Mosiądze

Mosiądze to stopy miedzi z cynkiem i ewentualnie innymi pierwiastkami.

Mosiądze dwuskładnikowe. Ze względu na skład fazowy mosiądze dwuskład­nikowe dzieli się na:

• jednofazowe - o zawartości cynku od 2 do 39%

• dwufazowe - o zawartości cynku od 39 do 45%

Mosiądze jednofazowe cechuje bardzo duża plastyczność, co umożliwia stosowanie ich na wyroby głęboko tłoczone i obrabiane plastycznie na zimno. Mosiądze charakteryzują się dobrą odpornością na korozję, szczególnie atmosferyczną i w wodzie morskiej. Najczęściej spotykanym rodza­jem korozji mosiądzów, szczególnie dwufazowych, jest korozja elektroche­miczna. Mosiądze jednofazowe w stanie zgniecionym ulegają korozji naprę­żeniowej. Mosiądze dwuskładnikowe są przeznaczone do przeróbki plastycznej na zimno i na gorąco w przypadku mosiądzów jednofazo­wych lub tylko na gorąco w przypadku mosiądzów dwufazowych.

Mosiądze wieloskładnikowe zawierają oprócz cynku takie dodatki stopowe, jak: krzem, aluminium, cyna, ołów, żelazo, man­gan, nikiel i arsen, zwykle o łącznym stężeniu nie przekraczającym 4%. Doda­wane pierwiastki stopowe powodują zwiększenie wytrzymałości i odporności na korozję mosiądzów. Mosiądze wieloskładnikowe w przeciwieństwie do dwu­składnikowych są stosowane głównie jako stopy odlewnicze. Cechuje je dobra odporność na korozję i ścieranie oraz dobre właściwości wytrzymałościowe przy obciążeniach statycznych.

Miedzionikle

Ważną grupę technicznych stopów miedzi przeznaczonych do przeróbki plastycznej stanowią miedzionikle, w których głównym dodatkiem stopowym jest nikiel o stężeniu do 40%, zawierające także 1-2% krzemu, aluminium, żela­za lub manganu. Nikiel powoduje poprawę właściwości me­chanicznych, odporności na korozję, oporności elektrycznej właściwej oraz siły termoelektrycznej miedźionikli.

Brązy

Brązy cynowe. Miedź tworzy z cyną jeden roztwór stały graniczny krystalizujący w strukturze A l oraz sześć roztworów stałych wtórnych na osnowie faz międzymetalicznych.

Brązy cynowe wykazują dobrą odporność na korozję, szczególnie w śro­dowisku atmosfery przemysłowej i wody morskiej. Brązy cynowe mogą być kształtowane plastycznie na zimno. W stanie obrobionym plastycznie na zimno brązy cynowe charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi, co umożliwia stosowanie ich w przemyśle chemicznym, papierniczym i okrętowym, m.in. na elementy apa­ratury kontrolno-pomiarowej, siatki, sprężyny, tulejki, łożyska ślizgowe.

Brązy cynowe wieloskładnikowe mogą również zawierać:

• fosfor - stosowany do odtleniania odlewniczych brązów cynowych przed wprowadzeniem cyny do kąpieli metalowej w celu zapobieżenia wy­dzielaniu się bardzo twardego tlenku cyny. W brązach do przeróbki plastycznej zawartość fosforu nie może przekraczać 0,3%, gdyż pierwia­stek ten bardzo niekorzystnie wpływa na plastyczność, zwiększając jed­nak właściwości wytrzymałościowe i odporność brązów na ścieranie. Brązy cynowo-fosforowe są stosowane na panewki, sprężyny,

• cynk - przeciwdziała segregacji brązów cynowych, sprzyjając ujednorodnieniu ich właściwości mechanicznych i zwiększeniu właściwości wytrzymałościowych. Cynk jest dobrym odtleniaczem i poprawia lejność tych sto­pów. Brązy cynowo-cynkowe (zwane dawniej spiżami) mają zastosowa­nie podobne do zastosowania cynowych dwuskładnikowych,

• ołów - nie tworząc roztworów, polepsza skrawalność brązu cynowego, zmniejsza współczynnik tarcia i korzystnie wpływa na szczelność odle­wów. Brązy cynowo-cynkowo-ołowiowe stosuje się głównie na tulejki i panewki łożyskowe.

