Хром Циркония Медный провод (cucrzr) Оценка: C18150. Хром циркония меди
Медные сплавы с высокой проводимостью | Производителя
Poweray Alloy – это специализированный поставщик медных сплавов на китайский и международные рынки. Опираясь на годы развития и богатый опыт в области производства сплавов металлов, мы можем предложить высококачественные медные сплавы с высокой проводимостью. Изготовленные из меди, хрома и циркония, данные сплавы обеспечивают превосходную проводимость и прочность. Они применимы в автомобилестроении, аэрокосмической промышленности металлургии и других отраслях.
Медь-хром-циркониевые сплавы В Powerway Alloy, одном из основных разработчиков и производителей высококачественных медных сплавов, мы предлагаем широкий спектр медь-хром-циркониевых сплавов. Данные материалы гарантируют высокую проводимость и прочность. Они нашли широкое применение в автомобилестроении, металлургии и аэрокосмической промышленности.
Категории: Прутки и проволока - Медные сплавы с высокой проводимостью
Наименование: Медь-хром-циркониевые сплавы
Марка: C18150, C18200, C15000
Характеристики Высокая прочность: предел прочности на разрыв >450 МПа Высокая твердость: HRB70-86, HB120-165 Высокая проводимость: >75% (IACS) Высокая температура размягчения: 475-600℃ Высокая устойчивость к износу и теплу Высокая устойчивость к деформации Долгий срок службы
Подробная информация| Марка | Спецификации | Характеристики | |||
| ASTM | DIN | JIS | GB | ||
| C18150 | CuCr1Zr | - | - | φ6-φ120 мм 10 S6-S65 мм | 1. Высокая прочность ( Rm :≥450 МПа, HRB :70-86) 2. Высокая электропроводимость (75-83% по IACS ) 3. Превосходная устойчивость к высоким температурам, абразии и деформации |
| C15000 | CuZr | - | QZr0.2 | φ6-φ120 мм 10 S6-S65 мм | |
| C18200 | CuCr1 | - | - | φ6-φ120 мм 10 S6-S65 мм | |
Область применения Сплавы медь-хром-циркониевые обычно применяются для контактной сварки пластин из обычной и нержавеющей стали в автомобиле- и самолетостроения. Это также оптимальный материал для точечной сварки и изготовления выключателей цепи в высоковольтных переключателях. В дополнение, данный высокопрочный материал с высокой электропроводимостью идеально подходит для металлургии, а также часто используется в качестве несущего вывода при производстве рам интегральных схем.
Химический состав| Марки | Состав | ||||
| GB/QB | DIN/ASTM/JIS | Cr | Zr | Общее количество примесей | Cu |
| QCr0.5Zr0.15 | C18150 | 0.5-1.5 | 0.05-0.25 | <0.2 | Ост . |
| QCr0.5 | C18200 | 0.6-1.2 | - | <0.2 | Ост . |
| QZr0.2 | C15000/C15100 | - | 0.1-0.2 | <0.2 | Ост . |
| QZr0.4 | - | - | 0.3-0.5 | <0.2 | Ост . |
| Описание | Марка | Форма | Спецификации ( мм ) | Предел прочности на разрыв (МПа) | Удлинение (%) | Твердость |
| Хромовая бронза | C18200 | TH04 | 4-20 | >380 | >10 | 75-80 |
| 20-40 | >475 | >10 | 72-80 | |||
| 40-60 | >450 | >8 | 65-75 | |||
| Медь-хром-цирконий | C18150 | TH04 | 4-20 | >450 | >10 | 75-85 |
| 20-40 | >400 | >10 | 73-85 | |||
| 40-60 | >380 | >12 | 65-83 | |||
| Циркониевая медь | C15000/C15100 | TH04 | 4-20 | >450 | >10 | 75-85 |
| 20-40 | >400 | >10 | 73-85 | |||
| 40-60 | >380 | >8 | 68-83 |
www.etwinternational.ru
Медный сплав
Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам для профилей коллекторов двигателей электрических машин. Сплав на основе меди для коллекторов электрических двигателей содержит, мас.%: хром - более 0,05 до 0,38, цирконий - более 0,06 до 0,1, иттрий - более 0,05 до 0,1, примеси - не более 0,1; медь - остальное. Задачей изобретения является создание экономно легированного сплава, обладающего высокими прочностными характеристиками, электропроводностью и термической стабильностью. 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к медным сплавам. Предлагаемый сплав может применяться для производства высокоответственных коллекторов электродвигателей.
Коллекторные пластины, применяемые при изготовлении коллекторных электродвигателей, на данный момент изготовляются из холоднотянутой меди трапецеидального сечения. Для большинства коллекторов применяется медь марки M1 (ГОСТ 859-66), а для скоростных и наиболее ответственных машин - медь с присадками серебра, циркония и др. Материалы для коллекторных пластин должны отличаться высокими показателями прочности при сохранении высокой электропроводности и обладать высокой износостойкостью, которая главным образом определяется твердостью.
