Obojeni Metali i Legure

Embed Size (px)

Citation preview

  • OBOJENI METALI I LEGURE Najvaniji obojeni metali za mainsku tehniku su Cu, Al, Ni, Ti, Mg, Zn, legure za klizne leajeve. Osim njih, koriste se i tvrdi metali.

    BAKAR I NJEGOVE LEGURE Bakar Kao ist metal, ima iroku primenu u elektrotehnici za izradu provodnika zbog izvanrednih fizikih svojstava elektrine i toplotne provodljivosti. Odlikuje se velikom plastinou i sposobnou obrazovanja velikog broja tehnikih legura sa dobrim mehanikim i tehnolokim svojstvima. Osobine. Bakar pripada prvoj grupi Periodnog sistema sa atomskim brojem 29 i atomskom masom od 63,54. Gustina istog bakra iznosi 8,93 g/cm3. Kristalie po povrinski centriranoj kubnoj reetki. Posle zlata i srebra ima najveu elektrinu provodljivost ( = 58 m/mm2) u odnosu na ostale metale. Toplotna provodljivost bakra je est puta vea u odnosu na elezo, odnosno, dva puta vea od toplotne provodljivosti aluminijuma. Temperatura topljenja istog bakra je 1083C. Mehanika svojstva, u zavisnosti od stanja prerade, su data u tab. 7.1.

    Tabela 7.1. Mehanika svojstva bakra u zavisnosti od stanja prerade Stanje prerade Osobine

    liveno areno hladno deformisano

    zatezna vrstoa, Rm (MPa) 150 200 210 240 300 440 napon teenja, ReH (MPa) 40 80 200 390

    izduenje, A5 (%) 25 15 50 35 25 2 tvrdoa po Brinelu, HB 50 40 50 75 90

    Bakar ima dobru otpornost prema koroziji, u atmosferskim uslovima tokom vremena obrazuje se na povrini uto-zelena zatitna prevlaka, jedi-njenje CuCO3Cu(OH)2. Dobijanje bakra. Bakar se uglavnom dobija iz sulfidnih ruda (80% svetske proizvodnje), pre svega halkopirita, CuFeS2, zatim halkozina, CuS, bornita 5Cu2SFe2S3, i pirita, FeS2. Drugi, po znaaju, izvor za dobijanje bakra su oksidne rude bakra, kuprit, azurit i malahit. Sadraj bakra u rudama nije visok, esto svega 12%, pa je i postupak prerade i dobijanja bakra kompleksan. Uproena ema dobijanja bakra iz sulfidnih ruda se sastoji iz sledeih glavnih operacija: (1) obogaivanja rude flotacijom u cilju dobijanja koncentrata koji sadri

    2025% bakra, 105

  • (2) deliminog prenja i topljenja u plamenim peima pri emu se dobija bakrenac sa oko 3040% bakra,

    (3) produvavanja bakrenca u konvertoru u cilju dobijanja bakra istoe 9798,5% nizom hemijskih reakcija i

    (4) rafinacije u plamenim peima (rafinisani bakar) oksidacionim postup-kom (topioniki bakar) ili elektrolizom (elektrolitiki bakar).

    Rafinisani bakar sadri 99,099,9% bakra i u zavisnosti od sadraja primesa (1,00,1%), odnosno istoe, se deli na pet kvaliteta. Uticaj prateih elemenata. Osobine tehniki istog bakra zavise od njegove istoe i sadraja gasova. tetnim primesama se smatraju Sb, S, Se, Te, Bi i O iji se sadraj za elektrotehniki bakar ograniava na 0,005%. Prisustvo kiseonika utie na poveanje tvrdoe i vrstoe, ali zato znaajno sniava elektrinu provodljivost. Nepoeljno je i prisustvo vodonika, ne samo zbog smanjenja elektrine provodljivosti, ve i zbog pojave poroznosti, a u prisustvu kiseonika i pojave upljina po granicama zrna koje su uzrok krtosti bakra.

