Отжиг оловянных бронз


Отжиг, закалка и термическая обработка бронзы


Вас интересует отжиг, закалка и термическая обработка бронзы? Поставщик Авек Глобал предлагает купить бронзу отечественного и зарубежного производства по доступной цене в широком ассортименте. Обеспечим доставку продукции в любую точку континента. Цена оптимальная.

Основные операции термообработки

Гомогенизация, закалка, отжиг и отпуск.

Гомогенизация

Гомогенизация применяется для снижения сегрегации и коррозии, обнаруженной в некоторых литых и горячих обработанных бронзовых заготовках, главным образом в тех, которые содержат повышенный процент олова. Диффузия и гомогенизация медленнее и труднее протекают в оловянных и кремниевых, поэтому эти сплавы обычно подвергаются длительным гомогенизирующим обработкам перед операциями горячей или холодной обработки. Бронзы (содержащие более 8% Sn) отличаются экстремальной сегрегацией. Поэтому перед обработкой сначала разрушают хрупкую сегрегированную оловянную фазу, тем самым увеличивая прочность и пластичность, и уменьшая твердость перед прокаткой. Эти цели достигаются путем гомогенизации при температуре около 760° С. Гораздо реже используют обработку холодом.

Отжиг

Заготовку нагревают до температуры, которая вызывает рекристаллизацию, и, если желательно максимальное размягчение, нагревают выше температуры рекристаллизации, чтобы вызвать рост зерна. На процесс отжига влияют многие взаимодействующие переменные. Важным является скорость нагрева, конструкция печи, атмосфера печи и форма заготовки. Для бронзовых сплавов критерием оценки качества рекристаллизационного отжига является размер зерна.

Температура отжига

  • легкий отжиг, который выполняется при температуре, слегка превышающей температуру рекристаллизации;
  • мягкий отжиг, температура отжига чуть ниже точки, в которой начинается быстрый рост зерна.

Поставщик Авек Глобал предлагает купить бронзу отечественного и зарубежного производства по доступной цене в широком ассортименте. Обеспечим доставку продукции в любую точку континента. Цена оптимальная.

Отпуск

Снятие напряжения в бронзовых заготовках направлено на уменьшение или устранение остаточного напряжения, тем самым уменьшая вероятность того, что деталь не сработает при растрескивании или усталости от коррозии при работе. Ряд бронз, в частности, алюминиевые и кремниевые бронзы, могут растрескиваться под критическим напряжением. Отпуск для снятия напряжений выполняется при температуре ниже нормального диапазона отжига, которые не вызывают перекристаллизации и последующего размягчения металла.

Закалка

Высокая прочность в большинстве марок бронзовых сплавов достигается за счет холодной обработки. Закалка используется для повышения механической прочности выше уровней, обычно получаемых при холодной пластической деформации. Примеры осаждающих упрочняющих медных сплавов включают бериллиевые и кремниевые бронзы, а также бронзы с повышенным содержанием фосфора и кремния.

Купить. Поставщик, цена

Вас интересует отжиг, закалка и термическая обработка бронзы? Поставщик Авек Глобал предлагает купить бронзу отечественного и зарубежного производства по доступной цене в широком ассортименте. Обеспечим доставку продукции в любую точку континента. Цена оптимальная. Приглашаем к партнёрскому сотрудничеству.

Хромовая бронза

Хромовые бронзы — медно-хромовые или более сложные по химическому составу медные сплавы, в которых упрочнение после закалки и старения происходит в результате выделения из твердого раствора дисперсных частиц хрома или хромосодержащих соединений. Бронзы относятся к жаропрочным медным сплавам высокой электро- и теплопроводности.

Среди легирующих элементов, которые используют при создании жаропрочных медных сплавов высокой тепло- и электропроводности, хрому отводится особая роль благодаря его влиянию на физические и механические свойства меди. Хром значительно упрочняет медь, повышает уровень ее жаропрочности и значительно повышает температуру рекристаллизации меди.

