилизирована железом, хромом и молибденом
Т1А1Мп4-4 0,2 4 — 4 — — a + ,3 Менее пластичен, чем сплав TiMn7. но жаропрочен (при 370°), Алюминий упрочняет a-фазу, мало влияя на Р-фазу
TiAlSn5-2.5 — -- 2,5 a Высокопрочный и пластичный сплав при комнатной и по вишенных температурах Применяется в виде листов и поковок
>
TiCrFe2,7-l ,5 TiCrFe4-2 0,02 1 1 2,7 4 1,5 2 — — — — a + 3 Достаточно прочны и мало чувствительны к термооб- работке
TiCrFeMo2-2-2 0,07 — 2 2 — 2 — — a + P Высокопрочный и жаростойкий сплав. Отлично сопротив- ляется удару. Выпускается в виде поковок, листов и лент
TiFeV2,5-2,5 TiAlV6-4 0,5 6 Z 2,5 — — 2,5 4 a+p a-Fp Высокопрочные и пластичные сплавы
TiMn7 TTMn7 0,2 — — 7 7 — — a+P a+P Высокопрочный й пластич- ный сплав. Пластичен при изгибе. Марганец повышает прочность p-фазы без за- метного влияния на а-фазу
Таблица 421
Механические и физико-химические свойства некоторых сплавов на основе титана
Сплав Состояние Предел прочности при рас- тяжении ке/лгм2 Предел теку- чести, кг!мм2 Модуль упру гости, кг мм3 Относитель- ное удлине иие, % Относитель- ное сужение, !о Коэффициент линейного расширения Удельное 1 электро'-О' 1 противление, МКОМ см Твердость но Рокгеллу Твердость по Бринелю кг/мм2
TiAICr 3-5 TiAlFe 2-2 После горячей ковки Листы отожженные, очень твердые, поковки горячекованые 105 100 126 105 98 95 112 98 11 950 И 550 6 12 11 20 30 6 • 10~6 6 • 10-6 140 120 71(0 66 (А) 70 (А) 67 (А) Титан 1111
TiAlCrFeMo 5-1,4-1,3-1,4 Заготовки горячекатаные и отожженные 108 98 10 550 12 — — — — и его спа СО 1 с, СО
'TiAIMn 4-4 . TiAlSn 5-2,5 Заготовки кованые и отожженные Листы отожженные 98 80 91 77 10 550 10 18 40 — — 34 (С) & Ос. — 2
TiCrFe 2,7-l,5 Листы отожженные Горячекатаные и ото- жженные 98—115 94—110 84 84 11 250 12 15 — 5 • 10~6 60 •— 310 360 I
TiCrFe 4 2 Отожженные 84 77 — 12 — — — 35 (С) —
Сплав Состояние Предел прочности при рас- тяжении кг/лии2 Предел теку- чести, кг/мм2 Модуль упру- гости, кг мм2 Относитель- ное удлине- ние, /0 Относитель- ное сужение, о/ 10 Коэффициент линейного расширения ё ф 6 5 § о 5 ч •5^ ® -5 "5 Твердость по Роквеллу 1 Твердость по Бринелю K2IMM-
TiCrFeMo 2-2-2 Листы и ленты отожжен- ные Полосы отожженные Заготовки кованые, горяче- катаные и отожженные 90—105 90—105 90 91 91 84 — 12 12 12 — —- 79 32 (С) Влияние добавс 1 8 8 СО СО
TiFeV 2,5-2,5 TiAIV 6-4 Листы отожженные Сильно деформированные Заготовки горячекованые Горячеобработанный 98 122 100 120—130 91 105 15 11 550 12 3 9 12—14 25 5,3 • 10~6 • 80 65 (А) 69 (А) 66 (А) ук на свойства т
TiMn7 Листы отожженные 98 91 10 920 12 — — — 35 (С) К 2 а а
TiMn7 Отожженные образцы 90 84 10 850 10 — — 89 (С) „ 1 1 ё —— ।
Рис 452. Изменение механических
свойств при повышенных темпера-
турах сплава TiAlCr3-5, содержа-
щего 3% А1, 5°/о Сг и титан
остальное
Рис 454. Изменение механиче-
ских свойств при повышенных
температурах сплава TiAlSn5-
2,5, содержащего 5% А1,
2,5% Sn и титан остальное
Рис. 453. Изменение механических
свойств при повышенных температу-
рах сплава TiAlMn4-4, содержащего
4% А1, 4% Мп и титан остальное
Рис. 455. Изменение механических
свойств сплава TiCrFe2,7-l,5, содер-
жащего 2,7% Сг, 1,5% Fe и титан
остальное при повышенных темпера-
турах
Рнс. 456. Изменение механических
свойств при ровышенных температу-
рах сплава TiMn7, содержащего
7% Мп, 0,2% С и титан остальное
ПРИЛОЖЕНИЕ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ
Металлы, ввиду разнообразия их физико-химических и механических
свойств, играют важнейшую роль в современной технике. Металлическое
состояние элементов и их соединений характеризуется высокой электропровод-
ностью, теплопроводностью и прочими свойствами.
Эти особые физические свойства обусловливаются наличием в металле
свободных электронов.
При определении скалярных свойств металлов присутствие примесей в ко-
личестве до 0,01 °/о не имеет существенного значения.
Для определения векториальных свойств, например, электропроводности,
термоэлектродвижущей силы, магнитного гистерезиса и др., примеси в коли
честве даже менее 0,01% могут изменить числовые значения физических вели-
чин более чем на 100%.
Следовательно, в металлах некубической сингонии характерные векто-
риальные свойства можно получить лишь на чистых монокристаллах.
В табл. 422 приведена периодическая система элементов Д. И. Менделеева.
Свойства чистых металлов,' приведенные в табл. 423—428, относятся к по-
ликристаллам.
Для металлов некубической сингонии приведены свойства монокристаллов
по главным осям симметрии.
Кроме того, даны свойства металлоидов и газообразных элементов, как
играющих весьма важную роль при различных технологических процессах
(плавка, сварка, термообработка, раскисление, дегазация).
498
Приложения
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Перио ды Ряды Группа
' I II III IV
I 1 1. н Водород 1,0080
II 2 3. L1 Литий 6,940 4. Be Бериллий 9,013 5. В Бор 10,82 6. С У।лерод 12,010
III IV 3 И. Na Натрий 22,997 12. Mg Магний 24,32 13. А1 Алюминий 26,97 14. S1 Кремний 28,09
4 5 19. К Калий 39,100 29. Си Медь 63,54 20. Са Кальций 40,08 30. Zn Цинк 65,38 21. Sc Скантий 44,96 31. Ga Галлий 69,72 22. Т1 Титан 47,90 32. Ge Германий 72,60
V 6 7 37. Rb Рубидий 85,48 47. Ag Серебро 107,880 38. Sr Стронций 87,63 48. Cd Кадмий 112,41 39. Y Иттрий 88,92 4* In Индий 114,76 40. Zr Цирконий 91,22 50. Sn Олово 118,70
VI 8 9 55. Cs Цезий 132,91 79. Au Золото 197,2 56. Ва Барий 137,36 80. Hg Ртуть 200,61 57. La Лантан 138,92 81. Т1 Таллий 204,39 72. HI Гафний 178,6 82. РЬ Свинец 207,21
VII 10 87. Fr Франций [223] 88. Ra Радий 226,05 89. Ас Актиний 227 (Th)
Высшие солеобра
1 I R2O I RO I R203 I R02 I
Газообразные водород
II 1 ' 1 1 rh4 I
Ланта
58. Се Церий 140,13 59. Рг Празеодим 140,92 60. Nd Неодим 144,27 61. Рт Прометий [145] 62. Sm Самарий 150,43 63. Ей Европий 152,0 64. Gd Гадолиний 156,9
А к т и
90. Th Торий 232,12 91. Ра Протактиний 231 92. U Уран 238,07 93. Np Нептуний [237] 94. Ри Плутоний [242] 95. Ат Америций (243] 96. Ст Кюпий [243]
Примечание. В скобках указаны массовые числа наиболее устойчи
Физико-химические свойства чистых металлов
499
ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА
Таблица 422
блементов
V VI VII VIII 0
2. Не Гелий 4,003
7. N Азот 14,008 8. О Кислород 16 9. F Фтор 19,00 10. Ne Неон 20,183
15. Р Фосфор 30,975 16. S Сера 32,066 17. С1 Хлор 35,457 • 18. Аг Аргон 39,944
23. V Ванадий 50,95 33. As Мышьяк 74,91 24. Сг Хром 52,01 34. Se Селен 78,96 25. Мп Марганец 54,93 35. Вт Бром 79,916 26. Fe Железо 55,85 27. Со Кобальт 58,94 28. N1 Никель 58,69 36. Кг Криптон 83,80
41. Nb Ниобий 92,91 51. Sb Сурьма 121,76 42. Мо Молибден 95,95 62. Те Теллур 127,61 43. Тс Технеций [99] 53. J Иод 126,91 44. Ru Рутений 101,7 45. Rh Родий 102,91 46. Pd Палладий 106,7 54. Хе Ксенон 131,3
73. Та Тантал 180,88 83. В1 Висмут 209,00 74. W Вольфрам 183,92 84. Ро Полоний 210 75 Re Рений 186,31 85. At Астатин [210] 76. Os Осмий 190,2 77. 1Г Иридий 193,1 78. Pt Платина 195,23 86. Rn Радон 222
(Ра) (U)
1 у ю щ и е о к и с л ы НаОд | RO3 j ВаО7 | RO4 | 1ые с о ед ине н и я - RHs | RH2 1 RH | | О и д ы (редкие земли)
Л5. ТЬ •Тербий ;159,2 66. Dy Диспрозий 162,46 6 7. Но Гольмий 164,94 68. Ет Эрбий 167,2 69. Тц Тулий 169,4 70. Yb Иттербий 173,04 71. Lu Лютеций 174,99
|оиды
I7- Вк- .Беркелии «245] 8 |ix ИЗОТОП 98. С1 | 9^. Ап Калифорний. Афиний [246] j [247] ов. 100. Ct Центурий [248] ’ 1
Таблица 423 g Физические свойства элементов °
Наименование элемента Символ Атомный номер 3 S go < и Массовые числа изотопов Плотность при 20°, г см3 Удель ная тепло емкость кал г °C Температура, °C
плавления кипения
Азот Актиний Алюминий Америций Аргон Астатин Барий Бепиллий Беркёлий Бор Бром ' Ванадий Висмут Водород Вольфрам Гадолиний Г аллий Гафний N Ас А1 Ат Аг At Ва Be Bk В Вт V Bi Н W Gd Ga Hf 7 89 13 95 • 18 85 56 4 97 5 35 23 83 1 74 64 31 72 14,008 227 26,97 241 39,944 211 137,36 9,02 10,82 79,916 50,95 209,00 1,0080 183,92 156,9 69,72 178,6 14; 15 (13; 16; 17) (227; 225; 228) 27 (26; 28; 29; 25) 241 (242; 238; 239; 240) 40; 36 (35; 37; 38; 39; 41) 207; 208; 210; 211; 212; 214 по 218 137; 138; 136; 135; 134; 132; 130 (131; 133; 139; 140 по 145) 9 (W; 8; 7) 10; 11 (12) 79; 81 (75 по 88) 51 (47; 48; 49; 50; 52) 209 (197 по 200; 204; 206; 208; 210 по 214) 1; 2 (3) 184; 183; 182; 186 (178—187) 152 по 161 (153; 161) 69; 71 (64 по 73) 174 по 181 (175; 181) 1,1649 • 10~3 2,699 1,784 10-3 3,5 1,82 2,3 (аморфн.) 3,3 (крист.) 3,12 6,00 9,8 0,08375 • 10-3 19,3 7,95 5,91 Н,4 0,2470 0,2259 0,1254 0,068 0,4250 0,3091 0,0703 0,1153 0,0290 3,4150 0,0340 0,079 0,033 —210 660,2 —189,4 704 1280 2300 —7,2 1735 271,3 —259,4 3400 29,78 1700 —195,8 2060 —185,8 _ tl g 1640 g 1 Л 2770 § 2550 58 3400 1420 —252,7 5930 2100,0 3200
Наименование элемента Символ Атомный номер s g о Г. & < n Массовые числа изотопов Плотность при 20о, г/смз Удель- ная тепло емкость кал г °C Температура, °C
плавления кипения
Гелий Не 2 » 4,003 3; 4 (6) 0,1664 • 10~3 —271,4 —268,9
Германий Ge 32 72,60 70; 72; 73; 74; 76 5,36 0,0727 (при 30 атм') 958 1760
Гольмий Диспрозий Европий Железо Но Dy Ей Fe 67 66 63 26 164,94 162,46 152 55,85 (66 по 78) 165 (160 по 166) 156; 158; 160 по 164 (165) 151; 153 (147; 149 по 157) 54; 56; 57; 58 (52; 53; 8,56 5,24 7,87 0,1075 >718 >1100 1150 1535 3000
Золото Au 79 197,2 55* 59) 197 (190 по 200 и 202) 19,32 0,0308 1063 2600
Индий In 49 114,76 113; 115 (108 по 117) 7,31 0,0568 156,4 1450
Иод J 53 126,92 127 (124 по 139) 4,93 ^,0523 114 184
Иридий Ir 77 193,1 191; 193 (190; 192; 194) 22,5 0,0322 2454 5300
Иттербий Иттрий Yb Y 70 39 173,04 88,92 168 по 176 (169; 175; 177) 89 (87 по 94; 97) 7,01 5,51 0,0547 1800 1500 4600
Кадмий Cd 48 112,41 106; 108; НО; 111 по 114 8,65 320,9 765
Калифорний Калий Cf К 98 19 39,096 и 116 (105; 107; 109; 111; 115 и 117) 39; 41 (37; 38; 40; 42; 0,86 0,177 63 770
Кальций Ca 20 40,08 43; 44) 40; 42, 43; 44; 46; 48 ( 39); 1,55 0,157 851 1440
Кислород 0 8 16,0000 (45; 47; 49) 16; 17; 18 (14; 15; 19) 1,3318 • 10~3 —218,8 —183
Физико-химические свойства чистых металлов
. _——_— . . Продолжение табл. 423
Наименование я ’Я 3 и « 3 X Массовые числа изотопов Плотность при Удель- ная тепло- Температура, °C
элемента » 2 Я Q a ST О g н о <5 я а go 20°, г/см3 емкость кал/г °C плавления кипения
Кобальт Со 27 58,94
Кремний Si 14 28,06
Коиптон Кг 36 83,7
Ксенон Хе 54 131,3
Кюрий Ст 06
Лантан La 57 138,92
Литий Li 3 6,94
Лютеций Lu 71 174,99
Магний Mg 12 24,32
Марганец Мп 25 54,93
Медь Си 29 63,57
Молибден Mo 42 95,95
Мышьяк As 33 74,91
Натрий Na 11 22,997
Неодим Nd 60 144,27
Неон Ne 10 20,183
'Нептуний Np 93 237
59 (55 по 62)
28; 29; 30 (27; 31)
78; 80; 82; 83; 84 (79;
81; 83; 85 по 94 и 97)
124; 126; 128 по 132; 134
(127; 133; 135 по 141;
143 по 145)
[238; 240; 241; 242]
139; 138 (136; 140 по 145)
6; 7 (8)
175 (170; 171; 172; 176;
177)
24; 25; 26 (23; 27)
55 (51; 52; 53; 54; 56)
63; 65 (58 по 62; 64;
66; 67)
92; 94 по 98; 100 (93;
99; 101; 102; 105)
75 (71 по 78)
23 (21; 22; 24; 25)
142 по 146; 148; 150
(141; 147; 149; 151)
20; 21; 22 (19; 23)
[237 (231; 234; 235; 236;
238; 239)]
8,9 0,0989 1495 2900
2,49 0,171 1440 2630
3,488 • IO-3 —157 — 152
5,495 • 10~3 -112 —108
6,16 0.0449 885 1800
0,53 0,790 186 1370 '
9,74
1,74 0,249 650 1110
7,43 0,107 1245 2150
8,96 0,0918 1083 2600
10,2 0,0647 2625 4800
5,73 0,0772 814 610
0,97 (при 36 am) (возгон.)