    Legure bakra Kao konstrukcioni materijal ist bakar nema zadovoljavajue osobine (max Rm, posle ojaavanja hladnim deformisanjem, do 440 MPa), za razliku od njegovih legura. Najvaniji legirajui elementi u legurama bakra su Zn, Sn, Al, Be, Ni, Mn, Si, Ag i Au. Oznaavanje i klasifikacija legura bakra. Prema bivem jugoslovenskom standardu, legure bakra se oznaavaju slovnim i brojanim simbolima. Prva slovna oznaka pripada hemijskom simbolu bakra, kao osnovnom metalu, posle koje se u nizu navode hemijski simboli legirajuih elemenata po uticajnosti i brojane oznake koje pokazuju njihov procen-tualni sadraj. Primer: CuAl8Fe3 oznaava leguru bakra sa aluminijumom do 8% i elezom do 3%. Legure bakra se dele na legure Cu za gnjeenje i legure Cu za livenje. Prikaz najznaajnijih legura bakra dat je u Tabeli 7.2.

    Tabela 7.2: Najznaajnije legure bakra legure naziv oznaka

    mesing CuZn37 CuZn38Pb CuZn36Pb1

    CuZn

    specijalni mesing

    CuZn20Al CuZn28Sn CuZn40Al1

    CuSn kalajna bronza CuSn6 CuSn6Zn

    106

  • CuNiZn alpak CuNi10Zn45Pb CuNi25Zn15

    CuNi CuNi5 CuNi30Fe

    CuAl aluminijumska bronza

    CuAl8 CuAl8Fe

    Legure Cu sa Zn. Legure bakra sa cinkom kod kojih je sadraj bakra vei od 50% (ostatak je Zn) su poznate pod imenom mesinzi. Dijagram stanja legura bakarcink je prikazan u sl. 7.1.

    Slika 7.1. Dijagram stanja legura CuZn

    Slika 7.2 Promena mehanikih svojstava

    legura CuZn

    Jednofazne oblasti na dijagramu stanja odgovaraju podrujima stabilnosti razliitih vrstih radtvora (, , , , ). Izmeu jednofaznih postoje i dvofazne oblasti koje se dobijaju razliitim kombinacijama u vrstom stanju i reakcijama iz tenog stanja. Svaka od ovih strukturnih oblasti se odlikuje itavim nizom osobina koje se meusobno znaajno razlikuju. Sa porastom sadraja Zn do 50% vrstoa raste, a zatim naglo opada to je karakte-ristika i svojstava plastinosti iji se pad javlja ve posle sadraja Zn od 30%, dok tvrdoa pokazuje stalnu tendenciju porasta, sl. 7.2. Ovakva promena osobina, ali i odgovarajua tehnoloka svojstva, uslovila su i primenu koriste se legure sa najvie do 50% Zn. U tab. 7.3 dat je pregled sastava i primene najvanijih vrsta mesinga. Sa porastom sadraja Zn u legurama javlja se i poveana sklonost ka koroziji, posebno selektivnoj i naponskoj koroziji. Poto osobine mesinga veoma zavise od strukturne oblasti, mesinzi sa sadrajem Zn koji odgovara podruju stabilnosti vrstog rastvora su 107

  • oznaeni i kao mesinzi, a po istom pravilu, postoje i (+)mesinzi i mesinzi. mesinzi se dobro plastino prerauju u hladnom stanju, a slabije na viim temperaturama. Za razliku od njih, mesinzi se dobro prerauju u toplom stanju dok su na niim temperaturama relativno krti.

    Tabela 7.3: Sastav i primena najvanijih vrsta mesinga Naziv Oznaka Legure

    bakra sa Primena

    Crveni tombak

    CuZn10 9...11 %Zn Elektrotehnika, ukrasni predmeti

    Svetlocrveni tombak

    CuZn20 19...22 %Zn Elektrotehnika, ukrasni predmeti, metalna creva

    uti tombak CuZn30 31...28 %Zn Kondenzatorske i druge cevi za izmenjivae toplote, za duboko izvlaene aure

    Mesing za obradu gnjeenjem

    CuZn37 35...28 %Zn Osnovna legura za hladnu deformaciju: cevi, limovi, opruge, zavrtnji

    Mesing za kovanje

    CuZn40 38...41 %Zn Za deformaciju u toplom i hladnom stanju: ice, okovi, brave, zavrtnji