Wieloskładnikowe brązy cynowe są stosowane głównie jako odlewnicze. Charakteryzują się dobrą odpornością na korozję i na ścieranie.

Brązy aluminiowe (brązale).. Dwuskładnikowe, jednofazowe brązy aluminiowe zawierają do 8% aluminium i ze względu na dużą plastyczność mogą być obrabiane plastycznie na zimno oraz na gorąco. Brązy o składzie eutektoidalnym można obrabiać plastycznie wyłącznie na gorąco w temperaturze, w której wy­stępuje struktura jednofazowa .

W brązach wieloskładnikowych najczęściej stosuje się dodatki żelaza, niklu i manganu:

• żelazo i nikiel - powodują zwiększenie właściwości wytrzymałościo­wych i odporności na ścieranie w wyniku działania modyfikującego i sprzyjania drobnoziamistości stopów.

• mangan rozpuszcza się w roztworze w stężeniu do ok. 10%, powo­dując znaczne zwiększenie odporności tych stopów na korozję i na ścieranie oraz właściwości mechanicznych.

Odlewnicze wieloskładnikowe brązy aluminiowe wykazują większy skurcz odlewniczy niż brązy cynowe, lecz znacznie mniejszą skłonność do segregacji dendrytycznej. Brązy aluminiowe mają dobrą odporność na korozję w środowi­sku wody morskiej i kwasów utleniających. Charakteryzują się dobrymi właściwo­ściami mechanicznymi w temperaturze pokojowej i podwyższonej oraz dużą odpornością na ścieranie. Znalazły zastosowanie na panewki łożysk ślizgowych, koła zębate, gniazda zaworowe, a także śruby okrętowe.

Brązy berylowe. Zawierają do ok. 2,1% głównego pierwiastka stopowego oraz zwykle nikiel, żelazo, kobalt i tytan, zwiększające umacniający efekt ob­róbki cieplnej.

Obróbka cieplna brązów berylowych polega na utwardzaniu dyspersyjnym. Obejmuje ono przesycanie z temperatury 720-760°C i starzenie w temperaturze 300-400°C. Brązy mogą być również umacniane przez przeróbkę plastyczną na zimno.

Stopy te są brązami o największych właściwościach mechanicznych, dobrej odporności na pełzanie i ścieranie. Cechują się dużą odpornością na korozję, przewodnością cieplną i elektryczną, brakiem skłonności do iskrzenia oraz dobrą podatnością na obróbkę plastyczną na zimno i na gorąco.

Brązy berylowe są stosowane na elementy maszyn w wytwórniach mate­riałów wybuchowych i prochowniach, na szczotki silników elektrycznych i przewody trakcji elektrycznej.

Brązy krzemowe. Techniczne stopy miedzi z krzemem mają strukturę jedno­fazową, a zawartość krzemu nie przekracza w nich 3-4%. Jednofa­zowa struktura zapewnia brązom krzemowym dobre właściwości plastyczne, przy czym krzem powoduje zwiększenie ich odporności na korozję. Krzem po­prawia także właściwości odlewnicze stopu. Praktyczne zastosowanie znalazły głównie brązy krzemowe wieloskładni­kowe zawierające najczęściej dodatki manganu, żelaza, cynku i niklu. Brązy krzemowe charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicz­nymi w temperaturze pokojowej i podwyższonej do ok. 300°C, dużą wytrzyma­łością zmęczeniową i dobrymi właściwościami ślizgowymi. Cechuje je ponadto duża odporność na korozję, dobra lejność i skrawalność.

Zastępuj ą droższe brązy cynowe.

Brązy manganowe. Zawierają zwykle 5-6 lub 12-15% manganu i są przezna­czone do obróbki plastycznej. Mają dość dobre właściwości wytrzymałościowe utrzymujące się do temperatury ok. 300°C. Najczęściej stosuje się stopy wieloskładnikowe, zawierające oprócz man­ganu nikiel, a w niektórych gatunkach także krzem lub aluminium

---