0,295 97,7 - 892
7 0,0447 840
0,84 • 10~3 —249 —246
Температура, °C]
ЙЙ Плотность при
Наименование Я я Массовые числа изотопов 20°, г,см^ - емкость
элемента » • i c 2 Ь o 2 кал г °C плавления кипения
о <5 я
Никель Ниобий Ni Nb 28 41 50 58,69 92,91 118,70 58; 60; 61; 62; 64 (57; 59; 63; 65; 66) , 93 (90; 91; 92; 94 по 98) 112; 114 по 120; 122; 124 8,9 8,57 7,3 0,112 0,071 0,054 1455 2420 232 2730 3700 2270
Олово Осмий Палладий Os Pd 76 46 190,2 106,7 (113; 121; 123; 125; 126) 184; 186 по 190; 192 (185; 191; 193) 102; 104; 105; 106; 108; ПО (100; 101; 103; 107; 109; 111; 112) 192; 194; 195; 196; 198 (191; 193; 196; 197; 199) 22,5 12 0,031 0,0587 2709 1555 5500 4000
Платина Pt 78 195,23 21,45 0,0319 1773,5 4410
Плутоний Pu 94 239 238; 239; 240 (232; 234; 236; 237; 241) ~1800
Полоний Po 84 210 [208; 210; 213 (203; 205; 206; 207)] 0,0458
Празеодим Прометий Pr Pm 59 61 140,92 147 [141 (140; 142 по 146)] (143; 144; 147 по 151; 153; 156) 6,63 940
Протактиний Радий Радой (иитон Nt: Рений Родий Pa Ra Rn Re Rh 91 88 86 75 45 231 226,05 222 186,31 102,91 231; (233) [226 (220; 221; 222; 225; 227)] [222 (Em)] 185 [187] (182; 183; 184; 186; 187; 188) 103 (102 по 107; 109) 5 4,4 (при—62°) 20 • 12,44 0,0327 0,0598 960 —71 3170 1966 1140 —61,8 ' 5870 4500
Физико-химические свойства чистых металлов
Продолжение табл. 423
Наименование элемента Символ i Атомный I номер sS s s g- n Массовые числа изотопов Плотность при 20°, 2/см3 Удель- ная тепло- емкость кал/г • °C Температура, °C
плавления кипения
Ртуть Hg 80 200,61 196; 198 по 202; 204 (195; 197; 199; 203; 204; 205) 13,546 0,0333 —38,87 357
Рубидий Rb 37 85,48 85 (81; 82; 84; 86 по 91; 93; 94; 97) 1,53 0,0802 39 680
Рутений Самарий Ru Sm 44 62 101,7 150,43 96; 98 по 102; 104 (95; 97; 103; 105; 106; 1071 144; 147 по 150; 152; 154 (145; 151; 152; 153; 155; 156) 12,2 7.7 0,057 2500 1350 4900
Свинец Pb 82 207,21 204; 206; 207 ; 208 (199 по 201; 203; 204; 206; 209) 11,34 0,0309 327,4 1740
Селен Se 34 78,96 74; 76; 77; 78; 80; 82 (71 по 73; 75; 77; 79; 81; 83; 84) 4,81 0,078 220 119 680
Сера S 16 32,06 32; 34; 33; 36 (31; 35; 37) 2,07 0,175 (моноклин) 444,6
Серебро Ag 47 107,880 107; 109 (102; 104 по 113) 10,49 0,0559 960,5 2210
Скандий Sc 21 45,10 45; (41; 43; 44; 46 по 49) 3 1200 2400
Стронций Sr 38 87,63 84; 86; 87; 88 (85; 87; 89 по 94; 97) 2,6 0,0742 770 1380
Сурьма Sb 51 121,76 121; 123 (117 по 120; 122; 124 по 127; 120; 132; 133; 134) 6,62 0,049 630,5 1440
Таллий T1 81 204,39 203; 205 (198 по 202; 204; 206; 209) 11,85 0,0316 300 1460
Тантал Ta 73 180,88 181 (176 по 178; 180; 182) 16,6 0,033 2850 5300
Теллур Те 52 127,61 120; 122 по 126; 128; 130 (118; 119: 121; 125; 127; 129; 131 по 135) 1 6.24 1 0,048 452 1390
Наименование элемента Символ Атомный номер 1 Атомный вес Массовые числа изотопов Плотность при • 20°, г/сл13 Удель- ная тепло- емкость кал/г • °C Температура, °C
плавления кипения
Тербий Технеций ТЬ Тс 65 43 159,2 99 159 (152 по 155; 160; 161) (92 по 102; 104; 105; 107) 8,33(a) 327 2700(a)
Титан Т1 22 47,90 46 по 50 (43; 45; 51) 4,54 0,13 1800 3400
Торий Тулий Th Тн 90 69 232,12 169,40 [224 по 234] 169 (166 по 171) 11,5 9,35(a) 0,027 1845 3530
Углерод С 6 12,010 12; 13 (10; 11; 14) 2,26 (графит, гексаг.) 0,165 3700 4830
Уран и 92 238,07 [233 по 235; 238 (228 по 232; 237; 239)] 18,7 0,028 1150 3500
Фосфор Франций р Fr 15 87 30,98 31 (29; 30; 32; 34) [221 (218; 219; 220; 223)] 1,82 (желтый) 44,1 280
Фтор F 9 19,00 19 (17; 18; 20) 1,696 • 10 * —223 —187
Хлор Cl 17 35,457 35,37 (33; 34; 36; 38; 39) 3,214 • 10-3 0,226 —101 —34,7
Хром Сг 24 52,01 52; 53; 54; 50; 49; 51; 55 7,19 0,106 1890 2500
Цезий Cs 55 132,91 133 (130; 131; 132; 134 по 145) 1.9 0,0522 28,5 690
Церий Се 58 140,13 140; 142; 138; 136 (135; 137; 139; 141; 143 по 146) 6,9 0,05 645 1400
Цинк Zn 30 65,38 64; 66; 67; 68; 70 (62; 63; 65; 69; 71; 72; 73) 7,14 0,090 419,5 907
Цирконий Эрбий Zr Er 40 68 91,22 167,2 90; 91; 92; 94 (89; 93; 95; 97) 162; 164; 166 по 168 (165; 169; 171) 6,5 4,77 0,08 1860 1250 >2900
Примечания: 1 В квадратных скобках даяы массовые числа естественных устойчивых радиоактивных изотопов.
2. В круглых скобках даны массовые числа искусственных неустойчивых радиоактивных изотопов,
3. Буква (а) показывает, что данная величина является расчетной.
Приложения Физико-химические свойства чистых металлов 505
Таблица 424
Электросопротивление и теплопроводность элементов
Элементы Символ Электро- сопро- тивление, ОМ MM^/M при 20° Температур- ный коэффи- циент элек- ТрОСОПрОТИР- 4П-3 лениях 10 Электросопро- тивление в жидком состо- янии при тем- пературах Теплопровод- ность кал см сек.°C при 20° Температур ный коэффи- циент тепло- пр оводно- чу 4 П
ХЮ'6 ом см$ °C
Азот N - 0,6-10~4
Алюминий А1 0,0265 4,26 20,10 658 0,53 5,35
Аргон Аг — —- — — 0,4-10~4 . ,
Барий Ва 0,575 — — —
Бериллий Be 0,059 (0°C) 6,67 — 0,3847
Бор В 1,8X101(> .— — —
Ванадий V 0,26 3,58 — — ,
Висмут Bi 1,068 (0°C) 4,46 127 271 0,024 7,35
Водород Н — — — — 4-Ю-4
Вольфрам W 0,055 4,64 — — 0,476 ,
Галлий Ga 0,534 (0°C) 3,96 27 30 0,08
Гелий Не — . - — — 3,32-10“4 -
Германий G? 0,89 (0°C) 4,6(0—100) — —.
Железо Fe 0.097 6,57 — — 0,174 —2,28.
Золото Au 0,0225 3,98 30,80 1063 0,745 *
Индий In 0,0845 4,74 29 155 0,057
Иод J 1,3X10!» —- 78 113 10-4Х10"4
Иридий Ir 0,055 3,93 — — 0,141 ,
Кадмий Cd 0,073 4,24 34 400 0,234 —7,05
Калий К 0,078 5,81 13 62 0,237
Кальций Ca 0,034 (0°C) — — — 0,3
Кислород 0 — —- .—. 5,9-10“5 -
Кобальт Co 0,062 3,66- —- .— 0,165
Кремний Si 1.10» (0°C) от —0,2 — 0,20
до -|-0,06
Криптон Kr — — — — 0,21 О-4 ,
Лантан La 0,59 — — —
Литий Li 0,093 4,50 45 230 0,17
Магний Mg 0,047 3,90 — — 0,38 ,
Марганец Mn 1,85 (a) — —• — 0,012
Медь Cu 0,0167 4,33 20,3 1083 0,94
Молибден Mo 0,0517 (0°C) 4,35 — — 0,35
Мышьяк As 0,35 (0°C) 3,89 —— — 0,088
Натрий Na 0,0465 4,34 9,70 100 0,32
Неодим Nd 0,79 — — — —
Неон Ne — — — 1-10-4 —.
Никель Ni 0,068 5,21 109 • 1500 0,22 —
Ниобий Nb 0,131 3,95 — . —.
Олово Sn 0,115 4,47 49 300 0,156 0,687
Осмий Os 0,095 4,20 — — —
Палладий Pd 0,108 3,77 — . 0,17 —
Платина Pt 0,109 3,92 — — 0,1664 0,51
Празеодим Pr 0,88 — — — 1 _ —
Рений Re 0,21 3,11 . — . —.
Родий Rh 0,045 4,43 — —. 0,213 —
Ртуть Hg 0,975 0,92 95,80 20 • 0,020 —12,7
Рубидий Rb 0,125 6,57 — — — —
Рутений Ru 0,075 (0°C) — — — — —
Продолжение табл. 424
Элемента Символ Электро- сопро- тивление, ом мм^!м при 20° Температур- ный коэффи- циент элек- тросопротив- з Ленин Х10 Электросо- противление в жидком состо- янии при тем- пературах Теплопровод- ность кал t см сеп.^С при 20°’ Температур- ный коэффи- циент теп- лопроводно- ___ 4 А—4
х 10'6 ОМ СМ& °C
Свинец РЬ 0,2065 4,22 98 400 0,084
Селен Se 0,012 (200°С) — — — 0,0007 —
Сера S 2-Ю21 —— — — 0,00063 —3,6
С еребро Ag 0,0159 4,10 17 1000 0,974 —1,7
Стронций Sr 0,247 (0°С) —— — — — —
Сурьма Sb 0,39 (0°С) 4,73 127 860 0,044 —10,4
Талтий Т1 0,195 5,17 74 300 0,093
Т антал Та 0,124 3,47 — — 0,130 —
Теллур Те 2-Ю3 3 79 (0—100°С) — * — 0,014 —
Титан Ti 0,47 (25°С) 3,3 — — 0,036 —
Торий Th 0,19 3,3 — — — —
У глерод С 13,75 0,2—0,8 — — 0,057 —
Уран и 0,32 2,5 — — 0,064 —
Фосфор р Ь10« (11°С) — — — — —
Хлор С1 10-1013 — — — 0,17-10- 4 —
Хром Сг 0,15 (0°С) — — — 0,165 —
Цезий Cs 0,188 (0°С) 5,03 36,6 28 — —
Церий Се 0,78 — — — — —
Цинк Zn 0,059 4,17 43 440 0,268 — 150
Цирконий Zr 0,41 (0°С) — — — — —
Примечания: 1. Теплопроводность монокристалла пинка измерена при тем-
герату|.е —252° в ватт/см СС и приведена к 20°: а) перпендикулярно главной кри-
сталлографической оси 5,65; б) параллельно главной кристаллографической оси 7,09.
2. Теплопроводность монокристалла кадмия измерена при температуре —188°
в ватт см СС и приведена к 20": а) перпендикулярно главной кристаллографической
оси 1,041; б) параллельно главной кристаллографичесюй оси 0,831.
3. Теплопроводность монокристалла ртути измерена при температуре —188°
в ватт см °C и приведена к 20°: а) перпендикулярно главной кристаллографической
осп 0,29; б) параллельно главной кристаллографической оси 0,399.
4. Удельное электросопротивление монокристаллов при температуре —188°:
Название металла Символ Удельное электросопро- тивление p, ОМ СЛС-10 Температурный коэффи- 9 циент а при 20—100°х 10
перпендику- лярно 1лав- нои оси параллельно главной оси перпендику- лярно глав- ной оси параллельно главной оси
Висмут В1 109 138 4,45 4,45
Кадмий Cd 6,8 8,3 . 4,28 4,28
Олово Sn 9,9 14,3 4,69 4,47
Магний Mg 4,55 3,85 4,16 4,27
Ртуть Hg 0,074 0,058 — —
Сурьма Sb 42,6 35,6 5,11 5,95
Цинк 1 Zn 5,39 5,83 4. 18 4,24
508
Приложения
Удельное электросопротивление ме
Тем пера
Наименование металла Сим- вол -258 -192 -78 0 20 100 j
Э л e к т p o С О П P 0
Алюминий А1 0,1140 0,5749 1,8087 — 2,65 3,7636
Висмут Bi 24,56 39,175 78,62 106,8 119,05 159,03
Вольфрам W — 0,860 3,588 — 5,5 8,055.
Железо Fe 0,1024 0,9092 5,258 9,065 9,7 15,023
Золото Au 0,014 0,4904 1,4362 2,065 2.25 2,8873
Иридий Ir — 1,375 4,232 — 5,5 8,50
Кадмий Cd 0,166 1,9659 5,3755 6,8 7,3 11,044 1
Калий К — 1,856 4,795 6,15 7,80 15,49»,
Кобальт Co — — 1,16 — 6,20 14,26 1
Литий Li 0,062 1,149 — 8,55 9,293 12,269
Магний Mg — 1,233 3,053 4,312 4,7 5,915 j
Медь Cu 0,00908 0,2333 1,0253 1,533 1,672 2,223
Молибден Mo — 1,041 3,016 5,17 6.204
Натрий Na — 0,932 3,23 4,2 — 9,65 ж
Олово Sn — — — — 11,50 16,37
Палладий Pd 0,09503 2,0131 7,048 10,219 10,8 14.027
Платина Pt 0,0618 2,0902 6,7297 9,81 10,90 13,656 I
Родий Rh — 0,761 3,101 — 4,5 6,78 !
