Сплав железа с медью: Медь и ее сплавы – история материала, его свойства и применение + Видео

alexxlab | 17.07.1970 | 0 | Разное

Медь и ее сплавы – история материала, его свойства и применение + Видео

Медь и ее сплавы – прекрасные материалы, которые используются практически во всех сферах промышленного производства. Будет достаточно трудно представить без нее современный мир. Это неудивительно, ведь любой доклад подтверждает ее исключительные характеристики.

1 Исторический ракурс

Медь имеет большое значение для человека. Медными были первые орудия труда, выполненные из металла. Обрабатывали металл холодным способом, о чем свидетельствуют раскопки на побережье реки Гудзон в Северной Америке. Эту традицию индейцы сохранили до прибытия на континент Христофора Колумба.

Доподлинно известно, что наши предки начали добычу металла из медной руды около 7 тысяч лет тому назад.

Этот податливый материал во многом определил последующие тенденции в развитии человеческой культуры и истории.

Царствование меди в мире металлов продолжалось всего тысячу лет, ровно до той поры, пока не был открыт первый медный сплав, названный бронзой (в честь маленького купеческого городка). Древние люди быстро перешли на изготовление изделий из нового сплава, поскольку он обладал лучшими характеристиками: бронза тверже и плотнее меди, к тому же температура плавления у нее ниже. Египтяне, ассирийцы и индусы активно использовали бронзовые изделия, но отливать массивные сооружения научились только к V веку до нашей эры, о чем свидетельствуют найденные археологами древнегреческие статуи. Известное чудо древности – Колосс Родосский – был отлит из бронзы и установлен над входом в гавань порта Родос в III веке до нашей эры.

Древнегреческие статуи из бронзы

Медные листы использовали на Руси для кровли храмов. Специальные медные сплавы применялись для отливки пушечных орудий и церковных колоколов.

Медь обнаружена в составе почти 200 минералов, но стратегически важными оказались всего 17 из них, например, такие как медный колчедан (CuFeS2), халькозин (Сu2S), бронзит (Cu5FeS4) и ковеллин (CuS).

Формирование залежей медной руды в земной коре происходило неравномерно. Самые большие месторождения меди сегодня расположены в районе Конго. На территории России первые выработки меди производились в Закавказье и Сибири. Из летописей известно, что первые медные заводы в России появились в XVII веке.

Обнаружены значительные залежи руды на океаническом дне.

2 Физико-химические свойства меди

Незначительная примесь кислорода обеспечила меди красноватый оттенок. Если воздействие кислорода исключить полностью, цвет металла изменится на желтый.

Начищенная медь обладает ярко выраженным блеском. Чем выше валентность, тем слабее окрас. Так, оксид CuCl имеет белый цвет, Cu2O – красный, CuO – черный. Карбонаты меди, как правило, синего или зеленого цвета.

Начищенная медь с ярко выраженным блеском

Медь – второй металл после серебра, обладающий высокой электропроводностью, благодаря чему он широко используется в электронике.

Медь слабо вступает в реакцию с кислородом, имеет свойство окисляться на воздухе и покрываться пленкой. В сухом воздухе окисление происходит очень медленно: 4Cu+O2=2Cu2O. Металлы этой группы не способны вытеснить водород из воды и кислот.

3 Особенности оксида меди

Этот оксид можно получить, прокаливая медь, нитрат или гидрокарбонат на воздухе. Оксид меди способен окислять органические соединения, что позволяет проводить анализ соединений на предмет наличия в них водорода или углерода.

Оксид меди

Купроксные выпрямители электрического тока имеют в своей основе закись меди.

Растворением меди в концентрате серной кислоты получают медный купорос. Он необходим в химической промышленности и до сих пор применяется для защиты урожая.

4 Широко применяемые сплавы меди

Легирующий компонент практически во всех ныне используемых в производстве сплавах меди составляет менее 10%, исключением из этого правила является латунь. В качестве легирующего компонента могут использоваться такие элементы, как золото, фосфор, марганец, цинк.

Все зависит от того, какие свойства сплава необходимы. Среди интересующих характеристик особенно выделяют прочность, износоустойчивость и термостойкость. Олово, алюминий и кремний улучшают пластичность, большое количество легирующего компонента, напротив, увеличивает хрупкость. Так, например, медно-никелевый сплав (его маркировка – МНЖ5-1) хорошо обрабатывается давлением как в горячем, так и в холодном состоянии. Именно поэтому его используют при чеканке монет, а сплав серебра и меди – в ювелирном деле.

Медно-никелевый сплав

Основные виды сплавов меди и их классификация:

1. Сплав меди с оловом – один из первых сплавов. Великолепные статуи Греции, произведения, имеющие и сегодня непревзойденную художественную ценность, отливались именно из оловянистых бронз. Сегодня процесс производства сплава с оловом усовершенствован. В технологическом процессе задействованы электрические дуговые печи, а защита сплава от окисления производится в вакууме. Для увеличения прочности и пластичности бронзы в технологический процесс производства включают такие этапы, как закаливание и старение сплава с оловом.
2. Алюминиевая бронза – это сплав алюминия с медью, он хорошо деформируется и слабо поддается коррозии. Его применяют для изготовления конструкционных элементов и деталей, подвергающихся воздействию высоких температур.
3. Сплавы меди и свинца являются непревзойденными материалами с антифрикционными свойствами. Добавление свинца значительно повышает прочность.
4. Латунь. Двухкомпонентный или многокомпонентный сплав, в основе которого имеется медь, такой как томпак или полутомпак, называется латунью.
5. Нейзильбер – это медно-никелевый сплав с никелем от 5 до 35% и цинком. Его стоимость дешевле мельхиора, но полностью аналогичен ему по внешнему виду и свойствам.
6. Сплав меди с железом возможен благодаря близким физико-химическим параметрам металлов, однако разница в температурах плавления придает такому сплаву высокую пористость.

Латуни славятся высокой прочностью благодаря содержанию в них цинка (40-45%). Легкость в обработке делает латунь предпочтительней чистой меди. Этот сплав на основе меди используется преимущественно в приборостроении. Прочность латуни, которая содержит небольшой процент алюминия, марганца и других металлов, достигает 90 кг/мм². Она применяется при изготовлении запорной арматуры, подшипниковых вкладышей.

5 Применение сплавов

Пожалуй, трудно отыскать производственную отрасль, которая бы не использовала изделия из меди или ее сплавов. В чистом виде такой металл, как медь, задействован в электротехнических коммуникациях. Электрическая проводка, электродвигатели и кабельные изделия невозможно представить без участия меди.

Медное кабельное изделие

Трубопроводы, вакуумные машины, теплообменные камеры на 1/3 состоят из меди.

Сплавы благодаря их выверенным свойствам применяют в автомобильной промышленности и сельскохозяйственном машиностроении. Высокая устойчивость к коррозии позволяет медным сплавам участвовать в изготовлении химической аппаратуры, а сплав меди со свинцом используется в производстве сверхпроводниковой техники.

Изделия со сложным узором требуют вязких и пластичных сплавов, например, сплав серебра. Этим запросам отвечает мягкая медь, из которой можно формировать любые шнуры и элементы. Проволоку легко гнуть и паять вместе с такими элементами, как золото и серебро.

Медные сплавы хорошо взаимодействуют с эмалями. Эмалированная поверхность может сохраняться длительное время, не отслаиваясь и не растрескиваясь, на поверхности меди. Таково применение сплавов.

Сплав железа с медью это

Как чистое железо или ферритные стали, так и аустенитные стали могут сделаться упрочняемыми при введении определенных присадок.

Явления упрочнения, вызываемые в техническом железе углеродом и азотом. Они считаются вредными, так как делают железо хрупким. Изменения свойств, вызванные старением, сказываются неустойчивыми при высоких температурах; уже начиная с 200°, все свойства постепенно возвращаются к исходным значениям. Это связано с особой природой твердых растворов железа с углеродом и азотом. Малые атомы углерода и азота и в ct-решетке, вероятно, не становятся на места атомов железа, а внедряются между ними и потому обладают большой, подвижностью по отношению к кристаллической решетке.

Из улучшаемых железных сплавов особое распространение получили сплавы с медью. В то время как на медь в сталях раньше смотрели как на вредную примесь, в последнее время было признано, что присадки меди повышают устойчивость стали против атмосферных воздействий. Кроме того механические свойства сплавов с содержанием больше 0,7% Си, могут быть повышены путем термической обработки. Так как выделение меди происходит очень вяло, то для получения полного упрочнения прокатанный или откованный при температурах выше 700° материал целесообразно отпустить при 500° в течение 1,5 час или во время охлаждения выдержать его при этой температуре. По Смиту и Пальмеру сталь с 1,5% Си и 0,2% С достигает в результате такой обработки предела текучести свыше 60 Мг/мм, сопротивление разрыву до 75 кг/мм2 и твердости до 170 пг/мм2, при удлинении 23,5% и сужении 55%.

Влияние углерода налагается на влияние меди, не изменяя его сколько-нибудь значительно. Прочие присадки, как хром, никель, молибден и ванадий, лишь незначительно уменьшают способность к улучшению и дают полноценные легированные стали.

Частые медистые стали обладают очень неприятным свойством – красноломкостью. При температуре выше 1100°, т. е. выше температуры плавления меди, сталь плохо обрабатывается вследствие того, что железо окисляется, и освобождающаяся жидкая медь вызывает ломкость материала. Однако, достаточно присадки 0,5% Ni для тото, чтобы освободить медистую сталь от этого порока. Аналогично действует присадка 1,3% Ti.

Растворимость меди в аустенитных железоникелевых сплавах значительно больше, она сильно растет с увеличением содержания никеля. Выделение в таких сплавах для их механических свойств имеет меньшее значение, чем для магнитных. У ферритных сплавов можно достигнуть сильного упрочнения путем присадок бериллия однако железобериллиевые сплавы достигают твердости 400 кг/мм2, лишь начиная с содержания около 4% Be. При содержании 3-25% Ш достаточно уже 1% Be, чтобы путем закалки с 800° в масле и отпуска при 400-500° получить твердость выше 600 кг/мм2. Небольшие присадки хрома действуют в сторону дальнейшего повышения твердости.

Аналогично 1% Be действуют 3-4% Ti, вызывающие способность к упрочнению уже в нелегированном железе.

Бериллий, титан и бор вызывают способность к упрочнению и в аустенитных хромоникелевых сталях, особенно в стали 18/8. На пластичность и коррозионную устойчивость этой стали процессы выделения действуют неблагоприятно.

Аустенитные сплавы железа, никеля и марганца становятся способными к упрочнению при введении 3-5% Ti или выше 13% Мо.

Улучшение железных сплавов было впервые исследовано Сайксом (Sykes) на железовольфрамовых сплавах с 5-50% W. Сходно ведет себя система железо – молибден. О помощью присадок кобальта или хрома достигаются твердости выше 600 кг/мм2.

Способностью к улучшению обладают далее сплавы, у которых выделяющаяся фаза является твердым раствором что относится, в частности, к сплавам железа, никеля и алюминия. Однако эти сплавы уже в состоянии непосредственно после литья очень тверды и поддаются обработке только путем шлифовки. Сплавы железа, никеля и алюминия, а также сплавы железа, кобальта и молибдена и железа, кобальта и вольфрама замечательны своими магнитными свойствами.

Темы: машиностроение, САПР, 3d моделирование, техническое образование, промышленные предприятия, технические вузы

В военное время значение синуса может достигать четырех

Медь – цветной металл, обладающий высокой тепло- и электропроводностью. Медь хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии.
Чистая медь согласно ГОСТ 854-66 859-66 имеет 11 марок (М00б, М0б, М1б, М1, М2, М3 и т.д.) в зависимости от содержания вредных примесей в меди. Суммарное количество примесей (висмут, сурьма, мышьяк, железо, никель, свинец, олово, сера, кислород, фосфор) в лучшей марке М00б – 0,01% (то есть меди в ней 99,99%), а в марке М3 примесей 0,5%.

Одним из главным природным источником для получения меди служат сульфидные руды, содержащие халькопирит CuFeS₂, называемый медным колчеданом, или другие сернистые минералы руды, например борнит 5Cu₂S·Fe₂S₃, халькозин CuS и др.
Вторым по значению источником получения меди являются окисленные медные руды, содержащие медь в виде куприта Cu2O или азурита 2CuCO₃·Cu(OH)₂. Также известен теперь уже очень редкий, окисленный минерал меди – малахит CuCo₃·Cu(OH)₂.

Чистая медь розовато-красного цвета, плотность составляет 8,93 г/см3, температура плавления – 1083 ?С. Предел прочности чистой меди не очень высок и составляет 220 МПа. Чистую медь благодаря высокой электропроводности применяют для электротехнических целей (основная сфера применения меди). Также медь обладает высокой теплопроводностью и пластичностью.

Легирование меди обеспечивает повышение ее механических, технологических и эксплуатационных свойств. Различают три группы медных сплавов:
– латуни
– бронзы
– сплавы меди с никелем

Латунями называют двойные (томпак, где 90% и более – меди и 10% цинка и полутомпак, где меди 79-86%Ю остальное цинк) или многокомпонентные сплавы на основе меди, в которых основным легирующим элементом является цинк. При введении других элементов (кроме цинка) латуни называют специальными по наименованию элементов, например, железофосфорномарганцевая латунь и т.п.

По сравнению с медью латуни обладают большей прочностью, коррозионной стойкостью. Механическая прочность латуней выше, чем меди, и они лучше обрабатываются (резанием, литьем, давлением). Большим их преимуществом является более низкая стоимость, так как входящий в состав латуней цинк значительно дешевле меди.

Латуни нашли широкое применение в приборостроении, в общем и химическом машиностроении.

Латуни могут содержать до 40-45% цинка. При большем содержании цинка снижается прочность латуни и увеличивается ее хрупкость. Содержание легирующих элементов в специальных латунях не превышает 7-9%.

Медноцинковые латуни в соответствии с ГОСТ 15527-70 выпускают восьми марок.

Латуни обозначают начальной буквой Л, затем ставят цифру указывающую средний процент меди в этом сплаве.

Л96 – томпак, меди 96%, цинка 4%.

Латуни более сложного состава в обозначении имеют после буквы Л другую букву, а цифры, размещенные после цифры, указывающей процент меди, указывают процент добавок в марке латуни.

Все добавляемые к латуни элементы обозначают русскими буквами:

Продаем прокат из меди и медных сплавов, со склада в Москве по ценам заводов производителей, оптом и в розницу. В каталоге 250 товаров, расположенных в 11 категориях. Отгрузка продукции по территории России, удобная система оплаты и заказа.

В виде шара, цилиндра или пластины, ГОСТ 859-2001

М1 – диаметр от 5 до 180 мм, в бухтах или отрезками от 2 до 10 метров

М1М, М1Т и М2М – толщиной от 0,1 до 2,44 мм, шириной от 30 до 300 мм

М1 – толщиной от 0,6 до 120 мм, размеры от 600 до 1500 мм

МНЖ5-1 и МНЖМц – диаметром от 10 до 258 мм, толщиной от 1.5 до 5 мм, длиной 6000 мм

ММ (ELUMA, Cu-DHP БС, Cu-DHP) – длиной 15000 мм

М1, ММ, ПММ и МнЖКТ – диаметром от 0,3 до 6 мм, в катушках, бухтах и мерными отрезками

М1 – диаметром от 4 до 50 мм, толщиной от 0,5 до 8 мм, длиной 3000 мм

Emmeti, IBP, Tiemme, Uni-Fitt, Viega. Для стыковки труб разного сечения, выполнения поворотов, развилок, тройников под углами

М2Р – толщина от 0,6 до 1 мм, в бухтах и мерными отрезками

М1 – толщиной от 3 до 12 мм, длиной 4000 мм

Медь обладает повышенной тепло и электропроводностью, стойкостью к коррозии. Три вида запаса прочности: мягкий, полутвердый и твердый. Для получения дополнительных характеристик в медный сплав включают легирующие добавки. Увеличение прочности за счет добавления олова, цинка и алюминия. Магнитные свойства металла, медь диамагнетик. Это качество используется создании изделий электротехнического назначения. Медный прокат экологически чистый и безопасный для человека материал, используется в пищевой промышленности, электротехники, машиностроении и строительстве.

Повышенная теплопроводность делает медный прокат незаменимым в изготовлении обогревателей, кондиционеров и теплообменников. Из меди создают прочные и надежные кровельные и водосточные трубы, емкости для транспортировки газов и жидкостей. Медь легко подается ручной и механической обработке, сочетается с натуральным камнем, деревом или стеклом, для создания декоративных композиций.

Медь, один из металлов который окружает человека и используется им уже тысячи лет. Применяется для соединения металлических деталей из разнородных металлов. В строительстве, кровле, трубопроводах, электронике и других областях.

Характеристики

Cu от латинского Cuprum – золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой с желтовато-красным оттенком. Медь металл с повышенной тепло- и электропроводностью, второе место по электропроводности среди металлов после серебра. Удельная электропроводность при 20°C: 55,5-58 МСм/м. Металл с относительно большим температурным коэффициентом сопротивления: 0,4% / °С. Медь относится к металлам диамагнетикам. Получают из медных руд и минералов, методом пирометаллургии, гидрометаллургии и электролиза. Медь имеет низкий коэффициент трения и применяется в парах скольжения.

Химический состав медных сплавов

Сплавы меди и их классификация

• Медь с оловом – один из первых сплавов. Великолепные статуи Греции, произведения, имеющие и сегодня непревзойденную художественную ценность, отливались именно из оловянистых бронз. Сегодня производство сплава с оловом усовершенствовано. В технологическом процессе задействованы электрические дуговые печи, а защита сплава от окисления происходит в вакууме. Для увеличения прочности и пластичности бронзы в технологический процесс включают закаливание и старение сплава с оловом.
• Алюминиевая бронза – сплав алюминия с медью, хорошо деформируется и слабо поддается коррозии. Применяют для изготовления конструкционных элементов и деталей, подвергающихся воздействию высоких температур.
• Сплавы меди и свинца являются непревзойденными материалами с антифрикционными свойствами. Добавление свинца повышает прочность.
• Латунь – двухкомпонентный или многокомпонентный сплав, в основе которого имеется медь, такой как томпак или полутомпак, называется латунью.
• Нейзильбер – это медно-никелевый сплав с никелем от 5 до 35% и цинком. Стоимость дешевле мельхиора, но полностью аналогичен ему по внешнему виду и свойствам.
• Сплав меди с железом возможен благодаря близким физико-химическим параметрам металлов, однако разница в температурах плавления придает такому сплаву высокую пористость.

Латуни славятся высокой прочностью благодаря содержанию в них цинка (40-45%). Легкость в обработке делает латунь предпочтительней чистой меди. Этот сплав на основе меди используется преимущественно в приборостроении. Прочность латуни, которая содержит небольшой процент алюминия, марганца и других металлов, достигает 90 кг/мм². Применяется при изготовлении запорной арматуры, подшипниковых вкладышей.

