Дисперсионно твердеющая латунь
Латунь Л62, широко используемая для изготовления пружин, обладает, по данным З.М. Иедлинской, пониженными пределом упругости и релаксационной стойкостью, особенно при высоком содержании цинка (-39%), когда в структуре присутствует в-фаза. Метод деформационного упрочнения латуни с последующим дорекристаллизационным отжигом также не обеспечивает достаточно высокого ее упрочнения. Более высокие механические и технологические свойства можно получить на дисперсионно твердеющей латуни. Исследования показали значительные преимущества дисперсионно твердеющей латуни ЛАНКМц, в которой присутствуют никель, алюминий, кремний и марганец, образующие интерметаллидные фазы типа NiAl, Ni2Si и др., обладающие переменной растворимостью в a-твердом растворе.
Оптимальная температура закалки ЛАНКМц, по данным, 780—800° С. После закалки свойства этой латуни следующие: твердость 105 HV; ов = 490 Мн/м2 (50 кГ/мм2); o0,002 = 50 Vy/v2 (5 кГ/мм2) и b = 50—55%. Однако при этом в структуре латуни еще сохраняются нерастворившиеся некогерентные частицы избыточных фаз. Полное растворение этих частиц возможно после нагрева при 850° С, но при этом наблюдается сильный рост зерна, что недопустимо. Поэтому температура закалки не должна превышать 800° С.
Исследование процесса старения показало, что распад закаленного твердого раствора является непрерывным, но по границам его скорость больше, чем в объеме зерен. Максимальное сопротивление малым пластическим деформациям достигается после старения при 450° С, когда в структуре, по данным электронномикроскопических исследований, наблюдаются частицы двух разных форм и ориентировок по отношению к решетке матричной фазы. Расстояние между частицами когерентно связанных с матрицей фаз составляет ~50 нм (500А). В работе микрорентгеноспектральным анализом установлено присутствие фазы, близкой к Ni2Si, а в работе фазы типа Mn2Al9Si18.
После закалки и старения при 450° С, 4 ч предел упругости (о0,002) сплава ЛАН КМц достигает -400—410 Мн/м2 (40—41 кГ/мм2) Более высокое упрочнение может быть получено в результате применения после закалки дополнительного деформационного упрочнения. После холодной прокатки с обжатием 40% твердость сплава повышается до 220 HB, предел прочности — до 780 Мн/м2 (80 кГ/мм2), предел упругости (о0,002) до ~300 Мн/м2 (30 кГ/мм2), но при сильном снижении пластичности (b = 4-6%). После заключительного старения при 400° С, 4 ч предел упругости (о0,002) составляет ~600—610 Мн/м2 (61—62 кГ/мм2) при модуле нормальной упругости 1,27 Гн/м2 (13000 кГ/мм2) и р = 0,115 мком*м.
Релаксация напряжений при 80° С и о0 = 540 Мн/м2 (55 кГ/мм2) за 50 ч, по данным З.М. Иедлинской, составляет для сплава ЛАНКМц после указанной выше термомеханической обработки -0,4%; после закалки и старения при 450—500° С и тех же условиях испытаний релаксация напряжений в 10 раз больше (~4%). Однако эта величина значительно меньше, чем для латуни Л62 (Ao/A0 * 100 = 14% ) и бронзы Бр. ОФ4,5-0,25 (Ao/A0 * 100 = 8%).
По данным, общее упрочнение и особенно сопротивление малым пластическим деформациям могут быть еще более повышены в результате двойного старения в следующих условиях: старение при 350° С, холодная пластическая деформация и, наконец, заключительное старение при 350° С, причем лучше под нагрузкой. Эта термомеханическая обработка представляет практический интерес для упругих чувствительных элементов.
Промышленные испытания трубчатых манометрических пружин из латуни ЛАНКМц, подвергнутых обычной термомеханической обработке, показали, что по величине деформации ползучести, упругого гистерезиса и циклической прочности они превосходят обычно применяемые латунь Л62 и бронзу Бр. ОФ4-0,25.
В настоящее время промышленность изготовляет из латуни ЛАНКМц манометрические трубы (ЦМТУ 08—48—67).