Ртуть Hg 5,40 т 7,38 т 18,78 т 94,1 97,54 105,27 1
Свинец Pb 0,5874 5,073 13,311 19,26 20,65 —
Серебро Ag 0,00793 0,3040 1,0043 1,468 1,59 2,0696,
Сурьма Sb — 8,812 24,95 38,99 43,045 59,80
Тантал Ta — 4,314 10,66 — 12,4 19,68 ।
Таллий T1 — — 11,829 18,0 19,5
Титан Ti — 16,6 36,5 — 55,4 70 i
Цинк Zn 0,5981 1,2652 3,9463 5,751 5,9 8,135
Физико-химические свойства чистых металлов
509
таллов при различных температурах
Таблица 425
тура, °C
200 | 300 400 500 800 | 1000 1300 1600
тивление, см,
4,8599 5,9920 7,1906 — 29,28ж 32,22ж — —
227,87 — 130,Ож — 159,5ж — — —
10,77 13,64 16,64 17,60 26,79 33,00 43,01 53,01
22,414 31,652 42,185 54,762 — — — —
3,735 4,615 5,534 6,492 — — — —
10,946 13,399 16,048 18,727 — — — —
14,630 — — 34,12ж 35,78ж — —
21,80ж 28,20ж — — — — — —
21,31 30,33 39,25 48,20 — — — —
i 32,09ж — — — — — — —
' 7,576 9,536 11,893 — — —
2,897 3,5835 4,286 5,008 — — 22,05ж
8,070 9,99 11,95 13,94 21,93 27,37 36,32 46,2
| 13,18ж 16,17 — — — — — —
1 .— 49,45ж 51,60 ж 53,85 ж 60,45 ж 64,98ж 71,7ж 78,51ж
17,598 20,95 24,09 27,0 — — — —
17,387 21,005 24,509 27,90 — — — —
8,945 11,19 13,57 16,05 — — — —
116,27 130,04 — — — — — —
27,39 — — — 98, ООж 107,2 ж 121,1ж 134,1ж
2,6854 3,321 3,979 4,651 — 19,22ж 22,79ж —
81,0 102,5 125,0 144,0 130,76 ж 134,98 ж — —
24,245 28,6 33,0 37,1 57,3 57,2 66,6 78,5
24,76 — — — — — — —
88 105 — 136 165 — — __
10,672 13,461 — 35,45 ж 35,70ж — — —
Физико-химические свойства элементов
Таблица 426
Элементы Символ Теплоем- кость в жидком состоянии, кал1 г °C Теплоем- кость паров Скрытая теплота плавле- ния, кал/г Скрытая теплота испарения, кал/г Плотность в жидком состоянии Коэффи- циент линейного расшире- ния твердого X 10~6 Термическое расширение в жидком СОСТОЯНИИ при температуре
г'см* °C ХЮ-6 °C
Азот N 0,808 —195,8 6000 —195
Алюминий А1 0,308 0,1852 93 2227 2,38 658 24 ИЗ 658—1000
Аргон Аг 6,71 1,402 — 185,4 4500 —183
Бериллий Be 345,5 4520 12,3
Бор В 2
Бром Вг 3,119 20 1100 0—30
Висмут Bi 0,0363 14,10 188 10,10 271 13,45 122 271—630
Водород Н 0,0709 —252,7 13000 —255
Вольфрам W 44,0 4,0
Г аллий Ga 19,16 6,095 29,7 18,30
Гелий Не 0,126 —268,9
Железо Fe 0,220 65,0 1595 6,9 1530 11,90
Золото Au 0,04 16,11 17,0 1063 14,40
Индий In 33,0
Иод1 J 15,76 4,0 107 93,0 800 107—150
Иридий Ir 6,41
Кадмий Cd 0,062 0,0446 13 17 216 8,0 321 29,8 150 321—540
Калий К 0,230 0,128 14,50 592 0,83 62 83,0 290 62-150
Кальций Ca 868 25,0
Кислород О 3,32 1,14 —183 4100 -195
Кобальт Co 0,204 58,38 1240 12,08
Кремний Si 0,107 1262 6,95
Криптон Kr 2,6 —171
Ксенон Xe 3,06 —109,1
Литий Li 0,975 0 714 32,81 2540 56,0 180 186—230
Магний Mg 0,30 0,208 70,0 1315 1,57 650 25,70 380 650—800
Элементы Символ Теплоем- кость в ЖИДКОМ состоянии кал/г °C Теплоем- кость паров Скрытая теплота плавле- ния кал г Скрытая теплота испарения кал/г Плотность в жидком состоянии Коэффи- циент линейного расширения твердого Х10~6 Термическое расширение в жидком состоянии при температуре
В/СЛ13 °C > 10 6 °C
Марганец Мп 0,20 64,8 910 23
Медь Си 0,130 50,6 858 8,30 1083 16,42 190 1083—1300
Молибден Мо 5,49
Мышьяк As 56 3,86
Натрий Na 0,33 0,217 27,53 1015 0,93 97,50 71,0 280 100—200
Неон Ne 1,204 —245,9
Никель Ni 0,16 73,80 1040 13,70
Ниобий (колум-
бий) Nb 7,20
Олово Sn 0,061 0,042 14,40 271 6,98 232 22,40 100 232—1600
Палладий Pd 0,09 34,20 11,0 1556 11,6
Платина Pt 0,04 27,10 19,0 1775 8,80
Родий Rh 8,90
Ртуть Hg 2,66 13,546 20 182 20
Рубидий Rb 6,095 1,475 38,50 90 340 40—140
Рутений Ru 8,5
Свинец Pb 0,041 6,26 201 10,30 327 29,50 120 327—825
Селен Se 37,0
Сера S 0,199 9,30 362 1,80 115 67,48 430 115
Серебро Ag 0,076 0,046 24,30 397 9,40 960 18,90 НО 960—1200
Сурьма Sb 0,06 0,042 40,30 359 6,55 630 11,29 100 630—1050
Таллий T1 7,18 11,0 300 28,0 140 300—350
Тантал Ta 6,50
Теллур Те 7,30 300 16,80
Титан Ti 1425 7,14
Торий Th 18,20
(20—300°)
Углерод C 0,25 3837 1,20
Физико-химические свойства чистых металлов 511
Физико-химические свойства чистых металлов
513
512
Приложения ______________
Таблица 427
Поверхностное натяжение и вязкость жидких металлов н некоторых элементов
Наименование Сим- вол Поверхностное натяжение Вязкость
источ- ник среда темпера- тура, сС Онн/см при темпе- ратуре, °C пуазы
Азот . . . N 92 Воздух —196 8,5
Алюминий . А1 6 » Жидк. 300
Висмут . . Bi 93 со2 260 430 300 0,0166
» . . Bi 93 Вакуум 365 300 соо 0,01
Железо . . Fe 93 Воздух Жидк. 950
Золото . . . Au 92 » 1100 1100
» ... Au 93 » 1070 612
Кадмий . • Cd 92 Азот 320,8 630 320,8 0,014
» . . Cd 93 Вакуум 350 550
Калий . • К 92 соа 63 170/364
Кислород 0 92 Воздух — 183 13,1
Медь . . . Cu 93 » Жидк. 1100 1100 0,036
Натрий . . Na 92 соа 90 290
Никель Ni 6 Воздух Жидк. 1350
Олово . . . Sn 93 Вакуум 250 540 232 0,02
» ... Sn 93 » 400 518
Платина . . Pt 93 Воздух 2000 1819
Ртуть . Hg 92 » 20 465—550
» . . Hg 93 Азот 18 495
» . . Hg 93 соа 18 487
Hg 93 Водород 18 554
» ... Hg 93 Вакуум 20 471
» . . Hg 93 » 100 456
» . . Hg 93 » 200 431
» ... Hg 93 » 300 399,5
Свинец . . Pb 92 СОа 350 453 327 0,03
» . . Pb 93 Вакуум 406 386 1100 0,0105
Селен . . . Se 93 Воздух 220 92,5 — —
Сера .... S 92 » 160 59 — —
» .... S 93 » 445 44 — —
.Серебро . . Ag 93 » 1000 782 (750) — —
’Сурьма . . Sb 6 » 750 360 630,5 0,012
Щинк . . . Zn 6 » 510 785 — —
> » ... Zn 6 » 640 761 — —
Ь Примечание. Удельная магнитная восприимчивость и абсолютная электродви-
ущая сила монокристаллов:
514
Приложения
Примечание к табл. 427
Название металла Символ Удельная магнитная вос- приимчивость при 18° на 1 г, хЮ~® Термоэлектродвижущая сила при 100° лсвюС
перпендику- лярно глав- ной оси параллельно главной оси перпендику- лярно глав- ной оси параллельно главной оси
Висмут . . В1 -1,32 — 1, 13 - 59 -95
Кадмий . . Cd —0, 145 -0,190 + 7,2 + 2,0
Олово . . . Sn — — -1.5 — 1, 1
Ртуть . . . Hg —0,122 —0,115 —
Сурьма . . Sb — 1,38 —0,497 + 58 + 25
Цинк . . . zn —0, 16 -0, 145 + 3,4 +0,8
Таблица 428
Теплосодержание чистых металлов при высоких температурах, кал/г
Название металла Символ Температура, °C
100 200 300 400 600 800 1000 1200 1500
Алюминий . А! 21,2 43,8 67,9 93,8 148 296 348
Бериллий Be 43,8 94,8 152 212 339 474
Бор .... В 25,2 56,7 94,4 136,8 230 333
Висмут . . Bi 2,98 6,07 21,4 25,1 32,3 39,6 46,8
Вольфрам W 3,3 6,5 9,9 13,2 20,1 27,1 34,4 41,8 53,5
Германий Ge 7,4 15,1 23,1 30
Железо . . Fe 10,9 22,7 36 50,7 83,6a 126Э 165,5? 196? 247
Золото . . Au 3,05 6,2 9,4 12,75 19,7 26,7 34 56,8 67,4
Иридий . . Jr 3,1 6,3 9,55 12,8 19,8 26,9 34,5 42,2 54,5
Калий . . . К
Кадмий . . Cd 5,6 11,3 17,4 36,6 49,3 62
Кальций ос . Ca 15,9 32,2 50,3 68,9 108,5 149
Кальций [3 . Ca 71,7
Кобальт . . Co 10,5 21,6 33,1 45,5 71,6 99,5 131 163,5 279
Кремний . . Si 17,6 36,6 57,2 78,0 121 165
Литий . . . Li 91
Магний . . Mg 24,6 50,6 77,8 106 165 267
Марганец Mn 11,2 23,7 37,3 52,8 87,8 126 166p 207?
Медь . . . Cu 9,3 18,8 28,7 38,6 59,3 81 103 175 211
Молибден Mo 6,05 12,5 19,3 26,3 41 56,5 72,5 89,9 117
Мышьяк . . As 8,0 16,3 24,8 33,5 52,2 73,6
Никель . . Ni 10,9 22,7 35,7a 50,7.0 77 103,8 131 159.0 274
Олово . . . Sn 5,6 11,6 31,8 37,4 48,5 59,7 70,8
Осмий . . . Os 3,1 6,3 9,5 12,8 19,5 20,3 33,5 40,7
Палладий Pd 5,6 11,3 17,2 23,7 36-6 50,4 64,5 79,5 102,8
Кристаллическая структура металлов
515
Продолжение табл. 428
Название металла Символ Температура, °C
100 200 300 400 600 800 1000 1200 1500
Платина . . Pt 3,2 6,5 9,8 13,1 20,2 27,4 34,9 42,7 54,6
Рубидий . . Rb 6,0 12,1 18,4 24,9 38,9 53,7 69,1 85,2 110,5
Рутений . . Ru 6,7 13,6 20,6 27,8 42,8 58,7 75,3a 92,6a и p 119r
Свинец . . Pb 3,1 6,3 9,6 18,8 25,4 32 38,6
Селен . . . Se 7,9 16,7 33,5
Серебро . . Ag 5,6 H,3 17,2 23,3 35,9 49 88 103
Сурьма . . Sb 5,0 10,1 15,4 20,9 32,3 83,2 95
Тантал . . Ta 3,4 6,9 10,5 14,1 21,5 29,1
Таллий . . T1 3,2 6,6a 11₽ 18,2 25,1 '
Теллур . . . Те 4,7 9,6 14,8 20,0
Титан . . . Ti 11,3 25,3 44,5 63,7
Углерод . . C 20,7 45,4 74,3 108,2 183,5 269 357 448 590
Хром . . . Cr 11,1 23,0 35,1 47,6 73,8 103 135 170 229
Цинк . . . Zn 9,4 19,1 29,4 40,0 88,5 114
КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА МЕТАЛЛОВ
Большинство металлов имеют структуру с кубической или гексагональ-
ной решеткой. Характеристика основных кристаллографических систем дана
в табл. 429.
Таблица 429
Характеристика кристаллографических систем
Наименование системы Координатные углы Осевые масштабы
кубическая a = р = у - 90° а = Ь = с
етрагональная tx = Р = у = 90° а~Ь =# с
’омбическая a = р =, у = 90° а4Ь-/с
’омбоэдрическал a = р = у #= 90° а~Ь = с
'’ексагональная a = р = 90°; у = 120° а = Ь ф с
Моноклинная a = р = 90V1 о b с
’риклинная a =£ р#= y ¥= 90° а4Ь4с
516
Приложения
Кристаллографические системы различаются своей симметрией. Из них
можно получить другие решетки, путем только трансляций их из одной задан-
ной точки. Всего можно образовать 14 различных типов трансляционных ре-
шеток, известных под названием «решеток Бравэ», играющих важную роль в
структурном анализе.
На рис. 457 показаны элементарные ячейки решеток Бравэ.
Рис. 457. Элементарные ячейки пространственных
решеток:
о — простая триклинная; б — простая моноклинная; в —
моноклинная с центрированными основаниями; г — ром
бическая простая; б—ромбическая с центрированными ос-
нованиями; е — ромбическая объемноцеитрированная,
vc — ромбическая гранецентрированная; з — гексагональ-
ная; и — ромбоэдрическая; к — тетрагональная простая;
л — тетрагональная; объемноцентрированиая; м — кубиче-
ская простая; н — кубическая объемноцеитрированная;
о —кубическая граиецентрированная
К кубической сингонии относятся следующие решетки: кубическая про-
стая с базисом (ООО), кубическая объемноцеитрированная с базисом (ООО; %
% J4) и кубическая гранецентрированная с бависом (ООО; V2 % 0; 0 %
% 0 %).
Кристаллическая структура металлов
517
Кубическую граиецентрированную решетку можно рассматривать как
простую ромбоэдрическую, выбрав за оси ромбоэдра половины плоских диа-
гоналей.
Других решеток в кубической сингонии образовать нельзя.
В тетрагональной сингонии, помимо примитивной тетрагональной ячейки,
возможна объемноцеитрированная решетка с базисом (ООО; У, Уч 72). Можно
центрировать верхнее и нижнее основания, так как симметрия от этого не на-
рушится. Однако подобная решетка не дает нового типа, поскольку она то-
ждественна с предыдущей.
В ромбической сингонии возможны четыре различных решетки: с базисом
(ООО), с базисом (ООО; Уч Уч У), с базисом (ООО; */2 У\ 0; У 0 1 /2; 0 */2 !/2) и с
базисом (ООО; У У 0).
В моноклинной сингонии существуют две решетки: простая и базоцентри-
рованная с базисом (ООО; 0 У\ У) или (ООО; у Уч 0).
Наконец в ромбоэдрической сингонии, гексагональной и триклинной, су-
ществуют только простые решетки.
Каждой кристаллографической структуре соответствует определенное
внутреннее строение, определенная энергия решетки, зависящая от сил взаи-
модействия между атомами. В этом отношении для понимания структуры ме-
таллрв важными величинами являются периоды решеток и междуатомные
расстояния.
Принимая длину ребра элементарной ячейки равной а, получим величину
наименьших расстояний между атомами для наиболее типичных кристалло-
графических структур:
. , а ]/ 3
а) куб пространственно центрированный — —-— ;
2
б) куб гранецентрированный — д ;
2
. а У 3
в) тип алмаза —------;
4
г) в гексагональной компактной ячейке расстояние между атомами в плоско-
сти базиса равно а. Расстояние же с атомами других слоев равно
/zy2 Q
---1---, где отношение осей —- должно быть равным 1,663.
3 4 а
Число атомов, равноудаленных от какого-либо атома в решетке, назы-
вается координационным числом. Для объемноцентрированного куба оно рав-
но 8, для гранецентрированного 12 и для гексагональной компактной упаков-
ки — 6,6.
В табл. 430 приведены периоды решеток и междуатомные расстояния
в чистых металлах, а также указаны типы кристаллографических систем и
координационные числа.
Для элементов, кристаллизующихся в пространственно центрированную
решетку, междуатомные расстояния умножены на 1,03 для учета 3%-ного
сжатия, которое имеет место при переходе от решеток с координационным
числом 12 к решеткам с координационным числом 8.
Наблюдающиеся расхождения при определении указанных параметров
чистых металлов объясняются наличием в них загрязнений, а также влия-
нием температуры.