Сферы применения

Двухфазные сплавы с повышенной прочностью, однофазные пластичны. Медно-никелевые трубы используются в судостроении, трубки конденсаторов отработавшего пара турбин, охлаждаемых забортной водой, и областях с воздействием морской воды. Медь компонент твёрдых припоев, сплавов с температурой плавления 590-880°С, с повышенной адгезией к большинству металлов.Аноды изготавливаются из меди марок М1 или АМФ в составе фосфор – легирующая добавка для растворения анодов при электролизе. Если в конце обозначения марки стоит буква «у», то это значит, что изготовленные из нее аноды характеризуются очень высоким качеством. Медно-фосфористые аноды, в составе которых железо, свинец и сера. В электролите образуется меньшее количество шлама, а значит, покрытие изделия будет прочным, надежным и долговечным.

Имея повышенную проводимость электричества, медная проволока получила распространение в электроэнергетике. Популярностью пользуется диаметр до 8 мм, из нее изготавливают проводники, провода, шнуры и кабели. Медный сортовой прокат применяется в электротехнике, криогенном оборудовании, трансформаторных подстанциях, используют как обмотку двигателей.

Медная шина применяется для монтажных магистральных шинопроводов. В низковольтном оборудовании электротехнические медные шины применяют для состыковки с электрическими цепями. В высоковольтном оборудовании используются в областях, требующих наличие малого реактивного и активного цепного сопротивления. Шины из бескислородной меди используются для космического и вакуумного оборудования, лежат в основе распределительных устройств, линейных ускорителей, сверхпроводников и электронных приборов. Популярны и незаменимы в области микроэлектроники, в атомной энергетике.

В архитектуре для кровли фасадов применяется медная лента, из-за авто затухания процесса коррозии срок службы листов 100-150 лет. В России используют медный лист для кровель и фасадов нормируется федеральным Сводом Правил СП 31-116-2006.

Также медь используется для бытовых и промышленных систем кондиционирования. Трубы для кондиционеров способны выдерживать повышенное давление без деформации и при этом оставаться гибкими. Медная труба отожженного типа выпускается метражом 15-50 метров, прочностью 210-220 тыс. кПа, разрывное удлинение 50-60%. Не отожженные трубы поставляются прутками, прочность 280-300 тыс. кПа, разрывное удлинение 10-15%. Диаметр выбирается исходя из мощности устройства, чем больше – тем выше уровень хладагента.

Повышенная механическая прочность бесшовных медных труб круглого сечения применяется для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах. В таких странах как Франция, Великобритания и Австралия медные трубы используются для газоснабжения, а в Великобритании, США, Швеции и Гонконге для водоснабжения. В России производство водо-газопроводных труб из меди нормируется национальным стандартом ГОСТ Р 52318-2005, а применение в этом качестве федеральным Сводом Правил СП 40-108-2004.

При установке водопроводных систем как крепеж используются медные фитинги, применяются на местах стыков труб, при разветвлениях или на поворотах. Фитинг часто исполняет роль переходника от одного материала к другому. Лучше использовать детали фитинга из аналогового материала. Если используется медный трубопровод, то фитинг нужен из такого же материала или латуни, который совместим с медью. Фитинг соединяет трубы без сварки или нарезания резьбы, что сокращает время на установки трубопровода, а также повышает качество, надёжность и сроки эксплуатации.

Производство деталей для приборостроения, автомобильной и машиностроительной промышленности используется медные прутки, также при изготовлении украшений, домашней утвари, предметов интерьера. В электротехнике используется для изготовления токопроводящих конструкций, проводников, деталей корпуса, заземляющих и токоотводящих конструкций. Из медного прутка изготовляют: втулки, гвозди, заклепки, гайки, болты, шайбы, клапаны, шестерни, валы и т.д.

: Металлургия: образование, работа, бизнес :: MarkMet.ru

СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ МЕДИ

Медь (Cu) носит также латинское название «купрум», которое происходит от названия острова Кипр, богатого залежами медьсодержащих ископаемых. Медь получила широкое применение в технике и промышленности благодаря ряду ценных свойств, которыми она обладает. Важнейшими свойствами меди являются высокие электро- и теплопроводность, высокая пластичность и способность подвергаться пластической деформации в холодном и нагретом состояниях, хорошая сопротивляемость коррозии и способность к образованию многих сплавов с широким диапазоном различных свойств. По показателям электро- и теплопроводности медь уступает только серебру. Медь диамагнитна.

Чистая пресная вода и сухой воздух практически не вызывают коррозии меди. Незначительное влияние на химическую стойкость меди оказывают сухие газы, ряд органических кислот, спирты и фенольные смолы, к углероду медь пассивна. Хорошей коррозионной стойкостью обладает медь и в морской воде. При отсутствии других окислителей на медь не действуют разбавленные серная и соляная кислоты. Медь растворяется в горячей серной кислоте и легко растворяется в азотной. Она плохо сопротивляется действию аммиака, аммиачных солей и щелочных цианистых соединений. Коррозию меди вызывают также хлористый аммоний и окислительные минеральные кислоты.

Более 50% добываемой меди применяется в электротехнической промышленности. Благодаря высокой теплопроводности и коррозионной стойкости медь широко применяется в теплообменниках, холодильниках, вакуумных аппаратах и т. п. Примерно 30— 40% меди применяется в виде сплавов

Основные физические и механические свойства меди приводятся ниже:

 

Атомная масса	63,54
Плотность при 20°С, г/см3	8,96
Температура, °С:
плавления	1083
кипения	2600
Удельная теплоемкость, кал/г	0,092
Теплопроводность кал/(см·сек·град)	0,941
Скрытая теплота плавления, кал/г	43,3
Коэффициент линейного расширения, 1 /град	0,000017
Удельное электросопротивление, ом-мм2/м	0,0178
Временное сопротивление меди, кГ/мм2
деформированной	40-50
отожженной	20-24
Предел текучести меди, кГ/мм2, при температуре, °С
20	7
200	5
400	1,4
Относительное удлинение меди, %:
Деформированной	4-6
отожженной	40-50
Предел упругости меди, кГ/мм2:
Деформированной	30
отожженной	7
Модуль упругости, кГ/мм2	13200
Модуль сдвига, кГ/мм2	4240
Предел усталости меди при переменно-изгибающих напряжениях на базе 108 циклов, кГ/мм2
Деформированной	11
отожженной	6,7
Твердость НВ меди, кГ/мм2
Деформированной	90-120
отожженной	35-40

 

 

В технической меди в качестве примесей содержатся: висмут, сурьма, мышьяк, железо, никель, свинец, олово, сера, кислород, цинк и другие. Все примеси, находящиеся в меди, понижают ее электропроводность. Температура плавления, плотность, пластичность и другие свойства меди также значительно изменяются от присутствия в ней примесей.

Висмут и свинец в сплавах с медью образуют легкоплавкие эвтектики, которые при кристаллизации затвердевают в последнюю очередь и располагаются по границам ранее выпавших зерен меди (кристаллов). При нагревании до температур, превышающих точки плавления эвтектик (270 и 327°С соответственно), зерна меди разъединяются жидкой эвтектикой. Такой сплав является красноломким и при прокатке в горячем состоянии разрушается. Красноломкость меди может вызываться присутствием в ней тысячных долей процента висмута и сотых долей процента свинца. При повышенном содержании висмута и свинца медь становится хрупкой и в холодном состоянии.

Сера и кислород образуют с медью тугоплавкие эвтектики с точками плавления выше температур горячей обработки меди (1065 и 1067°С). Поэтому присутствие в меди небольших количеств серы и кислорода не сопровождается появлением красноломкости. Однако значительное повышение содержания кислорода приводит к заметному понижению (механических, технологических и коррозионных свойств меди; медь становится красноломкой и хладноломкой.

Медь, содержащая кислород, при отжиге ее в водороде или в атмосфере, содержащей водород, делается хрупкой и растрескивается. Это явление известно под названием «водородной болезни». Растрескивание меди в этом случае происходит в результате образования значительного количества водяных паров при взаимодействии водорода с кислородом меди. (Водяные пары при повышенных температурах имеют высокое давление и разрушают медь. (Наличие трещин в меди устанавливается путем испытания на изгиб и кручение, а также микроскопическим методом. В меди, пораженной водородной болезнью, после полировки хорошо видны характерные темные .включения пор и трещин.

Сера снижает пластичность меди при холодной и горячей обработке давлением и улучшает обрабатываемость резанием.

Железо растворяется в меди в твердом состоянии весьма незначительно. Под влиянием примесей железа резко снижаются электро- и теплопроводность меди, а также ее коррозионная стойкость. Структура меди под влиянием примесей железа измельчается, что повышает ее прочность и уменьшает пластичность. Под влиянием железа медь становится магнитной.

Бериллий является раскислителем по отношению к меди, несколько снижает электропроводность ее, повышает механические свойства и значительно уменьшает окисление при повышенных температурах.

Мышьяк сильно понижает электро- и теплопроводность меди. Одновременно с этим мышьяк в значительной мере нейтрализует вредное влияние примесей висмута, кислорода, сурьмы и повышает жаростойкость меди. Поэтому мышьяковистая медь с содержанием 0,3—0,5% Аз применяется для изготовления деталей специального назначения, используемых для работы в условиях восстановительной атмосферы при повышенных температурах. Мышьяк растворим в меди в твердом состоянии до 7,5%.

Сурьма очень сильно понижает электро- и теплопроводность меди. Поэтому медь, предназначенная для изготовления проводников тока, должна содержать минимальное количество сурьмы (не выше 0,002%). Растворимость сурьмы в меди при температуре образования эвтектики (64б°С) составляет 9,5%. При понижении температуры растворимость сурьмы в меди резко падает. С этим связано отрицательное влияние сурьмы при прокатке меди. Медь, подлежащая прокатке, не должна содержать сурьмы более 0,06%. В меди, предназначенной для штамповки, допускается содержание сурьмы до 0,2%.

Фосфор сильно понижает электро- и теплопроводность меди, но положительно влияет на ее механические свойства и жидкотекучесть. Фосфор широко применяется в литейном деле в качестве раскислителя  меди и оказывает положительное влияние при сварке меди.

Алюминий повышает коррозионную стойкость и снижает окисляемость меди при нормальной и повышенной температурах, значительно понижает ее электро- и теплопроводность, а также оказывает отрицательное влияние при пайке и лужении медных изделий. На механические свойства и обрабатываемость меди давлением примесь алюминия не оказывает заметного влияния. Растворимость алюминия в меди в твердом состоянии составляет 9,8%.

 

МЕДНЫЕ СПЛАВЫ

 

Латуни

Сплавы, в которых основными компонентами являются медь и цинк, (называют латунями. Латуни обладают достаточно высокими механическими и технологическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью. Практическое применение в технике имеют латуни с содержанием цинка до 45%. При содержании цинка до 39% латунь имеет структуру однофазного твердого раствора цинка в меди, называемую α-латунью. Структура латуней, содержащих цинк в пределах от 39 до 43%, состоит из смеси кристаллов двух твердых растворов α+β. При содержании цинка более 50% образуется твердый раствор γ обладающий высокой хрупкостью. Максимальной пластичностью обладает латунь, содержащая примерно 32% Zn, а максимальной прочностью — латунь, содержащая 45% Zn. Латуни, структура которых состоит только из α-раствора, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии. Латуни, имеющие двухфазную структуру (α+β), обладают повышенной твердостью, хорошо обрабатываются в горячем состоянии, но в холодном состоянии пластичность их очень мала.

Температуры начала и конца кристаллизации латуней лежат близко друг от друга. Этим объясняется особенность литейных свойств латуней — малая склонность к ликвации, хорошая жидкотекучесть, склонность к образованию концентрированной усадочной раковины. Обработка латуней давлением имеет ряд особенностей.

Твердый раствор латуней β при температуре выше 500°С обладает большей пластичностью и меньшей прочностью, чем α-латуни, в то время как при комнатной температуре прочность их выше, чем у α-латуней. В связи с этим для прокатки в горячем состоянии наиболее пригодны латуни, структура которых состоит из β-раствора или α+β-раствора.

При обработке давлением в холодном состоянии латуни получают значительный наклеп и для снятия напряжений их подвергают отжигу. На свойства латуней самым решающим образом влияет величина зерна. Свойства латуней и величина зерна находятся в зависимости от температуры и продолжительности отжига, а также от степени предшествующей деформации. Для получения мелкого зерна в α-латунях требуется температура отжита в пределах 350— 450°С.

В интервале температур 200—600°С у латуней появляется хрупкость, связанная с образованием примесями свинца, сурьмы и висмута хрупких межкристаллитных прослоек. С повышением температуры эти прослойки растворяются и пластичность латуней резко возрастает.

Атмосферные условия, сухой пар, пресная и морская вода, сухие газы, уксусная кислота в спокойном состоянии, сухой четыреххлористый углерод, фторированные органические соединения, хлористый метил и бромозамещенные соединения при отсутствии влаги не вызывают заметной коррозии латуни. Сильную коррозию латуней вызывают рудничные воды, растворы йодистых солей, окисляющие растворы, азотная, соляная, фосфорная и жирные кислоты, серный ангидрид, сероводород, растворы едких щелочей, растворы аммиака. Скорость коррозии резко возрастает при повышении температуры в морской и пресной воде, в уксусной кислоте, растворах едких щелочей и других средах. Значительно возрастает скорость коррозии латуней в газах с повышением их влажности.

Большой ущерб промышленности наносится обесцинкованием и коррозионным растрескиванием латуней, которое происходит при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих напряжений. Склонность латуней к коррозионному растрескиванию возрастает с повышением содержания цинка и с увеличением до известного предела растягивающих напряжений. Мало чувствительны к коррозионному растрескиванию латуни, содержащие менее 7% Zn. В латунях с высоким содержанием цинка коррозионное растрескивание наблюдается относительно редко, если внутренние напряжения менее 6 кГ/мм2.

Коррозионное растрескивание нагартованной латуни может наблюдаться и при лежании во влажной атмосфере. Этот вид коррозии в сильной степени зависит от влажности атмосферы и проявляется во все времена года не одинаково интенсивно, поэтому ее иногда называют «сезонным  растрескиванием ».

Медноцинковые сплавы, содержащие, кроме меди и цинка, добавки алюминия, железа, марганца, свинца, никеля и других элементов, называют специальными латунями. Они обладают повышенной коррозионной стойкостью, лучшими технологическими и механическими свойствами, а также особыми специальными свойствами.

Специальные латуни в зависимости от основного легирующего компонента обычно носят и соответствующие названия: алюминиевая, кремнистая, марганцовистая, никелевая, свинцовистая латунь и т. д.

Алюминиевые латуни находят применение в качестве коррозионно- и жаростойкого материала. Из разных марок алюминиевых латуней изготовляют конденсаторные трубки, трубы, шестерни, втулки, различные детали в авиационной и других отра елях промышленности.

При добавке в латуни алюминия резко повышаются прочность и твердость сплава и понижается пластичность. Наибольший практический интерес представляют латуни, содержащие до 4% Аl, которые хорошо обрабатываются давлением. Добавка алюминия повышает коррозионную стойкость сплава в отношении атмосферной коррозии. Однако латуни с добавкой алюминия менее устойчивы в морской воде. Кроме того, они сравнительно сильно подвержены коррозионному растрескиванию. Поэтому такие латуни не рекомендуются для длительного хранения. Кроме того, алюминий ухудшает способность латуней к пайке и лужению.

 

Кремнистые латуни обладают более высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и морской воде, чем простые латуни. Из кремнистых латуней изготовляют поковки и штамповки, литую арматуру, шестерни и детали морских судов, литые подшипники и втулки.

Под влиянием кремния значительно повышаются механические и литейные свойства сплава, а также улучшается технологический  процесс сварки и пайки.В латунях с повышенным содержанием цинка кремний значительно повышает твердость и уменьшает пластичность. Примеси алюминия, железа, сурьмы, мышьяка и фосфора в кремнистых латунях являются вредными, так как ухудшают антифрикционные, коррозионные, литейные и другие свойства латуней.

Марганцовистые латуни характеризуются более высокой прочностью, твердостью и коррозионной стойкостью по сравнению с простыми латунями. (Применяются они в виде полос, листов, прутков, а также поковок в судостроении и в других отраслях промышленности.

При содержании марганца в латунях до 4% значительно повышаются временное сопротивление, пределы пропорциональности и упругости без понижения пластичности. Понижение удлинения, ударной вязкости наблюдается при содержании в латунях марганца выше 4%. Марганцевые латуни хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии. Стойкость их к воздействию хлоридов, морской воды и перегретого пара значительно выше, чем у обычных латуней. Склонность марганцевых латуней к коррозионному растрескиванию весьма значительна.

Никелевые латуни обладают хорошей коррозионной стойкостью, повышенными механическими свойствами и стойкостью против истирания, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состояниях. Применяются никелевые латуни для изготовления конденсаторных трубок для морских судов, манометрических трубок, сеток бумагоделательных машин я других изделий. Под влиянием никеля у латуней повышается коррозионная стойкость в атмосферных условиях, морской воде и в условиях бактериологической коррозии, а также резко уменьшается склонность к коррозионному растрескиванию.

Свинцовистые латуни относятся к числу так называемых автоматных латуней. Они хорошо обрабатываются резанием, обладают повышенными антифрикционными свойствами и хорошо деформируются в холодном состоянии. Значительная часть существующих марок свинцовистых латуней относится к группе специальных латуней, носящих название мунц-металл. Коррозионная стойкость латуней резко повышается в условиях воздействия морской воды при добавке в них 0,5—1,5% Sn «морские латуни». Эти латуни имеют удовлетворительные механические, технологические и литейные свойства. По химическому составу они относятся к оловянным латуням. Наибольшее применение имеют латуни марок ЛO70-1 и ЛO62-1. Из латуни марки ЛО70-1 изготовляют трубки конденсаторов морских судов и -различной теплотехнической аппаратуры. Латунь марки ЛO62-1 применяют для изготовления деталей, от которых требуется повышенная коррозионная стойкость. Выпускается она в виде полос, листов и прутков.

Добавка в латуни железа повышает механические и технологические свойства сплава главным образом вследствие того, что задерживает рекристаллизацию латуни и способствует получению мелкого зерна. При содержании железа более 0,03% латуни становятся магнитными. Поэтому для антимагнитных латуней содержание железа допускается не выше 0,03%. Особо благоприятное влияние на повышение механических свойств и улучшение коррозионной стойкости оказывает железо в сочетании с марганцем, никелем и алюминием.

Сурьма и сера сильно ухудшают качество латуней. Примеси сурьмы вызывают разрушение латуней при обработке давлением как в горячем, так и в холодном состоянии. Под влиянием сурьмы увеличивается склонность латуней к коррозионному растрескиванию.

При содержании в латунях свыше 0,5% Аs они в значительной мере теряют свою пластичность за счет образования на границах зерен хрупких прослоек химического соединения. (Вместе с тем содержание мышьяка до 0,02% предохраняет латуни от обесцинкования, что повышает коррозионную стойкость их в морокой воде.

Небольшие количества фосфора повышают механические свойства латуней и способствуют измельчению зерна в литье. При повышенном содержании фосфора он выделяется в виде отдельной составляющей с температурой плавления около 700°С, увеличивая твердость и снижая пластичность латуней.

В зависимости от способа изготовления изделий и полуфабрикатов из латуней их разделяют на литейные и деформируемые.