Хромовые бронзы относятся к дисперсионно твердеющим сплавам и имеют хорошее сочетание физических, механических и эксплуатационных свойств после термической или термомеханической обработки (ТМО). Термическая обработка включает закалку, фиксирующую пересыщенный твердый раствор, и старение, в результате которого происходит распад с выделением дисперсных частиц фазы-упрочнителя. ТМО включает холодную пластическую деформацию (между закалкой и старением), которая активно влияет на формирование структуры при старении, изменяя кинетику распада твердого раствора. Уровень прочностных свойств у сплавов, прошедших ТМО, выше, чем у сплавов, подвергнутых старению без предварительной деформации. Однако применение ТМО к изделиям из хромовых бронз, эксплуатируемых при температурах выше температур рекристаллизации, неэффективно.

Кроме упрочняющей термической обработки хромовые бронзы зачастую подвергаются промежуточному отжигу с целью повышения пластичности между операциями холодной деформации. Отжигу подвергают также готовую металлопродукцию перед последующим изготовлением из нее изделий различными способами пластической деформации (штамповка, ковка, отбортовка и др.).

Свойства двойных хромовых бронз определяются особенностями физико-химического взаимодействия между компонентами в систе­ме Cu—Cr. Наибольший практический интерес имеет часть диаграммы состояния Cu—Cr, показанная на рис. 1. 4.15

.

Рис. 1. Диаграмма состояния Cu-Cr

В системе Cu—Cr твердом состоянии суще­ствуют две фазы: α-твердый раствор хрома в меди и твердый раствор на основе хрома. Однако вследствие малой растворимости меди в хроме в твердом состоянии, второй твердой фазой является практически чистый хром.

Двойные хромовые бронзы БрХ1 и БрХ0,8 мало отличаются по химическому составу (табл. 1.) и имеют близкие значения физических и механических свойств.
Табл. 1. Химический состав хромовых бронз (массовая доля, %)

МаркаСгZrTiCuДругие элементыПримеси, не более
БрХГ1)0,4…1,0ост.0,08Fe; 0,3Zn; сумма — 0,2
БрХ0,82)0,4…0,7ост.0,01 P; 0,06Fe; 0,005Pb; 0,05Si; 0,015Zn; сумма — 0,2
БрХНТ2)0,2…0,40,03…0,08ост.0,5…0,8 Ni0,01P; 0,06Fe; 0,005Pb; 0,05Si; 0,015Zn; сумма — 0,2
БрХЦрТ2)0,25…0,450,03…0,070,04…0,08ост.0,001 Mg0,015Fe; 0,003Pb; 0,01 Si; 0,001Zn; сумма — 0,2
БрХ1Цр2)0,4…1,00,03…0,08ост.0,03 Ni0,002Bi; 0,003Pb; 0,01 Zn; 0,01 Sn; 0,01As; сумма — 0,2
БрХВЦр210,35…0,70,15…0,30ост.0,15..,0,4 V0,01 P; 0,06Fe; 0,005Pb; 0,02Si; 0,01Zn; сумма — 0,2
БрХНб2)0,3…0,5ост.0,1.„0,4 Nb0,01 P; 0,06Fe; 0,005Pb; 0,05Si;0,015Zn; сумма-0,2
БрХЦрК2)0,15…0,250,15…0,25ост.0,03…0,10 Ca0,02Fe; 0,005Pb; 0,002Sb; 0,005Zn; 0,005P; сумма — 0,2
1) химический состав приведен по ГОСТ 18175—78;
2) нормативно-техническим документом на химический состав являются ТУ. Примечание: примеси, не указанные в таблице, учитываются в общей сумме примесей.

Минимальные значения временного сопротивления σb хромовая бронза имеет в отожженном состоянии, максимальные — в закаленном (рис. 2).