    Tvrdi mesing

    CuZn40Pb2 40...44 %Zn + 2%Pb

    Osnovna legura za obradu skidanjem strugotine: mesing za graviranje, za zupanike asovnika, zavrtnje, profile

    Specijalni mesinzi su legure Cu sa Zn kod kojih su, radi poboljanja odreenih osobina (vrstoa, otpornost prema koroziji, otpornost prema habanju), dodate i manje koliine drugih metala (Ni, Mn, Fe, Pb). Koliina dodatnih legirajuih elemenata je takva da oni utiu na poboljanje osobina, ali ne utiu na promenu strukturnog stanja mesinga. Legure Cu sa Sn kalajne bronze. Kalajne bronze su legure koje nalaze primenu u mainogradnji zbog izuzetne otpornosti prema koroziji, visoke tvrdoe i vrstoe, kao i velike otpornosti prema habanju (zavrtnjevi, zupanici, fina sita, propeleri). Kao i kod mesinga, osobine kalajnih bronzi zavise od njihove strukture, odnosno sadraja Sn. Bakar sa kalajem obrazuje dijagram stanja legura sa deliminom rastvor-ljivou u vrstom stanju. Prema dijagramu stanja postoji itav niz jednofaznih i dvofaznih oblasti, ali su od interesa samo legure sa najvie do 22%Sn. Promena mehanikih osobina sa porastom sadraja Sn je prikazana na slici 7.3.

    108

  • Specijalne bronze i druge legure Cu. Legure u kojima se pored Cu, iji je minimalni sadraj odreen na 78%, nalaze i Al, Pb, Ni, Mn, Si i Be u kombinaciji sa Sn ili bez njega su oznaene kao specijalne bronze. U zavisnosti od toga koji je legirajui element glavni, najuticajniji, razlikuju se Al, Pb i Be bronze. Sve specijalne bronze se odlikuju visokom otpor-nou prema koroziji, dobrim kliznim osobinama, velikom elektrinom provodljivou i srednjim nivoom vrstoe i tvrdoe.

    Rm

    (MPa

    ); A

    10-1

    (%)

    Slika 7.3 Promena mehanikih osobina legura CuSn

    Crveni liv je legura sa najmanje 84% Cu, dok su ostali elementi Sn i Zn, a ponekada i Pb. Upotrebljavaju se za izradu: armature za vodovodne i parovodne instalacije koje su pri radu izloene povienim temperaturama, do 325C, puastih tokova, cevnih prirubnica. Novo srebro je legura Cu, Ni i Zn, koja ima dobra svojstva plastinog deformisanja valjanjem, kovanjem i presovanjem u toplom stanju, kada je sadraj Cu manji. Pri veim sadrajima Cu, moe da se plastino deformie u hladnom stanju kovanjem i presovanjem. Koristi se za izradu raznih dekorativnih predmeta, delova u preciznoj mehanici i optici, za izradu kljueva, opruga i limova namenjenih za duboko izvlaenje.

    ALUMINIJUM I NJEGOVE LEGURE Aluminijum Alumijum je, posle Fe, drugi po redu metal koji se koristi u savremenoj mainskoj tehnici. Upotrebljava se kao ist metal u elektrotehnici, metalo-preraivakoj, prehrambenoj i hemijskoj industriji, ali mu je mnogo znaajnija primena u vidu razliitih viekomponentnih legura koje se iroko upotrebljavaju u mainskoj industriji. Osobine. Al je element koji pripada treoj grupi Periodnog sistema sa atomskim brojem 13 i atomskom masom od 27. Gustina istog Al iznosi