ГОСТ 18175-78 «Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением» в качестве коллекторных бронз предлагает кадмиевые и серебряные бронзы. Однако существует ряд недостатков у этих материалов. Что касается кадмиевой бронзы, то основным недостатком является токсичность производства. По эффекту токсичности кадмий относится к 1-му классу, и его использование в производстве сплавов требует применения дополнительных систем вентиляции и регенерации воздуха рабочих зон, средств индивидуальной защиты персонала и мероприятий по обеспечению экологической безопасности производства. Основным недостатком серебряных бронз, применяемых при изготовлении пластин коллекторов, является высокая стоимость.
Известен сплав на медной основе для коллекторных пластин, содержащий цирконий и иттрий в количестве 0,35-0,55 и 0,05-0,1%, соответственно [«Сплав для коллекторных пластин». А.с. СССР №290942 по кл. С22С 9/00, от 19.05.69]. Представленный сплав содержит цирконий 0,35-0,55, иттрий 0,05-0,1 и медь остальное. При этом σв=40-41 кг/мм2, σ02=34,6-35 кг/мм2, д=11-12% и твердость HB=120 кг/мм2. Этот сплав является схожим по химическому составу с новым сплавом, однако не имеет в своем составе Сr и имеет завышенное содержание Zr. Легирование данным способом не обеспечивает высокий уровень электропроводности, так как выделение дисперсионных частиц, не влияющих на электропроводность, возможно лишь из твердого раствора, а предельная растворимость циркония с медью составляет около 0,11-0,15%.
Наиболее близким по принципу легирования и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является медный сплав, рассмотренный в работе Liu Yong, Wang Dejun и Tian Baohong. «Aging behavior of Cu-Cr-Zr-Y alloy». Сплав, рассмотренный в работе китайских коллег, содержит 0,39% хрома, 0,11% циркония, 0,12% иттрия и остальное медь. В данном случае в отличие от экономно легированного нового сплава содержится повышенное содержание хрома, которое направлено на увеличение прочностных характеристик и износоустойчивости, при этом электропроводность значительно ухудшается.
Задачей заявляемого изобретения является создание экономно легированного медного сплава, обладающего необходимым комплексом свойств, а именно высокие прочностные свойства, электропроводность и твердость, а также термическая стабильность, для изготовления коллекторных пластин электрических двигателей.
Поставленная задача решается тем, что предложенный сплав для коллекторов электрических машин на медной основе содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
| хром | более 0,05 до 0,38 |
| цирконий | более 0,06 до 0,1 |
| иттрий | более 0,05 до 0,1 |
| примеси | до 0,1 |
| медь | остальное |
Благодаря такому подбору легирующих элементов получен сплав, отличающийся высокой прочностью и электропроводностью, что обеспечивается формированием оптимальной микроструктуры после деформационно-термической обработки. Сплав представляет собой медную матрицу, обедненную легирующими элементами, в которой располагаются наноразмерные частицы второй фазы. Активно этому способствует оптимизация содержания Zr и ограниченное добавление Сr. Также необходимо отметить влияние иттрия, наночастицы которого также способствуют повышению прочностных свойств. При этом атомы иттрия забирают на себя кислород, присутствующий в меди, тем самым снижают рассеивание на примесных атомах, повышая электропроводность.
Это возможно при полном выделении из пересыщенного твердого раствора соединений вторичных фаз в виде мелкодисперсных упрочняющих частиц. То есть только легирование, нацеленное на дисперсионное упрочнение, может обеспечить сочетание высокой прочности с высокой электропроводностью. Необходимым условием такого комплекса свойств является низкая растворимость легирующего элемента в меди и способность к образованию наночастиц, которые, кроме того, благоприятно влияют на деформационное упрочнение, связанное с увеличением плотности дислокаций, и структурное упрочнение, связанное с измельчением зерен.
В результате после деформационно-термической обработки становится возможным получить сочетание высокой прочности и электропроводности, сравнимой с электропроводностью чистой меди.
Пример осуществления
Было отлито два сплава предлагаемого химического состава (табл.1). Сплавы были закалены от 920°С и состарены при 450°С в течение 4 ч, после чего подверглись деформации ε~8 при 200°С.
| Таблица 1 | |||||
| Химический состав предлагаемого сплава (% по массе) | |||||
| № сплава | Cr | Zr | Y | Cu | примеси |
| 1 | 0.05 | 0.06 | 0.06 | остальное | 0.1 |
| 2 | 0.25 | 0.06 | 0.06 | остальное | 0.1 |
Механические испытания на растяжение проводились при комнатной температуре согласно ГОСТ 1497-84 на испытательной машине «Instron 5882», а твердость по Бриннелю согласно ГОСТ 9012-59 с помощью цифрового твердомера Wolpert 3000BLD. Удельное сопротивление определялось четырехзондовым методом согласно ГОСТ 7229-76 и ГОСТ 24392-80.
| Таблица 2 | ||||
| Механические свойства и электропроводность предлагаемых сплавов | ||||
| № сплава | σв (МПа) | δ (%) | Твердость HB | ρ (×10-6 Ом*м) |
| 1 | 320 | 5 | 110 | 0,023 |
| 2 | 300 | 8 | 90 | 0,020 |
В таблице 2: σв - предел прочности, δ - относительное удлинение после разрыва, ρ - удельное сопротивление.
