Исследование диаграммы состояния двойной системы Cu-Zn

     Путем резкого охлаждения (закалки) сплава Л62, например при температуре 700°С, можно  зафиксировать в этом сплаве структуру  α+β (50 : 50), а путем закалки при 850°С можно зафиксировать структуру  β-латуни.

     В обоих случаях структура закаленного  сплава будет при комнатной температуре  неустойчивой. Насильственно задержанная  в структуре частично или полностью  фаза β окажется пересыщенной медью, так как нормальное содержание меди в β-фазе при комнатной температуре  ≈54,5%, при 700°С ≈59%, при 850°С ≈61,5%.

     Пересыщенные  медью кристаллы β-латуни будут  стремиться освободиться от излишков меди. Излишние атомы меди, выделяясь  из пересыщенного раствора, в ассоциации с атомами цинка будут образовывать более богатые медью кристаллы  α-фазы.

     При закалке в области смешанных  кристаллов латуни с содержанием  цинка 38 % приобретают зеленовато-желтый оттенок , в то время как после  медленного охлаждения те же сплавы имеют  чисто желтый или золотисто-желтый цвет.[1]

          6.3 Применение латуней.

     Широкий диапазон свойств, низкая себестоимость, легкость в обработке и красивый желтый цвет делают латунь наиболее распространенным медным сплавом с большой областью применения. Являясь наиболее дешевыми из медных сплавов, латуни широко используются в различных областях народного хозяйства. Специальные латуни, обладающие более высокой коррозионной стойкостью и прочностью, используют для деталей морских судов, самолетов, приборов и химической аппаратуры. Литые изделия получают из литейных латуней. Из латуней обрабатываемых давлением, изготовляют листы, ленты, полосы, трубы, прутки и проволоку, поковки.

     Наибольшее  применение из стандартных деформируемых  латуней имеет латунь Л62, содержащая минимальное количество меди и обладающая достаточно высокими механическими  свойствами и коррозионной стойкостью. Деформируемые латуни, предназначаемые  для изготовления деталей штамповкой, наряду с высокой пластичностью  должны иметь определенный размер зерна. Крупнозернистая структура приводит к образованию на штампованных изделиях шероховатой поверхности. На деформируемой  латуни с очень мелким зерном могут  возникать трещины при глубокой вытяжке.

     Латунь  Л62 применяется в вакуумной технике  для изготовления деталей, не подвергающихся в процессе работы нагреву, а также  для изготовления вакуумных емкостей и трубопроводов, работающих при  температурах от —253° до+250°С и давлениях  не ниже р = 1 -10"^ мм рт. cт [6].

     Латунь  Л62 хорошо обрабатывается резанием, подвергается штамповке с глубокой вытяжкой, сваривается  электродуговой и газовой сваркой  и паяется твердыми и мягкими  припоями.

     Припой  ПМЦ-54 предназначен для пайки меди, бронзы и стали, для изделий, не испытывающих ударных и изгибающих нагрузок. В  том случае, когда от паяного соединения требуются более высокая прочность  и главным образом хорошая  сопротивляемость удару и изгибу, в качестве припоя часто применяют  латуни Л-62 и Л-68.

7Сложный сплав,  содержащий 25 % Cu.

     Для изучения я взяла сплав, концентрация меди в котором составляет 25 % (рис.1). Рассмотрим процесс охлаждения этого  сплава.

     До  температуры 730°С  идет охлаждение жидкого  расплава. При температуре 730°С начинают выпадать первые кристаллы γ-фазы. При  температуре 699°С происходит перетектическое  превращение в результате которого из жидкого расплава и γ-фазы кристаллизуется  δ-фаза.

     Затем из жидкости продолжает кристаллизоваться  δ-фаза. При температуре 605°С  охлаждается  δ – фаза. При температуре 590°С  из δ-фазы начинает выделяться ε-фаза. После этого происходит эвтектоидное превращение при температуре  557°С в результате которого из δ-фазы кристаллизуются γ- и ε- фазы. И  затем происходит выделение γ-кристаллов из ε-фазы.

     Все эти превращения показаны в виде кривой охлаждения на рисунке 8 и лесенки  на рисунке 9.  Структура, полученная при охлаждении сложного сплава, показана на рисунке 10.

     Термическая обработка для этого сплава будет  такой же, как и для заэвтектоидной стали. Это отжиг 1 и 2 рода, закалка, отпуск.

     Но  в связи с тем, что сплав  состоит из γ и ε фаз, которые построены на базе химических соединений электронного типа, некоторые виды термической обработки не принесут никаких результатов.

    Рисунок  8-Кривая охлаждения 
 
 

   Рисунок  9-Лесенка                                                    Рисунок 10-Микроструктура 

Заключение

     Диаграмма Cu-Zn представляет собой двухкомпонентную систему с ограниченной растворимостью компонента Zn в твердом состоянии, с пятью перитектиками и эвтектоидом, с тремя химическими соединениями электронного типа. На диаграмме представлены 6 однофазных областей это 6 твердых растворов α, β, γ, δ, η, ε. β твердый раствор в интервале температур 454 °С-468°С претерпевает превращение β↔β’, которое является упорядочением.

     Для описания был выбран промышленный сплав  Л62 и сложный сплав с содержанием  меди 25 %.

     Промышленный  сплав  Л62 с концентрацией меди 60,5-63,5 %. При комнатной температуре это будет α-латунь. Этот сплав претерпевает отжиг второго рода, закалку и отпуск.

     Латунь  Л62 имеет наибольшее применение из стандартных деформируемых латуней. Она применяется в вакуумной технике для изготовления деталей, не подвергающихся в процессе работы нагреву, а также для изготовления вакуумных емкостей и трубопроводов, хорошо обрабатывается резанием, подвергается штамповке с глубокой вытяжкой, сваривается электродуговой и газовой сваркой и паяется твердыми и мягкими припоями.

     Сложный сплав при комнатной температуре  представляет собой смесь эвтектоида и ε-фазы. Термическая обработка  такого сплава похожа на термическую  обработку заэвтектоидной стали, за исключением того ,что фазы, из которых  образован сплав,  построены на основе химических соединений электронного типа, и поэтому некоторые виды термической обработки не принесут никаких результатов. 
 
 

Список  литературы

1Металловедение  и термическая обработка металлов/ Ю.М.Лахтин

-М.Металлургия, 1977 – 407с.

2Металлические  материалы/Ф.Д.Гелин – М.Вышэйшая  школа, 1987-366с.

3Медь и ее  сплавы/Д.И.Сучков – М.Металлургия, 1967 – 248с.

4 http://ru.wikipedia.org/wiki/Цинк

5 http://ru.wikipedia.org/wiki/Медь

6 http://rosvakuum.ru/splcv/latun-l62.html

7 Н. Р. Бочвар, Л. С. Гузей, Е. В. Лысова - Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. – Наука, 1979. – 248 с.