Рис. 1. Зависимость механических свойства бронзы БрХ (0,79% Cr) от температуры испытания после термической обработки по режимам: 1

— отжиг при 700°С , 2 ч;
2
— закалка с 1000°С в воде;
3
— нормализация (охлаждение на воздухе) с 1000°С

Наибольшие различия в прочностных свойствах хромовых бронз между закаленным и нормализованным со­стояниями наблюдаются с температуры 400°С, когда начинается распад пересыщенного хромом твердого раствора. Прочностные свойства хромовой бронзы в нормализованном и закаленном состоянии становятся практически одинаковыми при 800°С. Двойные хромовые бронзы имеют область пониженной пластичности в температурном интервале 400…650°С.

Сведения о физических, механических и технологических свойствах двойных хромовых бронз БрХ1 и БрХ0,8 даны в табл. 2-3.

Табл. 2. Физические, механические и технологические свойства бронзы БрХ1
Физические свойства
Температура плавления,°С:
ликвидус1081
солидус1076
Плотность γ, кг/м38920
Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-117
Удельная теплоескость cp Дж/(кг*К)388
Удельное электросопротивление ρ*106, Ом*м
после закалки0,0383
после старения0,021
Удельная теплопроводность при 20°С, λ, Вт/(м*К):
после закалки167
после старения315
Температурный коэффициент электического сопротивления α’, К-1:
после закалки0,002
после старения0,003
Модуль нормальной упругости (модуль Юнга) Е, ГПа131
Модуль упругости при сдвиге (модуль сдвига) G, ГПа42
Механические свойства
Временное сопротивление σb, МПа:
после закалки240
после закалки и старения410
после закалки, деформации и старения520
Предел текучести σ0,2, МПа:
после закалки65
после закалки и старения270
после закалки, деформации и старения440
Относительное удлинение δ,%
после закалки50
после закалки и старения22
после закалки, деформации и старения10
Твердость по Виккерсу HV:
после закалки65
после закалки и старения130
после закалки, деформации и старения150
Предел усталости при (3*108 циклов для бронзы с σb=545 Мпа), σ-1, МПа197
Технологические свойства
Температура литья, °С1250… 1350
Температура горячей деформации, °С:750…950
Температура термической обработки, °С:
отжига650…700
закалки980… 1000
старения400…500
Суммарная степень деформации перед старением, %50
Обрабатываемость резанием относительно свинцовой латуни ЛIC63-3, %20
Табл. 3. Характеристика жаропрочности прутков из хромовой бронзы БрХ0,8
Температура, °СПредел длительной прочности, МПаПредел ползучести, МПа
σ100σ500σ1000σ0,2/100σ0,5/100σ0,1/500σ0,2/500σ0,5/500σ0,1/1000σ0,2/1000σ0,5/1000
200280250240220250160200220140170200
300180120140

Среди медных сплавов с высокой электро- и теплопроводностью наибольшее применение в промышленности нашли многокомпонентные хромовые бронзы, легированные цирконием (см. табл. 1).

Хромоциркониевая бронза БрХЦр по механическим свойствам, температуре разупрочнения при нагреве, жаропрочности превосходит двойную хромовую бронзу БрХ1. При этом электро- и теплопроводность двойного и тройного сплавов практически одинаковы. Введение в двойные сплавы Cu-Cr малой добавки цирко­ния приводит не только к повышению прочностных свойств, но и к значительному улучшению пластичности при повышенных температурах: бронза БрХЦр в отли­чие от двойных сплавов БрХ1 и БрХ0,8 не имеет провала пластичности в интервале температур 400…650°С.

Физические, механические и технологические свойства хромоциркониевой бронзы БрХЦр при комнатной и высоких тем­пературах приведены в табл. 4-6.

