ivi.ru [CPS]

главная страница    словари    ГОСТЫ И ТУ    свойства металлов    производители металлов    о проекте

медь  бронза  латунь  алюминий  титан  никель  кобальт  цинк  магний  олово  свинец  медно-никелевые сплавы  вольфрам   молибден   ниобий   тантал

Никельбериллиевая, кобальтбериллиевая и никелькремниевая бронзы

Бронзы никельбериллиевая БрНБТ, кобальтбериллиевая БрКоБ и никелькремниевая БрНХК2,5-0,7-0,6 относятся к жаропрочным медным сплавам, широко применяемым в качестве проводников тока в электросетях железнодорожного транспорта, коллекторных пластин электрических машин, обмоток мощных турбогенераторов и трансформаторов, токоведущих контактов электродуговых печей, электродов для контактной сварки, конструкционного материала для различного типа теплообменников, где требуется сочетание высокой тепло- и электропроводности с высокой прочностью и жаропрочностью.

В зависимости от области применения к этим материалам предъявляют различные требования по сочетанию уровня жаропрочности и тепло- и электропроводности.

Химический состав жаропрочных бронз со средней электро- и теплопроводностью приведен в табл. 1.

Табл. 1. Химический состав (массовая доля, %) жаропрочных бронз со средней электро- и теплопроводностью
Марка Со Ni Be Si Cr Ti Примеси, не более
БрНБТ 1,4…1,8 0,2…0,4   0,05…0,15 0,005Pb; 0,01 Sn; 0,2Zn; 0,15A1; сумма — 0,7
БрКоБ(МКБ) 2,3…2,7 0,4…0,7     0,15Si; 0,15A1; 0,00Pb; 0,15Fe; сумма-0,7
БрНХК2,5-0,7- 0,6   2,2…2,8   0,4…0,9 0,5…1,0   0,004Bi; 0,01 Fe; 0,005Pb; 0,08Sn; 0,15Zn; сумма — 0,4

 

Особенность химического состава этой группы сплавов — более высокое по сравнению со сплавами высокой электро- и теплопроводности содержание никеля и кобальта (до 2,5...2,8%), а также хрома, кремния и бериллия.

Главное достоинство этих сплавов — высокая прочность при комнатной и высоких температурах (вплоть до 600...700°С) (табл. 2.), высокая жаропрочность и высокая температура разупрочнения при нагревах.

Табл. 2. Механические свойства бронз БрНБТ, БрКоБ и БрНХК2,5-0,7-0,6 при высоких температурах 
Свойства Температура, °С
20 300 400 500 600 700
БрНБТ
Временное сопротивление σb, МПа 820 670 620 480 250 120
Предел текучести σ0,2, МПа 810 660 600 480 240 110
Относительное удлинение δ,% 5 5 3 1 5 6
Относительное сужение  ψ,% 7 6 5 3 7 9
Ударная вязкость KCU, МДж/м2 0,3 0,3 0,2 0,1 0,2 0,5
Твердость по Виккерсу HV 240 190 125 80 43
Длительная (1 ч) твердость HV 130 95 50 18
БрКоБ
Временное сопротивление σb, МПа 780 630 55 420 230 110
Предел текучести σ0,2, МПа 760 620 540 410 200 60
Относительное удлинение δ,% 13 9 6 9 14 26
Относительное сужение  ψ,% 22 13 11 21 76 90
Ударная вязкость KCU, МДж/м2 0,3 0,4 0,4 0,4 0,6 0,9
Твердость по Виккерсу HV 230 200 185 105 66 33
Длительная (1 ч) твердость HV 120 75 30 14
БрНКХ2,5-0,7-0,6
Временное сопротивление σb, МПа 800 650 580 470 300 150
Предел текучести σ0,2, МПа 780 630 570 460 290 140
Относительное удлинение δ,% 10 7 5 3 5 15
Относительное сужение  ψ,% 50 40 24 12 26 72
Ударная вязкость KCU, МДж/м2 1 0,8 0,7 0,5 1,2 1,4
Твердость по Виккерсу HV 240 200 180 120 87 50
Длительная (1 ч) твердость HV 125 95 54 21

Примечание. Свойства определены после оптимального для каждой бронзы режима термической обработки.

