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