Литейные  латуни предназначены для отливки различных коррозионностойких, антифрикционных и других деталей в кокиль, в землю и центробежным способом.

Деформируемые латуни подвергают всем видам горячей и холодной обработки давлением.

Изменяя режимы обработки давлением, получают латуни с различными механическими свойствами: мягкие, твердые, особо твердые.

Мягкая латунь обладает высокой пластичностью. Достигается это обработкой давлением в отожженном состоянии. Степень мягкости полуфабрикатов из таких латуней характеризуется (Величиной предела прочности и относительного удлинения, а для лент и листов — глубиной продавливания по Эриксону.

Твердая латунь характеризуется повышенной прочностью ((твердостью) и пони жени ой пластичностью. Повышенная прочность таких латуней достигается обработкой давлением с высокими степенями обжатия (упрочнением). Обычно требуемые механические свойства полуфабрикатов достигаются при степени нагартовки не менее 30%.

Особо твердая латунь получается холодной обработкой давлением (прокаткой и волочением) с высокой степенью деформации. Таким путем из латуни марки Л68 изготовляют ленты и полосы с временным сопротивлением не менее 62 кГ/мм2 и относительным удлинением не менее 2,5%. Из часовой латуни марки ЛС63-3 изготовляют ленты и полосы с временным сопротивлением не менее 64 кГ/мм2 и относительным удлинением не более 5%.

Установлен следующий порядок маркировки латуней: первая буква Л указывает название сплава (латунь), а следующая за ней цифра обозначает среднее содержание меди в сплаве.

Для специальных латуней приняты следующие обозначения элементов: А — алюминий, Ж — железо, Мц — марганец, К — кремний, С — свинец, О—олово, Н — никель. Первые две цифры, стоящие за буквенным обозначением, указывают среднее содержание меди в процентах, а последующие цифры — содержание других элементов; остальное (до 100%) составляет цинк.

Буква Л в конце наименования марки указывает на то, что латунь литейная, отсутствие этой буквы—латунь предназначена для обработки давлением.

 

Бронзы

Бронзами называют сплавы меди с различными элементами, кроме цинка и некоторых сплавов с марганцем и никелем.

Оловянные бронзы обладают хорошими механическими, антифрикционными и технологическими свойствами, а также высокой .коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, «в сухом и влажном водяном паре, в пресной и морской воде, в сухих газах и кислороде при нормальной температуре.

Оловянные бронзы имеют очень малую усадку и поэтому все наиболее сложные по конфигурации отливки изготовляют из таких бронз. Они не дают сосредоточенной усадочной раковины, и поэтому для отливки изделий из них нет необходимости иметь большие прибыли. Оловянные бронзы мало чувствительны к перегреву, отлично воспринимают пайку и сварку, не дают искры при ударах, немагнитны и .морозостойки.

Оловянные бронзы с содержанием более 22% Sn очень хрупки и не имеют практического применения. Вследствие увеличения хрупкости с повышением содержания олова для обработки давлением применяют оловянные бронзы, содержащие не более 7— 8% Sn. Оловянные бронзы имеют большую склонность к обратной ликвации. При резко выраженной обратной ликвации на поверхности отливок появляются хрупкие выделения в виде белых пятен (оловянного пота), отрицательно влияющих на качество отливок. Они быстро разрушаются под воздействием рудничных вод, содержащих соли-окислители, и в растворах аммиака. Возрастает скорость коррозии оловянных бронз в газах при высоких температурах в присутствии хлора, брома, йода, а также в сернистом газе в присутствии влаги. Значительное влияние на свойства оловянных бронз оказывают примеси.

Фосфор повышает механические, литейные и антифрикционные свойства оловянных бронз, а свинец улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием. В сплавах, обрабатываемых давлением, содержание фосфора допускается не более 0,5%. При более высоком содержании фосфора оловянные бронзы не поддаются горячей обработке давлением.

Железо  при его содержании в оловянных бронзах до 0,03% является полезной примесью, так как способствует образованию мелкозернистой структуры, повышает механические свойства и задерживает рекристаллизацию. При более высоком содержании железа резко снижаются коррозионные и технологические свойства оловянных бронз.

Вредными примесями в оловянных бронзах являются алюминий, кремний, магний, висмут, мышьяк и сера.

Маркировка бронз производится по тому же принципу, что и латуней. Впереди стоят буквы Бр. (бронза), а затем следуют буквенные обозначения элементов, входящих в состав сплава, и за ними цифры, указывающие среднее содержание элемента в процентах.

Сплавы меди с другими элементами, кроме олова и цинка, называют специальными (безоловянными) бронзами. По литейным свойствам оловянные бронзы превосходят специальные. Однако по другим свойствам специальные бронзы обладают более высокими показателями.

Алюминиевые бронзы превосходят оловянные по механическим свойствам и коррозионной стойкости в атмосферных условиях, морской воде, углекислых растворах, а также в растворах многих органических кислот (лимонной, уксусной, молочной). Они кристаллизуются в узком интервале температур, обладают высокой жидко текучестью, не склонны к ликвации, морозостойки, немагнитны и не дают искры при ударах. К недостаткам алюминиевых бронз следует отнести то, что они трудно поддаются пайке мягкими и твердыми припоями, имеют повышенную объемную усадку и недостаточно устойчивы к воздействию перегретого пара.

Для повышения механических свойств и коррозионной стойкости в алюминиевые бронзы чаще всего добавляют железо, никель, марганец. Железо способствует образованию более мелкой структуры и повышает механические свойства алюминиевых бронз. Никель значительно повышает прочность, твердость, коррозионно- и жаростойкость алюминиевых бронз. Такие сплавы удовлетворительно переносят обработку давлением и применяются для деталей ответственного назначения как сплавы высокой прочности. Марганец повышает коррозионно- и жаростойкость алюминиевых бронз.

Примеси висмута и серы ухудшают механические, технологические свойства и поэтому являются вредными примесями в алюминиевых бронзах. Цинк также оказывает отрицательное «влияние на технологические и антифрикционные свойства алюминиевых бронз.

В наклепанном состоянии прочность алюминиевых бронз значительно возрастает. В широком диапазоне изменяются механические свойства алюминиевых бронз в результате термической обработки.

Бериллиевые  бронзы   имеют высокие пределы прочности, упругости, текучести и усталости; а также высокую электро- и теплопроводность, твердость, износоустойчивость, сопротивление ползучести, коррозионную стойкость и высокое сопротивление коррозионной усталости.

В связи с весьма ценными свойствами, которыми обладают бериллиевые бронзы, они получили широкое применение в технике для изготовления пружин, мембран, пружинящих контактов и т. д. Добавка некоторых количеств никеля и кобальта в бериллиевые бронзы является полезной. Ухудшают качество бериллиевых бронз примеси железа, алюминия, кремния, магния и фосфора. Весьма вредными примесями в бериллиевых бронзах являются свинец, висмут, сурьма.

Марганцевые бронзы при удовлетворительных механических свойствах обладают высокой пластичностью, хорошей коррозионной стойкостью и способностью сохранять механические свойства при повышенных температурах, поэтому их применяют для изготовления деталей, работающих при высоких температурах.

Кремнистые бронзы обладают высокой пластичностью и хорошими литейными свойствами. Для повышения механических свойств и коррозионной стойкости в кремнистые бронзы обычно добавляют марганец и никель. Такие бронзы имеют высокие механические и антифрикционные свойства, отлично свариваются и паяются, немагнитны, в значительной мере сохраняют свои свойства при низких температурах, не дают искры при ударах и хорошо обрабатываются давлением как «в горячем, так и в холодном состоянии, обладают хорошей коррозионной «стойкостью в пресной и морской воде и в атмосфере сухих газов: хлора, брома, фтора, фтористого водорода, сероводорода, сернистого газа, аммиака, хлористого водорода. В присутствии влаги коррозионная стойкость кремнистых бронз снижается. (Кремнистые бронзы удовлетворительно сопротивляются воздействию щелочей, кроме растворов высоких концентраций, и при высоких температурах. Они быстро корродируют в кислых рудничных водах, содержащих в растворе сернокислую окисную соль железа, а также в растворах солей хромовых кислот и хлорного железа.

В бронзах, обрабатываемых давлением, содержание железа не должно быть выше 0,2—0,3%, так как при более высоком содержании железа заметно снижается коррозионная стойкость сплава. Под «влиянием свинца кремнистые бронзы легко разрушаются при обработке давлением в горячем состоянии, поэтому кремнистые бронзы, предназначенные для горячей обработки давлением, не должны содержать свинца более 0,01 %. Примеси висмута, мышьяка, сурьмы, серы, фосфора являются очень вредными и содержание их в кремнистых бронзах не должно превышать 0,002%.

Свинцовые   бронзы имеют высокие антифрикционные свойства и применяются для изготовления высоконагруженных подшипников с большим удельным давлением.

Состав бронзы, способы ее получения и изготовления готовых изделий выбираются в зависимости от назначения, условий эксплуатации и предъявляемых к ним требований.

По способу изготовления все бронзы разделяют на две группы: литейные и деформируемые.

Литейная бронза предназначена для получения деталей путем литья в песчаные формы, в кокиль, центробежным способом и по выплавляемым моделям. Литейные бронзы широко «применяют для изготовления различной арматуры, антифрикционных «деталей, для художественного литья и других целей.

Деформируемая бронза «предназначена для изготовления полуфабрикатов — поковок, фасонных профилей, прутков круглого, квадратного, прямоугольного и шестигранного сечения, полос, ленты, листов, проволоки и труб путем ковки, прессования, горячей и холодной прокатки.

Из оловянистых бронз в качестве деформируемых материалов применяются бронзы, содержащие до 8% Sn.

Легко обрабатываются давлением алюминиевые бронзы, содержащие обычно до 12% А1: алюминиевожелезные, алюминиево- марганцевые, алюминиевожелезоникелевые и др.

Хорошо поддаются обработке давлением кремнемарганцовистые бронзы марки Бр. КМцЗ-1 и бериллиевые бронзы. Бериллиевые бронзы в закаленном состоянии обла дают высокой пластичностью, а после отпуска они приобретают высокую упругость, прочность и твердость.

В зависимости от назначения, физических, механических и других свойств деформируемую бронзу разделяют на жаропрочную, износостойкую, конструкционную, приборную, пружинную и т. д.

Деформируемая жаропрочная бронза обладает хорошей прочностью при высоких температурах. К таким бронзам относятся кремнистоникелевая марки Бр. КШ-З, алюминиевая Бр.АЖН10-4-4, а также бронзы марок Бр. АЖ9-4 и Бр. АЖМц 10-3-1,5, хотя две последние марки обладают меньшей жаропрочностью. Кроме того, к жаропрочным бронзам относится целый ряд специальных сплавов: хромистая бронза, хромоциркониевые бронзы, хромо- кадмиевые бронзы, хромоцинковые бронзы н др.

Деформируемая износостойкая бронза применяется для изготовления деталей трения. К этой группе сплавов относятся оловянистые, алюминиевые, кремнистые и бариллиевые бронзы. Прутки из оловянистой бронзы марки Бр.ОФ6,5-0,15 применяются для подшипников, изготовляемых в виде втулок, работающих в условиях средней трудности по удельным давлениям и скоростям скольжения или при повышенных нагрузках и малых скоростях скольжения. По сравнению с литейными бронзы оловянистые деформируемые имеют более низкую износостойкость.

Бронзы алюминиевые уступают оловяни стым по сопротивлению заеданию и износостойкости. Однако они обладают большей прочностью и твердостью. В условиях средней трудности и при хорошей смазке алюминиевые бронзы работают надежно. Из алюминиевых бронз изготовляют червячные передачи, направляющие втулки, неответственные подшипники :в виде втулок и другие детали.

Бериллиевая бронза успешно применяется в условиях трения-качения, где недопустимы остаточные деформации материала (в шаровых сочленениях приборов и агрегатов и др.).

Бронза кремнистомарганцовистая в качестве коррозионно- и износостойкого материала используется для изготовления сеток и решеток, работающих в сточных водах, испарителях, дымовых фильтрах и т. д.

Деформируемая конструкционная бронза применяется для изготовления деталей, которые в процессе эксплуатации испытывают силовую нагрузку и от которых одновременно требуются коррозионная стойкость и специальные физические свойства.

Полуфабрикаты из алюминиевых бронз, легированных железом, никелем и марганцем, нашли широкое применение для нагруженных деталей в различных конструкциях химического аппаратостроения, в судостроении, в авиации и общем машиностроении. Этому способствует сочетание в указанных сплавах высоких прочностных характеристик при достаточно высоких пластических свойствах и ударной вязкости с большой коррозионной стойкостью.

Бронзы кремнемарганцовистая (Бр. КМцЗ-1) и кремнистоникелевая (Бр. КН1-3)

при хорошей коррозионной стойкости и достаточно высокой прочности обладают высокой пластичностью. Из бронзы Бр. КМцЗ-1 в отожженном состоянии изготовляют очень тонкие ленты (толщиной до 0,05 мм). При

Алюминиевожелезные бронзы (типа Бр. АЖН 10-4-4) и бронза марки Бр. КН1-3, обладающие высокой жаропрочностью, применяются для изготовления деталей, работающих при повышенных температурах.

Деформируемая приборная бронза применяется для изготовления деталей, приборов и аппаратов. В зависимости от условий службы для изготовления деталей приборов и аппаратов могут применяться различные высокопрочные конструкционные бронзы, пружинные бронзы и др.

Деформируемая пружинная бронза применяется для изготовления пружин и пружинных деталей различного типа и назначения. В качестве пружинных бронз широко применяются оловянистые бронзы Бр. ОФ6,5-0,15, Бр. ОФ4-0,25, Бр. ОЦ4-3, алюминиевая бронза А7 и бериллие- вые бронзы марок Бр. Б2, Бр. БНТ1,9 к Бр. БНТ1,7.

Оловянистые и алюминиевые бронзы обладают повышенной упругостью и прочностью в нагартованном состоянии. Бериллиевые бронзы, мягкие и пластичные в закаленном состоянии, получают высокую упругость и твердость после отпуска. Пружины из бериллиевых бронз по своим свойствам при нормальной и повышенных температурах превосходят все другие пружины.

Мягкая бронза легко штампуется и гнется. Мягкость бронз достигается обработкой давлением и отжигом при высокой температуре для полного снятия внутренних напряжений и восстановления структуры. Бронзы деформируемые дисперсионно твердеющие называются мягкими в состоянии закалки, а последующий отпуск резко повышает твердость и прочность. Мягкие бронзы применяются тогда, когда по условиям технологии изготовления детали подвергаются дополнительной деформации (штамповке, гибке).

Полутвердая бронза применяется для изготовления мембран, трубок Бурдона, фланцев, гроссов и других деталей крепления, от которых требуется повышенная прочность. Бронзы этой группы при повышенной прочности и твердости сохраняют достаточную пластичность для обработки штамповкой и гибкой. Для получения необходимых свойств бронзы полутвердые подвергаются обработке давлением со средними степенями деформации 10—30%.

Твердая бронза обрабатывается давлением со степенями деформации 30— 50%. Эта бронза обладает повышенной прочностью, твердостью и упругостью, низкой пластичностью и применяется для изготовления пружин, контактов, втулок и других деталей.

Особо твердая бронза имеет высокие пределы упругости, прочности и твердости и пониженную пластичность. Требуемые свойства бронза приобретает после обработки давлением с высокой степенью деформации (более 50%). Таким путем изготавливают особо твердые ленты и полосы из кремнемарганцовистой бронзы марки Бр.КМц3-1,оловянофосфористой бронзы марки Бр. ОФ6,5-0,15 и оловяиноцинковой бронзы марки Бр. ОЦ4-3.

 

МЕДНОНИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ

Медноникелевые сплавы условно разделяют на конструкционные и электротехнические. К конструкционным медионикелевым сплавам относятся коррозионностойкие сплавы типа мельхиор, сплавы меди, никеля и цинка типа нейзильбер и коррозионно- стойкие упрочняющиеся сплавы меди, никеля и алюминия типа куниаль.

Мельхиор. Сплавы этого типа обладают высокой коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, сухих газах и в атмосферных условиях, они хорошо противостоят действию щелочных растворов солей и органических соединений. Структура сплавов типа мельхиор представляет собой твердый раствор и поэтому они хорошо обрабатываются давлением в холодном и горячем состояниях.

Мельхиор марки МНЖМцЗО-0,8-4,0 обладает большой стойкостью в среде парового конденсата. По устойчивости против действия ударной !(турбулентной) коррозии он превосходит практически все другие известные сплавы. Благодаря этим свойствам мельхиор марки МНЖМцЗО-0,8-1,0 применяется для конденсаторных труб морскигз судов, работающих в особо тяжелых условиях. Мягкие конденсаторные трубы, изготовляемые в соответствии с ГОСТ 10092—62, имеют временное сопротивление не менее 38 кГ/мм2 и относительное удлинение в- пределах 03%, а полутвердые трубы 50 кГ/мм2 и 10% соответственно.

Нейзильбер — сплав, обладающий наилучшими свойствами из группы тройных сплавов меди с никелем и цинком. Он представляет собой твердый раствор никеля и цинка и меди, обладает хорошей коррозионной стойкостью, красивым серебристым цветом, повышенной прочностью и удовлетворительной пластичностью в холодном и горячем состояниях. На воздухе нейзильбер не окисляется и достаточно стоек в растворах солей и органических кислот. Применяется этот сплав для изготовления медицинского инструмента, технической посуды, телефонной аппаратуры, паровой и водяной арматуры, изделий санитарной техники, точной механики, бытовой посуды и художественных изделий. Полуфабрикаты из нейзильбера поставляются в виде полос, ленты, прутков и проволоки.

Куниаль  А — сплав меди с никелем и алюминием. Он хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состояниях. Полуфабрикаты из этого сплава производят в виде прессованных прутков с временным сопротивлением не менее 70 кГ/мм2 и относительным удлинением не менее 7%.

Куниаль  Б обладает хорошей коррозионной стойкостью. Полуфабрикаты из него изготовляют в виде полос толщиной 0,5— 3 мм для пружин. Полосы из сплава куниаль Б обладают временным сопротивлением не менее 56 кГ/мм2 и относительным удлинением не менее 3%.

Электротехнические медно- никелевые  сплавы. К ним относятся сплавы типа ТП и ТБ, термоэлектродный сплав с высоким содержанием никеля— копель, реостатный сплав константан и сплав манганин.

Сплав ТП применяется для изготовления компенсационных проводов к платина- платинородиевой термопаре, а сплав ТБ применяется для изготовления компенсационных проводов к платина-золотой и палладий -платинородиевой  термопарам.

Копель— сплав, применяемый в качестве отрицательного термоэлектрода термопар хромель — копель и железо—копель, а также в виде компенсационных проводов. Копель имеет максимальную термоэлектродвижущую силу но сравнению с другими  меднооникелевыми сплавами такого же назначения и практически нулевой температурый коэффициент электросопротивления. Этот сплав является также хорошим материалом для реостатов и нагревательных устройств с рабочей температурой до 600°С.

Константан —сплав, отличающийся высокой термоэлектродвижущей силой, малым температурным коэффициентом, (постоянством электросопротивления. Сплав применяется для реостатов, термопар, нагревательных приборов с рабочей температурой до 500°С. Температурный коэффициент электросопротивления сплава в интервале 20—100°С составляет 2 • 10 ^–6 1/град.

