Задачи по материаловедению

Fe

P

Cu

Pb

Zn

Sb

Bi

Примесей

до   0.1

до   0.01

95 - 97

до   0.03

2.66 - 4.8

до   0.005

до   0.002

всего 0.2

Особенностью латуни Л96 является ее высокая коррозионная устойчивость. В частности, она не склонна к коррозионному растрескиванию.

Латунь Л96 обладает достаточно высокими механическими и литейными свойствами и хорошо обрабатывается давлением как в горячем, так и в холодном состоянии; в этом отношении данный сплав по своим технологическим свойствам очень близок к чистой меди, очень хорошо деформируется в холодном состоянии, особенно волочением, пригодна для ковки, чеканки, эмалирования.

Латунь Л96 применяется для изготовления радиаторных и конденсаторных трубок.

Вытяжкой получают полые детали разнообразной формы из плоских листовых или полых тонкостенных заготовок, не требующие, как правило, дальнейшей обработки, кроме обрезки неровного края. Изготовление деталей вытяжкой осуществляется без нагрева заготовки, в холодном состоянии. Исключение — вытяжка толстолистового металла (толщиной свыше 20 мм), когда заготовку нагревают, для того чтобы снизить деформирующее усилие. 

Вытяжкой за одну операцию можно получить относительно неглубокие детали, высота которых не превышает 0,8 диаметра. При вытяжке более высоких деталей растягивающие напряжения, возникающие в стенке, возрастают настолько, что может наступить отрыв дна. В связи с этим процесс вытяжки необходимо разделять на несколько переходов, что позволяет уменьшить радиальные растягивающие напряжения в стенках вытягиваемой детали. При получении деталей вытяжкой, в зависимости от относительной высоты, их штампуют в одну или несколько операций или переходов.

Без нагрева из листовой латуни можно изготовлять глубокой вытяжкой и штамповкой сложные детали: кожухи, колпачки, фасонные шайбы и другое. В результате холодной обработки давлением у латуни увеличивается твердость и механическая прочность, но заметно снижается пластичность. Для восстановления пластичности латунь отжигают при температуре 400–600° С и медленно охлаждают до комнатной температуры.

После отжига латунь становится мягкой и легко гнется и выколачивается. При дальнейшей обработке давлением, прокатыванием и выколачиванием латунь снова нагартовывается и становится жесткой. В этом случае производят повторный отжиг. При глубоких вытяжках, чтобы избежать образования трещин, латунь приходится отжигать несколько раз.

Важнейшим условием правильной термообработки сталей является подбор необходимого температурного режима в зависимости от марки стали. Термическая обработка латуни заключается только в отжиге. Отжиг меди и ее сплавов проводят с целью устранения тех откло­нений от равновесной структуры, которые возникли в процессе затверде­вания или в результате механического воздействия либо предшествующей термической обработки.

На температуру рекристаллизации латуней также влияет предшест­вующая обработка, в первую очередь степень холодной деформации и ве­личина зерна, сформировавшегося при этой обработке. Так, например, время до начала рекристаллизации латуни Л95 при температуре 440 °С со­ставляет 30 мин при степени холодной деформации 30 % и 1 мин при сте­пени деформации 80%.

Величина исходного зерна действует на процесс рекристаллизации противоположно повышению степени деформации. Например, в сплаве Л95 с исходным зерном 30 и 15 мкм отжиг после 50 % деформации при температуре 440 °С приводит к рекристаллизации через 5 и 1 мин соответ­ственно. В то же время величина исходного зерна не влияет на скорость рекристаллизации, если температура отжига превышает 440 °С.

Температуру отжига латуней выбирают примерно на 250–350 °С выше температуры начала рекристаллизации (таблице 5.2).

Таблица 5.2

Режимы отжига меди и сплавов на ее основе

Качество отожженного материала определяется не только его меха­ническими свойствами, но и величиной рекристаллизованного зерна. Ве­личина зерна в полностью рекристаллизованной структуре довольно одно­родна. При неправильно установленных режимах рекристаллизационного отжига в структуре четко обнаруживаются две группы зерен различной ве­личины. Эта так называемая двойная структура особенно нежелательна при операциях глубокой вытяжки, гиба или полировки и травления изделий.

С увеличением размеров зерна до определенного предела штампуемость латуней улучшается, но качество поверхности ухудшается. На поверхности изделия при величине зерна более 40 мкм наблюдается харак­терная шероховатость — «апельсиновая корка».

Отжиг для уменьшения остаточных напряжении проводят в тем­пературном интервале ниже температуры начала рекристаллизации с тем, чтобы заметно не снижались механические свойства, полученные нагартовкой. Обычно этот интервал температур лежит между 250 и 330 °С, а продолжительность отжига колеблется от 1 до 2 ч. Такая операция значи­тельно снижает остаточные напряжения и, как правило, выравнивает их по объему изделия. 

Таким образом, между отдельными операциями вытяжки, в зависимости от типа производимого изделия, латунь, возможно, будет необходимо подвергнуть отжигу несколько раз, чтобы повысить пластичность изделия.

Латуни хорошо обрабатываются резанием. Изделия из латуни устойчивы к атмосферной коррозии, но деформированная (вытяжкой) латунь подвержена коррозии во влажной атмосфере в большей степени, чем медь.

Механические свойства латуни Л96 приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3

Механические и физические свойства латуни Л96

Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком). Она обладает высокой пластичностью, антикоррозионным и антифрикционными свойствами, хорошо сваривается со сталью, его применяют для изготовления биметалла сталь-латунь. Благодаря золотистому цвету томпак используют для изготовления художественных изделий, знаков отличия и фурнитуры.

9