    109

  • 2,7 g/cm3, to znai da je za istu veliinu zapremine Al skoro tri puta laki od Fe. Kristalie po povrinski centriranoj kubnoj reetki. Aluminijum se odlikuje i velikom elektrinom provodljivou, koja je 57% elektrine provodljivosti Cu koji se u tehnici koristi kao etalon. Temperatura topljenja istog aluminijuma je 660C. Mehanika svojstva Al su relativno niska: Rm u zavisnosti od stanja prerade se kree od 90180 MPa, tvrdoa 2040 HB, a plastinost je veoma visoka to omoguava valjanje aluminijuma do veoma malih debljina (folija). Veoma teko se obrauje rezanjem. Ima dobru otpornost prema koroziji, u atmosferskim uslovima tokom vremena obrazuje se na povrini zatitna prevlaka oksida alumijuma, Al2O3. Dobijanje Al. Alumijum se u prirodi ne sree u samostalnom obliku, ve u obliku razliitih minerala kojih ima veoma mnogo. Iako ih prema podaci-ma ima 250, ne koriste se svi kao rude za dobijanje aluminijuma. Osnovna ruda iz koje se procesom prerade dobija Al je boksit u kome je aluminijum vezan u obliku hidroksida, mada se koriste i druge rude kao to su apatit, alunit, kianit. Uproena ema dobijanja alumijuma iz boksita sastoji se iz sledeih glavnih operacija: (1) mlevenja i peenja boksita, (2) rastvaranja u natrijumhidroksidu u autoklavima pri emu se dobija

    luina natrijumaluminata, (3) dobijanja bistre luine i oslobaanja od jalovine, (4) dobijanje i topljenja hemijski skoro iste glinice (Al2O3) sa kriolitom, i (5) elektrolize rastopa sa izdvajanjem metalnog aluminijuma u tenom

    stanju. Teni aluminijum se zatim pretapa u grafitnim loncima i lije. Ovako dobijeni Al se naziva topioniki ili tehniki Al istoe 9999,8%. Aluminijum visoke istoe, 99,99%, se dobija elektrolitikom rafinacijom, a koristi se za zatitu i izradu delova koji su izloeni koroziji. Uticaj prateih elemenata. Osobine tehniki istog Al, posebno fizika svojstva, zavise od njegove istoe. Najee primese prisutne u tehniki istom Al su Ti, V, Cr i Mn iji ukupni sadraj ne sme da bude vei od 0,03%, a osim njih prisutni su u tragovima Si, Fe, Ca, Co, Cu, Zn. Legure aluminijuma Najvaniji legirajui elementi koji znaajno poboljavaju osobine istog Al su Cu, Mg, Mn, Si, Zn i Li. Legure Al se dele na legure za gnjeenje (deformabilne) i legure za livenje. Legure za gnjeenje se dalje dele na one koje se termiki ne obrauju i one koje se termiki obrauju.

    110

    Oznaavanje legura Al. Prema bivem jugoslovenskom standardu legure Al se oznaavaju slovnim i brojanim simbolima u osnovnoj oznaci i brojanim simbolima koji slede osnovnu oznaku i od nje su odvojeni

  • takom. Prva slovna oznaka u osnovnoj oznaci pripada hemijskom simbolu Al, kao osnovnom metalu, posle koje se u nizu navode hemijski simboli legirajuih elemenata po uticajnosti, i brojane oznake koje pokazuju njihov procentualni sadraj. Brojani simboli koji se nalaze iza osnovne oznake su dvocifreni i oznaavaju stanje legura Al, tab. 7.4. Na primer, AlMg2Mn1.60 oznaava leguru Al sa 2% Mg i 1% Mn, a dodatna oznaka 60 pokazuje da je legura u termiki obraenom stanju. Tabela 7.4: Oznake stanja legura Al

    2023 3039 40 4248 6089 9098 proizvodno

    stanje stanje meko,

    meko areno i rekristalizovano

    proizvodno stanje

    stanje hladne plastine

    deformacije

    termiki obraeno

    stanje

    druga stanja

    Legure Al za gnjeenje koje se termiki ne obrauju se ne odlikuju visokom vrstoom, ali su im svojstva plastinosti veoma dobra (A 40%). U ovu grupu legura spadaju legure Al sa Mg, iji se sadraj kree od 1% do najvie 5,8% i Mn, iji je sadraj ogranien na 0,6%. Sve ove legure su uvek jednofazne, sa strukturom vrstog rastvora, koji ima povrinski centriranu kubnu reetku na bazi Al. Imaju dobru zavarljivost, otporne su prema koroziji i upotrebljavaju se za izradu slabooptereenih delova, za izradu presovanih i duboko izvlaenih proizvoda, kao i za zavarene konstrukcije. Legure Al za gnjeenje koje se termiki obrauju. U ovu grupu spadaju legure Al sa Cu, Mg, Si, Zn i Li. U tab. 7.5 dat je kratak pregled najvani-jih legura Al iz ove grupe, njihove osobine i primena. Ova grupa legura postie visok nivo mehanikih svojstava tek posle odgovarajuih termi-kih obrada.