Манганин. Сплав широко применяют в качестве прецизионного (материала с высоким омическим сопротивлением. В паре с медью он обладает незначительной термоэлектродвижущей силой, что позволяет почти полностью избавиться от термотоков. При 20°С электросопротивление сплава в виде лент, полос и проволоки составляет 0,42—0,48 ом •мм2/м.

РЗОЦМ начал производить трубы из нового сплава на основе меди и железа

Ревдинский завод по обработке цветных металлов начал производство труб из высокопрочного сплава CW107C. Первые опытные партии уже направлены потребителю.

CW107C — это высокопрочный сплав на основе меди с добавлением железа. Данный материал новый как для ревдинского завода, так и для других российских предприятий цветной металлургии. Трубы из сплава CW107C в России не производились, а поставлялись из-за границы.

Между тем данная продукция сегодня очень востребована, так как позволяет отказаться, в частности, от использования в холодильных системах токсичных и экологически вредных хлорированных и фторированных углеводородов (фреон R22) и перейти на природные хладагенты, такие как диоксид углерода (СО2). СО2 нетоксичен, невзрывоопасен, имеет высокий КПД.

Но для его применения в холодильных системах необходимы трубы с бОльшей толщиной стенки и другой жесткостью, способные выдерживать давление до 120 бар.  Сплав меди и железа в этом случае идеален. Оборудование, изготовленное с использованием этих труб, более экономичное в эксплуатации. Также данная продукция востребована в электротехнике и автомобильной промышленности.

— Освоение сплава CW107C началось весной. Мы изучили требования потребителя к продукции, согласовали технические параметры, составили технологические схемы производства и нормативно-технологические карты, утвердили номенклатурный ряд, — рассказывает инженер-технолог Анна Герасимова. — В конце июля на склад РЗОЦМ поступила первая опытная партия продукции, прошедшая все контрольные испытания.

К настоящему времени выпущены трубы диаметром от 12,7 до 41,27 миллиметра.

— Сегодня монополистами по производству трубы из аналогичных сплавов являются предприятия Германии, — говорит Денис Илясов, директор Южного филиала ООО «УГМК-ОЦМ». СО2 —экологичный газ, использующийся в системах нового поколения. Мы имеем все возможности для выхода на перспективный рынок со своей продукцией из сплава CW107C. Возможности у завода огромные.

После отработки технологии трубы из нового медного сплава производства РЗОЦМ составят конкуренцию заграничным аналогам и станут доступней российскому потребителю.

причины появления, на каких металлах появляется

Контактная коррозия металлов – это одно из часто встречающихся явлений, способных привести к их повреждению, потере эксплуатационных характеристик и полному разрушению.

Явление наблюдается, когда контактируют два металла, отличающиеся по электромеханическим свойствам.

Большинство рекомендаций по производству и эксплуатации металлоконструкций отмечают, что компоновать металлы нужно с учетом их совместимости.

Но это требование не всегда соблюдается.

Рассмотрим особенности коррозийного процесса и постараемся ответить на вопрос о том, какие материалы совмещаются между собой.

В зависимости от типа металлов, при контакте они ведут себя по-разному.

К примеру, контактная коррозия распространена при соприкосновении углеродистой стали и алюминия, меди и железа, цинка и алюминия. И это – только часть возможных сочетаний.

Иногда контактная коррозия наблюдается и в случае, если происходит контакт одинаковых металлов. Также появляются проблемы в месте соединения при сварке, по шву, из-за использования специальных присадочных проволок и других материалов.

Почему появляется контактная коррозия

Причина распространения коррозии – возникновение компромиссного потенциала. Он отличается по своим показателям от соприкасающихся металлов.

В итоге появляется пересечение анодной и катодной кривой.

В качестве анода выступает металл, у которого электроотрицательный потенциал выше, чем у другого. Электроположительный металл становится катодом.

Многое зависит и от типа электролита. Это приводит к тому, что увеличится скорость растворения и протекания процесса.

Стоит также учесть и скорость растворения анода. На нее влияет разность катодных и анодных потенциалов.

Значение также имеет уровень компромиссного потенциала. На него влияет тип металлов, которые вступают в контакт.

Есть и 4 внешних фактора, которые оказывают на него воздействие. К ним относятся такие, как:

• Температура самого металла и среды, в которой он находится.
• Уровень аэрации, доступ кислорода.
• Особенности окружающей среды, степень загрязненности и типы рассеянных в воздухе частиц.
• Уровень влажности, наличие прямого контакта с водой, постоянного намокания.

Процесс контактной коррозии развивается в различных средах. Это – открытый воздух, вода, почва.

Если при распространении коррозии, на материал неравномерно воздействует кислород, велика вероятность появления дифференциальной аэрации.

Это затрудняет катодную реакцию и влияет на саму интенсивность протекания процесса.

Особенности проявления катодной коррозии для разных типов металлов и сплавов

На особенности протекания коррозии влияет тип сплавов и металлов, которые контактируют друг с другом.

Все особенности сочетаний указаны в таблице ниже.

Тип металла	Сочетания	Примечания
Алюминий и оксидированные сплавы.	Магний и его оксидированные сплавы, прошедший пассивацию кадмий, разные типы стали – как окрашенной, так и оцинкованной, фосфатированной.	Допускается применение сочетаний с низким риском появления коррозии как в жестких, так и в средних условиях.
Магний и разные виды сплавов	Магний и сплавы, в том числе, при покрытии грунтом и лаком, анодированный алюминий и сплавы, сталь с хромовым покрытием, а также с нанесенным сверху цинком, кадмием, оловом и другими видами продукции.	Допускается применение сочетаний с низким риском появления коррозии как в жестких, так и в средних условиях.
Медь и разные виды сплавов	Никель, олово, хром, золото, анодированный алюминий. Допускается применение припоя оловянно-свинцового типа. Допускается сочетание с разными вариантами сплавов анодированного алюминия, окрашенной или фосфатированной стали.	Допускается применение сочетаний с низким риском появления коррозии как в жестких, так и в средних условиях.
Ценные металлы -родий, серебро, палладий, золото	Все перечисленные виды металлов отлично сочетаются друг с другом с низким риском появления контактной коррозии. Можно также использовать изделия с оловом, никелем, алюминием, хромом и различными вариантами сплавов.	—-
Цинк и сплавы	Сочетаются с разными вариантами стали, в том числе, хромникелевой, фосфатированной, окрашенной. В процессе обработки можно использовать в качестве припоя олово, а также его сочетание со свинцом. Среди других допустимых сочетаний – никель, анодированный алюминий и разные типы сплавов.	—-
Олово и сплавы	Среди допустимых сочетаний можно назвать никель, хром, олово, медь, припои из сплава свинца и олова. Сталь в контакте может быть покрытой цинковым слоем, окрашенной или анодированной, если планируется использование в контакте с морской водой. Можно также использовать такой вариант материала с золотом и серебром.	—-
Хром и никель	Одни из наиболее сочетаемых с другими разновидностями сырья. Список допустимых для контакта металлов очень большой – от золота, меди и сплавов до хрома, никеля, меди, цинка, кадмия и других.	—-
Кадмий	Может соприкасаться с хромом, прошедшим процесс пассивации оловом, цинком, никелем, кадмием, припоем из олова и свинца. Сталь может быть как хромникелевой, так и хромистой, а также с дополнительным полимерным покрытием.	—-

Меры предосторожности для недопущения развития контактной коррозии

Чтобы риск контактной коррозии металла снизился, нужно соблюдать 3 рекомендации. К ним относятся следующие:

• Будьте осторожны с покрытиями. Это актуально в том случае, если планируется использовать изделие в районах с тропическим климатом и рядом с морем. Дополнительное покрытие не стоит наносить на участки деталей, где планируется сварка внахлест, установка заклепок из других видов сырья. Причина заключается в особенностях поведения электролита, когда коррозия значительно усиливается.
• При проведении сварки и клепки деталей, покрытие нужно снимать. После того, как все работы проведены, сверху можно будет наносить полимерное покрытие для борьбы с негативным воздействием окружающей среды.
• Не стоит использовать гальваническое покрытие в том случае, если перед вами деталь из черных или цветных металлов, прошедшие через литьевые формы.

Чтобы не допустить появления коррозии, всегда нужно понимать, с какими металлами вы работаете, и как они сочетаются друг с другом. Чтобы уменьшить степень интенсивности разрушения металла, нужно как можно скорее удалить соприкасающиеся отрезки сырья друг от друга.

Когда деталь используется в агрессивных средах, можно предусмотреть специальные прокладки. Хорошо справляется с задачей использования в морской воде магний и большинство его сплавов, цинк, алюминий и другие.

В качестве изоляции между элементами могут выступать металлические или полимерные лакокрасочные покрытия. Хорошим решением станут свинцовые детали.

Защитим ваши металлические изделия от коррозии

Наша компания выполняет задачи по проведению горячей оцинковки разных видов материалов. Среди преимуществ работы с нами есть такие, как:

• Опыт работы с 2007 года. Регулярно сотрудничаем со многими постоянными клиентами.
• Большая производственная база. У нас есть три цеха горячего цинкования. Мощность предприятия составляет 120 тысяч тонн в год.
• Универсальность. Работаем даже со срочными заказами и любыми видами изделий. На предприятии установлена самая глубокая ванна в ЦФО. Ее глубина составляет 3,43 метра.
• Качественное оборудование. Используем в обработке технику от таких крупных брендов, как KVK KOERNER и EKOMOR.

Мы гарантируем полное соответствие требованиям ГОСТ 9.307-89. Готовы ответить на все интересующие вас вопросы и быстро приступить к выполнению поставленной задачи.

Вернуться к статьям

Поделиться статьей

Нержавеющая сталь или латунь: выбор по цене и характеристикам

Сделать заказ можно по телефону

Наши специалисты с радостью вам помогут

+7 495 775-50-79

Латунный и нержавеющий металлопрокат относится к коррозионностойким материалам и широко используется в различных сферах производства. Детали, узлы, аппараты и конструкции, работающие в агрессивных средах, применяют в автомобилестроении, строительстве и архитектуре, пищевой промышленности, энергомашиностроении, судостроении и медицине.

Особенности латуни

Латунь представляет собой сплав меди и цинка, в котором доли этих металлов могут меняться в зависимости от требуемых характеристик материала:

1. В технических латунях доля цинка составляет 48–50%. Этот материал обладает большой прочностью, износостойкостью, но малой пластичностью.
2. Латунь с содержанием цинка до 35% более пластична и может обрабатываться в холодном и горячем состоянии.

Для увеличения коррозионной стойкости латунь легируют оловом, никелем, кремнием, цинком, алюминием. Латуни отличаются составом и назначением:

• латунный прокат, используемый в судостроении, называется морской латунью и отличается повышенным сопротивлением к коррозии, благодаря легированию оловом;
• для часовой промышленности применяют латунь автоматную, пластичную и легкую в обработке;
• латуни для фасонного литья имеют в составе присадки, улучшающие пластичность, повышающие прочность материала. Листы, трубы, прутки из латуни традиционно используются для производства пищевого и холодильного оборудования. Благодаря отличному сопротивлению сплава воздействиям активной жидкой и парообразной среды техногенного характера, узлы агрегатов обладают высокой коррозионной стойкостью.

Латунь устойчива окислительным процессам в следующих условиях:

• в горячей и холодной пресной воде;
• при атмосферных воздействиях;
• деаэрированных разбавленных растворах уксусной, фосфорной и серной кислоты.

Особенности нержавеющей стали

Нержавеющая сталь представляет собой сплав железа, легированный хромом, никелем, медью, марганцем. Добавление различных элементов в сплав повышает коррозионную стойкость стали и улучшает свойства твердости, износостойкости. Нержавеющая коррозионная сталь в сравнении с латунью имеет более широкое применение, так как значительно дешевле сплава из меди и цинка.

Нержавеющий металлопрокат массово используется на предприятиях пищевой, медицинской, нефтегазовой промышленности, сельского хозяйства, строительства. Благодаря свойству стали не образовывать вредных соединений при контакте с пищевыми продуктами, этот металл широко распространен в быту.

Конструкции из нержавейки более надежные, долговечные и устойчивые к влияниям агрессивных сред, кислот и щелочей, что обуславливает их повсеместное применение в современном строительстве.

Преимуществами применения нержавеющей стали в сравнении с латунью являются:

1. Безотказная работа нержавеющего металлопроката аустенитного класса при температурах от +450 °C до 800 °C. Латунные изделия используется до температурного предела +260 °C.
2. Коррозионная стойкость к большинству кислот, холодной и горячей воде.
3. Сравнительно низкая стоимость нержавейки при одинаковых прочностных характеристиках с латунью.

Нержавеющий металлопрокат от производственной компании «Глобус-Сталь» отличается высоким качеством, соответствующим ГОСТ, конкурентной ценой без посредников, доступностью широкого ассортимента листового, трубного, фасонного проката.

Сварка стали с медью и медными сплавами

---

Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек – в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки – в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

---

При нормальной температуре сплавы железа с медью представляют собой твердые растворы железа в меди (ε-фаза, содержание Fe≤0,2%), меди в α-железе (<0,3% Сu) и смеси этих растворов (α + ε). Растворимость меди в α-железе меньше, чем в γ-железе. При 20 °С при равновесных условиях в α-железе растворяется менее 0,3 % Сu. При 850 °С максимальная растворимость меди в δ-, γ- и α-железе составляет соответственно 6,5; 8 и 1,4%. Растворимость железа в меди уменьшается с понижением температуры с 4 % при 1094 °С до 0,4 % при 750 °С, при 650 °С падает до 0,2 % и с дальнейшим снижением температуры изменяется незначительно.

Введение углерода в железомедные сплавы несколько снижает растворимость меди. Марганец и кремний улучшают растворимость Марганец расширяет область γ-твердого раствора, в котором медь растворяется интенсивнее.

физико-химические свойства Сu и Fe близки (строение кристаллической решетки, атомные радиусы и т. д.), что дает возможность получения непосредственного соединения меди (медных сплавов) с железом (сталью). Осложняющим фактором является различие в температурах плавления, сильная разница в теплопроводности и теплоемкости, высокая сродство меди к кислороду, ее высокая жидкотекучесть, склонность к пористости, появление эвтектики Сu + Сu₂O, охрупчивающей металл.

Типичным дефектом, сопровождающим сварку стали с медью (медными сплавами), наплавку, пайку сталей медьсодержащими припоями, т. е. процессы, в которых имеет место контакт стали с жидкой медью, является межкристаллитное проникновение меди в сталь (МКП). Дефект представляет собой трещины в виде «клиньев», заполненных медью, часто охватывающей группу зерен. Его глубина от 0,01 до 40 мм. Локализация в районе действия напряжения растяжения, у концентраторов напряжений. Частота появления дефекта от единиц до десятков на одном квадратном сантиметре. Дефект существенно снижает механические свойства стали (σ_0,2, σ_в, σ_-1, δ) и особенно пластические. Трудно или вовсе невозможно обнаружить его неразрушающими методами контроля. Избежать появления дефекта для многих марок сталей без применения специальных методов не удается. Механизм МКП объясняется на основе представлений об адсорбционном понижении прочности, межзеренной коррозии и диффузии под напряжением, расклеивающего действия жидкой меди. Исследования показали общность условий образования МКП меди в сталь и горячих трещин (ГТ) в стали.

Все пути и приемы, способствующие предотвращению появления ГТ в стали, способствуют и предотвращению МКП меди.

Сокращение времени контакта жидкой меди со сталью, ведение процесса в твердой фазе при возможно более низкой температуре, легирование металла шва элементами, повышающими стойкость ГТ, применение барьерных подслоек и подставок, повышение содержания ферритной фазы в стали способствуют предотвращению появления этого дефекта.

Сварка трением дает сварные соединения с прочностью на уровне основного материала в отожженном состоянии. Нет МКП меди в сталь, что связано со спецификой процесса: максимальные температуры развиваются на соединяемых поверхностях и обычно составляют 700—800 °С (ниже температуры плавления более легкоплавкого металла).

Сварка взрывом дает соединение высокой прочности. Появления пор и микротрещин в зоне сварки крайне редки. Поверхность контакта имеет чаще всего типичные для сварки взрывом волнообразный характер. Вблизи границы имеет место наклеп, а на стороне стали возможно появление в узкой зоне закалочных структур вследствие высокой скорости охлаждения. Толщина плакирующего слоя (медный сплав) обычно 4—10 мм. Отжиг при температуре 700—900 °С сваренных биметаллических листов приводит к росту пластических свойств, некоторому снижению предела прочности и уменьшению анизотропии свойств по площади листа. Метод применяется для получения слоистых листов и лент.

Сваркой прокаткой применяется для получения биметаллических листов и лент сталь + медь, сталь + латунь, сталь + монель-металл и других сочетаний. В большинстве случаев соединение равнопрочно основному металлу. В результате термической обработки (нормализация при 750 °С в течение 30 мин) биметалла сталь — медь в углеродистой стали наблюдается скопление углерода непосредственно у медного слоя, а вблизи ее находится зона, обедненная углеродом.

Диффузионная сварка позволяет получать сварные соединения медных сплавов со сталями на большой номенклатуре пар (БрОЦС5—5—5 + сталь 20ХНР, бронза БрОЦ10—10 + сталь 10, бронза БрОЦ8—12+сталь 12ХН3А, бронза БрХ0,8 + сталь Э, латунь Л59 + сталь, константан+12Х18Н10Т, бронза БрАЖМЦ10-3—1,5 + сталь 30ХГСА, медь М1 + армко-железо и т. д.).

Температура сварки зависит от состава медного сплава и лежит в диапазоне 700—1000 °С. Сварка меди МБ, МОБ, M1 с армко-железом ведется при 7—1000 °С. Этот температурный режим при соединении БрОСНЮ-2-3 со сталью 40Х вследствие наличия в сплаве свинца приведет к оплавлению поверхности уже при температуре 760—780 °С. В таких случаях целесообразна предварительная наварка на сталь медной прокладки малой толщины (порядка 1 мм) при температуре 900 °С, а затем сваркой получают заготовки с бронзой БрОСН10-2-3 при 7 = 750 °С. Сварка стали с медной прокладкой при предварительном нанесении на медь слоя никеля (200 мкм) повышает качество соединения и позволяет производить закалку стали. К применению прослойки никеля прибегают тогда, когда необходимо добиться повышения прочности соединения.

Контактная сварка ведется с применением подкладок под электрод, обеспечивающих интенсификацию тепловыделения в зоне сварки и высокие градиенты температур (например, листовой молибден толщиной 0,6 мм со стороны медного сплава при сварке стали 10 с латунью Л63).

Возможна ультразвуковая сварка деталей малых толщин. Колебания подводятся со стороны меди.

Сварка плавлением выполняется различными методами — ручная электродуговая плавящимся и неплавящимся электродами, полуавтоматическая и автоматическая сварка под флюсом и в среде аргона, электронно-лучевая, газопламенная и др.

Для получения качественных соединении используются различные приемы: процесс ведут с преимущественным плавлением медного сплава (смещение пятна нагрева на медь), используют концентрированный источник тепла, применяют наплавки и проставки из материалов, не склонных к образованию трещин и т. п.