Как видно из таблицы 2, свойства сплавов позволяют применять данные сплавы для изготовления профилей коллекторов электрических двигателей.
Сплав на основе меди для коллекторов электрических двигателей, содержащий цирконий, иттрий и примеси, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хром при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| хром | более 0,05 до 0,38 |
| цирконий | более 0,06 до 0,1 |
| иттрий | более 0,05 до 0,1 |
| примеси | до 0,1 |
| медь | остальное |
www.findpatent.ru
Хром Цирконий медный жезл- Chinatungsten Online
Введение
Хром циркония медный стержень состоит из трех видов металлов и имеет много преимуществ, таких как высокая твердость, отличное сопротивление износу и взрыва, высокой температурой размягчения и хорошей стойкостью к растрескиванию. А общий класс включает QCr1-0.15, QCr0.6-0.4, QCr0.5, C18150, C18200 и так далее.
Характеристики
Хром циркония медный стержень, содержание Cr составляет 0,1-0,8%, содержание Zr составляет 0,1-0,6%, твердость HRB78-83, электропроводность> 75% IACS, температура размягчения составляет 550 ℃, является продуктом что добавление меди, хрома и циркония сплав должен подвергаться резке. Он имеет более высокую твердость, более высокую прочность, отличную тепло- и электропроводность, хорошей износостойкостью и антифрикционное, а общие свойства могут быть дополнительно улучшены после обработки старением и легко сваривать.
заявка
1. Запчасти и расходные материалы: Хром циркония медные электроды, Оборудование для контактной сварки детали, электрод для захвата, валов и прокладочного материала, или в качестве проекционного сварочный аппарат большие формы, Джиги, точечной сварки электродов, шовная сварка колеса, держатель электрода, пластиковые части формы, теплоотвод , металлизированный целевое устройство задняя пластина, EDM электрода наконечник, нужно высокотемпературные проводящие части износа и горизонтальные непрерывные наборы литейной формы, внутреннюю оболочку внутри плиты для непрерывного литья, завод стального волокна, аморфная получают путем расплава накачки колеса и т.д .; 2. Электротехническая промышленность: высокопрочные кабели, разъемы, проводник тепла, переключатель принадлежности, аксессуары, выключатели, двигатель, запасные части для генераторов и компонентов электронного оборудования.
www.tungsten-copper.com
Хром Циркония Медный Провод (cucrzr) Оценка: C18150
Chromium zirconium copper wire (CuCrZr)Grade:C18150 Can provide less sticking and resisting deformation
Описание продукта
Хром Циркония Медный провод (cucrzr) Оценка: C18150
- Хрома, меди, циркония C18150/CuCr1Zr является отличным и уникальный сплав меди с высокой электропроводностью, твердость и пластичность, умеренной силы, и отличной стойкостью к размягчению при повышенных температурах.
- Кроме того 0.1% циркония (zr) и 1.0% хрома (CR) меди приводит к тепло излечимых сплава, который может быть решение рассматривается и впоследствии в возрасте производить эти желательные свойства. Род, как правило, поставляются с завода в полностью возрасте и обращается условие не так дальнейшей термообработки требует производитель.
- Температуры размягчения правильно термообработке C18150 стержня превышает 500 °C по сравнению с нелегированной чистой меди, которая смягчает на 200 °C, И Серебро Подшипник котлы, которые смягчают на 350 °C.
- Кроме того, многие Свидетельства показывают, что C18150 может предоставить меньше вставлять и сопротивляются деформации больше, чем его C18200 коллегой в некоторых определенных situatons.
Типичное применение
Электрические промышленности:Контактной сварки Электроды, выключатель переключателиПотребителей:Расширения стержня, карандаш типа, свет пайки оружие, советыПромышленные:Сварка колеса, советы и род расширения для шва сопротивлением и точечной сварки
Доступные размеры:Пользовательские диаметр и размеры, случайные Милл длины
Доступные продукты (формы):Круглый бары, полосы, квадратная, прямоугольного сечения, шестиугольник бары, тарелки пользовательские формы доступны по запросу.
Химический состав:
- Cr: 0.50-1.50%
- Zr: 0.05-0.25%
- Cu: баланс
- Примечание:Медь плюс дополнения равна 99.70% минимум.
Типичные физические свойства:Плотность при 68 °F: 0.321 кг./In.3
Удельный вес: 8.89 плавления (ликвидуса): 1080 °C (1976 °F)
(Солидуса): 1070 °C (1958 °F)
Коэффициент теплового расширения в °F: 9.5x10-6 (77-212 °F)
Электропроводность в 68 °F (Объемный): 80% Мако (возрасте и обращается)
Теплопроводность БТЕ/ft.2/фут./ч./°F на 68 °F: 187
Модуль упругости-Напряжение:17,000 KSI
Примечание:1). Единиц основаны на США обычное. 2). Типичный физические свойства применяются к возраст закаленные продуктов.