    Tabela 7.5: Osnovne karakteristike legura aluminijuma za gnjeenje koje se termiki obrauju

    Legure Naziv Oznaka Osobine Primena AlCuMg durali AlCu3Mg

    AlCu5Mg1 AlCu5Mg2

    Rm < 470 MPa 110 HB A < 17%

    za napregnute i jako napregnute konstrukcije

    Al MgSi aviali AlMgSi Rm < 330 MPa A < 12%

    za srednje napregnute konstrukcije, u brodogradnji

    AlZnMg AlZn5Mg3Cu1 Rm < 520 MPa A < 12,5%

    avio industrija, graevinarstvo, nisu koroziono postojane

    111

  • Slika 7.4 Uticaj sadraja bakra na tvrdou legura sistema Al Cu u razliitim termiki obraenim stanjima: 1) arenom; 2) kaljenom; 3) starenom; 4) prirataj tvrdoe tokom starenja posle kaljenja Duraluminijum, legura Al sa Cu i Mg, ima smanjenu korozionu postojanost, zbog ega se dopunski legira Mn (do 0,9%). Delovi od duraluminijuma mogu da se zatite od korozije plakiranjem istim Al. tetna primesa je elezo zato to smanjuje vrstou i plastinost. Dobro se plastino deformie u toplom i hladnom stanju. Osobine durala se znaaj-no poboljavaju termikom obradom termikim rastvaranjem (kaljenjem) i termikim taloenjem (starenjem). Aviali imaju niu vrstou od durala, ali su im svojstva plastinosti u toplom i hladnom stanju bolja. Koriste se za izradu lakih konstrukcija, cevi i ipki. Legure Al za livenje su brojne i mogu da se podele u pet osnovnih grupa: I grupu legura ine legure Al sa Si, poznate pod imenom silumini; II grupu legura ine legure Al sa Si i Cu; III grupu legura ine legure Al sa Cu; IV grupu legura ine legure Al sa Mg; sa visokim mehanikim

    svojstvima i otpornou prema koroziji; koriste se za izradu lakih odlivaka za transportne maine;

    V grupu legura ine legure Al sa drugim komponentama u koje pored nabrojanih spadaju i Ni, Zn i Ti.

    Najpoznatije legure Al za livenje su silumini, legure Al sa Si koje su nale veliku primenu u automobilskoj i avio industriji. Odlikuju se dobrom teljivou, otporne su na dejstvo korozije, imaju zadovoljavajue mehanike osobine i dobro se zavaruju. U cilju dobijanja odlivaka dobre gustine i mehanikih karakteristika mogu da se koriste samo silumini koji sa uskim intervalom kristalizacije. Obian silumin sadri 1213% Si, a prema strukturi predstavlja nadeutektiku leguru koja se sastoji od igliastog grubog eutektikuma (Al + Si) i kristala istog Si. Meutim, u

    112

  • procesu livenja se leguri dodaje mala koliina natrijuma (modificiranje) zbog ega se struktura i osobine menjaju. Legura postaje podeutektika i sastoji se od zrna Al i sitnozrnastog eutektikuma. Nemodificirana legura sa 13% Si ima mehanike osobine: Rm = 140 MPa i A = 3%; posle modifi-ciranja svojstva su: Rm = 180 MPa i A = 8%. Od ovih legura se izrauju odlivci sloenih oblika od kojih se ne zahtevaju visoka mehanika svojstva. Pored obinih, postoje i specijalni silumini, kod kojih se dodat-kom Cu, Mg i Mn, uz 410% Si, osobine znaajno poveavaju.