При изготовлении изделий из листового биметалла, получаемого сваркой взрывом и прокаткой, соединения выполняются послойно. В случае, если глубина ванны превосходит толщину свариваемого слоя, возможен переход меди в стальной шов и стали— в медный. В местах расплава контакта меди со сталью может иметь место МКП меди. Все это ведет к ухудшению механических свойств и коррозионной стойкости биметалла. Для явлений прибегают к использованию специальной конструкции сварного соединения (рис. 33.2).

При сварке биметалла и его использовании в качестве проставки в результате нагрева в зоне перехода сталь — медь может иметь место снижение прочности. Термическая обработка такого материала показала, что кратковременный нагрев до 5 мин вплоть до 950 °С и длительный до температуры 250°С не оказывают существенного влияния на механические свойства биметалла. Это необходимо учитывать при выборе размеров проставки.

Добавление железа в медные сплавы: свойства и преимущества

Многие из металлов, используемых в приложениях, представляют собой комбинации нескольких различных типов материалов. Причина этого довольно проста. Многие чистые металлы обладают уникальными свойствами, которые нам нужны в определенных областях применения. Как и в случае с медью, этот металл обеспечивает отличную коррозионную стойкость в морской среде. Он также имеет отличную электрическую и теплопроводность, так как часто используется в электронике и электрических кабелях.Другие характеристики меди включают ее ковкость, пластичность и мягкость.

Однако чистые металлы сами по себе могут иметь отрицательные свойства, которые испортят применение. В случае с медью этот металл слабый. Хотя его можно укрепить с помощью методов наклепа, еще один способ сделать его прочнее – это добавить другие металлы, такие как железо.

Добавление железа в медь

Подобно меди, железо также ковкое и пластичное. Он также обладает хорошей проводимостью и прочностью на разрыв, так как его можно растягивать без разрушения.Однако железо вызывает коррозию, так как окисляется в присутствии воды и кислорода с образованием ржавчины.

Бывают случаи, когда в медные сплавы добавляют железо для получения положительных результатов. Некоторые из основных преимуществ добавления железа в медные сплавы заключаются в обеспечении повышенной прочности на разрыв и коррозионной стойкости без влияния на проводимость, которой уже обладают медные сплавы. Типы медных сплавов, в которые может быть добавлено железо, включают:

Медно-железные сплавы: Медно-железные (CuFe) лигатуры обладают высокой прочностью на разрыв, коррозионной стойкостью и высокой теплопроводностью, а также высокой электропроводностью.Эта лигатура используется в качестве измельчителя зерна при добавлении в другие медные сплавы, такие как алюминиевая бронза и латунные сплавы. Обычно это помогает улучшить механические свойства низколегированной меди.

Медно-никелевые сплавы: При введении в медно-никелевые сплавы железо может помочь улучшить коррозионную стойкость и прочность сплава. Сплав может противостоять коррозионному растрескиванию под напряжением, которое может возникнуть при использовании в условиях влажного воздуха и пара, что делает его идеальным для морских применений.Медно-никелевый сплав обычно используется для производства электротехнической, электронной и морской продукции.

Алюминиевая бронза: В этот медный сплав добавлено примерно 6% железа. Утюг обеспечивает прочность и износостойкость. Этот тип сплава обычно используется в морской среде и в различных приложениях.

Сплавы с высоким содержанием меди: Сплавы с высоким содержанием меди обычно используются для передачи электроэнергии. Хотя они уже обладают достаточной проводимостью, может быть определенная удельная электрическая проводимость, необходимая для применения.Добавление других элементов, таких как железо, может изменить процент проводимости, чтобы он соответствовал желаемому соотношению.

Сплавы с низким содержанием меди могут стать сплавами с высоким содержанием меди при добавлении железа и других металлов. Они будут обладать превосходной прочностью, а проводимость может составлять от 75% до 90%.

При рассмотрении вопроса о добавлении железа в медные сплавы для различных областей применения необходимо понимать типы свойств, которые должен обладать медный сплав, какие преимущества дает железо и будут ли какие-либо негативные последствия для применения.Компания Belmont Metals предлагает сплавы на основе меди и лигатуры на основе меди различных составов. Свяжитесь с нашей технической командой, чтобы узнать больше.

Список металлических сплавов по основным металлам

Сплав – это материал, полученный путем плавления одного или нескольких металлов вместе с другими элементами. Это алфавитный список сплавов, сгруппированных по основным металлам. Некоторые сплавы перечислены под более чем одним элементом, поскольку состав сплава может изменяться таким образом, что один элемент присутствует в более высокой концентрации, чем другие.

Алюминиевые сплавы

• AA-8000: используется для сборки провода
• Al-Li (алюминий, литий, иногда ртуть)
• Alnico (алюминий, никель, медь)
• Дуралюминий (медь, алюминий)
• Магний (алюминий, 5% магния)
• Магнокс (оксид магния, алюминий)
• Намбе (алюминий плюс семь других неуказанных металлов)
• Силумин (алюминий, кремний)
• Замак (цинк, алюминий, магний, медь)
• Алюминий образует другие сложные сплавы с магнием, марганцем и платиной.

Сплавы висмута

• Металл дерева (висмут, свинец, олово, кадмий)
• Роза металлическая (висмут, свинец, олово)
• Металл поля
• Cerrobend

Кобальтовые сплавы

• Мегаллий
• Стеллит (кобальт, хром, вольфрам или молибден, углерод)
• Талонит (кобальт, хром)
• Ultimet (кобальт, хром, никель, молибден, железо, вольфрам)
• Виталлий

Медные сплавы

• Мышьяковистая медь
• Бериллий медь (медь, бериллий)
• Биллон (медь, серебро)
• Латунь (медь, цинк)
• Каламин латунь (медь, цинк)
• Китайское серебро (медь, цинк)
• Голландский металл (медь, цинк)
• Золочение металла (медь, цинк)
• Металл Muntz (медь, цинк)
• Пинчбек (медь, цинк)
• Князь металл (медь, цинк)
• Tombac (медь, цинк)
• Бронза (медь, олово, алюминий или любой другой элемент)
• Алюминиевая бронза (медь, алюминий)
• Мышьяковая бронза (медь, мышьяк)
• Колокол металлический (медь, олово)
• Флорентийская бронза (медь, алюминий или олово)
• Глюцидур (бериллий, медь, железо)
• Гуанин (вероятно, марганцевая бронза из меди и марганца с сульфидами железа и другими сульфидами)
• Gunmetal (медь, олово, цинк)
• Бронза фосфористая (медь, олово, фосфор)
• Ормолу (позолоченная бронза) (медь, цинк)
• Зеркало металлическое (медь, олово)
• Константан (медь, никель)
• Медь-вольфрам (медь, вольфрам)
• Коринфская бронза (медь, золото, серебро)
• Cunife (медь, никель, железо)
• Купроникель (медь, никель)
• Сплавы для тарелок (Bell metal) (медь, олово)
• Сплав Деварда (медь, алюминий, цинк)
• Электрум (медь, золото, серебро)
• Гепатизон (медь, золото, серебро)
• Сплав Гейслера (медь, марганец, олово)
• Манганин (медь, марганец, никель)
• Нейзильбер (медь, никель)
• Северное золото (медь, алюминий, цинк, олово)
• Шакудо (медь, золото)
• Тумбага (медь, золото)

Галлиевые сплавы

• Галинстан (галлий, индий, олово)

Золотые сплавы

• Электрум (золото, серебро, медь)
• Тумбага (золото, медь)
• Розовое золото (золото, медь)
• Белое золото (золото, никель, палладий или платина)

Сплавы индия

• Металл Филда (индий, висмут, олово)

Железо или железные сплавы

• Сталь (углеродистая)
• Нержавеющая сталь (хром, никель)
• AL-6XN
• Сплав 20
• Селестриум
• Морская нержавеющая сталь
• Мартенситная нержавеющая сталь
• Хирургическая нержавеющая сталь (хром, молибден, никель)
• Кремниевая сталь (кремний)
• Инструментальная сталь (вольфрам или марганец)
• Сталь Булат
• Хромолибден (хром, молибден)
• Тигель стальной
• Дамасская сталь
• Сталь HSLA
• Быстрорежущая сталь
• Мартенситностареющая сталь
• Рейнольдс 531
• Сталь Wootz
• Утюг
• Чугун антрацит (углерод)
• Чугун (углерод)
• Чугун чугун (углерод)
• Кованое железо (углерод)
• Фернико (никель, кобальт)
• Элинвар (никель, хром)
• Инвар (никель)
• Ковар (кобальт)
• Spiegeleisen (марганец, углерод, кремний)
• Ферросплавы
• Ферробор
• Феррохром (хром)
• Ферромагний
• Ферромарганец
• Ферромолибден
• Ферроникель
• Феррофосфор
• Ферротитан
• Феррованадий
• Ферросилиций

Свинцовые сплавы

• Сурьма свинец (свинец, сурьма)
• Молибдочалкос (свинец, медь)
• Припой (свинец, олово)
• Терне (свинец, олово)
• Тип металл (свинец, олово, сурьма)

Магниевые сплавы

• Магний (магний, алюминий)
• T-Mg-Al-Zn (фаза Бергмана)
• Электрон

Ртутные сплавы

• Амальгама (ртуть практически с любым металлом, кроме платины)

Никелевые сплавы

• Алюмель (никель, марганец, алюминий, кремний)
• Хромель (никель, хром)
• Мельхиор (никель, бронза, медь)
• Немецкое серебро (никель, медь, цинк)
• Хастеллой (никель, молибден, хром, иногда вольфрам)
• Инконель (никель, хром, железо)
• Металлический монель (медь, никель, железо, марганец)
• Мю-металл (никель, железо)
• Ni-C (никель, углерод)
• Нихром (хром, железо, никель)
• Никросил (никель, хром, кремний, магний)
• Нисил (никель, кремний)
• Нитинол (никель, титан, сплав с памятью формы)

Калиевые сплавы

• KLi (калий, литий)
• NaK (натрий, калий)

Редкоземельные сплавы

• Мишметалл (различные редкоземельные элементы)

Серебряные сплавы

• Серебро 925 пробы Argentium (серебро, медь, германий)
• Биллон (медь или медная бронза, иногда с серебром)
• Британия серебро (серебро, медь)
• Электрум (серебро, золото)
• Голоид (серебро, медь, золото)
• Стерлинговая платина (серебро, платина)
• Шибуичи (серебро, медь)
• Серебро 925 пробы (серебро, медь)

Оловянные сплавы

• Британий (олово, медь, сурьма)
• Олово (олово, свинец, медь)
• Припой (олово, свинец, сурьма)

Титановые сплавы

• Beta C (титан, ванадий, хром, другие металлы)
• 6ал-4в (титан, алюминий, ванадий)

Урановые сплавы

• Staballoy (обедненный уран с титаном или молибденом)
• Уран может быть также легирован плутонием

Цинковые сплавы

• Латунь (цинк, медь)
• Замак (цинк, алюминий, магний, медь)

Циркониевые сплавы

• Циркалой (цирконий, олово, иногда с ниобием, хромом, железом, никелем)

Медные сплавы – обзор

13.4 Материал корпуса клапана

Выбор материала обычно основывается на требованиях к давлению, температуре, устойчивости к коррозии, истиранию и методу производства. Материал, устойчивый к истиранию, может иметь низкую стойкость к коррозии для конкретной жидкости.

Таблица 13.13. Литые медные сплавы для фланцев ISO

9044 9044 904 904

Стандарт	Марка	Основные компоненты	Мин. Предел прочности при растяжении МПа	Макс. / 260	Мин. -10 ° C
ISO 1338	CuSn8Pb2			260	Мин. -10 ° C
ISO 1338	CuAI10F437 904.5AI 2.5Fe	450/590	260	Мин. −10 ° C
BS 1400	AB1
DIN 1714	CuAl10Fe 9044 9044 9044 9044	A95200
UNS	C95200
ISO 1338	CuAI10FeNi5	9.54FeNi5	9.5437 9.5AI
BS 1400	AB2
DIN 1714	CuAI10Ni
ASTM B148	ASTM B148

Некоторые жидкости требуют использования специальных дорогостоящих материалов или материалов, которые создают трудности изготовления, чтобы предотвратить серьезные коррозионные повреждения клапана.К счастью, большинство технологических жидкостей не предъявляют чрезмерных требований к давлению, температуре и коррозии, поэтому чаще всего используются чугун и литая углеродистая сталь.

В следующем обзоре дается общее представление о стоимости материалов, используемых для корпусов клапанов. Обозначения BS и ASTM указаны для каждого материала. При указании материалов всегда рекомендуется указывать общеизвестное стандартное обозначение. Каждая из следующих спецификаций материалов относится к соответствующей группе номинальных значений давления / температуры в Разделе 13.7. Приведенные технические характеристики приведены только в качестве примеров наиболее популярных материалов.

Чугун, BS 1452, ASTM A126

Относительно дешевый материал различных марок, используемый для корпусов клапанов для воды, газа и других некоррозионных жидкостей. Чугун легко лить и изготавливать сложные отливки, в том числе относительно тонкие. Очень хорошая машина.

Литая сталь, BS 1504-161 Grade 480, ASTM A216 WCB

Это самый популярный материал корпуса клапана и используется для воздуха, насыщенного и перегретого пара, некоррозионных жидкостей и газов.Стоимость примерно в четыре раза больше, чем у чугуна. Однако добавление легирующих элементов может повысить его номинальное давление и температуру намного выше, чем у чугуна. Максимальная рекомендуемая температура составляет 426 ° C. Это не самый простой в литье материал, и он может «рваться» при обработке.

Хромомолибденовая сталь, BS 1504 625, ASTM A217 Grade C5

Популярный сплав для температур до 593 ° C, используемый для пара высокого давления, масла, газа, нефтяного пара, морской воды и других агрессивных сред.Этот материал также устойчив к эрозии. Стоимость несколько выше, чем у WCB, но он прочнее и лучше при повышенных температурах, до 649 ° C.

Нержавеющая сталь, тип AISI 316, BS 1504-316C16, ASTM A351 CF8M

Этот материал особенно подходит для окисляющих и очень агрессивных жидкостей. Он подходит для температур до 800 ° C. Стоимость этого материала примерно в два с половиной раза больше, чем хромомолибденовая сталь. Отливка и обработка могут быть очень сложными.Правильная термообработка после литья очень важна. Низкоуглеродистая версия 316L, хотя и более дорогая, может быть более экономичной, если требуется ремонт сварного шва из-за устранения послесварочной термообработки.

Материалы групп ANSI и ISO с аналогичными характеристиками температуры / прочности

Цифры, описывающие возможности материалов при давлении, основаны на группах ASME / ANSI B16.34-2004, ISO 7005-1992 и BS 10–1962. Данные представлены на кривых в разделе 13.7 является точным, но предназначен в качестве краткого руководства по подходящим материалам. Форма кривых подчеркивает температуру, при которой материалы ослабевают. Для получения конкретных данных следует обращаться к таблицам в соответствующем стандарте. Некоторые номинальные значения давления зависят от размера и конструкции фланца, а использование некоторых материалов не рекомендуется для указанных температур. Крепление фланца также может быть важным.

ПРИМЕЧАНИЕ: В различных корпусах с фланцами используются разные принципы проектирования.Стандарты ANSI допускают периодическую работу при + 10% расчетном давлении, но всегда проводят испытания под давлением при 150% расчетного давления. Европейские стандарты и стандарты ISO не допускают никаких операций при давлении выше расчетного, но могут проводить испытания под давлением только при 130% от расчетного давления. Все последствия выбора стандарта необходимо учитывать на этапе проектирования / применения.

Неметаллические седла или футеровки могут не выдерживать такое же номинальное давление / температуру, что и корпус клапана. Спецификации производителей должны быть внимательно изучены на предмет ограничений эксплуатации.

13.4.1 Чугун и углеродистые стали

В таблице 13.3 показаны основные характеристики материалов для серого чугуна, используемого для клапанов. В таблице 13.4 показаны марки ковкого чугуна, а в таблице 13.5 показаны широко используемые ковкие чугуны. Ковкий чугун также называют чугун с шаровидным графитом, что является аббревиатурой от чугуна с шаровидным графитом и чугуна с шаровидным графитом. Чугун Ni-Resist, аустенитный чугун с шаровидным графитом, может быть использован для высокотемпературных и коррозионных применений из-за высокого содержания никеля.Устойчивость к износу и истиранию тоже хорошая. Тип D-2M был разработан для криогенных применений и обладает превосходными противозадирными свойствами, поэтому его следует рассматривать для вводов, см. Таблицу 13.6.

Таблица 13.3. Серый чугун для корпусов клапанов

220

4

220

4

230

221

9043 8

5 серый чугун.Результаты испытаний показывают небольшое изменение прочности или пластичности при температуре до -40 ° C.

Таблица 13.4. Ковкий чугун для корпусов клапанов

Стандартный	Марка	Основные компоненты	Мин. Предел прочности при растяжении МПа	Макс. A126	C120 A		138 145 2 145 2 до −10 ° C
ASTM A278 BS 1452	C125 93 C125 180	230 191	до −18 ° C
ISO 185 ISO 185 938 C130		200 207	300 000 32 300 000 230 000
ASTM A126 BS 1452	B 220 632 220 4	до −10 ° C до −18 ° C
ASTM A278 ISO 185 ISO 185 250		241 250	230 300 300
ASTM A278	C140		276	345
ASTM A278	C160		414	345	414	345

414-18 9043 7 500/7 904 904 38 4

Стандарт	Марка	Основные компоненты	Мин. Предел прочности при растяжении МПа	Макс.температура ° C	Примечания
4 ISO 1083-2	350
ISO 2531	400-5		400	350
ISO 1083	400-15		400	350	350		414	≈300
BS 2789	420/12		420	≈350
	ASTM A536	65-44	≈350
ISO 1083	500-7		500	350
BS 2789		500	≈350
ASTM A536	80-55-06		550	≈350
ISO 1083	120
DIN 1693	600-3		600	≈120
BS 2789	600/3		600
		600
		100-70-03		690	≈120

Таблица 13.5. Ковкий чугун для корпусов клапанов

903 904 / 12 9904 0438

Стандарт	Марка	Основные компоненты	Мин. Предел прочности при растяжении МПа	Макс.	290	221	до −18 ° C
BS 310	B310 / 10		310	221	до −18 ° C
	ISO 5922		ISO 5922 904		320	350	до −10 ° C
BS 309	W340 / 3		340	221	до −18 ° C
	340	221	до −18 ° C
ISO 5922	B35-10		350	350	до −10 ° C
W410 / 4		410	221	До -18 ° C

Таблица 13.6. Никель-стойкий чугун для корпусов клапанов

S

Стандарт	Марка	Основные составляющие	Мин. Предел прочности при растяжении МПа	Макс. NiCr 20 2	1,8Cr 20Ni 1Mn 0,3 Cu 1,9Si	170	≈650	−50 ° C мин.
ASTM A436	Тип 2		172	904
DIN 1694	GGL-NiCr 20 2				температура пара
ISO 2892	L-NiCr 20 2
NiCr	2.25Cr 20Ni 1Mn 2.25Si	370	≈800	7% El 200 BHN
ASTM A439	Тип D-2		400		8% El 202		DIN 204 904	GGG-NiCr 20 2				Износостойкий
ISO 2892	S-NiCr 20 2
BS 3437
BS 3437	904 NiMn4 23,5 2Si	440	Мин.	Износостойкость
ASTM A571	Тип D-2M		417	−196 до −250 ° C
DIN 1694 NI
ISO	S-NiMn 23 4

Рисунок 13.2 указывает на характеристики фланцев из чугуна ISO 7005, изготовленных из материала ISO 185. Фланцы для PN25 и PN40 должны использовать материал более высокого класса Grade 250. На рисунке 13.3 показаны номинальные характеристики чугунных фланцев BS 10. Этот стандарт широко используется для сжатого воздуха, газа, воды, горячей воды и пара. На рисунке 13.4 показаны рабочие характеристики фланцев ISO, изготовленных из высокопрочного чугуна, в соответствии с ISO 2531 Gr 400–5 и ISO 1083 Gr 500–7. На рисунке 13.5 показаны характеристики фланцев ISO при отливке из ковкого чугуна в соответствии с ISO 5922.