СЛ
00
Кристаллическая структура элементов
Таблица 430
Наименование элемента СИМВОЛ Модифика- ция 1 Тип структуры Координа- ционное число Температура °C Период О решетки А Междуатомные рас- О стояния, А Атомный диа- О метр, А по Гольдшмидту
а ь с или угол между осями . dl da
Азот N а Кубическая —252 5,66 1 06
N ₽ Гексагональная —234 4,34 6 59
Алюминий А1 Кубическая гранецентрированная 12 25 4,04Г 2,8577 2 858
Аргон Аг Кубическая гранецентрированная 12 —233 5,42 3,83
Барнй Ва Кубическая объемноцентрирован- t
ная 8 Комнатная 5,015 4.343 4 48
Бериллий Be а Гексагональная плотная .... 6,6 20 2,268 3,5942 2,2236 2,269 2 25
» Be ₽ Гексагональная Комнатная 7.10 10,8
Бор В Гексагональная (вероятная) . . 17,86 8,93 10,13
Бром Вт Ромбическая — 159 4,48 6,67 8,72 2,27
Ванадий V Кубическая объемноцентрирован-
ная 8 25 3,0338 2,627 2,6274 2,69
Висмут Bi Ромбическая 3,3 18,5 4,7356 57° 14,2' 3,1036 3,474 3^64
Водород Н Пара Гексагональная —271 3,75 6,12
Вольфрам W а Кубическая 8 20 5,038 2,519 2,735 2 82
» * W Кубическая объемноцентрирован-
ная 25 3,1586 2,7354
Гадолиний Gd Гексагональная плотная .... 3,622 5,748 3,554 3,588
Галлий Ga Орторомбоэдрическая гранецент-
рированная ’. . Комнатная 4,517 4,511 7,645 2,437
Габний Hf Гексагональная плотная .... 6,6 » 3,200 5,077 3,139 3 20 3,17
Гелий Не Гексагональная плотная .... —271 3,57 5,83 5Д7
Германий Ge Кубическая алмазная 4 Комнатная 5,647 2,445 2,788
Гольмий Но Гексагональная плотная .... » 5,337 5,620 3,480
Диспрозий Dy Гексагональная плотная .... 3,578 5,648 3,158
Продолжение табл. 430
Наименование элемента Символ Модифина- | ЦИЯ | Тип структуры Координа- ционное число Температура, °C Период О решетки, А Междуатомные рас- 0 стояния, А Атомный диа- О метр, А по Гольдшмидту
а Ь Р или угол между осями dl
Европий Ей Кубическая объемноцентрирован- ная 4,573 4,084
Железо Fe ОС Кубическая объемноцентрирован- ная 20 2,8610 2,4777 2,52
Fe Y Кубическая гранецентрированная 20 3,564 2,520
Fe Y Кубическая гранецентрированная 950 3,649 2,580
» Fe 8 Кубическая объемноцентрирован- ная 1425 2,93 2,53 2,877
Золото Au Кубическая гранецентрированная 12 20 4,070 4,941 2,8779 3,36
Индий In Тетрагональная 4,8 22 4,585 7,255 3,242 □, 1оо
Иод J Кубическая центрированная . . Комнатная 4,795 9,780 2,70 2,709 3,866 3,62
Иридий Ir Кубическая гранецентрированная 18 3,8312 2,7091
Иттербий Yb Кубическая гранецентрированная 6,6 Комнатная 5,468 5,814 3,595
Иттрий Кадмий Y Гексагональная плотная .... 3,663 3,286
Cd Гексагональная плотная .... 6,6 25 3,9731 5,6069 2,9731 3,042
Калий К Кубическая объемноцентрирован- ная Комнатная 5,333 4,618 3,83
Кальций Ca a Кубическая гранецентрированная 12 20 5,560 6,46 3,932 3,99 3,93 3,98
Ca Y Гексагональная плотная .... 6,6 460 3,94 3,82 3,94
Кислород 0 a Ромбическая —252 5,50 3,44
> 0 0 Ромбоэдрическая —238 6,19
» Кобальт 0 Co Y a Кубическая Гексагональная плотная . . . . —225 Комнатная 6,83 2.507 а=99,1° 4,072 2,499 2,507 2,50
> Co 0 Кубическая граиецентрированная » 3,545 2,506 2,3457 4,02 4,41 2,507
Кремний Si Кубическая алмазная 4 20 5,4173
Криптон Kr Кубическая гранецентрированная —191 5,68
Ксенон Xe Кубическая гранецентрированная 6,6 —185 6,24 6,06 3,75
Лантан La a Гексагональная плотная . . . . Комнатная 3,75 3,73
Приложения Кристаллическая структура металлов
Продолжение табл. 430
Наименование элемента Символ Модифика- ция Тип структуры Координа ционное число Температура °C Период О решетки, А Междуатомные -рас- О стояния, А Атомный диа- О [ метр, А по Гольдшмидту'
а ъ с или угол между осями 41 di
Лантан La Кубическая гранецентрярованная 12 Комнатная 5,296 3,754 3,745
Литии Li Кубическая объемноцентрирован-
ная 8 20 3,501£ 3,033 3,13
Лютеций Lu Гексагональная плотная .... 20 3,509 5,559 3,474
Магний Mg Гексагональная плотная .... 6,6 20 3,2022 5,1991 3,1899 3,202 3,20
Марганец Мп a Кубическая 20 8,894 1,065
» Мп ₽ Кубическая Комнатная 6,300 2,368 •
» Мп Y Тетрагональная гранецентриро-
ванная » 3,774 3,533 3,526 2,582
Медь Си Кубическая гранецентрированная 12 20 3,6080 2,5512 2,551
Молибден Мо Кубическая объемноцентрирован-
ная 8 17 3,1403 2,7196 2,80
Мышьяк As Ромбоэдрическая 3,3 Комнатная 4,135 50°7,5' 2,507 3,146
Натрий Na Кубическая объемноцентрирован-
ная 8 20 4,2820 3,708 3,82
Неодим Nd a Гексагональная плотная .... 6,6 Комнатная 3,657 5,88 3,620 3,657 3,64
Неон Ne Кубическая гранецентрярованная —268 4,52 3,20
Никель Ni a Гексагональная плотная .... Комнатная 2,49 4,08 2,49 2,487
» . Ni Кубическая гранецентрированная. 25 3,5169 2,4868
Ниобий Nb Кубическая объемноцентрирован-
ная 8 20 3,2941 2,8527 2,49
Олово (серое) Sn a Кубическая алмазная 18 6,46 2,80
Олово (белое) Sn ₽ Тетрагональная объемноцентриро- 5,8194
ванная 4,2 20 3,1753 3,0161 3,1753
Осмий Os Гексагональная плотная .... 20 2,7298 4,3101 2,670 2,724 2,70
Палладий Pd Кубическая гранецентрированная 20 3,8817 2,7448 2,745
Платина Pt Кубическая гранецентрированная 20 3,9158 3=92° 2,7689
Полоний Po Моноклинная Комнатная 7,42 4,29 14,10 3,4
Празеодим Pr a Гексагональная плотная .... 18 3,657 5,924 | 3,64
Продолжение табл. 430
Наименование элемента Символ Модифика- ция Тип структуры 1 Координа- ционное число Температура °C Период О решетки, А Междуатомные рас- О стояния, А Атомный диа- о метр, А по Гольдшмидту
а ь с или угол между осями 41 di
Рений Re Гексагональная плотная .... 20 2,7553 4,4493 2,7349
Родий Rh a Кубическая Комнатная 9,21 2,6839
» Rh p Кубическая гранецентрированпая 18 3,7956 70°31,7'
Ртуть Hg Ромбоэдрическая —46 2,999 2,999
Рубидий Rb Кубическая объемноцентрирован- ная — 173 5,62 4,87
Рутений Ru a Гексагональная плотная .... 18 2,6987 4,2740 2,6447
Свинец Pb Кубическая гранецентрированная 20 4,9389 4,944 3,4924 3,457
Селен Se Гексагональная ....... 2,4 Комнатная 4,337 2,316
» Se a Моноклинная » 8,992 8,973 91°34' 11,52
» Se 0 Моноклинная » 12,74 8,04 93°04' 9,25 2,12
Сера (жел- S a Ромбическая гранецентрированная » 10,48 12,92 24,55
тая) 10,90 83°16' 10,96
То же S ₽ Моноклинная 103 11,02 2,8835 2,883
Серебро Ag Кубическая гранецентрированная 12 25 4,0778
Скандий Sc a Кубическая гранецентрированная Комнатная 4,532 5,32 3,935
» Sc 3 Гексагональная плотная .... » 3,30 5,25 4,296
Стронций Sr Кубическая гранецентрированная 12 » 6,075 57°6.5' 4,296 3,35
Сурьма Sb Ромбоэдрическая 3,3 25 4,4976 5,520 2,8795 3,228
Таллий Ti a Гексагональная плотная .... 6,6 Комнатная 3,450 3,404 3,45 3,427
» TI 3 Кубическая гпанецентрированная 12 » 4,841 3,423 3,42
Тантал Ta Кубическая объемноцентрировап- ная 8 » 3,2959 2,8544 2,94
Теллур Тербий Те Гексагональная 2,4 » 4,445 5,912 2,858 3,46 3,546
Tb Гексагональная плотная .... » 3,585 5,664 2,915 2,95
Титан Ti a Гексагональная плотная . . . . 6,6 » 2,953 4,729 2,93
Приложения Кристаллическая структура металлов
Продолжение табл. 436
Наименование элемента Символ Модифика- ция Тип структуры Координа- ционное число Температура °C Период О решетки, А Междуатомные рас- О стояния, А Атомный диа : О метр, А по ; Гольдшмидту
а 4 с или угол между осями dl dz
Титан Т1 Кубическая объемноцентрирован-
Торий нал 900 3,32 2,88
Th Кубическая гранецентрированная 12 Комнатная 5,077 5,09 3,590
Тулий Tu Гексагональная плотная . . . . 3,529 5,564 3,484
Углерод С Кубическая алмазная 4 18 3,561 1,511
Углерод (гра- С Гексагональная 6 Комнатная 2,46 6,78 1,42
фит)
Уран и a Моноклинная гранецентрирован-
ная » 2,852 5,865 4,945 2,76
» и ₽ Кубическая объемноцентрирован-
ная » 3,43
Фосфор (чер- Р Ромбическая » 3,31 4,38 10,50 2,17
ный) Фосфор (бе- Р Кубическая (собственный
луй) тип) —35,1 7,17
Хлор С1 Тетрагональная —НО 8,56 6,12 1,88
Хром Сг a Кубическая объемноцентрирован-
» ная 8 17 2,8786 2,4929 2,57
» Сг Гексагональная плотная . . . . 6,6 Комнатная 2,717 4,418 2,709 2,717 2,71
» Сг Y Кубическая » 8,717 1,043
Цезий Cs Кубическая объемноцентрирован-
Церий ная 8 —173 6,05 5,24 5,40
Се a Гексагональная плотная . . . . 6,6 Комнатная 3,65 5,91 3,63 3,65 3,64
Се Кубическая гранецентрированная 12 » 5,143 3,637 3,63
Цяьк Zn Гексагональная плотная . . . . 6,6 25 2,6595 4,9368 2,6595 2,906 2,748
Цирконий Zr a Гексагональная плотная. . . . . 6,6 Комнатная 3,223 5,123 3,166 3,22 3,19
Zr Кубическая объемноцентрирован-
Эрбяй ная 8 867 3,61 3,13
Er Гексагональная плотная . . 6,6 Комнатная 3,74 ! ’ 6,09 3,73 6,73
Ь|
тз
g
о
и
X
§
УПРУГОСТЬ ПАРОВ ВАЖНЕЙШИХ ЭЛЕМЕНТОВ Таблица 431
Упругость паров, мм
Название элементов 1 5 10 20 40 60 100 200 400 760
Температура, °C X
Азот —226,1 —221,3 —219,1 —216,8 —214 —212,3 -209,7 —205,6 —200,9 —195,8 с» О
Алюминий 1284 1421 1487 1555 1635 1684 1749 1844 1947 2060 а
Аргон —218,2 —213,9 —210,9 —207,9 —204,9 —202,9 —200,5 —195,6 —190,6 —185,8 R
Барий 984 1049 1120 1195 1240 1301 1403 1518 1640 О a
Бром —48,7 —32,8 —25,0 —16,8 —8,0 —0,6 +9,3 24,3 41,0 58,2 СЙ
Висмут 1021 1099 1136 1177 1217 1240 1271 1319 1370 1420 о
Водород —263,3 —261,9 —261,3 —260,4 —259,6 —258,9 —257,9 —256,3 —254,5 —252,7 а
Вольфрам 3990 4337 4507 4690 4886 5007 5168 5403 5666 5930 съ
Гелий —271,7 —271,5 —271,3 —271,1 —270,7 —270,6 —270,3 -269,8 —269,3 —268,9 £
Железо 1787 1957 2039 2128 2224 2283 2360 2475 2605 3000 §
Золото 1869 2059 2154 2256 2363 2431 2521 2657 2807 2600 СО
Иод 38,7 62,2 73,2 84,7 97,5 105,4 116,5 137,3 159,8 184,0
Кадмий 394 455 484 516 553 578 611 658 711 765
Калий 341 408 443 483 524 550 586 643 708 770 X
Кальций 926 983 1046 1111 1152 1207 1288 1388 1440 о О)
Кислород —219,1 —213,4 —210,6 —207,5 —204,1 —201,9 — 198,8 — 194,0 — 188,8 — 183,0
Кремний 1724 1835 1888 1924 2000 2036 2083 2151 2220 2630
Литий 723 828 881 940 1003 1042 1097 1178 1273 1370
Магний 621 702 743 789 838 868 909 967 1034 1110
Марганец 1292 1434 1505 1583 1666 1720 1792 1900 2029 2150
Медь 1628 1795 1879 1970 2067 2127 2207 2325 2465 2600
Молибден 3102 3393 3535 3690 3859 3964 4109 4322 4553 4800
Мышьяк 372 416 437 459 483 498 518 548 579 610 сл го
Продолжение табл. 431 сл ND 4^.
Название элементов Упругость паров, мм
1 5 10 20 40 60 100 200 400 760
Температура, °C
Натрий 439 511 549 589 633 662 701 758 823 892
Никель 1810 1979 2057 2143 2234 2289 2364 2473 2603 2730
Олово 1492 1634 1703 1777 1855 1903 1968 2063 2169 2270
Платина 2730 3007 3146 3302 3469 3574 3714 3923 4169 4410
Ртуть 126,2 164,8 184,0 204,6 228,8 242,0 261,7 290,7 323,0 357,0 Q
Рубидий 297 358 389 422 459 482 514 563 620 680
Свинец 973 1099 1162 1234 1309 1358 1421 1519 1630 1740 О И
Селен 356 413 442 473 506 527 554 594 637 680 <ъ
Сера 183,8 223 243,8 264,7 288,3 305,5 327,2 359,7 399,6 444,6 §
Серебро Стронций 1357 1500 847 1575 898 1658 953 1743 1018 1795 1057 1865 1111 1971 1192 2090 1285 2210 1380
Сурьма 886 984 1033 1084 1141 1176 1223 1288 1364 1440
Таллий 825 931 983 1040 1103 1143 1196 1274 1364 1460
Теллур^ 520 605 650 697 753 789 838 910 997 1390
Углерод 3586 3828 3946 4069 4196 4273 4373 4516 4660 4830
Фосфор (желтый) 76,6 111,2 128,0 146,2 166,7 179,8 197,3 222,7 251,0 280,0
Фосфор (фиолето- вый) 237 271 287 306 323 334 349 370 391 417
Фосфор (черный) 290 323 338 354 371 381 393 413 432 453
Фтор —223 —216,9 —214,1 —211,0 —207,7 —205,5 —202,7 — 198,3 — 193,2 — 187,0
Хлор — 118 —106,7 — 101 ,6 —93,3 — 84,5 — 79,0 — 71,7 — 60,2 — 47,3 — 34,7
Хром 1616 1768 1845 1928 2013 2067 2139 2243 2361 2500
Цезий 279 341 375 409 449 474 509 561 624 690
Цинк 487 55* 593 632 673 700 736 788 844 907
Упругость паров и скорость испарения важнейших металлов
Упругость napoi з, мк рт. ст.