Упаковка и доставка
Упаковка коробки и деревянные окна или по требованию клиента
- Более than18 лет опыта;
- Конкурентоспособные цены;
- Современное оборудование;
- Профессиональный в производстве бериллия coppe
Информация о компании
Мы альб медных сплавов co., ltd., стремимся обеспечить неизменно высокое качество продукции и услуги, чтобы удовлетворить наших клиентов по всему миру различные и текущих требования на основе наших групп принцип-взаимной выгоды, честную деловую и Obey контракт строго.
Мы не может быть успех без u, что позволяет нам тепло Добро пожаловать друзья бизнеса и партнер дома и за рубежом, чтобы установить деловые отношения на основе равенства и взаимной выгоды.
allbuyshop.ru
Сплавы из титана, меди, хрома и циркония от компании поставщика КМЗ / Kmz
Титан. Физико-химические свойства
| Ti | 22 | 48 | 2, 3, 4 | 4,54 | 1668°C | 3277°C |
Медь. Физико-химические свойства
| Сu | 29 | 69,5 | 0, 1, 2, 3 | 8,92 | 1083°C | 2564°C |
Цирконий. Физико-химические свойства
| Zr | 40 | 91 | 0, 1, 2, 3, 4 | 6,5 | 2125°К | 4650°К |
Хром. Физико-химические свойства
| Cr | 24 | 52 | 0, 2, 3, 6 | 7,19 | 1875°С | 2430°С |
Титано-циркониевые сплавы относятся к классу жаропрочных соединений. Сам цирконий считается «нейтральным упрочнителем.
Процентный состав ВТ3−1 ГОСТ 19807– — 91
| 0.8 — 2 | 86 — 91 | 2 — 3 | 5.5 — 7 | 0.2 — 0.7 | ≤ 0.5 |
| C | Si | N | O | H | примеси |
| ≤ 0.1 | 0.15 — 0.4 | ≤ 0.05 | ≤ 0.15 | ≤ 0.015 | ≤ 0.3 |
Титано-медный сплав
Свою популярность материал приобрел благодаря пластичности; хорошей свариваемости; прочности, отличной технологичности. Для упрочнения титано-медный прокат подвергается старению.
Применение
Приборостроение, промышленная химия, электротехника, энергетика.
Поставка, цена
Поставщик предлагает сертифицированные изделия из сплавов титана, меди, хрома и циркония. В техническую документацию включены данные по химическому составу и указан предельный процент примесей. Поставщик КМЗ, поставляет сплавы титана, меди, хрома и циркония по доступной цене в оптимально короткий срок со складов в России и Украине. Цена соответствует высокому качеству продукции.
Купить, поставщик КМЗ
Купить сплавы титана, меди, хрома и циркония у поставщика КМЗ можно по доступной цене. Цена формируется на основании европейских стандартов производства. Поставщик предлагает купить сплав титана, меди, хрома и циркония по доступной цене оптом или в розницу. Постоянные клиенты могут купить титан, воспользовавшись дисконтной системой скидок.·Цена оптимальная в данном сегменте проката.
Наш консультант сэкономит ваше время!
Игорь
отдел продаж
+7 (962) 383-76-36
www.kmz-ua.com
| Основные Продукции: | Медь Ковки Часть, Штамповка Частей, Точности с ЧПУ Обработки Деталей, Кованые Механические Части,, Кованые Автозапчастей |
ru.made-in-china.com
Влияние легирующих элементов на свойства медных сплавов используемых для электродов контактной сварки
С целью повышения свойств меди ее легируют различными элементами и в качестве электродных материалов применяют сплавы, которые по способу достижения необходимых свойств можно разделить на две группы:
1) материалы, у которых повышение прочностных свойств достигается только за счет холодной деформации;
2) дисперсионно твердеющие сплавы, свойства которых обеспечиваются за счет термической и механической обработок.
Примеси ряда элементов как попадающие при плавке, так и специально вводимые в качестве легирующих добавок в сплавы, в той или иной мере сказываются на физико-механических и технологических свойствах меди и ее сплавов и, в первую очередь, на понижении электропроводности (рис. 1).
Рис. 1. Влияние примесей и добавок на электропроводность меди:
а – влияние примесей;
б – влияние добавок
Незначительно снижают электропроводность меди малые добавки только некоторых элементов; например серебра, кадмия, магния, хрома, циркония и др. Эти же добавки, образуя с медью ограниченные твердые растворы, повышают ее прочность и твердость. Серебро, кадмий и магний дают с медью твердые растворы со сравнительно высокой предельной концентрацией (при температуре эвтектики предельная растворимость серебра в меди — 8,8%, кадмия — 2,7%, магния — 2,8%). Сплавы меди с небольшим содержанием серебра, кадмия и магния (до 1,0%) принадлежит к термически необрабатываемым и упрочняются только за счет холодной деформации.