Рисунок 13.2. Номинальные значения давления / температуры для чугунных фланцев ISO 7005 – PN2,5, 6, 10, 16, 25 и 40

Рисунок 13.3. Номинальные значения давления / температуры для чугунных фланцев BS 10 – Таблица A, D, E, F и H

Рисунок 13.4. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из высокопрочного чугуна ISO 7005 – PN10, 16, 25 и 40

Рисунок 13.5. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из ковкого чугуна ISO 7005 – PN6, 10, 16, 25 и 40

Номинальные значения для наиболее популярных стальных материалов, отливок по ASTM A216 WCB и поковок по ASTM A105 показаны в таблице 13.6. Также к этой категории относится низкотемпературная сталь ASTM A350 LF2.

Углеродистые стали доступны в широком диапазоне химических составов, что позволяет выбирать определенные механические свойства. В таблице 13.7 указаны материалы, которые соответствуют минимальным требованиям стандартов. Высокопрочная сталь AISI 4140 популярна для применения в условиях высокого давления, см. Таблицу 13.8. Также в группу ANSI 1.9 входит ASTM A271 WC6, который очень похож на BS 1504 621.

Таблица 13.7. Популярные углеродистые стали для корпусов клапанов – (1) Минимальная температура −45 ° C

34 ASTM A216 BS 9044 9044 9044

Стандарт	Марка	Основные компоненты	Мин. Предел прочности при растяжении МПа	Макс. Температура ° C	Примечания
WCB	1Mn 0.6Si 0.3C	485	426	Литой по ANSI 1.1
DIN 17245	GS 22Mo4		440	450/500
4 904	4 905 0.4Ni 0.25Cr	480	400
AFNOR	A48 CM
ISO 3755	200-400W	9044 9044 ISO 9038 9038		ГС-38.3		373	300
ASTM A105		0.35C 0.8Mn 0.35Si	485	426	Кованый ANSI 1.1
BS 1503	221 Gr490	0,25C 1,2Mn 0,5Ni 0,25Cr	490	480
ASTM A350	LF2 (1)	2 0,3C 0,7Mn	343	Кованые ANSI 1.1
BS 1503	221 Gr530	0,27C 1,2Mn 0,5Ni 0,25Cr	530	350
SEW 680	TTST 41V4 904 9044 9044 9044 9044 9044 9044 161GrA	0,25C 0,9Mn 0,4Ni 0,25Cr	490	482	Кованый BS 10
					До -18 ° C

. Высокопрочная сталь для корпусов клапанов

904

Стандарт	Марка	Основные компоненты	Мин. Предел прочности при растяжении МПа	Макс.55Mo 0,55Mn 0,15C	485	593	Кованые, ANSI 1,6
					Превосходная пластичность
BS 970 Pt2	”709Mn40“	770	≈500	−75 ° C мин.
BS 1503	620	1Cr 0,55Mo 0,55Mn 0,4Ni 0,11C	420	525
1.25Cr 0,55Mo 0,65Mn 0,2Ni 0,1 C	480	525	Литой
DIN 17245	GS-17 CrMo 55	1,25Cr 0,5Mo 0,65Mn37 0,17C	4 490/50
ASTM A217	WC6			590

На рисунке 13.7 показаны характеристики стальных фланцев ISO 7005 из литых, кованых и листовых материалов на основе минимальных стандартных материалов группы 1E0.В эту группу входят ISO 3755 200-400 Вт, ISO 2604–1 F8 и ISO 630 Fe360 B.

Рисунок 13.7. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из углеродистой стали ISO 7005 – Группа 1E0, PN2.5, 6, 10, 16, 25 и 40

На рисунке 13.8 показаны номинальные характеристики фланцев BS 10 из углеродистой стали. На рисунке 13.9 показаны улучшенные характеристики фланцев BS 10 при использовании легированной стали. На рисунке 13.10 показаны характеристики поковок из высокопрочной стали, ASTM A182 F12, которые очень похожи на BS 970 En19, теперь 709M40. Этот материал также похож на кованые / литые материалы BS 1503–620 и BS 1504–621.Группа ANSI включает ASTM A182 F11 и ASTM A217 WC6.

Рисунок 13.8. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из углеродистой стали BS 10 – Таблица A, D, E, F, H, J, K, R, S и T

Рисунок 13.9. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из легированной стали BS 10 – Таблица H, J, K, R, S и T

Рисунок 13.10. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из легированной стали ANSI m Группа 1.9a, 150 фунтов, 300 фунтов, 600 фунтов, 900 фунтов, 1500 фунтов, 2500 фунтов и 4500 фунтов

13.4.2 Легированные стали

К низколегированным сталям относятся сплавы с небольшими добавками хрома и никеля вверх к сталям 11 / 13Cr с 4% никеля.Добавление этих элементов улучшает характеристики при высоких температурах и придает некоторую коррозионную стойкость. Добавление хрома и никеля улучшает термическую стабильность стали и делает эти стали популярными для применений, которые выдерживают широкий температурный диапазон без чрезмерного нагрева. В таблицах 13.9, 13.10 и 13.11 перечислены широко используемые сплавы.

Таблица 13.9. 2,25% хромистая сталь для корпусов клапанов

3

Стандарт	Марка	Основные компоненты	Мин. Предел прочности при растяжении МПа	Макс. BS 1503	F22 622-490	2.25Cr 1Mo 0,45Mn 0,15C 2,25Cr 1 Mo 0,65Mn 0,2Ni 0,11C	515 490 490 32 3 329	Кованый ANSI 1.10
ISO 2604-1	F34Q				Кованый ISO 6E0
029 906 DIN 17006 ISO 4991	WC9 622 GS-35 CrMo V 10 4 C34632 C346AH4Cr 1Mo 0,6Si 0,55Mn 2,25Cr 1Mo 0,55Mn 0,2Ni 0,18C 24Cr 0,4Mo 0,65Mn 0,35C	48325 29 325 325 1100	590	Литой ANSI 1.10

Таблица 13.10. Стали с 5% хромом для корпусов клапанов – (1) Окончательные свойства материала и максимальная температура по согласованию

904 ASTM 904 5.2Cr 0,75Si 0,55Mo 0,55Mn 0,2C 904 9044 9044 9044 9044 ISO 4991

Стандарт	Марка	Основные компоненты	Мин. Предел прочности при растяжении МПа	Макс. Температура ° C	Примечания
ASTM A182	F5	5Cr 0.55Mo 0,45Mn 0,2Ni 0,15C	485	649	Кованые ANSI 1,10
ASTM A182	F5a	5Cr 0,55Mo 0,45Mn 0,2Ni 0,25C 904 1503	625	5Cr 0,55Mo 0,5Mn 0,2Ni 0,18C	520	(1)
ISO 2604-1	F37
620	649	Литой ANSI 1,13
BS 1504	625	5Cr 0,55Mo 0,55Mn 0,2Ni 0,2C	C37H