10 2 10 1 1 10 100 1000
Наиме- нование металла Темпера- тура, °C Скорость испарения г см% сек Темпера- тура, °C Скорость испарения г cai2 сек Темпер 1- ту1 а, °C Скорость испарения г см2 сек I Темпера- 1 тура, °C Скорость испарения c/caU сек Темпера- тура, °C Скорость испарения г/см2 сек Темпера тура, °C Скорость испарения г см% сек
Алюми- 724 9,6 • Ю“8 808 9,21 • 10“7 889 8,88 • 10“С 996 8,51 • 10“ 3 1123 8,11 • 10~4 1279 7,69 • 10-3
НИЙ
Бериллий 942 5,03 • 10“8 1029 4,86 • 10~7 ИЗО 4,68 • 10~h 1246 4,19 10-5 1395 1582 —
Кадмий 148 3,01 • 10“7 180 2,91 • 10~с 220 2,79 1O'“'J 264 2,67 • 10~4 321 2,54 10 3 —
Литий 325 6,28 • 10“8 377 6,03 10“7 439 5,76 10“6 514 5,48 Ю-5 607 5,18 • 1О’“4 725 4,87 • 10 3
Магний 287 1,21 • 10“7 331 1,17- 10“6 383 1,12 • 10~г’ 443 1,08 • 10“4 515 1,02 10~3 605 9,71 10“3
Марганец 717 1,38 • 10~7 791 1,32- Ю~6 878 1,27 • 10-8 980 1 ,22 • Ю~4 1103 1,17- Ю“3 1251 1,11-10 2
Медь 946 1 ,33 • 10“7 1035 1,29- 10~6 1141 1 ,24 • 10-5 1273 1,18 • 10“4 1432 1,13- 10“3 1628 1,07 • 10 2
Никель 1157 1,18 Ю“7 1257 1,14- 10“° 1371 1,10 • 10~5 1510 1,06 • 10 “4 1679 1,01 • 3 1884 9,62 • 10 3
Олово 823 1,92 • 10“7 922 1,84 • 10“ 6 1042 1,75 • 10~5 1189 1 ,66 • 10~4 1373 1,57 • 10“3 1609 1,47 • 10“ 2
Ртуть —23,9 5,23 • Ю“7 —5,5 5,5 • 10-6 18 4,84 10~5 48 4,61 • 10-4 82 4,39 • Ю-3 126 4,14 10“2
Свинец 483 3,05 10-7 548 2,93 • I0"6 625 2,8 • 10“5 718 2,67 • 10-4 832 2,53 • Ю“3 975 2,38 10 2
Сурьма 466 3,35 • 10~7 525 3,22 • 10-В 595 3,09 10~3 678 2,95 • 10“4 779 2,81 • Ю-3 904 2,65 • 10~2
Титан 1134 1,08 • 10~7 1249 1,04 • 10~6 1384 9,92 10-6 1546 9,47 10~5 1742 9 • 10~4 1965 8,53 • 10 3
Цинк 211 2,15 • IO-7 248 2,07 • 10~6 292 1,98 • 10~5 343 1,9 • 10~4 405 1,81 • Ю“3 419 1,6 • 102
Упругость паров важнейших элементов
526
Приложения
РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ В МЕТАЛЛАХ
Таблица 433
Растворимость водорода в металлах, образующих с водородом истинные твердые растворы, в зависимости от температуры
Темпера- А1 Fe Со Си Мо N1 Pt zAg Сг
тура, °C
Растворимость, слсЗ на 100 г металла при р = 1 ат
200 1,70
300 0,16 2,35
400 0,35 0,06 0,165 3,15 0,065 0,055
500 0,75 0,16 0,175 4,10 0,110
600 1,20 0,89 0,30 0,185 5,25 0,075 0,176 0,5
700 0,15 1,85 1,22 0,49 0,21 6,50 0,232
800 0,49 2,45 1,85 0,72 0,25 7,75 0,095 0,334 1,0
900 1,48 3,0 (а) 2,52 1,08 0,29 9,10 0,135 0,427 2,0
4,0 (у)
1000 3,0 5,50 3,21 1,58 0,50 9,80 0,20 3,0
1100 7,00 4,33 6,3 (ж) 0,62 12,15 0,35 4,2
1200 8,25 5,44 8,1 14,25 0,52
1300 10,10 10,0 14,7 0,77
1400 10,5(у) Ю,1 (3) 11 8 16,2 1,15
1500 13,6 41,6 (ж)
1535 14(3)
25 (ж)
1600 28 43,1
1650 31
Примечание. Водород практически не растворим в золоте, кадмии, индии,
таллии и цинке.
Таблица 434
Растворимость водорода в металлах, образующих с водородом псевдогидриды
в зависимости от температуры
Темпера- V La Nb Pd Та Т1 Th Се Zr
тура, °C Растворимость, с.мЗ на 100 г металла, при р — 1 ат
20 300 400 500 15000 6 500 3 800 1900 22 300 19 200 18 200 17 200 5 590 4 440 3 680 2 270 6 000 330 230 190 4 600 3 300 2 500 1 400 40 740 38 770 36 600 14 800 20 500 18 400 17 600 16 800 23 550
600 1000 16 300 988 180 710 33 470 9 100 16 000 18 400
700 640 15 300 511 170 420 18 390 8 800 15 200 17 600
800 440 14 300 330 162 250 14 090 8 100 14 500 16 500
900 320 13 400 217 157 180 9 820 7 700 13 800 13-800
1000 250 12 300 163 155 140 6610 2 600 13000 7 800
1100 1200 210 11 100 4 100 154 ПО 100 4 590 1 900 1 750 11 300 5 300 4 700 3 200
Растворимость газов в металлах
527
Таблица 435
Растворимость кислорода в металлах в зависимости от температуры
Температура °C Ag Температура °C Со Температура °C Си
Растворимость, сл(3 на 100 г металла при р = 1 ат
200 1,3 600 4,2 600 5,0
300 0,924 700 6 3 800 6,6
400 0,828 810 11,2 945 7,0
500 0,905 875 7,0 1050 10,9
600 1,26 945 4,9
700 1,84 1000 5,6 Железо
800 3,37 1200 9,1 1530 147
923 5,43 1730 386
973 (ж) 213,5
1024 205,0 Никель
1075 193,9 1450 168
1125 184,9
Таблица 435
Растворимость азота в чистых металлах в зависимости от температуры
Темпе ратура °C Fe Темпе ратура °C Fe Темпе- ратура °C Fe Темпе- ратура °C Fe Темпе- ратура °C Мо Темпе- ратура °C W
760 758 75 4 744 760 760
Растворимость, с.иЗ на 100 г металла, давление, мм
750 0,32 805 1,1 1200 19,2 1310 17,4 1200 0,84 1200 0,001
890 1,60 840 4,6 1300 18,2 1380 17,1 1600 3,44 1600 0,015-
900 20,0 920 9,3 1390 17,2 1440 8,8 2000 8,4 2000 0,088-
1540 24,6 1070 19,0 1400 13,9 1460 10,5 2400 16,0 2400 0,304
1560 27 1300 16,8 1450 9,3 1500 9,7
1390 16,6 1540 24,6
1400 10,6
1420 8,1
1460 8,5
Примечания: 1. Азот практически не растворим в золоте, серебре, меди в
коОальте
2. В алюминии в расплавленном состоянии растворимость азота достигает 1 с.м3-
на 100 а алюминия.
528
Приложения
Электродные потенциалы
529
ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ
Таблица 437
Нормальный потенциал по отношению к водородному и каломелевому электродам
термоэлектродвижущая сила важнейших элементов
Наименование элемента Символ Вален- тность Нормальный потенциал, в, по отношению к электро дам Термоэлект- родвижущая сила в
водородному каломеле- вому
Алюминий А1 3 — 1,7 .— +0,39
Барий Ва 2 —2,8 —3,1 —
Висмут Bi 3 +0,2 —0,1 —7,05
Водород Н Н2/2Н 0,0 —0,28 —
Железо Fe 2 —0,43 —0,71 +0,79
Железо Fe 3 —0,04 —0,32 + 1,71
Золото Au 1 + 1,5 + 1,2 —
Золото Au 3 + 1,3 + 1,0 —
Кадмий Cd 2 —0,4 —0,63 +0,89
Калий К 1 —2,92 —3,2 —0,94
Кальций Ca 2 —2,5 —2,8
Кобальт Co 2 —J ,29 —0,57 — 1,71
Кобальт Co 3 +0,4 + 0,1
Литий Li 1 —3,02 —3,3 .
Магний Mg 2 — 1,55 — 1,83 +0,41
Марганец Mn 2 — 1,0 — 1,3
Медь Cu 2 +0,34 + 0 06 +0,74
Медь Cu 1 +0,51 + 0,24 .—
Мышьяк As 3 +0 3 0,0
Натрий Na 1 —2,71 -2,99 —0,21
Никель Ni 2 —0,22 —0,5 — 1,5
Олово Sn 2 —0,1 —0,38 + 0,4
Ртуть Hg 1 +0,8 +0,52 —
Ртуть Hg 2 +0,86 +0,58 —
Свинец Pb 2 —0,12 —0,4 +0,43
Сера s 2 —0,55 .— —
Серебро Ag 1 +0,8 +0,52 +0,74
Стронций Sr 2 -2.7 —3,0 —
Сурьма Sb 3 +0,1 —0,2 +4,7
Теллур Те 1 —0 33 —0,61 —
Теллур Те 3 +0,72 +0,44 —
Хром Сг 2 —0,6 —0,9 —
Хром Сг 3 —0,5 —0,8 —
Цинк Zn 2 —0,76 —1,04 +0,76
Таблица 438
Электродные потенциалы в кислых растворах при 25°
Металл Электродная реакция £°, М<?
Калий К+ + е" —2,922
Кальций Са+ + + 2е~ —2,87
Натрий Nh+ + е —2,712
Магний Mg+ + - 2<4 —2,34
Берил тай Ве+ + + 2е~ — 1,70
Алюминий A|J" + + 4 Зе~ — 1,67
Марганец Мп+ + + 2е — 1,05
Цинк Zn+ + + 2<Г —0,762
Хром Сг+ + + + з4 —0,71
Г аллий Ga+ + + + Зе' —0,52
Железо Fe+ + + 2?“ -0,44
Кадмий + 4- — Cd 4- 2е —0,402
Индий + 4- , , In + Зе -0,34
Таллий Т1+ + Г -0,336
Кобальт 4-4- — Со+ + + 2е —0,277
Никель Ni+ + + 2е~ -0,250
Олово Sn+ + + 2<Г -0,136
Свинец РЬ+ + + 2е~ —0,126
Водород 2Н+ + 2е~ 0,000
Медь Си+ + + 2е~ 0,345
Медь Си+ + * 0,522
Ртуть Hgf + + 2е~ 0,799
Серебро Ag+ +е 0,800
Палладий Pd++ +2е~ 0,83
Ртуть Hg+ + + 2е~ 0,854 (каломель]
Платина Pt+ + + 2е~ 1,2
Золото Au -J- Зс 1,42
Зо лото Аи+ + е 1,68
А П Смирягии
530
Приложения
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ
Таблица 439
Механические свойства чистых металлов при комнатной температуре
Название металла Символ Предел прочности при растя- жении хг/.н.и2 Предел упругости, KS/.V.M2 Предел текучести, хг/.ил<2 Относитель- ное удлине- 1 ние, °/0 Относитель- ное сужение, h Модуль нор- мальной упругости, кг/At ,и 2 Числа твердости
по Бри- нелю, кг см* по Шору по Моосу
Алюминий А1 8—11 3,0 3-7 40 85 7 200 20—35 4,5 2,9
Бериллий Be 14 6 0,0 30 000 140 6,5
Висмут Bi 0,5—2,0 0,0 0,0 3 200 9 2 .
Вольфрам W 120—140 75 0 42 000 350 7
Железо Fe 25—33 12 12,5 25—55 70—85 21 000 50 8 4,5
Золото Au 14 1—2 3—4 30—50 90 7 900 18 3,5 2,5-
Иидий In 1—1,5 0,5 50 95 1 070 1 1,2
Иридий Ir 23 2 52 000 170 6,5
Кадмий Cd 6,4 0,3 1 20 50 5 300 20 6 2
Калий К 0,04 0,5
Кальций Ca 6 0,4 3,8 50 2 600 20—30 2,3
Кобальт . Co 24 5 20 750 280 5
Кремний Si 0 0 11 450 240 6,5
Литий Li Н,8 50—70 500 0,6
Магний Mg 17—20 1,2 2—6 15 20 4 360 25 2
Марганец Mn (хрупкий) 20 160 210 6
(а и Р) Медь Cu 22 1,5 6-8 60 75 13 200 35 7 3
Молибден Mo 70 30 33 000 125 8,5
Натрий Na 0,1 0,4
Никель Ni 40-50 8 12 40 70 20 500 60—80 10 5
Ниобий Nb 35 30 250 6
Олово Sn 1—4 0,15 40 75 5 500 5 1,8
Осмий Os 56 700 400 7
Палладий Pd 20 55 90 12 360 30 4,8
Платина Pt 15 50 90 17 000 25 10 4,3
Родий Rh 50 7 38 000 130 6
Рубидий Rb 0,5—1 0,1 0,3
Свинец Pb 1.5 0,25 50 100 1 700 4-6 1,5
. Серебро Ag 18 3 3,5 50 90 8 100 25 4 2,7
Сурьма Sb 0,5—1 0 0 800 30—60 3
Таллий Ti 0,9 35 100 810 3 1,2
Тантал Ta 90—115 1—5 19 000 70 7
Теллур Те 0,9 35 100 4 000 3 2,3
Торий Th 56 7 970
Титан Ti 32 40
(чистый) 15 50 75 10 500 85
Хром (литой) Cr Хрупкий 25 200 220 4,5
(электро- осажд.) Cr Хрупкий 0,25 — 650 21 2,5
Церий Ce 8,5 2,5
Цинк Zn 11—15 9—10 5—20 9 400 30—42 8
Циркони й Zr 95 7 000 82 6,5
(проволока)
Примечание, Модуль упругости и коэффициент линейного сжатия монокри-
сталлов некоторых металлов см. стр. 531.
Механические свойства чистых металлов
53 Г
Примечание к табл. 439'
Название металла Символ Модуль нормальной упругости, яг/.и.ч- Коэффициент линейного сжатия при 30°С (кг/с.и3)х 10—7
перпендику- лярно главной оси параллельно главной оси перпендику- лярно главной оси параллельно главной оси
Висмут Bi 3 790 3 550 6,62 15,92
Кадмий Cd 8 300 2 880 2,10 18,30
Магний Mg 4 570 5 130 9,84 9,84
Олово Sn 5 510 8 650 6,072 6,72
Сурьма Sb 5 760 3 020 5,26 16,78
Теллур Те 2 090 4 350 27,48 -4,14
Цинк Zn 12 740 3 620 1,96 12,98
Таблица 440
Влияние высоких температур на механические свойства чистых металлов'
Исходный материал Темпера- тура испытания °C Истинное напряже- ние при разрыве кг/лсм2 Предел прочности при разрыве ка/лсл<2 Относи- тельное удлинение Относи- тельное сужение 7о Твердость по Вринелю кг мм2
Алюминий дефор- 20 14,30 11,00 20—40 85 37
миоованный и 75 13,10 10,60 24 83 34
отожженный прн 135 11,30 7,65 32 88 31
350° 310 4,25 2,60 39 97 13
400 2,15 1,25 42 99 6,4
510 1,00 0,55 45 99 3,5
600 0,60 0,35 42 100 1,6
Железо деформ и- 20 42,50 33,40 21,0 68
рованное и ото- 225 45,00 43,00 4,0 57
жженное при 900° 275 48,00 44,50 7,0 51
335 45,10 37,10 18,0 61 '
400 34,00 27,00 21,0 68
620 13,80 7,60 45,0 95
800 3,75 2,30 39,0 89
835 3,60 2,20 39,0 88
1000 2,90
1100 2,70
1200 1,30
Кадмий деформи- 20 7,75 6,40 20 50 20
рованный и ото- 130 3,70 2,45 34 59 6,5
жженный при 100° 237 1,00 0,55 45 44 2,7
34*
Цинк деформиро- ванный и ото- жженный при 200° Свинец деформиро- ванный и ото- жженный пои 100° Отово деформиро- ванное и ото- жженное при 50° Никель реформиро- ванный и ото- жженный пои 900° Медь деформиро- ванная и ото- жженная при 600° Магний деформи- рованный и ото- жженный при 350° Исходный материал
О >-w шочсюс го — — О) СО СП 00 to СП СП о to о О 00 СП О СП to -4 о о о о о — О 00 СП Q0 — О О Оюспоо ю О ОО со Сп О СП о 0-40 0 04^00 — -4 О СП СП О — OOtO ОООСПООООО СИ со to — СП СП -4 -4 СО to О СП со СП СО о Темпера тура испытания °C
О — Ь? СИ “4 — О СЮ Л. со 00 о со СП о СП СП о о о о — — to СП *4 О СО сл О Сл сл сл оо--w tO о о О О СП , „ х to со О ф О) to О 4^ -4 Фь о О о о о О О О О О • — — to СО о to С>0 СП | О сю о со со to О О СП -4 О сл СП О О СИ оооо О СО СП О 4 СИ to 4х 4х СО О О О СП О О о Истинное паппяжс нис при разрыве кг м м-
? О — Ю СИ -4 «— о to to о to сю Сю Сл сл О Си О оооо?1 to 4^ СП 00 ООО О-. 00 о ООО--ю to-^cn оч ч СП СП Си СП СП СИ to СО 4^ 4* 4^ t04^.0004^4^0 спокэогооооосо оооооооо — — to О — СО 4Х | 00 со Q0 to 00 о со оо сл to 4^ о ООО СП оооо О — to о СО “4 со ф о “4 44. о О О СП СП О О Предел прочности при разрыве К8/ММ
tO 00 “4 00 СП о о о о о о СП to to со to [ о О СО фь 1 СП о О О ~ СП СИ о to о — — — — to СО to 1 ---оо-о^ со — — — 1 — со СО I О) kU СП 4х 1 ОО to 1 о фь СП **. СО 1—' О О О сл о "о о о о Относи тельное удлинение %
to Сл — О Сл 1 оо о о о о о о о о -000'4 4 О to “4 to tO ГО' — О О' О О 4 4^ СП Q0 СП — -4 0 0 65- 75 71 50 24 19 20 34 15 OQO-4 44.— О 4 О СП СЮ Относи- тельное с у жен vie /о 1
ГО 4х — to О) I СП to 5,0 3,0 1,44 1,20 0,70 J)4 о о о о о О л 37 35 Твердоси по Бринелю кг мм I
Ь|
тз
g
о
и
%
§
Таблица 441
Влияние низких температур на механические свойства чистых металлов
Название металла Исходный материал Темпера- тура испытания °C Предел прочно сти при растяже- нии кг/мм Предел текуче- сти кг/мм2 Предел пропор- циональ- ности кг/мм2 Относи- тельное удлине- ние % Относи тельное сужение г Ударная вязкость кгм/см% Твердость до Бринелю кг/м м
Алюминий Отожженный при 380° + 20 8—11 3,60 3,0 45,4 89,3 9,30 31—37
— 40 7,90 4,10 3,5 43,0 89,3 10,71 32
- 70 8,90 4,20 3,7 42,2 87,0 11,54 35
—100 — — — — — 13,72 —
То же Технический — 195 21,0 42 75 16,29
-253 35,0 45 66 — —
Железо Армко + 20 30—33 16,0 21—46 65—74 21—24 80—120
— 40 8,0
— 70 33,0 23,0 45,0 72 2,0 77
— 100 1,0
-195 63,0 58,0 16,0 53 0 259
Кадмий Отожженный + 20 3,4—6,0 20—46 50 10,4 29
— 40 6,30 42,6 7,49
— 70 7,50 37,9 — — .—
—100 — — .— — — 3,83
—195 0,84
Продолжение табл. 441
Название металла Исходный материал Темпера- тура испытания °C Предел прочно- сти при растяже- нии кг/лсл€2 Предел текуче сти кг мм'2 Предел пропор- циональ- ности кг'мм3 Относи- тельное •удлине- ние % Относи- тельное сужение °/о Ударная вязкость кгм'см2 Твердость по Бринелю кг/мм2
Медь Деформированный + 20 — 40 — 70 — 100 — 183 -253 30 33,5 43,5 41,3 46,0 29,3 31,6 32,2 35,0 24,7 28,8 28,8 18,2 23,3 23,7 63,5 48,0 70,6 68,5 69,2 74 10,95 12,33 12,73 14,03 15—20 12,Ъ 89 96 100 105
Никель Отожженный Электролитический + 20 —183 —253 50 88 79 19,5 15 26—40 42 48 70 62 69 18—32 32,7 22,1 100 159
Олово к Литой + 17 —196 —253 3,6 7,1 7,3 29 4 0,6 91 4 0
Свинец Отожженный + 20 —183 —253 1,8-2,1 4,40 7,10 33-50 40,3 36,0 100 0,6—2,3 3,7 4,4 4,3—5 9
Цинк Деформированный + 20 — 40 — 70 — 100 — 195 11—13 14,2 15 10,6 12,8 13,2 8,9 П,1 11,7 5—9 1 ,8 2 14,2 5,8 0,53 0,22 0,16 0,16 0,12 42
СВОЙСТВА ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Таблица 442
Свойства некоторых химических соединений металлов и металлоидов
Наименова- ние элемента Формула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения Плотность Температура, °C
кал/моль кал/г-атмм плавления кипения
Алюминий 101,94 403 134,33 4 2000 2200
A1.,S3 150,12 140,5 46,83 2,02 (а) 1118 1550 возгон.
