Structuri pentru cu si principalele aliaje pe baza de cu

STRUCTURI PENTRU Cu SI PRINCIPALELE ALIAJE PE BAZA DE Cu

Introducere

Cu este cunoscut printre primele metale gasite in stare nativa din cele mai vechi timpuri. Si in zilele noastre s-au gasit Cu nativ sub forma de pepite (filoane) in unele zacaminte de Cu in greutate de peste 300 kg.

In scoarta pamantului, desi se gaseste in proportie de 0,01% datorita proprietatilor sale fizice si tehnologice a ajuns la o larga intrebuintare industriala.

Evolutia productiei mondiale in diferite perioade este aratata mai jos:

Cu este utilizat in tehnica fie sub forma de produse laminate, presate, trefilate amintim doar cateva din multiplele intrebuintari: in industria electrotehnica, termotehnica, chimica, petroliera, alimentara, bunuri de consum sub forma de table, placi, benzi, tevi, sarma etc., cuprinse in standardele in vigoare.

In industria constructiilor de masini, se folosesc cel mai mult sub forma de aliaje, din care amintim: alamele (Cu-Zn) si bronzurile (Cu-Sn), asupra carora se va insista in cele ce urmeaza:

Alamele sunt aliajele Cu cu Zn. Dupa tehnologia de fabricatie se impart in: alama deformabila si alama turnata in piese. Aliajele Cu-Zn sunt aliaje binare sau aliaje simple. In practica sunt utilizate alamele cu maxim 45%Zn.

Alamele cu pana la 10%Zn sunt cunoscute sub numele de tombac rosu, cele cu 15-20%Zn de tombac galben, cele cu 30% se prelucreaza bine la rece.

Cele mai bune proprietati le au alamele cu 40%Zn. Acestea se prelucreaza usor la cald.

A doua categorie sunt alamele speciale, care pe langa Cu-Zn, mai contin si alte elemente de aliere pentru a le imbunatati anumite proprietati. Pentru a realiza aceasta se introduce in compozitie: Mn, Si, Al.

Notarea alamelor se face dupa standarde, prin simbolul elementului de baza. De exemplu: Alama cu 5%Zn se noteaza CuZn5, etc. Aceste simbolizari se gasesc in STAS-95/82. alamele pentru turnatorie se gasesc in STAS-199/80, iar alamele pentru lipit se afla in STAS-5204/79.

Bronzurile sunt aliaje ale Cu cu Sn sunt larg folosite pentru rezistenta la coroziune si la uzura. Dupa tehnologia de fabricatie, ca si alamele, sunt:bronzuri deformabile si bronzuri turnate in piese.

Aliajele cu 6-7%Sn se deformeaza bine. Cele cu 8-10% se folosesc ca aliaje antifrictiune. Bronzurile fosforoase se folosesc la cuzineti si angrenaje in constructia navelor, avand rezistenta buna la coroziune (vant, apa sarata de mare).

Cele cu 8-20%Sn se folosesc pentru cuzineti.

In figura 12.1. este prezentata Diagrama de echilibru AL-Cu.

Fig. 12.1. Diagrama de echilibru AL-Cu.

Atentie:

Prin tratament termic de punere in solutie are loc cresterea plasticitatii si scaderea durabilitatii spre deosebire de calirea martensitica la oteluri cand duritatea creste foarte mult.

Daca aliajul respectiv este mentinut la temperaturi obisnuite sau incalzit la temperaturi joase (150-180⁰C) are loc precipitarea fazei CuAl2, secundar, fin dispersata in interiorul grauntilor si se produce durificarea (revenirea), imbatranirea. Imbatranirea naturala are loc la 4-5 zile dupa calire.

Bronzurile sunt standardizate in STAS 93/82 si elementul Sn indica simbolul sau marca respective a bronzului, de exemplu:

aliaje deformabile CuSn2 inseamna 2%Sn, 1% impuritati si restul pana la 100% este Cu. La fel pentru marcile CuSn4, CuSn6, CuSn4Pb4Zn4 (adica 4%Sn, 4%Pb, 4%Zn)

aliaje pentru piese turnate CnSn14, CuSn12, CuSn12Ni2, CuSn10Zn10, CuSn6Zn4Pb4, etc.

In carti tehnice mai vechi, bronzurile mai sunt notate Bz (de exemplu Bz14T: bronz turnat cu 14%Sn).

Precizam ca bronzurile pentru turnatorie se afla in STAS 197/80, STAS 198/80. Bronzurile cu Al laminabil se gasesc in STAS 203/79.

Aliaje Cu-Ni

Prezinta interes practic cele cu 15-35%Ni numite cupronicheluri care se folosesc pentru instrumente medicale.

Aliajele cu 40-45%Ni au rezistivitate electrica mare. Se folosesc la confectionarea termocuplurilor electrice, iar cel mai cunoscut este Constantan.

Cu recopt are o mare stabilitate la coroziune si rezista in conditii atmosferice deosebite (apa de mare sarata, vapori de apa supraancalziti).

La prelucrarea prin deformare la rece, Cu se ecruiseaza, in functie de gradul de deformare si se produce o marire apreciabila a rezistentei de rupere si a limitei de curgere, precum si micsorarea alungirii.