    Slika 7.5 Uticaj modificiranja na kristalizaciju u sistemu Al Si

    1) bez modificiranja; 2) posle modificiranja

    NIKL I NJEGOVE LEGURE Nikl kristalie po povrinski centriranoj kubnoj reetki, izuzetno je otporan na koroziju, ima dobru vatrootpornost i magnetian je do 360C. Ova dva svojstva su osnovni razlozi primene Ni i njegovih legura u mainstvu, a osnovna prepreka za iru primenu je visoka cena. Fiziko-mehnika svojstva su: gustina = 8,89 g/cm3 temperatura topljenja Tt = 1453C koeficijent linearnog irenja = 13,310-6 C1 toplotna provodljivost = 92 W/mK modul elastinosti E = 205 GPa zatezna vrstoa Rm 500 MPa (u arenom stanju) napon teenja Rp0,2 150 MPa (u arenom stanju) procentualno izduenje A 50% (u arenom stanju) tvrdoa 75 HB

    113

  • Nikl se koristi kao legirajui element u nerajuim elicima, i kao osnovni element u vatrootpornim legurama. Najee koriene legure Ni su monel, inkonel i hasteloj. Monel je legura Ni sa Cu (30%), uz dodatak Fe u nekim varijantama (monel 400), Al i Ti (monel K500) ili Si (monel 411). Moneli se koriste kao antikorozione legure u prehrambenoj i hemijskoj industriji. Inkonel je legura Ni sa Fe i Cr (15% Cr, 10% Fe), uz dodatak Nb (inkonel 610) ili Si (inkonel 705). Inkoneli se koriste kao vatrootporne legure za delove gasnih motora i turbina, opremu u prehrambenoj, hemijskoj i petrohemijskoj industriji. Hasteloj je legura Ni sa Mo i Cr (16% Cr, 15% Mo), koja se takoe odlikuje visokom otpornou na koroziju i vatrootpornou, pa se koristi za delove mlaznih motora.

    TITAN I NJEGOVE LEGURE Titan ima svojstvo polimorfije jer iz tenog stanja (na 1665C) kristalie u prostorno centriranu kubnu reetku (), a daljim hlaenjem na 882C prelazi u heksagonalnu gusto pakovanu reetku (). Titan je metal male gustine (4,5 g/cm3), to u kombinaciji sa dobrim mehanikim svojstvima (velika vrstoa i tvrdoa) daje veliku specifinu vrstou. Osim toga je izuzetno otporan na koroziju i ima dobru vatrootpornost. Slino Ni, primena Ti i njegovih legura je ograniena zbog visoke cene, i svodi se na konstrukcione delove gasnih motora i turbina, kao i opremu u prehram-benoj, hemijskoj i petrohemijskoj industriji. Mehnika svojstva (u arenom stanju) su: modul elastinosti E = 126 GPa zatezna vrstoa Rm 330 MPa napon teenja Rp0,2 240 MPa procentualno izduenje A 30% Legure Ti se dele prema strukturi na , i +, od kojih se ove poslednje najvie koriste. Tipini primer je legura Ti sa 6% Al i 4% V, zatezne vrstoe preko 1000 MPa, koja se koristi za delove mlaznih i raketnih motora.

    MAGNEZIJUM I NJEGOVE LEGURE

    Magnezijum kristalie po heksagonalnoj gusto pakovanoj reetki, ima veoma malu gustinu (1,74 g/cm3) i relativno nisku temperaturu topljenja (650C). Lako se vezuje sa kiseonikom, ali je njegov oksid porozan i nije

    114

  • dobra zatita od korozije. Pali se na 700C i gori bletavim plamenom, pa se koristi u pirotehnici. Mehnika svojstva (u arenom stanju) su: modul elastinosti E = 45 GPa zatezna vrstoa Rm 115 MPa napon teenja Rp0,2 25 MPa procentualno izduenje A 8%. Osim lake zapaljivosti i male otpornosti na koroziju, mane Mg su slaba mehanika svojstva (mala vrstoa i plastinost), koja mogu da se poveaju legiranjem sa Al, Zn i Mn. U tom sluaju legure Mg (sa 89% Al, 0,50,7% Zn i 0,120,13% Mn) se koriste za manje optereene delove automobila i aviona.

