Файл: Ейльман, Л. С. Проводниковые материалы в электротехнике.pdf

Т а б л и ц а 8

Физические свойства хромистой бронзы (по сравнению со свойствами кадмиевой бронзы и твердой меди)

37

чёскйх включений хрома приводит к некоторой неодно­ родности проволоки. Физические свойства хромистой бронзы приведены в табл. 8.

Бе р и л л и е в ы е б р о н з ы также упрочняются дис­ персионным твердением. Эти сплавы после закалки и облагораживания имеют высокие пределы прочности, упругости, текучести и усталости; отличаются высокой электрической проводимостью, теплопроводностью, изно­ соустойчивостью; обладают высоким пределом ползу­ чести, высокой циклической прочностью при минималь­ ном гистерезисе, высоким сопротивлением коррозии и коррозионной усталости. Сплавы являются морозостой­ кими, немагнитными и не дают искры при ударах

[Л. 17, 21].

Наиболее распространены сплавы, содержащие 1,9— 2,6% Be. При термообработке этих сплавов происходят1 фазовые превращения. Они сопровождаются значитель­ ными объемными изменениями, достигающими 3—9%, что может привести к образованию микротрещин в мак­ симально напряженных местах. Микротрещины, так же

Т а б л и ц а 9

Химический состав бериллиевых бронз

как литейные пороки при прокатке, могут служить оча­ гами для образования газовых пузырей при нагреве по­ луфабрикатов под закалку в атмосфере диссоциирован­ ного аммиака, т. е. в присутствии атомарного водорода.

Добавки никеля и кобальта являются полезными. Ни­ кель замедляет процессы фазовых превращений, облег­ чает закалку, для которой требуются крайне высокие скорости охлаждения; однако он связывает часть берил­ лия, образуя бериллиды, что уменьшает эффективность бериллия. Марганец может частично заменить бериллий, и некоторые марганцевые сплавы по своим свойствам приближаются к бериллиевой бронзе. Примеси железа, свинца, висмута и олова отрицательно влияют на свойст­ ва бериллиевой бронзы.

38

Бериллиевая бронза устойчива .в различных атмо­ сферных условиях. При высоких температурах она окис­ ляется в меньшей степени, чем медь и другие сплавы на медной основе. Эта бронза устойчива в пресной и мор­ ской воде, мало склонна к межкристаллитной коррозии,

однако подвергается коррозионному растрескиванию под действием влажного аммиака. В морской воде скорость коррозии составляет 0,01 мм в год при 20 °С. Химический состав и свойства бериллиевых бронз приведены в табл. 9 и 10.

При понижении температуры предел прочности брон­ зы повышается от 53,5 до 78,5 кгс/мм2, а удлинение

39

уменьшается от 41 до 36% (— 180°С). Образованиеокисной пленки при термообработке проволоки и малая ак­ тивность поверхности бронзы снижают качество полуды даже после предварительного травления в азотной кис­ лоте. Твердая проволока диаметром 0,15 мм частично утрачивает свои механические свойства в процессе дви­ жения через расплав при температуре ванны 400 °С и скорости лужения 300 м/мин.

Рис. 14. Влияние добавок на длительную прочность меди при комнатной температуре.

Следует отметить, что производство сплавов с берил­ лием сложно из-за токсичности бериллия. Сплавы — заменители этой бронзы, обладающие хорошими упруги­ ми свойствами, обычно имеют меньшую электрическую

1% добавок различных элементов. Действие добавок различно; присадки к чистой меди серебра и циркония значительно повышают предел ползучести. Примером может служить купаллой, содержащий 1%' Сг и 0,1 % Ag [Л. 18—21].

Добавки хрома, циркония, магния, ниобия, бериллия, титана и отчасти никеля, олова, кадмия являются пер-

40

биективными для медных сплавов с высокой электриче­ ской проводимостью, так как положительно влияют на жаропрочность меди. Такие добавки, как кремний, же­ лезо, кобальт, фосфор значительно снижают электриче­ скую проводимость меди. Серебро, цирконий увеличи­ вают температуру разупрочняющего отжига.

Содержание doSaSon, атом. %

Рис. 15. Влияние химических соединений яа длитель­ ную прочность меди при температуре 500 °С.

На рис. 14 и 15 показана зависимость длительной прочности сплавов меди от содержания добавок, не пре­ вышающего 5%. Из кривых следует, что для повышения жаропрочности следует вводить цирконий, хром, никель.

Тугоплавкие химические соединения, образуемые до­ бавками типа Ni3Al, NiAl, NiBe, Ni2Si, CoBe, Cr2Zr, Cr2Ti, являясь жаропрочными и ограниченно раствори­ мыми в меди, повышают ее жаропрочность. Добавки 2—3% этих соединений увеличивают длительную твер­ дость меди при 500 °С в 4—9 раз, не снижая заметно ее электрической проводимости. Те сплавы, которые леги­ рованы добавками, повышающими температуру начала рекристаллизации меди, могут очень длительно сохра­ нять не только прочностные, но и электрические свойст­ ва. Так, сплав с небольшими добавками ниобия и хрома

41

единений или малорастворимых твердых элементов сни-

^Времяз ч

жает однородность сплава, ухудшает стабильность по длине проволоки ее электрических свойств и усложняет процессы обработки металлов давлением. Добавки 1% никеля, хрома, цинка или олова мало защищают медь от окисления, а добавки бериллия, алюминия, магния значительно защищают ее при тех же условиях. Влияние

Рис. 17. Влияние добавок на окисление меди при

700 °С.

42