В наименьшей степени снижают электропроводность меди малые добавки серебра, но по пределу прочности и твердости при комнатной и повышенных температурах сплавы меди с серебром уступают медным сплавам с другими элементами.
Серебро заметно повышает температуру рекристаллизации меди и сопротивление ползучести и поэтому является весьма ценным легирующим элементом высокоэлектропроводных медных сплавов.
Значительное распространение как легирующий элемент проводниковой меди получил кадмий, который незначительно снижает электропроводность меди, но повышает ее прочностные свойства. Заменителем кадмия может быть магний, но так как магний снижает электропроводность меди в большей степени по сравнению с серебром и кадмием, то его вводят в сплав не более 0,3%. Исследования медно-магниевых сплавов показали, что сплав, содержащий 0,1…0,3% магния, равноценен по свойствам стандартной кадмиевой бронзе с 0,9…1,2% кадмия. Весьма эффективной оказалась присадка к медно-магниевому сплаву бора. Бор способствует размельчению зерна; малые добавки бора (до 0,02%) в двойные медные сплавы увеличивают прочность металла при сохранении пластичности. В качестве материала для электродов был предложен сплав меди с магнием и бором, содержащий магния до 0,3% и бора до 0,1%.
Практически используемые как проводниковые и жаропрочные сплавы меди с серебром, кадмием и магнием относятся к материалам, у которых необходимые свойства достигаются только за счет холодной деформации. Более высокие механические свойства и, в частности, жаропрочность могут быть достигнуты у дисперсионно твердеющих сплавов, упрочняемых термомеханической обработкой.
За характеристику жаропрочности может быть принята длительная одночасовая твердость при повышенной температуре, предложенная А.А. Бочваром, как простой и быстрый способ оценки свойств металлов при высоких температурах и, притом, дающий хорошую корреляцию с испытаниями на ползучесть.
На рис. 2 по данным М. В. Захарова показано влияние добавок ряда элементов на твердость меди для температур 20, 500 и 800° С. При комнатной и умеренных температурах большая часть добавок увеличивает твердость меди, при повышенных температурах характер влияния отдельных элементов несколько изменяется.
При высоких температурах (свыше 0,5…0,6 
) только небольшое число добавок повышает жаропрочность растворителя. К ним относятся такие добавки: 1) которые имеют высокую температуру плавления, незначительно понижают температуру плавления растворителя; 2) делают твердый раствор более диффузионно устойчивым, т.е. повышают температуру рекристаллизации и модуль упругости сплава; 3) образуют тугоплавкие и сложно построенные жаропрочные избыточные фазы, обычно не содержащие металла растворителя. К этим положительно действующим добавкам относятся переходные элементы периодической системы Менделеева с недостроенными внутренними электронными оболочками. Применительно к электродным сплавам такими элементами являются цирконий, кобальт, хром, титан и др.
В качестве материалов для электродов контактных машин применяются сплавы меди с хромом, цирконием, хромом и кадмием, хромом и алюминием, хромом и магнием и с различными добавками малых количеств элементов к этим системам.
Необходимые механические свойства, жаропрочность и высокая электропроводность в этих сплавах достигаются термомеханической обработкой: закалкой, холодной деформацией и отпуском. В результате старения (отпуска) в металле выделяется мелкодисперсная избыточная фаза, упрочняющая сплав.
Рис. 2. Влияние добавок на твердость меди:
а—.влияние добавок на твердость меди при температуре 20° C;
б — влияние добавок на длительную твердость меди при температуре 600° C;
в — влияние добавок на длительную твердость меди при температуре 800° C
Особенно характерными элементами, упрочняющими сплав в результате термомеханической обработки, являются хром и цирконий. Хром и цирконий образуют с медью системы с очень ограниченной растворимостью элементов (рис. 3). Предельная растворимость хрома при температуре эвтектики составляет около 0,65%, а циркония около 0,11…0,15%.
С понижением температуры растворимость хрома и циркония в меди уменьшается, что является основой для термической обработки сплава и последующего увеличения его твердости через дисперсионное твердение. Для перевода этих элементов в твердый раствор сплав нагревается до температуры, близкой к эвтектической и затем резко охлаждается. При этом будет зафиксирован метастабильный пересыщенный твердый раствор. Выделение хрома и циркония из пересыщенного твердого раствора в дисперсном состоянии значительно увеличивает твердость и электропроводность сплава. Это выделение происходит в процессе отпуска. Обработка закаленного сплава давлением увеличивает нестабильность твердого раствора и способствует более полному распаду его при отпуске, поэтому твердость сплава повышается, если до отпуска материал подвергнуть холодной деформации на 40…50%.
В системе медь—цирконий упрочняющей фазой, выделяющейся при пониженной температуре, является тугоплавкое соединение Cu3Zr (температура плавления 1115° С).