Таблица 13.11. Стали с 9% хромом для корпусов клапанов

Стандарт	Марка	Основные компоненты	Мин. Предел прочности при растяжении МПа	Макс. 1Мн 0.75Si 0,45Mn 0,15C	585	649	Кованые ANSI 1,14
ASTM A217	C12	9Cr 1Mo 1Si 0,5Mn 0,2C	BS620 904 1504	629A	9Cr 1.05Mo 0.5Mn 0.5Si 0.2Ni 0.2C	620	600
ISO 4991	C38H
			905 является популярным для многих приложений, таких как питательная вода для котлов, см. Таблицу 13.12. Эта группа сплавов не указана в ANSI B16.34, однако она указана в ASME VIII и BS 5500. На рисунке 13.11 показаны возможности группы ANSI, в которую входит ASTM A217 WC9 с 2,25% хрома. Эквивалент ISO показан на рисунке 13.12, эти материалы применимы только к фланцам PN25 и PN40. На рисунке 13.13 показаны характеристики группы, в которую входят стали с 5% хрома, такие как ASTM A217 C5. На рисунке 13.14 показаны характеристики группы ANSI, которая включает 9% хромистых сталей.На рисунке 13.15 показаны относительные характеристики литых сталей 11 / 13Cr и 12Cr 4Ni по сравнению с литыми сталями 9Cr согласно BS 5500. Таблица 13.12. 11/13% хромовый сплав для сталей для корпусов клапанов 904 11. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из легированной стали ANSI m Группа 1.10A, 150 фунтов, 300 фунтов, 600 фунтов, 900 фунтов, 1500 фунтов, 2500 фунтов и 4500 фунтов Рисунок 13.12. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из легированной стали ISO 7005 – Группа 6E0, PN25 и 40 Рисунок 13.13. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из легированной стали ANSI – Группа 1.13A, 150 фунтов, 300 фунтов, 600 фунтов, 900 фунтов, 1500 фунтов, 2500 фунтов и 4500 фунтов Рисунок 13.14. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из легированной стали ANSI – Группа 1.14A, 150 фунтов, 300 фунтов, 600 фунтов, 900 фунтов, 1500 фунтов, 2500 фунтов и 4500 фунтов Рисунок 13.15. Сравнительные характеристики напряжения / температуры 11/13 Cr и 12Cr 4Ni в соответствии с BS 5500 Стали с 5%, 8% и 9% никеля были разработаны для применения при низких температурах до −196 ° C. Эти стали могут быть недоступны в виде отливок, но можно получить поковки по ASTM A522. Такие материалы могут потребоваться для клапанов в системах, использующих кованые версии для фланцев и труб (которые стандартизировали их использование для трубопроводов и фланцев). Никелевые стали BS 1503 503 с 3,5% никеля и BS 1503 509 с 9% никеля подходят для работы при температурах до −100 ° C и −196 ° C соответственно. 13.4.3 Нержавеющие стали ПРИМЕЧАНИЕ: Между литыми и деформируемыми сортами нержавеющей стали есть небольшие различия в химическом составе. В некоторых агрессивных средах разница в пропорциях легирующих элементов может иметь значительное влияние. Нержавеющие стали обычно принимаются как серия AISI 300. AISI 302 обычно считается нержавеющей сталью самого низкого качества, но она не используется в значительной степени для удержания давления. AISI 304 – самый популярный из низших марок, см. Таблицу 13.14, рисунки 13.16 и 13.17. Нержавеющая сталь 304 может использоваться для многих применений, которые не требуют дополнительных возможностей или затрат в размере 316. Самым популярным сортом нержавеющей стали в целом является 316, см. Таблицу 13.14, Рисунки 13.18 и 13.19. Если требуется сварка, а термообработка после сварки является сложной или дорогостоящей, то низкоуглеродистые марки 304L и 316L могут быть полезны, если приемлемы более низкая прочность и ограниченный диапазон температур, см. Рисунок 13.20. Таблица 13.14. Нержавеющая сталь для корпусов клапанов (1) Поковки, упрочненные старением Стандартный Марка Основные компоненты Мин. Предел прочности при растяжении МПа Макс. Температура ° C Примечания 12,5Cr 1Mn 1Si 0,5Mo 0,2Ni 0,15C 485/760 Кованый F6b 12.5Cr 1Mn 1Si 1,5Mo 0,5Ni 0,15C 760/930 F6NM 13Cr 4Ni 0,75Mn 0,5Mo 0,45Si 0,06C 760/9304 760/9304 904 904 904 10 Cr 13 13Cr 0.8Mn 0.8Si 0.5Ni 0.12C X 4 Cr Ni 13 4 Werkstoff 1.4001 14Cr 1 1.4001 14Cr8 ASTM A217 DIN 17006 CA-15 GX 5 CrNi32 GX 5 CrNi32 13 9044 9044 ASTM A487 DIN 17006 CA-6NM GX 5 CrNi 13 4 12.75Cr 4,25Ni 1,5Mn 1 Si 0,07C Литой BS 1503 410S21 12,5Cr 0,8Si4 9038 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9038 9038 9038 9038 9038 Кованые 410S29 12,5Cr 1Mn 1Ni 0,8Si 0,17C 695 600 403S17 13Cr 1Mn4 0,58C4 0,8Ni BS 1504 420C29A 11 / 13Cr 620 600 Литой 425C11A 11 / 13Cr4Ni 770 770 770 770 770 932 -3M 82 905 9037 9037 9037 9037 9037 9037 904 904 X2 CrNi 18 9 X2 CrNiMo 18 10 450 450 Мин. −60 ° C Стандарт Марка Основные компоненты Мин. Предел прочности при растяжении МПа Макс. A705 Werkstoff Тип 630 S17400 1.4542 16,7Cr 4Ni 4Cu 1Mn 1Si 0,07C 16,5Cr 3,25Ni 4cu 1mn 1Si0.07C 7326 902 315 (1) (1) ASTM A705 632 02 ASTM A705 st 9off S17700 1.4542 16Cr 4Ni 4Cu 1Mn 0,07C 16,5c2 3,25Ni Cu 1Mn 1Si0.07C 4 (1) (1) ASTM A182 F304 19Cr 9,5Ni 1Mn 0,5Si 0,08C 515 904 515 9041 BS 1503 304S40 18Cr 10Ni 2Mn 1Si 0,07C 510 450 ASTM A353 6 9322 ASTM A351 9326 9322 ASTM A351 9322 8 CF-3 19,5Cr 9,5Ni 2Si 1,5Mn 0,5Mo 0,08C 19Cr 10Ni 2Si 1,5Mn 0,5Mo 0,03C 296 485 815 427 Литой ANSI 2.1 BS 1504 DIN 17440 DIN 17440 ISO 4991 3 ISO 4991 4991 4991 X5 CrNi 18 9 X5 CrNi 19 11 C46 C47 17Cr 7Ni 2Mn 2Si 0.12C 18,5Cr9,2Ni 2Mn 1Si 0,07C 18,5Cr 11,2Ni 2Mn 1Si 0,07C 460 460 460 400 Мин. −196 ° C Мин. −196 ° C . ASTM A182 F316 2,55Si 0,08C 515 815 Кованые, ANSI 2.2 BS1503 316S40 628 316S40 628 316S40 6326296 296 6326296 1Si 0,07C 17,2Cr 12,7Ni 2,7Mo 2Mn 1Si 0,07C 510 510 32 500632 DIN 17440 X5 CrNiMo 18 10 17.5Cr 12Ni 2,25Mo 2Mn 1Si 0,07C 500 Мин. −60 ° C ASTM A351 ASTM A351 9328 932 19,5Cr 10,5Ni 2,5Mo 1,5Si 1,5Mn 0,08C 19Cr 11Ni 2,5Mo 1,5Si 1,5Mo 0,03C 9329 815 454 Литой ANS 2.2 BS 1504 845B 17,5Cr 10Ni 2,5Mo 2Mn 2Si 0,08C 460 20006 ASTM ASTM F304L F316L 19Cr 9,5Ni 1 Mn 0,5Si 0,035C 17Cr 12Ni 2,5Mo 1Mn 0,5Si 0,06326 9038 485 454 454 Кованые ANSI 2.3 BS 1503 304S30 316S30 316S31 18Cr 11Ni 2Mn 2Mn0,03 18Cr 11Ni 0,02 0,03 C 17,2Cr 13Ni 2,25Mo 2Mn 1Si 0,03 C 490 490 490 18.5Cr 11,2Ni 2Mn 1Si 0,03C 17,5Cr 12,5Ni 2,25Mo 2Mn 1Si 0,03C 450 450 Рисунок 13.16. Номинальные значения давления / температуры для фланцев ANSI 304 – Группа 2.1A, 150 фунтов, 300 фунтов, 600 фунтов, 900 фунтов, 1500 фунтов, 2500 фунтов и 4500 фунтов Рисунок 13.17. Номинальные значения давления / температуры для фланцев ISO 7005 из нержавеющей стали 304 – группа 11E0, PN2.5, 6, 10, 16, 25 И 40 Рисунок 13.18. Номинальные значения давления / температуры для фланцев ANSI 316 – Группа 2.2A, 150 фунтов, 300 фунтов, 600 фунтов, 900, 1500 фунтов, 2500 фунтов и 4500 фунтов Рисунок 13.19. Номинальные значения давления / температуры для фланцев ISO 7005 из нержавеющей стали 316 – группа 14E0, PN2,5, 6, 10, 16, 25 и 40 Рисунок 13.20. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из 304L и 316L ANSI – Группа 2.3A, 150 фунтов, 300 фунтов, 600 фунтов, 900 фунтов, 1500 фунтов, 2500 фунтов и 4500 фунтов AISI 304 – отличный материал для криогенных применений.Стандартные требования различаются, но 304 обычно приемлем для температур от −196 ° C до −250 ° C. Ударная вязкость при –250 ° C должна быть не менее 20 Дж. AISI 316 не так популярна для низкотемпературных применений; некоторые нормы ограничивают минимальную температуру до –60 ° C. 13.4.4 Цветные металлы На рисунке 10.41 показаны возможности фланцев ISO 7005, изготовленных из медных сплавов. Характеристики, показанные на кривых в разделе 10.6, применимы ко всем указанным сплавам, см. Таблицы 13.14 для литья и 13,15 для кованых материалов, хотя ISO 426–1, CuZn 20 AI 2 ограничен максимальной температурой 200 ° C. В таблице 13.16 показаны другие медные сплавы, которые являются популярными материалами для клапанов. Таблица 13.15. Кованые медные сплавы для фланцев ISO 7005 Стандарт Марка Основные компоненты Мин. Предел прочности при растяжении МПа Макс. 200 Мин. -10 ° C ISO 428 BS 2872 DIN 17665 ASTM B124 9038 CuAI10Fe3 CA 103 CuAl10Fe C62300 C62300 9.5AI 3Fe 1Ni 570 260 Холоднодеформированные фланцы для −180 ° C ISO 428 CuAI10Ni5Fe4 260 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 9409 BS 2872 CuNi10Fe1Mn CN102 10.5Ni 1.5Fe 0.7Mn 10 −4 2603 9020 903 ISO 429 BS 2872 CuNi30Mn1Fe CN107 31Ni 1Mn 0.7Fe 370 350 Мин. −10 ° C Таблица 13.16. Популярные медные сплавы для корпусов клапанов Стандарт Марка Основные компоненты Мин. Предел прочности при растяжении МПа Макс. пушечный металл LG-4 7Sn 3Pb 2.42n 250 ≈250 BS 1400 Gun6326 9037 9037 9037 GG6326 25Zn 1Pb 250/270 ≈250 На рисунке 13.22 показано увеличение производительности, возможное при использовании только CuAl 10 Fe 5 Ni 5 и CuNi 30 Mn 930 Fe30 используются сплавы. Рисунок 13.22. Номинальное давление / температура фланцев ISO 7005 из выбранных медных сплавов – PN6, 10, 16, 25 и 40 13.4.5 Повышенная коррозионная стойкость Более высокая коррозионная стойкость может быть достигнута за счет увеличения доли хрома и никеля.Медь может быть важным легирующим элементом. Коррозионную стойкость можно улучшить, выбрав альтернативные материалы, см. Таблицу 13.17. На рисунке 13.23 показаны номинальные значения давления / температуры для группы ANSI, в которую входят сплавы 20 и Carpenter 20 ™. Превосходная стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением и широкий диапазон коррозионной стойкости позволяют использовать эти материалы с горячей разбавленной серной кислотой. Таблица 13.17. Материалы с более высокой коррозионной стойкостью 01C 62044 9044 14462 4 3 3 Стандарт Марка Основные компоненты Мин. Предел прочности при растяжении МПа Макс. Температура ° C Примечания 254 SMO 650 ≈400 Усиление азотом Литое и кованое SAF 2205 22Cr 5.54Mni 3,23Mo ASTM A276 S31803 22Cr 5.5Ni 3Mo 2Mn 1Si 0,03C Кованый ASTM A182 F51 X12 CrNiMoN 22 5 22Cr 5,5Ni 3Mo 2Mn 0,03C 654 SMO S32654 (кованый) 24Cr 22Ni ≈ 7,3438 9038 9038 9038 W 1.4465 GX 2 CrNiMoN 25 25 25Cr 23,5Ni 2,25Mo 2Mn 0,03C Литой Zeron 25 Zeron 25 Усиление азотом Кованый Zeron 100 25Cr 7Ni 3.5Mo 1Mn 0,03C 700 Усиленная азотом ASTM A351 J Литые и кованые ASTM A473 9044 9044 ASTM A473 9044 9044 X4 CrNiMoNb 25 7 25Cr 7Ni 1.6M0 2Mn0.06C Ферралий 255 25.5Cr 5.5Ni 3Mo 3Cu 2Mn 0.08C 53044 9044 9044 9044 Литой ASTM A182 FXM-19 22Cr 12.5Ni 5Mn 2,2Mo 1Si 0,06C 690 565 Усиленный азотом S20910 Кованый ASTM 12 A4351 0,05 C 515 510 Усиленная азотом J Литой Карпентер 20Cb-3 20Cb-3 20Cb5Cu 2.5Mo 2Mn 1Si 34Ni 600 ≈875 ASTM B462 Кованый Сплав ASTM A351 9044 9044 9044 C 17Mo 16,5Cr 6Fe 4,5W 2,5Co 52Ni 495 ≈427 Литой ASTM A494 CW-12M-1 9044 31 Cu 1.75Fe ≈450 427 Литой ASTM A494 M30C Титан Ti0.2Pd 0,25 Титан Ti-6AI-4V 6Al 4V 900/1300 300 Кованый Рисунок 13.23. Номинальные значения давления / температуры для фланцев из сплава 20 ANSI – Группа 3.1A, 150 фунтов, 300 фунтов, 600 фунтов, 900 фунтов, 1500 фунтов, 2500 фунтов и 4500 фунтов На рис. 13.24 показаны номинальные параметры для Monel 400 ™. Этот материал можно использовать для морской воды, хлора, плавиковой кислоты, неокисляющих разбавленных кислот и щелочей. Подходит для сухих газов хлора и хлористого водорода. Рисунок 13.24. Номинальные значения давления / температуры для фланцев Mone1400 ™ ANSI – Группа 3.4A, 150 фунтов, 300 фунтов, 600 фунтов, 900 фунтов, 1500 фунтов, 2500 фунтов и 4500 фунтов На рисунке 13.25 показаны характеристики Hastelloy C ™, Inconel 625 ™ и Incoloy 825.Эти материалы демонстрируют отличную стойкость к высокотемпературной коррозии. Hastelloy C обладает отличной стойкостью к точечной коррозии, щелевой коррозии и растрескиванию под напряжением. Он имеет очень хорошую стойкость к горячим кислотам, морской воде и рассолам и используется для влажных растворов хлора, гипохлоритов и диоксида хлора. Inconel 625 ™ обладает очень хорошей стойкостью к точечной коррозии, щелевой коррозии, коррозионному растрескиванию под напряжением, коррозионной усталости и эрозионной коррозии. Он также обладает хорошими характеристиками при работе с высокотемпературными соединениями серы или хлорида.Incoloy 825 обладает отличной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением и хорошей стойкостью к точечной и щелевой коррозии. Применения включают серную, фосфорную и азотную кислоты. Incoloy 825 – очень полезный материал для высокотемпературного пара и влажных дымовых газов. Рисунок 13.25. Номинальные значения давления / температуры для фланцев Hasteloy C TM ANSI – Группа 3.8A, 150 фунтов, 300 фунтов, 600 фунтов, 900 фунтов, 1500 фунтов, 2500 фунтов и 4500 фунтов Титан обладает превосходной коррозионной стойкостью. Раньше было трудно найти литые титановые корпуса клапанов из-за ограниченных производственных мощностей литейных заводов в Европе, но теперь доступны отливки весом более 1000 кг.Титан и его сплавы чрезвычайно устойчивы к водным растворам хлора, рассолам после опреснения, хромовой кислоте, соляной кислоте, азотной кислоте и морской воде. 13.4.6 Неметаллические материалы Ассортимент неметаллических материалов для клапанов не так обширен, как металлические. Неметаллические материалы, как правило, намного слабее, и возможности давления резко снижаются с увеличением размера. Рабочие температуры также весьма ограничены. В таблице 13.18 перечислены наиболее популярные материалы, используемые для изготовления клапанов. Таблица 13.18. Неметаллические материалы для корпусов клапанов 38 904 uP 904 37 DNF 904 90 904 905 Углерод Углерод 905 Медь Порошковые металлические материалы? Если вы раньше обращались за услугами порошковой металлургии, скорее всего, вы купили компоненты, изготовленные из порошка железо-медь-углерод.Покупатели давно считают его стандартом для порошковых металлических материалов. На самом деле железо-медь-углерод – это настоящий магазин материалов. Вместо этого попробуйте представить себе железо-медь-углерод (ICC) просто как отправную точку для порошка. Иногда работает нормально; иногда этого просто недостаточно, и вам нужно изучить десятки других возможностей. Вот некоторая предыстория ICC и неудач, когда мы упорно придерживаемся ее для каждого продукта: Почему железо-медь-углерод наиболее популярны среди порошковых металлических материалов Из всех металлических порошковых деталей, производимых в Северной Америке, около 50% состоит из порошка железо-медь-углерод.Во всяком случае, это брак по расчету. В автомобильной промышленности США некоторые «мегапрограммы» потребляют тонны и тонны продукции каждый год. Многие из их конструкций состоят из частей ICC: Шатуны для автомобилей Крышки коренных подшипников днища двигателей Носители передачи Шатуны порошковые кованые для двигателей Поскольку стоимость материала является доминирующим фактором в автомобильной промышленности, экономия нескольких пенни на фунт с помощью ICC является значительной для автомобильных компаний.В большинстве этих «мегапрограмм» требований к прочности и механическим свойствам можно удовлетворить за счет дешевых порошков ICC в их спеченном состоянии. Существует также простота обработки , которую следует учитывать в популярности ICC. Производство порошка ICC, как правило, довольно снисходительно, если вы подвергаете его недостаточной, чрезмерной синтезу и т.д. Другими словами, они могут быть менее чувствительными, чем современные материалы. Вот практический пример: почти каждый североамериканский двигатель имеет шатуны с порошковой ковкой.Так что тот, кто производит 60 миллионов шатунов в год, с большей вероятностью будет искать материал, с которым легко обращаться и, ну, ну, идиот-стойкий. По этим причинам ICC был доминирующим порошковым металлом в течение многих лет и, вероятно, останется таковым. Но , чтобы максимизировать потенциал вашего проекта , вы должны понимать, что предлагает ICC и каковы его потенциальные недостатки. Недостатки железо-медно-углеродного сплава Альберт Эйнштейн однажды сказал: «То, что правильно, не всегда популярно, а то, что популярно, не всегда правильно.”Вот проблемы с универсальным подходом к порошковой металлургии: 1. Хрупкость Детали ICC, требующие термообработки , могут столкнуться с проблемами. При термической обработке ICC вы рискуете получить хрупкую деталь. Эта локализованная хрупкость может практически превратить ваш компонент в перфорированную бумагу «разрыв по пунктирной линии». Таким образом, инженеры склонны не указывать ICC для термообработанных применений, где требуется высокая прочность или твердость материала.Есть причина, по которой большинство автозапчастей не подвергаются термообработке. 2. Слишком большая пористость Известно, что ICC формируют детали с высокой пористостью. Как? Потеря плотности из-за спекания крупных частиц. ICC используют чистую элементарную медь. Во время спекания медь плавится и диффундирует в железо, образуя сплав. Большинство меди имеют такой же размер частиц, как и железо. Это может оставить большую дыру в вашей детали . Конечно, у большинства деталей из порошкового металла есть отверстия, но когда у вас плавятся такие большие частицы, у вас остается отверстие, которое намного больше, чем вы хотели.Таким образом, эта часть вашей детали будет иметь высокую пористость Другой пример. Представьте, что ваша медная поверхность находится на шестерне. Как только медь плавится, шестерня работает на чем-то меньшей плотности, чем вы хотите. Аналогичная проблема возникает, когда части трутся друг о друга, хотя этого быть не должно. Это может привести к сильному схлопыванию крупных частиц меди из-за чрезмерного напряжения. 3. Размерная нестабильность Железо-медный материал имеет тенденцию «расти» во время спекания .Деталь, диаметр которой начинается с 1 дюйм, может вырасти до 1,005 дюйма, что приведет к потере плотности. Когда вы прессуете и спекаете компонент ICC, вы должны быть особенно осторожны, размер каждый раз остается одним и тем же. Это особенно верно, если у вас жесткие допуски. ICC может быть чувствительным даже к незначительным изменениям содержания меди или углерода. Альтернативы Все, о чем мы только что говорили? Это то, что предлагает большинство традиционных компаний .Но Horizon предлагает альтернативы с использованием материалов с более высокими характеристиками. Более сложных приложений с потребностью в высококачественных свойствах может извлечь выгоду из: Смеси железо-никелевые Предварительно легированные материалы Разница между ICC и другими более продвинутыми материалами подобна разнице между альтернативами магнитомягких композитных материалов, которые мы называем процессами обработки материалов 1P, 3P и 5P. Эта статья о порошковых металлических порошках 1P, 3P и 5P дает хорошее описание этих альтернатив. ICC похожи на композит 1P в том смысле, что они являются базовыми материалами. Они могут работать для некоторых приложений, но для других требуется более высокая производительность. Таким образом, при использовании обычных прессованных и спеченных БДМ каждое приложение должно быть разработано индивидуально, чтобы соответствовать его собственному уникальному набору технических требований. Некоторые преимущества 3P, 5P и других современных материалов: Они более предсказуемы при термообработке. Таким образом, вы сводите к минимуму риск того, что ваша деталь станет хрупкой. Ваши детали будут иметь меньшую потерю плотности из-за спекания. В некоторых случаях вместо увеличения диаметра компонента с 1 дюйма до 1,005 дюйма вы можете увидеть уменьшение диаметра на 0,5% на . Итак, в этом примере вы на самом деле набираете плотность! Большие отверстия не образуются в микроструктуре вашей детали, поэтому будет меньше потенциальных участков для отказа детали. ICC Parts = Товарные детали ( DYK? только _% от общего объема продаж Horizon приходится на проекты, в которых используются детали железо-медь-углерод.Фактически, только двое из наших текущих клиентов используют ICC.) Железо-медный углеродный порошок обычно зарезервирован для товарных проектов , подобных описанным выше. Хотя иногда это полезно в крупных и несложных проектах, есть причина, по которой мы редко используем ICC в Horizon. Если вы хотите серьезно заняться улучшением качества автомобилей, двигателей и других приложений, подумайте о том, чтобы отступить и пересмотреть свой выбор материала. Не всегда самый удобный способ делать покупки – самый лучший. Дендритный электрод никель-железо-медь / металл / оксид металла ядро-оболочка для эффективного электрокаталитического окисления в воде Синтез и определение характеристик исходного сплава NiFeCu Сначала исходный сплав был приготовлен методом электроосаждения, который является одним из наиболее часто используемых методы электрохимического синтеза сплавов. Этот метод позволяет нам управлять желаемыми свойствами, такими как фазовый состав и морфология, регулируя условия электрохимического осаждения 20, 21 .Здесь мы разрабатываем сплав, выбирая Ni, Fe и Cu в качестве соосажденных элементов по следующим причинам: (i) оксиды на основе Ni, Fe и Cu с одним металлическим центром были заявлены как эффективные катализаторы для OER; 9, 10, 22 (ii) Совместно осаждающиеся частицы легко прилипают к одному и тому же типу, но почти не прилипают к частицам другого типа. 20 . (iii) частицы Cu выбраны для коррозии, чтобы увеличить площадь поверхности раздела 23,24,25 . Сплав согласно проекту был приготовлен электроосаждением с контролируемым потенциалом на подложку из пеноникеля (NF) при -1.10 В по сравнению с Ag / AgCl в цитратных водных растворах, содержащих Ni (Cl) 2 · 6H 2 O (80 мМ), Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O (25 мМ) и Cu (SO 4 ) · 5H 2 O (40 мМ) (более подробную информацию о механизме электроосаждения см. На дополнительном рисунке 1 и дополнительном примечании 1). Электроосаждение приводит к образованию коричневой пленки на поверхности пены никеля (дополнительный рис. 1b). Для этого фильма характерно сочетание различных приемов. Спектр порошковой рентгеновской дифракции (XRD) сплава NiFeCu показывает, что свежеприготовленная пленка образовывала твердый раствор с гранецентрированной кубической (ГЦК) структурой (дополнительный рис.2) 20 . Поверхность сплава NiFeCu исследовали методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). СЭМ-изображения показывают, что сплав NiFeCu равномерно нанесен на подложку из пеноникеля с дендритной структурой (рис. 1a) с четко различимой иерархией и расщеплением наконечника, как показано на рис. 1a – c. Диаметр ветвей составляет 1,5–3,0 мкм. Элементный картографический анализ ПЭМ (рис. 1г – ж) показал, что Fe равномерно распределен в пленке.