A1C1S 133,34 166,8 55,6 2,44 (а) 194 (2,5 ат) 187 возгон.
AlFg' 83,97 329 109,7 2,88 1040 1537
AIN" 81,96 80 80 3,05 (а) 2150 (4 ат) >2400 разлаг.
A14C8 143,91 245 81,7 2,95 2200 разлаг. —
Al (OH)8 77,99 304,9 2,42 300 разлаг —
Барий BaO 153,36 133,1 133,1 5,72 1920 2000
BaO2 169,36 152,4 76,2 4,958 Разлаг. при —
калении
BaS ' 169,42 102,5 •102,5 >1200
BaCl2 208,27 205 102,5 3,8 950 —
BaF2 175,36 286,2 143,1 4,83 1280 2260
Ba8N2 440,1 90 45 4,5 1000 —
BaSO4 233,42 349,4 1580 (разлаг.) —
Ba(NOg)a 261,38 236,9 3,244 592 Разлаг.
Бериллий BeO 25,02 135 135 3,02 2585 3900
BeCl2 79,93 112,6 56,3 1,9 (а) 405 487
Be8N2 55,076 133,5 66,7 2200 2240 дисс.
Be2C 30,05 1.9(a) >2100 раз таг.
Бор 69,64 340,6 113,5 1,85 1300 >1500
Вг$з 117,84 37,9 12,93 1,55 310 12,5
BC13 (ж) 117,19 89,1 29,7 1,35 - 108,7
BF3 (ж) 67,82 258,1 86,3 1,58 — 128,8 —101
BN 24,83 28,1 28,1 2,35 1220 дисс. >3500
B4C 55,29 (НБ-4950) 2,54 2450
Приложения Свойства химических соединений
П родолжение табл. 442
Наименова- Формула Молеьуляр- Теплота образования соединения Плотность Температура, °C
с оединения ный вес кал моль ?.с?л г-атом плавления кипения
Еанадий VO V 2O3 V2O5 V2S3 VSi3 V2Si VN VC VC12 VC13 66,95 149,9 181,9 198,08 107,07 129,96 64,96 62,96 121,86 157,32 108 296 437 78 49,5 147 187 108 98,7 87,4 78 49,5 73,5 62,3 4,87 (а) 3.36(a) 4,7 4,42 5,48 5,63 5,36 3,23 3,0 ~2000 1970 800 1655 2050 2830 1750 разлаг. 3900
Висмут Bi2Og BiO Bi2S3 BiCI3 466 225 514,18 315,37 137,8 49,27 67,2 90,6 45,93 49,27 22,4 30,2 8,55 7,15 7,00 4,75 860 685 230 1900 447
Водород Н2О (ж) H2O2 (ж) H2S (r) HF (r) HC1 (r) 18,016 34,02 34,08 20,01 36,47 68,4 45,2 4,8 64 22,06 68,4 22,6 4,8 64 22,06 1 1 ,438 (а) 1,1895 (Н2О) 0,988 1,268(Н2О) О ОО - — - -счес — О О ОО 00 — 1 1 1 1 100 151,4 59,6 19,4 —85
Вольфрам WO2 w2os WO3 WN WC W2C WB2 215,92 447,84 231,92 197,92 195,93 379,95 205,56 130,5 324 195,7 17,0 НБ-1760 65,25 64,8 65,2 12,11 7,16 12,0 15,7 16,06 13,6- ~1300 >2630 2777 2877 2922 1600 раз lai. 6000 6000
Продолжение табл. 442
Наименова- ние элемента Форйула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения Плотность Температура, °C
кал!моль кал/г-атом плавления кипения
Галлий Ga.,0 Ga2O3 GaCl3 155,44 187,44 176,09 82,0 256,0 125 82,0 85,33 41,7 4,77 6,0 2,47 >660 1900 78 220
Гафний НЮ2 210,6 271,5 135,75 9,68 2800 —
Г ерманий GeO2 GeCU (ж) Ge3Ni 104,6 214,43 273,83 128 126.5 102,5 64,0 31 ,6 25,6 4,7 1.874(a) 5.25 1100 —49,5 1000 дисс 86,5
Железо FeO Fe3O4 Fe2O3 FeS FeS2 FeCl2 FeCl3 FeF, FeF3 Fe2N Fe4N Fe3C 71,85 231,55 159,7 87,91 119,98 126,76 162,22 93,85 112,85 125,71 237,4 179,56 64,5 266,5 195,2 23,89 38,8 69,13 93,56 154,2 233, 3 3 —1,1 —5,2 64,5 66,6 65,06 23,89 19,4 34,56 31,2 77,1 77,76 3 — 1,1 -5,2 5,7 5,2 5,12 4,84 5,0 2,98 2,8 3,18 6,35 6,57 7,4 1420 1538 разлаг. 1560 1193 1170 674 282 560 разлаг. 1837 1023 315
Золото AU2O3 A11C13 442,4 303,57 — 11,0 28,3 —3,66 9,43 3,9 1 | 265 возг.
Индий In2O3 InCi InCl2 lnCl3 277,52 150,22 185,67 221,13 222,5 44,6 86,8 128,5 74,17 44,6 43,4 42,83 4,0 586
Приложения Свойства химических соединений
Продолжение табл 442
Наименова- Формула Молекуляр- Теплота образования соединения Плотность Температура, °C
ние элемента соединения ный вес гал могь кал г-атом плавления кипения
Иридий 1гО2 IrCl 1гС12 IrCl3 IrF„ 225,1 228,56 264,01 299,47 307.1 40 20,5 40,6 60,5 30 20 20,5 20,3 20,2 5,0 3,15 10,18 5,3 6,0 700 разлаг устойч при 773—798 770 разлаг. 770 дисс 44,4 53
Кадмий CdO CdS CdCl2 CdF2 128,41 144,47 183,32 150,41 62,2 34,6 92,15 162,2 62,2 34,6 46,07 81,1 7,5 4,5 4,0 6,64 1420 1750(100 ат) 568 1100 1380 возг. 970 1748
Калцй K2O K2s KC1 KF К2СГ2О7 KCN 94,19 110,25 74,56 58,10 294,21 65,11 86,2 121,5 103,3 134,5 488,5 28,1 86,2 121,5 103,3 134,5 2,32 (а) 1,8 2 2,48 2,6° 1,52 471 790 880 398 634,5 1500 1500 Разлаг.
Кальций CaO CaS CaCl2 CaF2 Ca8N2 CaC2 56,08 72,14 110,99 78,08 148,26 64,10 152,1 113,4 191 290 103,2 14,5 152,1 113,4 95,5 145 51,6 7,25 3,32 2,8 2,15 3,18 2,22 2570 772 1330 1200 2300 2850 >1600 2500
Продолжение табл 442
Наименование элемента Формула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения Плотность Температура, °C
• кал моль кал з-атом плавления кипения
Кобальт СоО СО3О4 Со2Оз CoS СоС12 CoF2 C0F3 74,94 240,82 165,88 91,0 129,85 96,94 115,94 57,5 196,5 22,3 76,48 160,7 240,3 57,5 49,12 22,3 38,24 80,35 80,10 5,68 6,07 5,18 5,45 3,36 1800 разлаг. 900 разлаг >1100 730 1050
Кремний SiO2 51С14(ж) SiF4(r) Si3N4 SiC 60,6 169,89 104,06 140,21 40,07 208 154 360,3 173,3 28 102 38,5 90,07 43,3 ’ 2,32 1,5 3,17 1710 —70 —90,0 >2700 2230 57,6 —94,8
Лантан ЬйгОз LagSg L2CI3 LaN 325,84 374,04 245,29 152,93 539 351,4 253,1 71,2 179,66 117,13 84,37 71,2 5,29 4,9 3,84 2300 2100 870 4200 1000
Литий Ы2О Li2O2 Li2S L1C1 LiF Li3N 29,88 45,88 45,95 42,4 25,94 34,82 142,3 151,9 338,1 98,7 144,7 47,17 142,3 75,95 338,1 98,7 144,7 47,17 2,02 2,0 2,63 1700 950 614 860 1360 1680
538 Приложения Свойства химических соединений
Продолжение табл. 442
Наименование элемента Формула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения Плотность Температура, °C
кал/лоль кал/г-атом плавления кипения
Магний MgO MgS MgCl2 MgF2 Mg3N2 40,32 59,78 95,23 62,32 100,98 145,8 79,4 151 264,3 116 145,8 79,4 75,5 132,15 58 3,65 2,66 2,33 3,0 2800 >2000 712 1390 3600 1412 2240 1500 (диссоциирует)
Марганец MnO MnO2 Mn3O4 Mn2O3 MnS MnCla MnF2 Mn5N2 Mn3C 70,93 86,93 228,79 157,86 89,99 125,84 92,93 302,666 176,8 93,1 125,4 336,5 232,7 47 112 170,9 57,1 23 93,1 62,7 84,1 77,2 47 56 85,45 28,5 23 5,18 5,026 4,72 4,81 4,0 3,0 6,6 6,9 1650 >230 разлаг 1700 1080 разлаг ~1600 690 1190
Медь Cu2O CuO Cu2S CuS CuCl CuCl2 Cu3P 143,08 79,57 159,2 95,63 99,0 134,45 252,58 39,9 34,89 20,2 11,6 32,5 50,8 39,9 34,89 20,2 11,6 32,5 25,4 6 6,4 5,7 4,6 3,53 3,05 6,35 1235 1026 разлаг. 1100 432 630 1000 разлаг 220 разлаг 1490 655
Молибден MoO2 MoO3 MoS2 127,95 143,95 160,07 130 180,4 56,3 65 60,1 28,15 6,44 4,50 4,80 795 1185 1150
Продолжение табл. 442
Наименование элемента Формула соединения Молекуляр ный вес Теплота образования соединения Плотность Темпера тура, °C
кал/моль ! кол/г-атом плавления кипения
Mods Mo2N Мо2С МоВ2 273,23 205,90 203,91 106,77 90,8 16,6 —4,2 18,16 16,6 —4,2 2,93 8,0 8,48 8,01 194 Разла1 2570 1850 268
Мышьяк Натрий As2O3 As20g As2S2 As2S3 AsCl3 AsF3 Na2O Na2O2 Na2S NaCl NaF 197,82 229,84 213,94 246 181,29 131,92 69,99 77,99 78,06 58,45 42,0 148 217,99 28,91 34,75 74,7 191,3 100,7 119,2 87 98 136,6 49,33 45,6 14,46 11,58 24,90 63,77 100,7 59,6 87 98 136,6 3,86 (а) 3,5 3,43 2,16 2,7 2,27 2,8 2,17 315 321 310 — 16,2 —5,9 Возгон Разла! 920 801 985 457 565 707 229,6 63 1465 1700
Ниобий Nb2O5 Nb2O4 265,82 249,82 463,1 387,0 92,6 96,85 4,47 1520 761 > 1900
Неодим Nd2O3 Nd2S3 NdCl3 336,54 384,74 250,64 435 285,9- 249,5 145 95,3 83,17 7,24 5,18 4,13
540 Приложения _____________Свойства химических соединений
П родолжение табл. 442
Наименование элемента Формула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения Плотность Температура, °C
кал моль кал г-ато и плавления кипения
Никель NiO NiaO3 NiS NiCl2 NiF2 Ni2Si Ni3P 74,69 165,38 90,75 129,60 96,69 145,44 207,05 58,9' 20,4 74,4 187,4 9,2 58,9 20,4 37,2 9,2 7,45 4,83 4,60 3,52 7,2 — 1655 797 1000 1309 >1000 987
Олово SnO SnO2 SnS SnS2 SnCl2 ЗпС14(ж) 134,7 150,7 150,76 182,82 189,61 260,53 67,9 135,8 22,7 81 127,4 67,9 67,9 22,7 40,5 31,85 6,95 7,0 5,08 4,5 3,39 2,23 1627 880 Разлаг. 247 —30,2 2250 1230 603 114,1
Осмий OsO OsO4 OsS2 206,2 254,2 262,91 57,19 93,6 30 57,19 24,4 15 4,9 39,5 130
Палладий PdO PdCl2 122,7 177,61 20,4 40,4 20,4 20,2
Платина PtCl4 Pto 337,06 211,23 60,4 17 15,1 17 14,9 370 разлаг. 550 дисс.
Продолжение табл. 442
Наименование элемента Формула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения Плотность Температура, СС
кал/моль кал г-атом плавления кипения
Празеодим Рг2О3 РгО2 329,84 172,92 439,4 231,5 146,4 115,75 6,87 6
Радий RaO 242,05 113,2 113,2
Рений ReO3 ReaO, ReSa 234,31 484,62 250,43 83,0 297,5 40 27,7 42,5 20 6,9 8,2 7,5 304 363
Родий Rh2O RhO RhaO3 221,82 118,91 253,82 21,72 22,70 68,3 21,72 22,70 • 22,8
Рубидий Rb2O RbaOa Rb9O4 Rb2S RbCl RbF 186,96 202,96 234,96 203,02 120,94 104,48 82,9 107,0 137,0 87,1 105,0 132,8 82,9 53,5 68,5 87,1 105,0 132,8 3,72 3,65 3,05 2,91 2,76 400 (разлагается) 600 650 600 717 760 1380 1400
Рутений RuO2 RuS2 RuCl3 133,7 165,82 208,07 52,6 42 63 26,3 21 21 7,2 500 (разлагается)
542 Приложения Свойства химических соединений
Продолжение табл 442 I
Наименование элемента Формула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения кал/молъ | кал г-атом Плотность Температура, °C плавления | кипения
Самарий Sm2O3 348,86 430,0 143,3 । 1 7,43
Свинец РЬ2О РЬО РЬ3О4 РЬО2 PbS РЬС12 PbF2 PbN6 430,42 223,21 685,63 239,21 239,27 278,12 245,21 291,26 51,3 52,7 170,38 64,4 22,86 85,6 155,9 -110,5 51,3 52,7 42,6 32,2 22,86 42,8 77,95 18,41 8,34 9,53 9,1 9,4 7,5 5,91 8,24 888 500 (разлаг.) 290 (разлаг.) 1120 498 824 1472 1280 954 § 1290 е 3 — а
Селен SeO2 110,96 55,8 27.9 3,59 345 315 (возгон.)
