ться утворення великих скупчень у формі крапель і евтектика часто не має характерного точкового будови.
Рис.3. <В
Рис.3 Мікроструктура литий міді з домішкою сірки. '250. За кордонів зерен міді (світлі) розташовуються включення сульфіду міді ( Cu 2 S) (темні).
Сульфід міді на нетравленний шві за своєю забарвленні нічим не відрізняється від закису міді і тільки застосування ідікаторного травителя (суміші 3% ого FeCl 3 в 10%-ої HCl) і поляризованого світла дозволяє ці з'єднання один від одного.
Домішки, утворюють з міддю легкоплавкіевтектики і тендітні хімічні сполуки, погіршують її механічні властивості і сильно знижують здатність до пластичної деформації. При невеликих змістах кисень і сірка не роблять помітного негативного впливу на гарячу обробку міді.
Кисень є причиною так званої В«водневої хворобиВ» міді. Сутність цього явища полягає в тому, що при нагріванні кисневмісною міді в відновної атмосфері (у середовищі, що містить H 2 , CO, CH 4 і т.п. гази) водень та інші гази, проникаючи в тверду мідь, взаємодіють з вмісту в ній киснем і утворюють водяні пари (або CO 2 ), нерозчинні у міді і прагнуть виділитися з неї під деяким тиском. У результаті цього в місцях їх виходу утворюються мікротріщини, які служать причиною руйнування металу при подальшій обробці тиском або в процесі роботи деталей, виготовлених з такий міді. З цієї причини у відношенні вмісту кисню в стандартах на мідь і мідні вироби даються вельми жорсткі норми.
Для розкислення міді зазвичай застосовують невеликі добавки фосфору. Досить ефективним розкислювачем міді є також літій.
Вплив сірки і кисню на механічні властивості міді показано на Рис.4.
В
Рис.4 Вплив сірки і кисню на механічні властивості міді. [1]
Найбільш шкідливими домішками в міді та її сплавах є вісмут і свинець. Ці домішки вже при незначних змістах (тисячні і соті частки відсотка) різко знижують пластичність міді при підвищених температурах. Вісмут внаслідок його крихкості сприяє також зниженню пластичності і в холодному стані. Вплив свинцю на механічні властивості міді показано на Рис.5.
В В
Рис. 5 Вплив свинцю на механічні властивості міді. [1]
В
Вредной домішкою вважають також сурму, ототожнюючи її дію з поведінкою вісмуту і міді. Однак це не цілком обгрунтовано. Сурма, згідно з останніми даними, до 2% входить до твердий розчин з міддю ( см. Рис.6 ) і тому не повинна погіршувати ні гарячої, ні холодної обробки міді. У сплавах на основі міді, де розчинність сурми зменшується в десятки разів, вплив на її властивості позначається досить істотно.
В В
Рис. 6 Діаграма стану Cu- Sb [1]
1 - Марц і Матьюсон (1931г.);
2 - Шібота;
3 - за даними автора (1938 р.)
Шкідлива вплив легкоплавких домішок можна усунути шляхом введення спеціальних присадок, що зв'язують ці домішки в тугоплавкі хімічні сполуки. Найбільш ефективними є такі добавки, які утворюють з домішкою хімічні з'єднання, що кристалізуються при температурі або вище, ніж сама мідь, або, принаймні, при температурі вище гарячої обробки сплаву. Легкоплавкі сполуки можуть сприяти горячеломкости. Знаючи формули цих сполук, при відомому змісті домішки можна приблизно підрахувати необхідну кількість нейтралізуючою присадки.
Однак при виборі присадок не можна не враховувати і того середовища, в якій відбувається утворення відповідних сполук. У багатьох випадках вводяться добавки можуть хімічно взаємодіяти з іншими компонентами сплаву або утворювати з ними тверді розчини. При утворенні хімічних сполук або твердих розчинів дію таких добавок на домішки частково або повністю паралізовували.
Для зв'язування свинцю і вісмуту найбільш ефективними присадками виявилися:
Для вісмуту-літій, кальцій, церій, цирконій, магній;
Для свинцю-кальцій, церій і цирконій.
При введенні зазначених добавок утворюються тугоплавкі сполуки ( див. Табл. 3 ) кристалізуються не у вигляді легкоплавких інтеркрісталліческіх прошарків, а у формі компактних ізольованих тугоплавких сполук.
Табл. 3 Хімічні сполуки свинцю і вісмуту та температури їх плавлення. [1]
В В В
При цьому відбувається помітне очищення кордонів зерен від домішок і значна частина включень розташовується усередині зерен міді.
У результаті такої зміни (модифікування) структури досягаються істотні поліпшення механічних властивостей, особливо при високих температурах. Одночасно з цим усуваються горячеломкость і хладноломкость сплавів, типові для міді, яка містить легкоплавкі і крихкі домішки.
Зазначені методи знешкодження свинцю і вісмуту в...