 

Жаропрочные медные сплавы средней электропроводности БрНБТ, БрКоБ и БрНКХ2,5-0,7-0,6 по прочности и по темпера­туре разупрочнения после отжига значительно превосходят медь и все остальные группы проводниковых медных сплавов. Сплав БрНБТ, уступая циркониевой бронзе БрЦр0,3 и хромовой БрХ по электропроводности, превосходит эти бронзы по длительной 100-часовой прочности при температурах 300 и 500°С (табл. 3.).

 

Таблица 3. Электропроводность и длительная прочность меди и жаропрочных проводниковых бронз при разных температурах
Марка Содержание легирующих элементов, % Электропроводность, % от меди  Длительная прочность σ100, МПа при t, °С
300 400 500
Медь М0   100 60...80 30…40 25
БрЦрО,3 0,37Zr 90 320 60
БрХ 0,62Сг 85 210 40
БрНБТ 1,6Ni;0,4Be;0,05Ti 53 450 280 150
Примечание. Свойства сплавов определены после оптимальной для каждого сплава режима термомеханической обработки; медь отожжена при 600°С.

 

Физические, механические свойства сплавов БрНБТ, БрКоБ, БрНХК и режимы обработки приведены в табл. 2, 4, 5.

Табл. 4.24. Режимы обработки, виды продукции и контролируемые свойства сплавов
Режимы обработки, продукция, свойства Марка сплава
БрНБТ БрКоБ БрНХК2,5-0,7-0,6
Температура литья, °С 1220...1250 1220...1250 1250... 1300
Температура горячей деформации (прокатка, прессование, ковка), °С 950...750 950...750 950...700
Температура отжига (время отжига 1...2 ч') °С 700...750 650...700 700...750
Температура закалки (время выдержки 1...2 ч*) °С 960...980 900...950 900... 1000
Температура старения (время старения 2...4 ч*) °С 470...490 450...470 450...470
Суммарная степень деформации перед старением, % 0...50 0...50 40...75
Виды продукции плиты, литые цилиндрические заготовки прутки, полосы, плиты плиты
Уровень контролируемых свойств
НВ (не менее) 170 180 170
σ, в % от меди 45 45 40
* В зависимости от массы изделий

 

Табл. 5. Физические свойства бронз БрНБТ, БрКоБ и БрНХК2,5-0,7-0,6 при высоких температурах
Свойства Температура, °С
20 300 400 500 600 700
БрНБТ
Плотность γ, кг/м3 8830
Удельное электросопротивление ρ*106, Ом*м 0,0397 0,0607 0,0652 0,0765 0,0872 0,1058
Удельная электрическая проводимость σ, МСм/м 25 16 15 13 11 9
Теплопроводность λ, Вт/(м*К) 186 234 253 249 248 240
Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-1 18 18,2 18,5 18,9 19,2
Модуль нормальной упругости (модуль Юнга) Е, ГПа 140 131 123 110 102 95
БрКоБ
Плотность γ, кг/м3 8780
Удельное электросопротивление ρ*106, Ом*м 0,0346 0,0536 0,0614 0,0705 0,0825 0,0975
Удельная электрическая проводимость σ, МСм/м 29 19 16 14 12 10
Теплопроводность λ, Вт/(м*К) 209 265 272 273 263 251
Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-1 17,8 18,2 18,5 18,9 19,2
Модкльнормальной упругости (модуль Юнга) Е, ГПа 130 119 114 108 94 86
БрНХК.2,5-0,7-0,6
Плотность γ, кг/м3 8850
Удельное электросопротивление ρ*106, Ом*м 0,0372 0,0546 0,0618 0,0722 0,0864 0,109
Теплопроводность λ, Вт/(м*К) 27 18 16 14 12 9
Удельная электрическая проводимость σ, МСм/м 196 262 271 268 252 245
Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-1 17,9 18,1 18,4 18,7 19
Модкльнормальной упругости (модуль Юнга) Е, ГПа 140 128 122 116 108 98