Сера SO2(r) SO3(r) 64,06 80,06 70,87 93,9 35,48 31,3 —75,5 16,83 — 10 44,6
Серебро Ag3O Ag2O2 Ag2S AgCl AgF 231,76 247,76 247,82 143,34 126,88 6.95 5,95 6,60 30,32 46,7 6,95 2,97 6,60 30,32 46,7 7,14 7,32 5,56 5,86 300 (разлаг.) 825 455 435 1550
Скандий Sc2O3 | 138,2 1 410,0 136,7 | 3,86 1——-
35 А. П. Смирягин
Продолжение табл. 442
Наименование элемента Формула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения Плотность Температура, °C
кал/моль кал!г-атом плавления кипения
Стронций Sr2O SrO SrCl2 SrFa Sr3N2 191,26 103,63 158,54 125,63 290,9 153,6 140,8 197,7 289,3 91,4 153,6 140,8 98,85 144,65 45,7 4,7 3,05 2,44 2430 872 1190 Р 2460 g,
Сурьма Sb2O3 Sb2O4 Sb2O5 Sb2S3 SbCl3 SbF3 291,53 307,52 323,52 339,7 228,13 178,76 167,4 195,29 229,36 38,3 91,5 210,6 55,8 48,82 45,87 12,77 30,5 70,2 5,67 6,2 3,78 4,64 3,14 4,38 656 1060 (разлаг.) 450 (разлаг.) 550 73,4 292 за химических сое я О> 2 R о S ю сч CQ — сч
Таллий T12O TlaO3 T12S T1C1 424,78 456,78 440,846 239,847 42,3 120 21,48 49,2 42,3 40 21,48 49,2 9.65 8,0 7,02 300 759 448 430 СП 1860 (разлаг.) § 875 (разлаг.) а Е. 806
Тантал Ta2O5 TaN TaC TaB2 441,76 194.888 192,89 202,52 500 58,1 38,0 100 51,8 38,0 8,73 (а) 14,1 14,85 11,7 1470 3100 3880 3000 5500
Теллур TeO2 159,61 80 40 5,8 732,6 —
сл
сл
Продолжение табл. 442
Наименование элемента Формула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения Плотность Температура, СС
кал моль кал ?~атом плавления кипения
Титан TI2O3 143,9 388,1 129,36 4,6 2130
Т1О2 79,90 218,0 109,0 4,17 1800 3000
ТЮ4(ж) 189,73 186,0 46,5 1,73 —30 136,4
T1N 61,91 80,3 80,3 5,2 2950
НС 59,91 57,25 57,25 4.25(a) 3180 4300
Т1В2 69,54 70,04 — 4,4 2900 —•
Торий ThO2 264,12 331,0 165,5 9,6Э 2800 4400
ThCl4 373,95 300,2 75,05
Th3N4 752,39 308,4 77,10
ThC3 256,14 45,7 22,85 8,96 2770 5000
Углерод СО(г) 28,01 26,39 26,39 —207 — 192
СО2(г) 44,01 94,03 47,0 —56 —78,5 возгон.
Уран uo2 270,07 256,6 128,3 10,9 2176
UO3 286,07 291,6 97,2 7,29 Разлаг.
1’зО8 842,21 845,2 105,65 7,31 То же
UC13 344,44 213 71 5,44
UCli 379,90 251 62,75 4.7(a) 567 618
• UFe 352,07 4,68 69,2 (2 ат) 56,2
usn4 770,24 274 68,50 10,06
— uc2 2^2,09 29 14,50 11,28 2400 4100
Продолжение табл. 442
Наименование элемента Формула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения Плотность Температура,
кал моль кал г-атом плавления нипения
Фосфор Р2о5 141,96 372 74,4 2,39 563 347 возгон.
P2O3 109,96 2.135(a) 23,8 173,1 75,97
РС13(ж) 137,35 76,9 28,3 1 ,57 (а) —111,8
. РС15 208,27 106,5 21,3 1,6 160 возгон.
Хром СГ2ОЗ 152,02 280 93,33 5,21 1900
СгО3 100,01 139,3 45,43 2,7 197 разлаг.
СгС12 122,92 76,68 38,24 2,75 824
СгС13 158,38 110,18 36.76 2,76 ~1150 1500
CrF, 109,01 231,0 73,66 3,8 >1000 Возгон.
CrN 66,2 29 5 29,5 5,8 1500 дисс
Cr3C2 180,05 8,55 4,27 6,68 1890 3800
ЦеЗий Cs2O 281,82 82,4 82,4
CS2O4 329,82 163,5 40,87
Cs2S 297,89 87 87 ~600
CsCl 168,37 106,4 105,4 3,97 646 1300
CsF 151,91 131,5 131,5 684 1250
Церий CeO2 172,13 233,4 216,7 7,3 1950
CeN 154,14 78,2 78,2
CeCl3 246,5 261,5 87,16 3,92 822
CeF3 197,13 6,16 1324
Приложения Свойства химических соединений
2
Продолжение табл. 4,2
Наименование элемента Формула соединения Молекуляр- ный вес Теплота образования соединения Плотность Температура, °C
кал моль | кал/г-атом плавления [ кипения
Цинк ZnO 81,38 83,36 83,36 5,6 1800
ZnS 97,44 41,5 41,5 4,09 1900 (150 ат) 1185 возгон.
ZnCl2 136,29 98,42 49,21 2,9 (а) 365 732
ZnF2 103,38 172,7 86,35 872 1770
zn3N2 224,16 5,3 2,65 6,22
Цирконий ZrO2 123,22 258,1 129,05 5,73 2700 4300
ZrCl4 233,05 268,9 67,22 437 330
ZrN 105,23 82,2 82,2 6,93 2950
ZrC 103,23 44,0 44,0 6,51 3500 5100
ZrB2 112,86 — — 6,17 3000
ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ СОЛЕЙ И ИХ СМЕСЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ ФЛЮСОВ
S’
§
%
§
Таблица 443
Температура плавления некоторых солей
Химиче- ская * формула соли Температура плавления. CC Химиче- ская формула соли Температура плавления, °C Химическая формула соли Температура плавления, °C Химическая формула соли Температура плавления, °C । Химиче- ская формула соли Температура плавления, °C Химиче- ская Формула соли Температура плавления, °C
SnCl2 248 КСЮз 334 РЬС12 495 КС1 780 Na2SO4 886 К2Сг2О4 980
L1NO3 253 KNO3 338 L1C1 610 NaCl 800 Na2Si2O6 874 K2SO4 1075
NaNO2 284 кон 360 МпС12 650 5Na2O- ВаС12 940 Na2SiO3 1088
NaC10s 302 К3Сг3О7 395 RbCl 715 •Fe2O3-8SiO2 838 кво2 947 MgSO4 1122
NaNO3 310 CuCl 420 КВг 750 Li2SO4 850 NaBO2 966 CaF2 > 1300
NaOH 318 AgCl 453 СаС1„ 772 РЬО 850 K2SIO3 976 CaSO4 1360
1емпература плавления солей и их смесей
а?
550
Приложения
Температура плавления солей и их смесей
551
Продолжение табл 44!
Продолжение табл. 444
Вее о/ Химическая формула (соль I) Bee % Химическая формула (СОЛЬ II) 1 Температура плавления °C
20 МпС12 80 PbCl, 408
7 NaCl 93 РЬС12 411
61,4 KCl 38,6 MgCl2 426
44 NaCl 56 MgCl2 430
44,7 NaBr 55,3 MgBr2 431 .
47 Baci2 53 CdCl2 450
4 L'F 96 LiBr 453
12 LiF 88 LiCl 485
43,8 KCl 56,2 MgCl2 490
38,4 LiCl 61,6 CaCl2 496
32,8 NaCl 67,2 CaCla 500
~44 Li2CO3 56 Na2CO3 510
— 39 L12CO3 61 Na2CO3 510
42 Li2CO3 58 Na2CO3 514
25,8 NaBr 74,2 CaBr2 514
~22 LiCl 78 LiBr ~522
22,5 NaBr 77,5 L'Br 525
26,5 K2SO4 73,5 хл28О4 535
9,5 CaCl2 90,5 CdCl2 537
44,5 FeCl, 55,5 SrCl2 541
51,2 . KBr 48,8 CaBr, 542
69-3 RbCl 30,7 SrCl2 544
33,7 NaCl 66,3 LiCl“ 552
45,8 KF 54,2 A1F3 565
27 NaCl 73 SrCl2 565
22,8 KBr 77,2 CaBr2 567
51 KF 49 A1F3 570
43 KC1 57 LiCl 580
75,4 KBr 24,6 KF 581
34,5 KC1 65,5 587
40 KC1 60 K2CO3 590
32 CaCl2 68 MnCl.> 590
41,2 CaCl2 58,8 FeCl2 592
49,8 CaCl2 50,2 BaCl2 600
34,2 NaBr 65,8 BaBr2 600
73,5 KC1 26,5 CaCl2 600
44,2 Na3SO4 55,8 Li2SO4 601
63 KCl 37 KF 605
40,6 BaCl2 59,4 Na2CO3 606
27 KBr 73 BaBr2 613
52,2 CaCb. 47,8 CoCl2 614
19 KC1 81 CsCl 616
35 NaCl 65 620
46,6 NaCl 53,4, 620
32,8 NaCl 67,2 Na2SO4 623
44,7 KBr 55,3 BaBr2 634
83,7 BaCl2 16,3 Na2CO3 640
Вес % Химическая формула (СОЛЬ1) Bee /0 Химическая формула (соль II) Температура плавления °C
26 KCl 74 СаС12 640
46,4 NaBr 53,6 KBr 644
85 СаС12 15 CaF2 644
32,8 КС1 67,2 Bad, 645
52 NaBr 48 Na2SO4 645
38,8 NaCl 61,2 Na2CO3 645
53 NaBO2 47 B2o3 648
51 LiBO2 49 NaBO2 648
68,7 Na2Ba (CO3)2 31,3 Na2Ca (CO3)2 650
77,75 NaCl 22,25 BaCl2 654
45,5 K2SO4 54,5 CdSO4 655
31 KC1 69 BaCl2 655
10,7 . KC1 89,3 BaCl2 656
45 NaCl 55 KCl 660
27,5 KCl 72,5 Na2B4O7 660
52 KCl 48 BaCl2 665
35,8 Li2F 2 64,2 MgF2 669
87 NaBr 13 NaF 670
60 Na2SO4 40 MgSO4 670
72 NaCl 28 NaF 675 ,
63,2 K2SO4 36,8 MnSO4 ’ 680
38,8 KF 61,2 K2CO3 682
20,5 LiF 79,5 LiBO2 688
19,2 KF 80,8 K2CO3 688
51 KC1 49 K2SO4 690
50 Na2CO3 50 K2CO3 690
68,4 K2SO4 31,6 Li2SO4 698
32,4 NaF 67,6 KF 700
49,6 Na2CO3 50,4 K2CO3 704
14 NaCl 86 Na2B4O7 710
11,5 LiF 88,5 LiBO2 710
35,4 LiF 64,6 aif3 710
63,7 LiF 36,3 A1F3 715
29 KC1 71 RbCl 715
70,5 KBr 29,5 KCl 716
59,2 K,SO4 40,8 Li2SO4 716
80 NaBr 20 NaCl 731
74,3 KBr 25,7 KCl 733
72,5 Na2SO4 27,5 Na2S 740
И • NaF 89 Na2SO4 742
67,9 K2SO4 32,2 MgSO4 j 747
23,2 B„O8 76,8 BaO 750
21 KF 79 BaF2 750
31 KaSiO3 69 SiO2 752
40 KCl 60 CaCl2 754
25,5 LiF 74,5 LiBO2 755
~62 Na2CO3 38 Na2S 756
552
Приложения
Продолжение табл. 444
Вес Химическая формула (соль I) Bee % Химическая формула (соль II) Температура плавления “С
28 K2S1O3 72 SiO2 764
1 CaSiOg 99 СаС12 766
71 Na2Si2O5 29 NaAlSiO4 768
30,6 NaF 69,4 Na2SO4 773
54,5 K2SiO3 45,5 s*o2 775 •
60 Na2CO3 40 CaCO3 780
60 KF 40 K2SO4 786
59,3 Na2SiO3 40,7 Li2SiO3 786
63 Na2CO3 37 CaCOg 787
40 Na2SO4 60 Na2CO3 790
48 LiF 52 AlFg 790
26,1 Na2SiO3 73,9 SiOo 793
52 Na2SiO3 48 SiO2 793±I
24,5 K2SO4 75,5 MnSOi 800
52 NaSiO3 48 NaBO2 800
34,2 Li,SOs 65,8 LiBO2 800
52,8 NaF 47,2 CaF2 810
—70 Na2O-2SiO2 30 Na2OFe2O3-4SiO2 810
51,4 Na2CO3 48.6 CaCO3 813
28,2 Na2SO4 71,8 MgSO4 814
61 NaF 39 MgF2 815
85 5 Na2O Fe2O3 • 15 Fe2O3 816
• 8S1O,
37 Na2O • SiO2 63 Na2O • Fe2O3 • 817
• 4 SiO2
—48 Na2O 2 SiO2 52 5 Na2O • Fe2O3 • 818
• 8 SiO2
93,5 BaF2 6,5 NaF 825
76,6 Na2SO2 23,4 K2SO4 830
90,4 KF 9,6 AlFg 835
52 Na2SiO3 48 Na2O • Fe2O3 • 837
• 4 SiO2
82,8 Na2SiO3 17,2 SiO2 840
36,5 K2SO4 63,5 MnSO4 845
23 Na2SiOs 77 Na2Si2O5 846
37,9 Na2SiO3 62,1 SiOg 846
49,5 NaBO2 50,5 kbo2 850
-93 Na2SO4 7 Na2SiO3 868
75,1 BaSiO3 24,9 Li2SiO3 880
18,8 KF 81,2 K2SO4 882
30,2 K2SO4 69,8 MgSO4 884
25 KF 75 K2so4 887
—82 Na2CO3 18 CaCOg 889
87,8 BaF2 12,2 MgF2 899
35,2 NaF 64,8 FeF3 892
2 BaSiOg 98 BaCl2 902
41,5 BaSiOg 59,5 Na2SiO3 905
Температура плавления солей и их смесей
553
Продолжение пгабч. 441
Вес 7о Химическая формула (соль I) Bee % Химическая формула (соль II) Температура плавления °C
53,25 Na2SiO3 46,75 NaAlSiO4 906
45,3 KaSO4 54,7 BsSO4 910
17 MgF2 83 BaF2 912
50 Ma4SlO4 50 K4SiO4 913
~71,5 Na2SiO3 28,5 NaF 913±2
53 Na2SO4 47 CaSO4 917
15 K2SO4 85 K2MoO4 920
41,8 K2SO4 58,2 MgSO4 927
78,8 BaF2 21,2 MgFa 930
80,6 Na25i(J3 19,4 CaSiO3 932
53,5 CaF2 46,5 MgFa 970
21,5 NaF 78,5 MgFa 985
68 Na4SiO4 (a) 32 Na2SiO3 1000
59,8 Na4SiO4 40,2 NaaSiO3 1015
'63,5 K2SO4 36,5 BaSO4 1016
44,7 Li4SiO4 55,3 SiO2 1024
17,8 I i^SiO^ 82,2 SiO2 1028
67,5 KF 32,5 aif3 1025—1033
87 K2SO4 13 BaSOj 1081
19,4 Li2SiO4 80,6 Ca2SiO4 1092
62,7 CaSiO3 37,3 CaF2 1128
28,5 CaSiO3 71.5 MnSiO3 1184
31 CaF2 69 BaF2 1277
90 SiO2 10 А12ОЗ 1600
Таблица 445
Температура плавления смесей трех солей
Вес, % Темпера- тура, °C
соль I СОЛЬ II соль III
16,4 NaCl 24,6 КС! 59,0 BaCl2 540
76,4 ВаС12 14,0 KC1 9,6 Na2CO3 542
20 ВаС12 29 KC1 51 Na.CO3 563
24 NaCl 37 KC1 39 Na2CO3 580
5 NaCl 9 KC1 86 Na2B4O7 640
60,2 AIF3 6,2 CaF2 33,6 NaF 675
62 A1F3 2,5 CaF2 35,5 NaF 680
53,3 A1F3 13,2 CaF2 33,2 NaF 705
8,5 Na2SiO3 63,5 Na2Si2O5 28,0 NaAlSiO4 762
10 1 A1F3 34,4 CaF, 55,5 NaF 780
5,9 A1F3 39,1 CaF2 55 NaF 790
15,9 A1F3 26,7 CaF2 57,4 NaF 825
20,5 A1F3 51,7 CaF2 27,8 NaF 109^
ЭТХЛОПЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
МИКРОС КОПИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Рис. 458. Эталоны для определения
и однофазных
и — г - 0.20 мм: б — * — 0.15 мм;
в — * — 0,12 мм; г — * — 0,09 мм;
д — * - 0.065 мм:
ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРНА В МЕТАЛЛАХ И ОДНОФАЗНЫХ СПЛАВАХ
е ж
3 и
величины зерна г в металлах
сплавах (увеличение 100):
е — г — 0.045 jkjk; ж — г - 0.035 лии;
з — ж ~ 0.025 лии: и — ж — 0.015 мм-
к — * — 0.010 мм
К
ЛИТЕРАТУРА
Часть I
Бобылев А. В., Чипиженко А. И. — Цветные металлы, № 3, 1945.