Табл. 4. Физические, механические и технологические свойства бронзы БрХЦр
Физические свойства
Температура плавления, °С:
ликвидус1080
солидус1074
Плотность γ, кг/м38920
Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-116,8
Удельное электросопротивление ρ*106, Ом*м
после закалки0,0376
после старения0,0204
Удельная теплопроводность λ, Вт/(м*К):
после закалки
после старения366
Температурный коэффициент электрического сопротивления α’, К-10,003
Модуль нормальной упругости (модуль Юнга) Е, ГПа130
Механические свойства
Временное сопротивление σb, МПа:
после закалки250
после закалки и старения480
после закалки, деформации и старения540
Предел текучести σ0,2, МПа:
после закалки75
после закалки и старения420
после закалки, деформации и старения500
Относительное удлинение δ,%
после закалки44
после закалки и старения24
после закалки, деформации и старения12
Твердость по Виккерсу HV:
после закалки68
после закалки и старения120
после закалки, деформации и старения148
Технологические свойства
Температура литья, °С1250…1300
Температура горячей деформации, °С700…930
Температура термической обработки, °С:
закалки980…1000
старения400…500
отжига650…700
Суммарная степень холодной деформации перед старением, %О
Обрабатываемость резанием, % относительно свинцовой латуни ЛC63-320
Табл. 5. Физические свойства хромовых бронз при высоких температурах
СвойстваТемпература, °С
20300400500600700
Сплав БрХЦр
Плотность γ, кг/м38920
Удельное электросопротивление ρ*106, Ом*м0,02050,0380,04410,05240,06030,0668
Удельная электрическая прводимость , МСм/м492623191614
Теплопроводность λ, Вт/(м*К)366380382367361350
Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-117,517,918,318,619
Модуль нормальной упругости (модуль Юнга) Е, ГПа1301181091009388
Сплав БрХВЦр
Плотность γ, кг/м3883087708730870086508580
Удельное электросопротивление ρ*106, Ом*м0,020,03780,04490,05256,080,0695
Удельная электрическая прводимость , МСм/м502625221615
Теплопроводность λ, Вт/(м*К)368382369361357350
Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-116,617,517,918,418,719,1
Модуль нормальной упругости (модуль Юнга) Е, ГПа1321171081029186
Сплав БрХНб
Плотность γ, кг/м38900
Удельное электросопротивление ρ*106, Ом*м0,01850,03790,04370,05170,0590,0679
Удельная электрическая прводимость , МСм/м542723191715,5
Теплопроводность λ, Вт/(м*К)380384390372365357
Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-117,117,317,718,318,8
Модуль нормальной упругости (модуль Юнга) Е, ГПа1351221131059790
Табл. 6. Механические свойства хромовых бронз при высоких температурах
СвойстваТемпература, °С
20300400500600700
БрХЦр
Временное сопротивление σb, МПа500390350300250100
Предел текучести σ0,2, МПа45037034029024090
Относительное удлинение δ,%242018181829
Относительное сужение ψ,%848182828195
Ударная вязкость KCU, МДж/м22,12,11,81,61,2
Твердость по Виккерсу HV148122106807038
Длительная (1 ч) твердость HV86603319
БрХВЦр
Временное сопротивление σb, МПа550450410350220120
Предел текучести σ0,2, МПа510430400340210110
Относительное удлинение δ,%191712121630
Относительное сужение ψ,%585557586889
Ударная вязкость KCU, МДж/м21,81,71,71,61,61,5
Твердость по Виккерсу HV1601201101027933
Длительная (1 ч) твердость HV88713515

Многокомпонентная бронза БрХЦрК отличается от БрХЦр значительно меньшим содержанием хрома (см. табл. 1). Небольшая добавка кальция (0,03…0,10%) вводится для раскисления расплава, улучшения усвоения циркония и повышения технологических свойств (стойкость к двойным перегибам). Из этого сплава изготавливают токопроводящие монтажные провода, предназначенные для работы при длительном воздействии повышенных температур (ок. 150°С) и кратковременно до 250°С. Бронза отличается высокой технологической пластичностью, что позволяет выпускать микро­проволоку.

Свойства бронзы БрХЦрК и режимы обработки приведены в табл. 7.