Рис. 3. Угол диаграммы состояния сплавов:
а — Cu-Cr;
б — Cu-Cr-Zr
При невысоких температурах мелкодисперсные метастабильные фазы могут сохраняться длительное время и медленно переходить в стабильную фазу, отвечающую равновесному состоянию. Степень устойчивого состояния и медленный процесс коагуляции мелкодисперсной избыточной фазы являются признаком длительного сохранения высокой жаропрочности сплава. Чем сложнее химический состав твердых растворов и избыточных фаз, тем медленнее в них протекают реакции коагуляции и, следовательно, тем выше температурный предел относительно устойчивого их состояния.
Кроме перечисленных элементов в медь для легирования вводят бериллий, никель, кобальт, алюминий, титан и некоторые другие. Бериллий образует с медью ограниченные твердые растворы с переменной растворимостью. Сплавы меди с бериллием, называемые бериллиевыми бронзами, упрочняемые при термической обработке, обладают высокими прочностными свойствами, но очень ограниченной электропроводностью. Обычно в двойные медно-бериллиевые сплавы добавляют кобальт, никель и за счет снижения содержания бериллия добиваются более высокой электропроводности. Кобальт и никель с бериллием образуют соединения типа CoBe и NiBe.
Алюминий в небольшом количестве существенного влияния на механические свойства и обработку меди не оказывает, однако он сильно понижает электропроводность и теплопроводность меди. Алюминий резко уменьшает окисляемость меди при комнатной и повышенных температурах. В электропроводные медные сплавы он вводится в небольших количествах и как самостоятельный легирующий элемент значения в этом случае не имеет;
Титан также вводится в электродные сплавы в очень небольшом количестве. Он резко понижает электропроводность сплава. Однако, по имеющимся литературным данным, добавки титана в сплав эффективно действуют на торможение ползучести, повышают пластические свойства сплава и, кроме того, титан является в известной мере модификатором, способствуя размельчению зерна. Все эти элементы, вводимые в медь, могут образовать химические соединения, выделяющиеся при термической обработке в виде дисперсных избыточных фаз.
Тугоплавкие избыточные фазы сложного состава сильно повышают жаропрочность сплава. Такими избыточными фазами применительно к меди являются: CoBe; NiBe; NiSi и др. На рис. 4 показан угол квазибинарного разреза Cu-NiBe диаграммы состояния тройной системы Cu-Ni-Be (штриховой линией показана предположительная линия растворимости). Упрочняющие фазы в этих системах, располагаясь по границам зерен в виде крупных включений или по всей матрице в виде мелких включений, существенно увеличивают прочность и твердость сплава, особенно при повышенных температурах. Однако следует иметь в виду, что относительно крупные частицы упрочняющей фазы, расположенные по границам зерен твердого раствора, могут являться и очагами зарождения межзеренных трещин.
Рис. 4. Угол квазибинарного разреза Cu-NiBe диаграммы состояния системы Cu-Ni-Be
Кроме специальных легирующих элементов в меди в качестве примесей могут присутствовать попадающие при плавке висмут, сурьма, мышьяк, железо, свинец, сера и другие элементы, влияние которых на свойства сплавов необходимо учитывать. В зависимости от марки меди их содержание несколько изменяется. Висмут в меди является весьма вредной примесью. При небольших количествах его медь разрушается при горячей обработке давлением, а при повышенном содержании медь делается хрупкой и в холодном состоянии. Сурьма отрицательно сказывается на пластичности, металла, понижая электропроводность и теплопроводность его. Мышьяк не оказывает заметного влияния на механические и технологические свойства меди, но сильно понижает ее электропроводность и теплопроводность, повышает температуру рекристаллизации и жаростойкость меди, а также парализует вредное влияние висмута, сурьмы и кислорода и поэтому иногда вводится даже как легирующий элемент.
Железо измельчает структуру металла, задерживает рекристаллизацию, повышает прочность, снижает пластичность, электропроводность, теплопроводность и коррозионную устойчивость. Свинец не растворяется в меди и твердом состоянии и не сказывается на электропроводности и теплопроводности, меди. Он улучшает обрабатываемость меди резанием, однако при горячей обработке давлением медь, содержащая примеси свинца, легко разрушается. Сера заметно снижает пластичность при горячей и холодной обработке давлением.
Таким образом, большинство этих примесей является вредными и их содержание ограничивается, соответствующими нормами.