    CINK I NJEGOVE LEGURE

    Cink kristalie po heksagonalnoj gusto pakovanoj reetki, ima gustinu 7,13 g/cm3 i temperaturu topljenja 420C, i relativno loa mehanika svojstva (mala vrstoa i tvrdoa). Stoga se njegova primena u mainstvu svodi na galvanske prevlake koje se nanose na eline limove radi zatite od korozije. Legure Zn se koriste kao niskotopljive legure za lemove. Legure Zn za livenje (sa Al, Cu i Mg) se koriste za odlivke komplikovanog oblika, koji nisu optereeni (npr. karburatori motora SUS), jer imaju veliku teljivost i lako popunjavaju kalupe sloenog oblika.

    LEGURE ZA KLIZNE LEAJE To su legure od kojih se izrauju leaji za razliite pokretne mainske elemente kod kojih u toku rada dolazi do klizanja kontaktnih povrina. U ovu grupu legura spadaju sivo liveno gvoe, bronze, lakotopljive legure na bazi kalaja, olova, cinka i aluminijuma koje su poznate pod zajedni-kim imenom babiti, a u poslednje vreme i sintetiki plastini materijali. Osnovni zahtevi kod ovih legura su: mali koeficijent trenja u kontaktnoj povrini; ovaj zahtev je ispunjen kada se u kontaktnoj povrini nalazi sloj (film) sredstva za podmazivanje; dobra otpornost na habanje; meutim, materijal za leaje mora pri radu da se bre haba nego npr. rukavac osovine koji se nalazi u svom leitu; dovoljno dobra vrstoa i plastinost; sposobnost da izdre relativno veliki specifian pritisak; malo zagrevanje pri radu;

    115

  • mikrostruktura, koja se sastoji od relativno meke metalne osnove (obino je to vrst rastvor) i u njoj ravnomerno rasporeene tvrde faze (eutektoid, eutektikum, intermetalno jedinjenje). Sivo liveno gvoe se, kao materijal za klizne leaje, koristi u uslovima malih brzina obrtanja, do 1 m/s. Dobra svojstva podmazivanja mu obezbeuje struktura grafita u perlitnoj osnovi. Beli metal (spada u babite) ine legure Sn, Cu i Sb, a najbolje karakteris-tike od njih ima legura sa 81% Sn, 6% Cu i 12% Sb. Mikrostruktura se sastoji od vrstog rastvora na bazi Sn male tvrdoe i mree tvrdih kristala. Babiti su lakotopljive legure sistema PbSb, SnSb, PbSnSb, kao i Znbabiti sa dodacima Cu i Al i Albabiti sa dodacima Cu, Ni i Sb. Mikrostruktura babita se takoe sastoji od meke osnove istog metala ili vrstog rastvora i tvrde faze. Hemijski sastav najvanijih babita, njihova struktura i svojstva su prikazani u tab. 7.6. Tabela 7.6: Hemijski sastav, struktura i svojstva najvanijih babita

    Sadraj osnovnih elemenata, % Struktura Svojstva Sn Sb Cu Pb meka

    osnova tvrde faze

    Tt, oC

    Rm, MPa

    koefic. trenja

    osnova 10-12 5,5-6,5 - Sn SnSb, Cu3Sn

    380 90 0,005

    osnova 7,2-8,2

    2,5-3,5 - Sn Cu3Sn 342 90 -

    5-6 14-16 2,5-3,0 osnova Pb SnSb, Cu3Sn

    460 70 0,005

    9-11 14-16 0,7-1,1 osnova Pb SnSb - 80 0,009 9-11 13-15 1,5-2,0 osnova Pb SnSb,

    SnAs2 400 70 0,006

    Zn-babit sa 10%Al i 5%Cu eutektikum CuZn3 395 - 0,009 Zn-babit sa 5%Al i 10%Cu eutektikum CuZn3 500 - -

    Al-babit 6%Sb, 5%Pb i 0,7%Mg Al AlSb 750 80 nizak Al-babit 3%Ni Al Al3Ni 650 140 nizak

    Al-babit sa 7,5-9,5%Cu i 2%Si Al CuAl2 632 160 nizak

    116

    Tabela 7.2: Najznaajnije legure bakraNIKL I NJEGOVE LEGURETITAN I NJEGOVE LEGUREMAGNEZIJUM I NJEGOVE LEGURECINK I NJEGOVE LEGURELEGURE ZA KLIZNE LEAJE