Табл. 7. Физические, механические и технологические свойства бронзы БрХЦрК
Физические свойства
Температура плавления, °С:
ликвидус1075
солидус1065
Плотность γ, кг/м38925
Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-116,7
Удельное электросопротивление ρ*106, Ом*м:
после закалки0,0346
после старения0,0195
Теплопроводность λ, Вт/(м*К):
после закалки
после старения368
Температурный коэффициент электического сопротивления, α-1, К-10,0025
Модуль нормальной упругости (модуль Юнга) Е, ГПа131
Механические свойства
Временное сопротивление σb, МПа:
после закалки250
после закалки и старения380
после закалки, деформации и старения550
Предел текучести σ0,2, МПа:70
после закалки
после закалки и старения350
после закалки, деформации и старения500
Относительное удлинение δ,%:
после закалки44
после закалки и старения20
после закалки, деформации и старения2
Технологические свойства
Температура литья, °С1250…1300
Температура горячей деформации, °С700…930
Температура термической обработки, °С:
закалки900…960
старения400…600
Суммарная степень холодной деформации перед старением0…95
Обрабатываемость резанием относительно свинцовой латуни ЛC63-3, %20

В качестве легирующих элементов в хромовые бронзы вводят также тугоплавкие металлы переходной группы — ванадий и ниобий, имеющие температуры плавления 1910°С и 2469°С со­ответственно.

Главное достоинство бронзы БрХНб — высокая электро- и теплопроводность в широком диапазоне температур (см. табл. 5); по прочностным свойствам сплав уступает двойной хромовой бронзе БрХ1. Из бронзы БрХНб изготавливают проволоку для токоведущих проводников электрического тока.

Хромоциркониевая бронза БрХВЦр с добавкой ванадия (см. табл. 1) относится к дисперсионно твердеющим материалам. Бронза имеет высокую тепло- и электропроводность, отлича­ется высокой пластичностью и вязкостью в широком диапазоне температур. Основные физические и механические свойства бронзы БрХВЦр при комнатной и высоких температурах представлены в табл. 6-8.

Таблица 8. Физические, механические и технологические свойства бронзы БрХВЦр
Физические свойства
Плотность γ, кг/м38830
Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-116,8
Удельное электросопротивление ρ*106, Ом*м:0,02
Удельная теплоескость cp Дж/(кг*К)394
Теплопроводность λ, Вт/(м*К)368
Температурный коэффициент электрического сопротивления α’, К-10,003
Удельная электрическая проводимость σ, в % от меди86
Механические свойства
Временное сопротивление σb, МПа550
Предел текучести σ0,2, МПа510
Относительное удлинение δ,%:19
Относительное сужение ψ,%58
Ударная вязкость KCU, МДж/м21,8
Твердость по Виккерсу HV160
Модeль нормальной упругости (модуль Юнга) Е, ГПа130
Технологические свойства
Температура литья, °С1300…1350
Температура горячей деформации, °С700…930
Температура термической обработки, °С:930…950
закалки450…475
старения700…750
отжига
Суммарная степень холодной деформации перед старением, %40…70
Примечание. Физические и механические свойства определены после обработки бронзы по режиму: закалка с 940 °С в воду, холодная деформация (50%) и старение (460 °С, 4 ч).

Основные виды продукции и изделий из хромовых бронз приведены в табл. 9.

Табл. 4.37. Основные виды продукции и изделий из хромовых бронз
Продукция и изделияМарка бронзы
БрХ1БрХ0,8БрХНТБрХЦрТБрХЦрБрХВЦрБрХНбБрХЦрК
ЛентаX
Листы холодно- и горячекатаныеXXXXX
Полосы и профилиXXX
ПлитыXXXX
Тонкая проволока (диаметр < 1 мм)XX
Проволока круглого (диаметр > 1 мм) и прямоугольного сеченияXXXX
Прутки тянутые и прессованныеXXXXXXX
ТрубыXXXX
ПоковкиXXXX
Электроды для сваркиXXX
Губки для роликовых сварочных машинXX
Кристаллизаторы и теплообменникиXXXX
Токоподводящие контактыXX
Электрические провода и кабелиXX
Коллекторные пластиныXX
Условное обозначение: «X» — имеется опыт изготовления и применения
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]