Как уже ранее указывалось, повышение свойств сплавов может быть достигнуто за счет холодной деформации, термической и термомеханической обработки. При холодной деформации за счет наклепа прочность чистой меди, например, может быть повышена с 20…25 до 40…45 кг/мм2. Термомеханическая обработка существенно увеличивает прочностные характеристики дисперсионно-твердеющих сплавов. Однако при термомеханической обработке необходимо считаться с возможностью ускоренной коагуляции выделившихся упрочняющих фаз при высоких температурах. Так, широко применяемая в качестве электродного сплава бронза Бр.Х обычно подвергается термомеханической обработке, состоящей, из закалки, холодной деформации и отпуска, после которой структура металла представляет твердый раствор с равномерно распределенными дисперсными выделениями хрома. Проведенные измерения одночасовой горячей твердости сплава Бр.Х с 0,61% хрома в двух состояниях (после отжига и термомеханической обработки) показали, что в интервале 300…530° С твердость больше у сплава, прошедшего ТМО, а выше 530° C — у отожженного (рис. 5). Разница в горячей твердости связана с различной структурой металла у сплавов в разных состояниях. Дисперсные выделения хрома, равномерно распределенные в матрице сплава, прошедшего ТМО, препятствуют его разупрочнению до определенной температуры, когда намечается их заметная коагуляция, и сопротивление деформации сплава падает. При 530° C сплавы обладают равной твердостью, а выше ее — большая твердость будет у отожженного сплава с крупным зерном и с заранее скоагулированными включениями хрома. Большая прочность крупнозернистого металла при высоких температурах характерна для металлов и при ползучести.
Рис. 5. Изменение одночасовой горячей твердости хромовой бронзы термически необработанной, в состоянии поставки (сплошная кривая) и после термомеханической обработки (штриховая кривая)
О.С. Мнушкин и М.И. Замоторин вводили в хромовую бронзу небольшие добавки мишметалла (РЗМ). Ими было установлено, что редкоземельные металлы, введенные в небольших количествах (до 0,5%), практически не растворяются в меди и не снижают электропроводности хромовой бронзы после термической обработки на максимальную твердость, в то же время жаропрочность сплава, содержащего 0,2…0,5% мишметалла, выше, чем двойного сплава Cu-Cr. Повышенная жаропрочность сплава объясняется образованием прочного каркаса из эвтектики Cu-Cr — РЗМ по границам зерен.
При высоких температурах электродные сплавы могут интенсивно окисляться, образуя на торце электродов пленку. Окисление рабочей поверхности электродов, увеличивая контактное сопротивление, приводит к еще большему разогреву металла при прохождении сварочного тока и тем самым к его разупрочнению. С другой стороны, образующийся на торце электрода окисел, предохраняет металл от дальнейшего окисления в обычной воздушной среде. С увеличением плотности окисной пленки повышаются ее связь с металлом и защитные свойства. Поверхностные пленки оказывают также заметное влияние и на механические свойства и ползучесть материалов. Их влияние может быть связано с блокированием источников дислокаций, выходящих на поверхность, или с. сопротивлением выходу . дислокаций. Таким образом, поверхностные пленки могут повышать сопротивление ползучести.
М.В. Захаров изучал влияние небольших количеств добавок на жаростойкость меди при высоких температурах. Им было показано, что твердые растворы меди с бериллием, алюминием и магнием окисляются примерно в 1,5…2 раза меньше, чем медь (рис. 6). Защитное действие окислов увеличивается по мере повышения их температуры плавления, теплоты образования и электросопротивления и уменьшения упругости диссоциации. Так, температура плавления и теплота образования окислов магния, циркония, бериллия и алюминия соответственно равны 2800° C и 290 ккал/моль, — 2700° С и 178 ккал/моль, 2550° С и 275 ккал/моль, 2050° С и 252 ккал/моль.
Рис. 6. Окисление медных сплавов при температуре 700° C
Как видно из приведенного, при создании сплавов для электродов необходимо учитывать и роль элементов, способствующих образованию окисных пленок на металле электродов, и вводить их в качестве легирующих в электродные сплавы для повышения жаростойкости. Особенно важно это для материалов электродов при точечной и роликовой сварке алюминия и его сплавов. Перенос меди на поверхность деталей вызывает их интенсивную коррозию, а загрязнение электродов алюминием приводит к необходимости частых зачисток, снижению производительности и большому расходу материала электродов. Ю.И. Симонов объясняет причины взаимного переноса металла деталей и электродов процессами диффузионного характера. При сварке легких сплавов наличие неравномерной пленки окислов на контактирующих поверхностях является и причиной неправильной формы ядра сварных точек, поэтому поверхность деталей при сварке алюминия и его сплавов тщательно зачищают механическим путем или специальной химической очисткой.
Введение в состав электродных сплавов элементов, которые обеспечивают сравнительно длительную работу без так называемого прилипания электродов к поверхности деталей весьма существенно. Опыты показали, что присадка серебра и магния в медь способствовали увеличению числа сваренных точек без потемнения поверхности изделий. В то же время наличие в электродных сплавах присадок хрома приводило к сравнительно быстрому прилипанию электродов.
Интенсивное развитие порошковой металлургии в нашей стране и за рубежом привело к значительному расширению номенклатуры применяемых в промышленном масштабе порошков цветных металлов и изготовлению из них ряда изделий. Материалы, изготовленные методом порошковой металлургии при повышенных температурах, обладают несколько более высокими механическими свойствами по сравнению с компактными металлургическими, что объясняется микроскопической пористостью спеченных материалов. Считается, что основной причиной повышения механических свойств является окисная пленка на поверхности частиц порошка, которая сохраняется в процессе спекания и затрудняет рекристаллизацию подобно дисперсным включениям, препятствующих движению дислокаций и затрудняющих протекание процесса собирательной рекристаллизации. Влияние температуры на механические свойства пористых материалов в общем аналогично компактным материалам.