В выпуклых частях преобладает медь, а в вогнутых – никель 20 . Дальнейший анализ тройной системы после осаждения методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS) показал, что Ni, Fe, Cu являются основными элементарными компонентами с атомным соотношением Ni: Fe: Cu = 10: 1: 21 (дополнительный рис. . 3). Рис. 1 Микроскопические измерения исходного сплава NiFeCu. a , b СЭМ-изображения сплава NiFeCu на пеноникеле. Масштабная линейка в a составляет 10 мкм, в b – 2 мкм. c ПЭМ-изображение наконечника NiFeCu. Масштабная линейка в c составляет 500 нм. d – g ПЭМ-изображения кончика ветви и соответствующие элементные сопоставления. Шкала в d составляет 100 нм Синтез и характеристика электрода CS-NiFeCu Затем мы изготовили электрод CS-NiFeCu металл / оксид металла путем удаления легирования. Расплавление – это широко используемый метод нисходящего нано-синтеза, при котором один или несколько химически активных элементов избирательно окисляются и удаляются из исходного сплава химическими и / или электрохимическими методами 10, 26,27,28 .Это поддерживает высокую электропроводность металлического сердечника, что улучшает легкий перенос электронов во время каталитического процесса. Оболочка из оксида металла формируется поверх металлического ядра, что делает оксид активным катализатором для OER. Более подробно, электрод CS-NiFeCu был получен из исходного сплава NiFeCu путем удаления сплава с помощью управления потенциостатом с использованием положительного напряжения смещения при плотности тока 200 мА · см -2 в щелочном растворе в течение 10 часов (дополнительный рисунок 4). . В этих условиях удаления сплава медь проявляет наивысшую химическую активность по сравнению с никелем и железом.Следовательно, во время процесса нанесенная на поверхность Cu постепенно растворялась в растворе, в то время как слой оксида металла образовывался на поверхности, предотвращая дальнейшую коррозию металлического сердечника (дополнительный рис. 1c и дополнительное примечание 2) 29 . Отметим, что полная окисленная структура нежелательна из-за плохой электропроводности большинства оксидов металлов 10, 30 . Поверхность CS-NiFeCu была исследована методами SEM и TEM. СЭМ-изображения показывают, что электрод CS-NiFeCu имел аналогичную морфологию по сравнению с исходным сплавом (рис.2а). Дендритная структура с мохообразными ветвями наблюдалась на СЭМ-изображениях (рис. 2а, б). Диаметр ветвей распределяется в диапазоне 1,5–3,0 мкм, как и у исходного сплава. При дальнейшем увеличении изображения SEM было обнаружено, что Cu преобладает в выпуклых частях поверхности, которые были эродированы, оставляя пористую оболочку (рис. 2b). Увеличенное изображение с помощью просвечивающего электронного микроскопа показывает, что оболочка оксидов CS-NiFeCu покрывает ветви толщиной 250–300 нм (рис. 2в и дополнительный рис. 5). Рис. 2 Микроскопические измерения электрода CS-NiFeCu. a , b СЭМ-изображения катализатора CS-NiFeCu на пене никеля. Масштабная линейка в a составляет 10 мкм, в b – 2 мкм. c ПЭМ-изображение оболочки CS-NiFeCu. Масштабная линейка в c составляет 50 нм. d – h ПЭМ-изображения оболочки CS-NiFeCu и соответствующие сопоставления элементов. Масштабная линейка в d составляет 100 нм Диаграммы XRD (дополнительный рис. 2) для катализатора CS-NiFeCu показывают серию пиков при 2 θ = 43.4 °, 50,4 °, 74,2 °, 90,0 ° и 95,3 ° в тех же положениях, что и исходный сплав NiFeCu с ГЦК 20 . Наблюдались два слабых дифракционных пика CuO при 2 θ = 35,6 ° и 38,9 °, соответствующие остаточной кромочной меди 31 . Отсутствие новых дифракционных сигналов в окне обнаружения подтверждает, что оксиды и / или гидроксидные оболочки NiFe, окружающие металлический сердечник в электроде CS-NiFeCu, имеют аморфную природу 9, 32 . Рентгеноструктурный анализ объемного CS-NiFeCu показал, что только небольшое количество исходного сплава превратилось в оксид во время удаления легирования. Чтобы лучше понять элементный состав и степень окисления, EDS-анализ был применен к массивному материалу и оксидной оболочке CS-NiFeCu. EDS-анализ объемного катализатора CS-NiFeCu показал элементный состав (атомарный) Ni, Fe, Cu, O при Ni: Fe: Cu: O = 10: 1: 16: 3 (дополнительный рисунок 6) по сравнению с Ni: Fe: Cu = 10: 1: 21 для исходного сплава NiFeCu. Отношение металла к кислороду в катализаторе CS-NiFeCu составляет 37: 3, что далеко от полного окисления. Уменьшение количества Cu, присутствующего в CS-NiFeCu, предполагает потерю Cu в процессе удаления сплава.Во время ПЭМ-анализа для дальнейшего EDS-анализа были выбраны обломки оксидной оболочки (дополнительный рисунок 7), показывающий атомную пропорцию Ni: Fe: Cu: O = 10: 1: 10: 26, что соответствует оксидной поверхности CS. -NiFeCu. Анализ элементарного картирования оксидной оболочки (рис. 2d – h) показывает, что Ni, Cu, Fe и O равномерно распределены в оксидной оболочке, и исходные отводы из исходного сплава с высоким содержанием меди потеряли примерно половину своей Cu. во время процесса разгрузки. На ПЭМ-изображении высокого разрешения оксидной оболочки CS-NiFeCu видны полосы решетки, типичные для аморфного (беспорядочного) материала, который отличается от кристаллического исходного сплава (рис.3а, б). Выбранная диаграмма дифракции электронов (SAED) оболочки обычно представляет собой гало, что дополнительно указывает на то, что оксидная оболочка находится в аморфном состоянии (дополнительный рис. 8). Анализ SEM, TEM, EDS и XRD объемного CS-NiFeCu ясно показал, что только поверхность исходного сплава превратилась в оксидную оболочку. Кроме того, по весу было обнаружено загружаемое количество 10,2 ± 0,5 мг / см -2 (высокоточные электронные весы, Mettler Toledo). Среди них ~ 1.6 мг / см3 -2 из них было внесено в ООР, примерно рассчитанное на основе накопленного заряда для превращения Ni 2+ / Ni 3+ (подробнее см. Дополнительный рисунок 9 и дополнительное примечание 3) 9 . Рис. 3 Измерения HRTEM, XPS и XAS. ПЭМ-изображения с высоким разрешением сплава NiFeCu ( a ) и CS-NiFeCu ( b ), а также вставки представляют собой изображение с низким увеличением для всех материалов. Масштабные полосы в a и b составляют 2 нм.XPS-спектры Ni 2p ( c ), Fe 2p ( d ), Cu 2p ( e ) и O 1s ( f ) на поверхности электрода CS-NiFeCu. Нормализованные soft-XAS Ni L 2,3 -краевые спектры ( г ), Fe L 2,3 -краевые спектры ( ч ) и Cu L 2,3 – Краевые спектры ( i ) электрода CS-NiFeCu вместе с NiO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 и CuO в качестве эталонов Электронные состояния поверхности электрода CS-NiFeCu были дополнительно проанализированы с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS).В спектрах XPS Ni показывает отчетливый пик 2p 3/2 около 855,7 эВ (рис. 3c) вместе с сильным сателлитом, указывающим на двухвалентный Ni. Железо показывает довольно широкий пик Fe 2p 3/2 около 710,8 эВ вместе с небольшим, но значительным сателлитом около 720 эВ, который связан с Fe 3+ (рис. 3d). Основной пик Cu 2p 3/2 (934,1 эВ) сопровождается сильным сателлитом, который можно однозначно отнести к двухвалентной Cu (рис. 3д). Таким образом, XPS-спектры соответствуют окисленной поверхности, состоящей в основном из Ni 2+ , Fe 3+ и оксида Cu 2+ 15, 31 .Основной пик в спектре O 1s приходился на 530,6 эВ (рис. 3f), относящийся к оксиду металла 15, 31 . Чтобы лучше понять валентное состояние Ni, Fe и Cu в этих образцах, мы измерили рентгеновскую спектроскопию поглощения (XAS) на ребрах Ni, Fe и Cu L 2,3 . Metal L -кромка XAS – это мощный зонд локальной электронной структуры, чувствительный к валентности, спину и симметрии атома металла. На рисунке 3g показаны нормализованные мягкие XAS Ni L 2,3 спектры CS-NiFeCu в сравнении с NiO в качестве эталона.CS-NiFeCu почти идентичен NiO, за исключением небольшого уширения, что позволяет предположить, что окисленный Ni на поверхности в основном представляет собой двухвалентный Ni 2+ 33 . На рисунке 3h показаны спектры Fe L 2,3 CS-NiFeCu вместе с порошковыми эталонами из Fe 2 O 3 (Fe 3+ ) и Fe 3 O 4 (два типа Fe 3+ и один третий Fe 2+ ). CS-NiFeCu очень похож на Fe 2 O 3 , демонстрируя характерный профиль поглощения высокоспинового Fe 3+ в октаэдрической координации 34 .На рисунке 3i показаны нормализованные мягкие спектры XAS Cu L 2,3 CS-NiFeCu в сравнении с CuO в качестве эталона. Энергетическое разделение между L 3 (Cu 2p 3/2 ) и L 2 (2p 1/2 ) определяется спин-орбитальной связью и зависит от окисления. состояний Cu, что составляет 19,0 эВ для CuO и 21,0 эВ для Cu 2 O 35 . Наши измерения показывают, что L 3 – L 2 расщепление равно 19.7 эВ для CuO, что аналогично расщеплению L 3 – L 2 в CS-NiFeCu. Отметим, что имеется сдвиг на 0,7 эВ в сторону меньшей энергии по сравнению с пиками в CuO. Этот сдвиг может быть связан с другой конфигурацией атомов Cu и большей электронной плотностью в атомах Cu в CS-NiFeCu по сравнению с CuO 36 . Небольшой пик, смещенный на 2,1 эВ от основного пика, приписывается пику металлической меди 36 . Эти данные были собраны по общему электронному выходу (TEY).В дополнение к этому, мы также измерили выход флуоресценции (FY), одновременно показанный во вспомогательной информации (дополнительный рисунок 10). Зонд FY глубже, чем измерения TEY. Фактически, они показывают ожидаемые результаты: при измерениях FY можно увидеть больше металлического ядра, когда измерения будут глубже. Хорошо известно, что спектры поглощения рентгеновских лучей на зонде O K -edge вызывают значительную предкраговую интенсивность в комплексах переходных металлов из-за гибридизации состояний O 2p с состоянием TM 3d, которое становятся доступными через дипольные переходы O K (1s-> 2p) 37 .На дополнительном рис. 11 показаны нормализованные XAS O K -краевые спектры CS-NiFeCu в сравнении с эталонами CuO, FeO, Fe 2 O 3 и NiO. CS-NiFeCu показывает многочисленные пики, скрытые в широкой характеристике, представляющей смесь гибридизованных состояний O 2p-TM 3d. Разбирать эти материалы выходит за рамки данной статьи. Катализ выделения кислорода Электрокаталитические характеристики CS-NiFeCu, NiFe, NiCu и пены Ni по отношению к OER в 1 M водном растворе KOH были измерены, как показано на рис.4. Электроды NiFe и NiCu были приготовлены в тех же условиях, что и CS-NiFeCu, но без участия третьего металла Cu или Fe, соответственно (дополнительный рис. 12). Современный катализатор NiFe LDH (слоистый двойной гидроксид) был приготовлен в соответствии с ранее описанным методом прямого сравнения 38, 39 . Все данные были записаны в стандартной трехэлектродной электрохимической ячейке с использованием Ag / AgCl (3 M KCl) в качестве электрода сравнения и пластины Pt (4 см 2 ) в качестве противоэлектрода.Поляризационная кривая CS-NiFeCu показывает лучшую каталитическую активность среди пяти электродов, обеспечивая гораздо более высокую плотность тока при таком же перенапряжении, чем другие (рис. 4a). Для дальнейшего четкого сравнения данных анализа перенапряжения при каталитической плотности тока 10 мА см -2 были нанесены на график и показаны на рис. 4b. Электрод CS-NiFeCu требовал перенапряжения 180 мВ, что на 66, 79, 81 и 182 мВ ниже, чем у NiFe LDH, NiFe, NiCu и пены никеля соответственно (рис.4б). Другой способ просмотра данных – зафиксировать перенапряжение на уровне η = 250 мВ, как показано на рис. 4c. Электрод CS-NiFeCu обеспечивает плотность тока 248 мА · см -2 , что в 8,5, 32,6, 26,8 и 3846 раз выше, чем у NiFe LDH, NiFe, NiCu и пены никеля соответственно. Фактически, каталитические характеристики CS-NiFeCu в 1 М растворе КОН превосходит ранее описанные катализаторы, включая NiFe LDH (дополнительная таблица 1). До сих пор NiFe LDH обычно считался наиболее активным катализатором OER в щелочных условиях 38 .Для дальнейшего повышения активности были применены передовые методы гидротермального синтеза и электросинтеза 32, 39 . Однако перенапряжение 224 мВ для j = 10 мА см −2 все еще требовалось, даже для наилучшего метода 39 . Активность NiFe LDH была дополнительно улучшена за счет гибридных подходов с углеродными наноматериалами. Например, сверхрешетка гидроксид NiFe / графен 40 , расслоенный графен / Co 0,85 Se / NiFe LDH композиты 41 и r-GO / NiFe LDH 42 (r-GO, восстановленный оксид графита) достигли Дж. = 10 мА см −2 при перенапряжениях 210, 203 и 195 мВ соответственно.Недавно Ху и др. Сообщили о производном селенида оксиде NiFe, который обеспечивает плотность тока 10 мА · см −2 при перенапряжении 195 мВ 12 . Короче говоря, полученный нами CS-NiFeCu в настоящее время является наиболее эффективным катализатором OER в основных средах с точки зрения перенапряжения, необходимого при 10 мА см −2 . Рис. 4 Электрохимические характеристики ООР. a Поляризационные кривые CS-NiFeCu, NiFe LDH, NiFe, NiCu электродов и пены никеля. b Перенапряжения, необходимые для j = 10 мА см −2 с разными электродами. c Плотность тока при η = 250 мВ с разными электродами. d Тафелевые диаграммы для электродов из пены никеля, NiCu, NiFe LDH, NiFe и CS-NiFeCu. e Хронопотенциометрические измерения OER в 1,0 M КОН при различных плотностях тока с использованием CS-NiFeCu в качестве катализатора. f Расширенные хронопотенциометрические измерения при j = 10 мА см −2 и j = 20 мА см −2 в течение 20 ч Кинетические параметры пяти электродов были получены из соответствующих поляризационных кривых построение графика зависимости перенапряжения от логарифма ( j ) (рис.4г). Свежеприготовленный электрод CS-NiFeCu показывает наклон Тафеля 33 мВ дек -1 , что меньше, чем у других катализаторов (34-162 мВ дек -1 ). Примечательно то, что электроды на биметаллической основе обладают меньшей активностью, чем CS-NiFeCu (рис. 4a – d). Эти результаты показывают, что выдающаяся активность CS-NiFeCu основана на трех незаменимых элементалях, а не на любых двух из них. Получение CuFe в тех же условиях электроосаждения, но без участия Ni, не было успешным (дополнительный рис.13 и дополнительное примечание 4), что указывает на то, что Ni способствует совместному электроосаждению Fe и Cu (более подробную информацию о механизме электроосаждения см. В дополнительном рис. 1 и дополнительном примечании 1). Для проверки активности и долговечности CS-NiFeCu в стационарном режиме было проведено несколько токовых шагов хронопотенциометрических экспериментов в 1 M KOH. Как показано на фиг. 4e, соответствующее изменение приложенных потенциалов было профилировано, когда каталитическая плотность тока была увеличена с 10 до 200 мА · см −2 .Начиная с 10 мА · см -2 , перенапряжение быстро выравнивается до 180 мВ и остается постоянным в течение следующего 1 часа. Дальнейшее увеличение нескольких шагов по току приводит к постоянному сохранению перенапряжения на более высоком значении, чем при 10 мА · см −2 . Замечено, что грубая линия, показанная для более высоких токов, чем 50 мА · см −2 , связана с образованием пузырьков во время реакций окисления воды. Кроме того, износостойкость анода CS-NiFeCu во время водного окисления была испытана при постоянной плотности тока 10 и 20 мА · см −2 в течение 20 часов.Как показано на рис. 4f, перенапряжение оставалось на уровне 180 ± 2 мВ в течение 20 часов, чтобы поддерживать плотность тока 10 мА · см −2 . Такое же поведение наблюдалось при 20 мА см -2 с приложенным перенапряжением 190 ± 5 мВ. После 20 часов электролиза количество образовавшегося газообразного кислорода было измерено в дополнение к зарегистрированным току и заряду, которые использовались для расчета эффективности 10, 16 по Фарадею. Эффективность по Фарадею 93% и 98% была получена при j = 10 и 20 мА · см −2 соответственно (дополнительный рис.14), что свидетельствует о том, что накопленный заряд практически израсходован на окисление воды. Эти отклики демонстрируют превосходную каталитическую активность, массопереносные свойства и внутреннюю надежность CS-NiFeCu электрода для длительного электролиза при окислении воды. Типы сплавов – изучите сплавы и их применение Сплавы объединяют основной металл с другими элементами, чтобы изменить его состав и усилить его внутренние свойства. Есть много различных типов металлических сплавов, и их комбинации практически безграничны.Вот некоторые из самых популярных сплавов и их применения. Сплавы из нержавеющей стали Нержавеющая сталь – это сплав железа и углерода. Вы можете различать различные стальные сплавы, добавляя другие элементы, такие как никель, медь или марганец. Нержавеющая сталь известна тем, что используется в кухонных приборах, посуде и столовых приборах. Его потрясающий вид варьируется от матового до блестящего, он невероятно прочный и простой в уходе.Его антикоррозионные свойства также делают его полезным в машиностроении. Алюминиевые сплавы Сам по себе алюминий не самый прочный металл, но когда вы добавляете такие элементы, как железо, медь или цинк, вы увеличиваете его прочность и долговечность. Эти сплавы легкие и устойчивые к коррозии, и зачастую они более доступны по цене, чем другие сплавы. Также они очень хорошо переносят экстремальные температуры.Алюминиевые сплавы широко используются в машиностроении и авиакосмической промышленности. Бронзовые сплавы Бронза содержит медь и другие добавки. Дополнительным ингредиентом может быть олово, кремний, алюминий, марганец, фосфор или различные другие элементы. Хотя они похожи по цвету и внешнему виду, бронза – это не то же самое, что латунь – последняя представляет собой сочетание меди и цинка. Тусклый цвет бронзы узнаваем на медалях, скульптурах и музыкальных инструментах.Его твердость и устойчивость к коррозии также сделали его популярным на судах и в других морских применениях. Никелевые сплавы Никель – один из самых универсальных металлов. Эти сплавы часто представляют собой комбинации никеля и железа, меди, молибдена или хрома. Эти сплавы хорошо сопротивляются коррозии и окислению, а широкий диапазон составов делает их применимыми в нескольких отраслях промышленности. Сюда входят судовые трубопроводные системы, напорные клапаны или валы насосов.Они также распространены в газовых или паровых турбинах и медицинском оборудовании. Применение металлических сплавов безгранично. Если у вас есть какие-либо вопросы о различных типах металлических сплавов, которые мы предлагаем, сделайте покупки в нашем ассортименте или свяжитесь с нами, чтобы узнать больше. Металл в Египте Металл в Египте Металл в Египте медь Медь была самым распространенным металлом для повседневного использования в древние времена. Египет. Медь в Египте часто содержала природный мышьяк.Поэтому было особенно жесткий. Медные руды добывали и плавили в восточных пустыня и на Синае. (щелкните изображения, чтобы увидеть археологический контекст – UC 9059 – или галереи) Материал Размер Давление, бар изб. Температура, ° C ABS DN10 до DN100 15 DN 150 12 20 ABS DN200 9 20 ПВХ DN3 3.8 от −30 до 50 ПВХ от DN10 до DN25 15 65 ПВХ от DN32 до DN100 15 ПВХ 20 20 ПВХ DN200 9 20 ХПВХ DN10 до DN25 15 93 PVDF DN20 до DN65 16 60 PVDF DN20 до DN65 7.5 80 PVDF DN20 до DN65 6,0 100 PVDF DN20 до DN65 4,5 120 4,5 120 140 PP DN15 до DN20 15 20 DN32 до DN50 12 20 PTFE PTFE PTFE DN8 до DN20 6.9 от 24 до 150 Kynar от DN15 до DN50 16 20 Kynar от DN15 до DN50 2 38 138 2 38 138 9038 138 от −30 до 70 PEEK DN3 2,5 от 0 до 52 Делрин DN8 до DN40 16 130 Самый ранний медный предмет в Египте медный сосуд (Старое королевство) сосуд медный (происхождение неизвестно) золото Самородное золото использовалось для изготовления украшений еще в Накада II.Из по крайней мере в Древнем царстве египтяне эксплуатировали шахты в восточных пустынях. Из Среднего царства (около 2025-1700 гг. До н.э.) на разрабатывались месторождения золота Нижней Нубии. (щелкните изображения, чтобы увидеть археологический контекст) Золотая бусина Naqada цилиндр амулет золотое кольцо серебро Серебро уже использовалось еще в Накада II, но есть нет доказательств того, что египтяне сами добывали серебро.Из древних записей Считается, что серебро было импортировано из Месопотамии, Крита и Кипра. (щелкните изображение, чтобы увидеть археологический контекст) раннединастическое серебряное тесло бронза Бронза – это сплав меди с оловом. Когда два металла сплавлены, возникает высокий рост твердости и остроты металла.Температура плавления составляет 1005 ° C (только для меди 1083 ° C). Уже есть бронзовые предметы известен со времен Второй династии (Спенсер 1980: 88). Есть также несколько известных бронзовых предметов Среднего века. Царство (около 2025-1700 гг. До н.э.). Однако бронза широко используется только из Новое царство (около 1550-1069 гг. До н.э.) о. Медь напомнила важный металл наряду с бронза; небезопасно идентифицировать металл как конкретный медный сплав по визуальный осмотр или по дате – необходим лабораторный анализ. Поздняя бронзовая фигура утюг Железо – металл мифического характера. Его называли металлическим неба », потому что египтяне знали его в основном по метеоритному железу. Железо месторождения в Египте не разрабатывались до позднего или греко-римского периодов. самые ранние места выплавки железа в Египте были найдены в Наукратисе. и Дефенна. Раннее железо, скорее всего, получают из метеоритного железа. Производство железа требует температура от 1100 до 1150 С (как при плавке меди). Железные предметы появляются очень спорадически, начиная с Накады III в Египте. В Египте железо поступает в общее использование только примерно с 500 г. до н.э. Нормальный способ обработки железа – это молоток Это. Чугун не был распространен. (щелкните изображение, чтобы увидеть археологический контекст) железная бусина Naqada банка Олово встречается в Египте, но нет никаких признаков. что эти месторождения разрабатывались в династические времена.Олово было импортировано с Крита. и Кипр (а позже из Испании, Великобритании, Сомали и Индии). Олово было в основном используется для производства оловянной бронзы. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Винторезные станки Вопросы и ответы Карусельные станки Советы мастера Станок 1М63 Токарные станки Фрезерные станки Разное