Технические свойства меди при высоких температурах.
Б оч в ар А. А. Металловедение. Металлургиздат, 1956, М.
Бугаков В. 3. Диффузия в металлах и сплавах. Гостехтеоретиздат, 1949
М. — Л.
Воронов С. М., Смирягин А. П. Справочник машиностроителя, т. I
и II, гл. VI. Цветные металлы н сплавы. Машгиз, 1950, М.
Градусов П. И. Справочник по цветным металлам. ОНТИ, 1938.
Guertler W. Met. Techn. Taschenbuch, Leipzig, 1939.
Жолобов В. В., Зедин Н. И.-—Металлографический атлас по медч
и медным сплавам.— Металлургиздат, 1949, Л.
Коррозия металлов, под ред. В. В. Скорчеллетти, ГХИ, 1952, Л.—М.
Лайнер Д. И. Сборник научных работ Гипроцветметобработки, вып. XI
Влияние малых добавок на фестонистость мельхиоровой ленты. Ме-
таллургиздат, 1950.
Metals Handbook. Amer. Soc. f. Metals Cleveland, Ohio, 1948.
Славинский M. П. Физико-химические свойства элементов, под ред.
А. Е. Вол. Металлургиздат, 1952, М.
Смирягин А. П. Промышленные цветные металлы и сплавы. Металлург-
издат, 1949, М.
Смирягин А. П. Цветные металлы и сплавы. Техническая медь. Справоч-
ник машиностроителя, т. II, гл. VI. Машгиз, 1950, М.
Смирягин А. П. Энциклопедический справочник. Машиностроение, т. IV,
разд. II. Сплавы меди. Машгиз, 1947, М.
Туркин В. Д., Румянцев М. В., Структура и свойства цветных метал-
лов. Металлургиздат, 1947, М
Wilkins R. A. and Bunn Е. S. Copper and Copper Base Alloys. N—Y and
London, 1943.
Хансен M. Структуры бинарных сплавов. Металлургиздат, 1941, М.
Чертавских А. К. и др.— Цветные металлы, № 2, 1949. Влияние газов
на окисление и механические свойства меди и латуни Л68.
Шпичинецкий Е. С., Рогельберг И. Л. •— Цветные металлы, № 1.
1946. Влияние небольшого содержания железа на свойства меди
и альфа-латуни.
Часть II
Бауэр О., Гансен М. Строение медноцинковых сплавов. НКТП, 1935.
Градусов П. И. Раскисление цветных сплавов. ОНТИ, 1936.
Губкин С. И., Захаров П. А. Экспериментальные вопросы пластиче-
ской деформации металлов. ОНТИ, вып. I, 1934. вып. II, 1936.
Курдюмов А. П. Монография о медноцинковых сплавах. СПБ, 1904.
Рукнн Б. Ф.— Цветные металлы, № 4—6, 1940. Исследование влияния не-
которых примесей на обрабатываемость латуней типа Мунца.
СевергинН. С.— Цветные металлы, № 12, 1930. Влияние свинца и сурьмы
на обрабатываемость некоторых сортов латуни.
Литература
557
Смирягин А. П. Диаграммы состояния: медь — кремний, медь — крем-
ний— цинк и медь — кремний — марганец. Специальные бронзы и ла-
туни. Металлургиздат, 1945, М.
Смирягин А. П.— Литейное дело, № 8, 1939. Специальные латуни.
Смирягин А. П. Медные сплавы с кремнием. Сборник работ Гинцвет-
мета. ОНТИ, 1937.
Смирягин А. П. Примеси в кремнистых сплавах,— Цветные металлы,
№ 6, 1936.
Смирягин А. П. Рафинировка вторичных кремнистых бронз и латуней.
Цветные металлы, № 2, 1932.
Смирягин А. П. Сплавы для пружин Бурдона. Сборник исследователь-
ских работ Гипроцветметобработки. Металлургиздат, 1944.
Шиммель А. Металлография технических медных сплавов. ОНТИ, 1933,
под ред. и с дополнениями А. М; Бочвара.
Шпагин А. И. иГопиусА. Е. Сборник рефератов Гипроцветметобра-
ботки. Металлургиздат, 1944. Сплавы для замены проволоки, покры-
той золотом и серебром.
Часть III
Б о ч В а р А. А., Т у р к и в В. Д., Захарова М. И. — Цветные металлы.
№ 5, 1941. Влияние примесей на алюминиевую бронзу.
Бочвар А. А. и др. Сборник «Рекристаллизация металлов», 1933, М.— Л.
В о л А. Е. Кремнистые бронзы и их промышленное применение. ОНТИ, 1935.
Dean R. S. and LongT. R. Trans. ASM, 38, 1947.
Закс и К. Ван-Хорн. Практическая металлургия, 1940.
Конобеевский С. Т.— ЖЭТФ, 1943, т. 13, вып. 6. К теории фазовых
превращений.
Мещеряков С. И. и др. Сборник научных работ Гипроцветметобра-
ботки, вып. 13. Металлургиздат, 1952. Получение электродов для
трубосварочных станов.
Смирягин А. П. Известия сектора физико-химического анализа Академии
наук СССР. 1946, т. 16. вып. 2. Границы твердого раствора альфа
в системе медь — алюминий — никель.
Смирягин А. П., Квурт О. С. Сборник научных работ Гипроцветмет-
обработки, вып. 14. Исследование тройной диаграммы состояния
медь — кремний — марганец. Металлургиздат, 1952.
Смирягин А. П., Белова А. В. Цветные металлы, № 5 и 6, 1933. Ис-
следование сплавов меди с бериллием.
Смирягин А. П. Сборник научно-исследовательских работ Цниоцветмет,
вып. 1. Бронзы специальные. Металлургиздат, 1941.
Смирягин А. П. Цветные металлы, № 1, 1935. Исследование влияния
бериллия на специальные бронзы.
Смирягин А. П. Специальные бронзы. Новое в технологии литейного
производства. Труды Второй Всесоюзной конференции литейщиков.
Машгиз, 1941 г.
Смирягин А. П. Алюминиевые бронзы. Сборник научно-исследователь-
ских работ Цниоцветмет, ОНТИ, 1935.
Смирягин А. П. Литейное дело, № 4, 1933. Изготовление специальных
бронз.
Смирягин А. П„ Эвердур. Хромистые бронзы. Специальные бронзы
* латуни. Металлургиздат, 1945, М.
Смирягин А. П. Бронзы специальные. Справочник по заменителям и сур-
рогатам цветных металлов 1935.
553
Литература
Смирягин А. П. Исследование специальных бронз. ОБС, 1933,
вып. 28, М.
Смирягин А. П. Медные сплавы с кремнием. Сборник работ по металло-
обработке и сплавам. ОНТИ, 1937, М.— Л.
Часть IV
Ильин А. И. Антифрикционные оловяиио-свинцовистые бронзы для паро-
возов ФД и ИС. Трансжелдориздат, 1939, вып. 76.
Смирягин А. П, Новиков А. В., Ануфриев А. С., Барби-
к о в А. И., Ильин С. И. Исследование причин брака оловяино-
фосфористой бронзы Бр0Ф6,5-0,4 и разработка методов его устране-
ния. Сборник научных работ Гипроцветметобработки, вып. 13. Метал-
лургиздат, 1952, М.
Смирягин А. П., Квурт О. С. Исследование влияния железа и цинка
на свойства оловянно-фосфористой бронзы. Сборник научных работ.
Гипроцветметобработки, вып. 12. Металлургиздат, 1950.
Смирягин А. П., Белова А. В. Оловянистые бронзы. ОБС, 1932,
вып 10, М.
Смирягин А. П., Квурт О. С. Исследование вторичных оловянистых
бронз. Сборник научных работ Гипроцветметобработки, вып. 14. Ме-
таллургиздат, 1952, М.
Смирягин А. П. Литейиое дело, № 6, 1931. Исследование бронзовых ци-
линдров завода «Красный факел».
Смирягин А. П. Изготовление оловянистых броиз.— Литейное дело,
№ 11, 1932
Смирягин А. П. Причины брака в бронзовых отливках. Труды Первой
Всесоюзной конференции литейщиков. Проблемы технологии литейного
дела, т. 2, 1932.
Смирягин А. П. Примеси в оловянистых бронзах. Новая техника черного
и цветного литья. ОНТИ, 1934, ч. 2.
Смирягин А. П., Шпагин А. И. Оловянистые бронзы, баббиты, припои
и их заменители. Металлургиздат, 1949. М.
Смирягин А. П, Шпагин А. И. Бронзы свинцовистые. Сборник работ
Цниоцветмет. ОНТИ, 1935.
Смирягин А. П. Влияние примеси инкеля на свойства оловяннофосфори-
стой и оловянноцинковой бронз. Сборник научных работ Гипро-
цветметобработки, вып. 12. Металлургиздат, 1950, М.
Часть V
Берковский И. Я., Колоколова А. Г. Никелевые сплавы. Метал-
лургиздат, 1941, М.— Л.
Займовский А. С., Усов В. 3. Металлы и сплавы в электротехнике.
Госэнергоиздат, 1949, М.— Л.
Любешкин В. А. Литье и прокатка свинцовистого нейзильбера. Сборник
научных работ. Гипроцветметобработки, вып. 11. Металлургиздат,
1950, М.
Погодин С. А. Проводниковые и реостатные сплавы. ОНТИ, 1936.
Смирягин А. П„ Квурт О. С. Исследование влияния примесей фос-
фора и цинка на свойства мельхиора МНЖМцЗО-0,8-1. Сборник на-
учных работ Гипроцветметобработки, вып. 14. Металлургиздат,
1952, М.
Смирягин А. П„ Днестровский Н. 3., Зедин Н. И., Коч-
кин В. А. Хрупкость мельхиоровых конденсаторных труб и установ-
ление технологии их изготовления.— Цветйые металлы, № 1, 1940.
Хессенбрух В. Металлы и сплавы для высоких температур. 1940, ч. 1
Schulze A. Metallische werkstoff fur Termoelemente Berlin, 1941
Литература
Части VI—X
s
Б е к А Магний и его сплавы. Оборонгиз, 1941.
Б о ч в а р А. М. Исследование белых антифрикционных сплавов. М, 1918.
Виноградов С. В., Калинин К. И. Антифрикционные сплавы иа ции-
ковой основе. Треиие и износ в машинах, М., 1947. Издание АН СССР
М,— Л.
Вол А. Е. Циик и его сплавы, 1933.
Воронов С. М. Процессы упрочнения сплавов алюминий — магний —
кремний. Оборонгиз, 1946.
Воронов С. М., Смирягин А. П. Цветные металлы и сплавы. Спра-
вочник машиностроителя, т. 2, гл. 6. Машгиз, 1950, М.
Крымов В. В. Литье магниевых сплавов. Оборонгиз, 1948.
Mondolfo L. F. Metallography of Aluminium Alloys. N-Y — London, 1943.
Смирягин А. П. Свинцовые сплавы повышенной прочности. Сборник на-
учных работ Гипроцветметобработки, вып. 12. Металлургиздат, 1950.
Смирягин А. П. Свинцовые сплавы для литья дроби. Сборник работ по
металлобработке и сплавам. ОНТИ, 1937, М.— Л.
Ф у с с В. Металлография алюминия и его сплавов. ОНТИ, 1937, М.— Л.
Zink-Taschenbuch. Berlin, 1941.
Приложения
Астахов К- В. Справочник машиностроителя, т. I. гл 18—19 Химия.
Машгиз, 1950, М.
Баррет Ч. С. Структура металлов. Металлургиздат, 1948. М.
Беляев С. Е. Механические свойства авиационных материалов при низ-
ких температурах. Оборонгиз, 1940.
Буркхардт А. Механические и технические свойства чистых металлов.
ГОНТИ, 1941, М.
Б э р р е р Р. Диффузия в твердах телах. 1948, М.
Д э ш м а н С. Научные основы вакуумной техники. 1950, М.
Кэй Д. и Лэби Т. Справочник физика-экспериментатора, 1949, М.
Landolt — Bornstein. Physikalisch — chemische Tabelln, Berlin.
Поллард Э., Дэвидсон. Прикладная ядерная физика. ОГИЗ, 1947,
М,—Л.
Р и ц л е р В. Введение в ядерную физику. 1948, М.
Славинский М. П. Физико-химические свойства элементов Металлург-
издат, 1952, М.
Смирягин А. П. Справочник машиностроителя, т. I, гл. 19. Свойства
чистых металлов. Машгиз, 1950, М
Смирягин А. П. Энциклопедический справочник машиностроение, т. 3,
гл. 5. Машгиз, 1947, Физико-химические и механические свойства чи-
стых металлов.
Смирягин А. П. Промышленные цветные металлы и сплавы. Метал-
лургиздат, 1949, М.
Справочник по реитгеиоструктурному анализу под ред. А. И. Китайгород-
ского. Гостехиздат, 1940. Л.
Ю м-Р озер и В. Структура металлов и сплавов; 1938.
Стр.
Автор- СМИРЯГИН Алексей Петрович
30
30
55
60
Редактор Е. С. Шпичинецкий gg -
Редактор издательства О. М. Камаева 88
Технический редактор И. М. Эвенсон . Jg
Сдано в производство 5/Х 1955 г. ]|д
Подписано к печати 25/V 1956 г. 211
Бумага 60 X 92>/1б — 17,5 б. л. = 35 п. л.
Уч.-изд. л. 36,10 Тираж 6000 Заказ 1927 287
Т-05190 Цена 19 р. 55 к |g|
-г 1 м 401
Типография Металлургиздата.
Москва, Цветной бульвар, д. 30.
Заказ 1927
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Строка Напечатано Должно быть По чьей вине
4 сн. 15—22 17—24 Авт.
' 2 сн. 23—24 15—16 »
25 сн. ]gdO, ’gPo2 Тип.
Табл. 29, колонка 1, 7 сн. отжига и отжига Авт.
прокатки
Табл. 56, колонка 1, 14 св. ЛС69-3 ЛС63-3 У>
Табл. 56, колонка 3, 1 сн. 19 21 »
Рис. 103 сверху 300° 800° »
Табл. 87, колонка 3, 4 сн. 15 17 »
Табл. 127, колонка 3, 1 сн. 19 21 »
Табл. 149, примечание 1. о, % 0,2% Тип.
Табл. 181, колонка 3, 1 сн. 15 17 Авт.
Табл. 199, колонка 1, 15 св. ЛС63-5 ЛС63-3 »
Табл. 204, колонка 3, 1 сн. 15 17 »
Табл. 231, колонка 2, 4 сн. 54% 65% »
Табл. 232, колонка 3, 1 сн. 15 17 »
Подпись под рис. 389, 1 сн. 3—15 3—1,5 Тип.
Табл. 350, 1 колонка справа Р »
2 снизу