У пористых образцов по сравнению с компактными наблюдается несколько повышенная скорость ползучести, что объясняется не столько пористостью образцов, сколько возможным неравновесным состоянием. Однако пористые металлические материалы обладают высокой термостойкостью, так как поры увеличивают сопротивление материала тепловым ударам.
По физико-механическим свойствам металлокерамическая медь близка к монолитной и характеризуется более высокими значениями предела прочности и твердости при повышенных температурах (табл. 1).
Таблица 1. Свойства монолитной и металлокерамической меди
| Медь | Плотность, г/см3 | Удельное электросопритивление, Ом/мм2/ч | Коэффициент линейного расширения (20…100° C) 106×1/° С | Механические свойства при температуре, ° С ( | |||||||||||
| 20 | 120 | 150 | 300 | 350 | 400 | ||||||||||
|
| HB |
| HB |
| HB |
| HB |
| HB |
| HB | ||||
| Металлургическая | 8,9 | 0,018 | 16,8 | 30 | 95 | 24 | 80 | 23 | 75 | 22 | 68 | 19 | 40 | 13 | — |
| Металлокерамическая | 8,8 | 0,020 | 16,1 | 30 | 75 | 28 | 67 | 28 | 60 | 26 | 57 | 23 | 49 | 21 | — |
, кг/мм2 и HB)
Исследования микроструктуры монолитной и металлокерамической меди показали, что при приблизительно равном размере зерна в исходном состоянии после нагрева до 300° C в течение 24 ч размер зерна в металлургической меди существенно увеличивается, а в металлокерамической он остается практически без изменения. Это, по-видимому, связано с отмеченной выше задержкой процессов рекристаллизации.
Сравнение свойств при комнатной и повышенной температурах кадмиевой бронзы, изготовленной методами обычной металлургии и порошковой, показали приблизительно одинаковые свойства обоих материалов (табл. 2) Микроструктура обоих материалов показана на рис. 7.
Таблица 2. Свойства монолитной и металлокерамической кадмиевой бронзы
| Кадмиевая бронза | Электропроводность, % от Cu | Твердость НВ при 20° | Одночасовая горячая твердость HB при температуре,° С | |||
| 300 | 350 | 400 | 500 | |||
| Металлургическая | 94 | 118 | 68 | - | 18 | 9 |
| Металлокерамическая | 91 | 101 | 60 | 30…32 | 16 | 9 |
Рис. 7. Микроструктура металла кадмиевой бронзы металлургической (а) и металлокерамической (б)
Отечественной промышленностью с помощью порошковой металлургии выпускаются медновольфрамовые материалы, содержащие 25% меди и 75% вольфрама. Эти материалы обладают высокой твердостью (НВ 200…220) и применяются в качестве вставок в электродах для точечной и рельефной сварки и для губок стыковых машин.
Иностранными фирмами методом порошковой металлургии изготовляются различные материалы— элконайты — продукт спекания тугоплавких металлов (вольфрама, молибдена) или их карбидов с медью. Эти материалы имеют электропроводность от 20 до 45% от меди, предел прочности до 95 кг/мм2 и твердость, доходящую до 490 (для случая спекания меди с карбидом вольфрама). За границей освоен выпуск специальных материалов на основе порошков серебра с вольфрамом, молибденом или их карбидами. Эти материалы имеют сравнительно невысокий предел прочности (25…50 кг/мм2), электропроводность 40…60% от отожженной меди и твердость 150…200.
Комбинации тугоплавких металлов с высокоэлектропроводными дают плотные твердые материалы, обладающие большой износостойкостью и высокой прочностью при повышенных температурах в сочетании с хорошей тепло- и электропроводностью.
Наряду с дисперсионно-упрочняемыми материалами, в порошковой металлургии начинают применяться новые материалы, упрочняемые металлическими волокнами. Создаются материалы, представляющие композицию из мягкой матрицы и высокопрочных волокон, армирующих матрицу. В композитном материале основную нагрузку воспринимают волокна, а матрица передает лишь нагрузку от одного волокна к другому. В случае возникновения трещины при разрушении волокна, она будет гаситься мягкой матрицей.
Высокая прочность волокнистых материалов связана с использованием пластического течения матрицы и нагружением всех волокон композиции. Такие материалы должны обладать высокой термической стойкостью. Основные закономерности поведения металлических материалов с непрерывными волокнами были установлены на композиции медь—вольфрам. Первые опыты применения волокнистых композиционных материалов для электродов контактных машин не дали пока удовлетворительных результатов. По-видимому, это было связано с недостаточно удовлетворительным качеством материалов и отработанной технологией их изготовления, представляющей еще много принципиальных и технологических трудностей. Однако ожидаемые преимущества от использования таких материалов в недалеком будущем несомненно приведут к интенсивным научным поискам и созданию стойких материалов на основе высокопрочных волокон.
k-svarka.com
