Деформируемые полуфабрикаты из цинка и цинковых сплавов
Из цинка и низколегированных цинковых сплавов преимущественно изготавливают плоский прокат (аноды, плиты, листы, полосы, ленты, фольга).
В России плоский прокат изготавливают из цинка различных марок и низколегированного сплава ЦМП («микроцинк»).
В табл. 1. приведен перечень различных деформированных полуфабрикатов, изготавливаемых из цинка и низколегированного цинкового сплава. Химический состав сплава ЦМП приведен в табл. 2. Размеры и допуски на размеры регламентируются ГОСТами.
Механические свойства цинковых деформированных полуфабрикатов по ГОСТу не регламентируются. Листы цинковые толщиной до 3,0 мм подвергаются испытанию на перегиб на 180° (не менее 5 перегибов).
Размеры цинковых листов и лент общего назначения, предельные отклонения по ним приведены в табл . 3 и 4.
В США для производства плоского проката (листов, полос и лент) применяют низколегированные цинковые сплавы (табл. 5).
Листы, полосы и ленты в США производят различных размеров. Допуски на размеры плоских деформированных полуфабрикатов по ASTM В69-87 приведены в табл. 6, механические свойства - в табл. 7.
В Германии и различных странах Западной Европы производят плоский цинковый прокат (листы, ленты) для строительства по единому Европейскому стандарту EN 988:1996 из низколегированного сплава на основе цинка системы Zn-Cu-Ti, химический состав которого приведен в табл. 8.
Физические и механические свойства листов и лент из сплава Zn-Cu-Ti (EN 988-96)
Плотность, г/см3............................................................................................................................... 7,2
Коэффициент линейного расширения (вдоль направления прокатки), K-1*10-6 ................ 22
Температура плавления, °С......................................................................................................... 420
Температура рекристаллизации, °С............................................................................................ 300
Теплопроводность, Вт/(м.К).......................................................................................................... 110
Удельная электропроводность, МСм/м....................................................................................... 17
Временное сопротивление разрыву, МПа................................................................................. 150
Предел текучести σ0,2, МПа........................................................................................................... 100
Относительное удлинение, %........................................................................................................... 35
Допустимое удлинение при определении сопротивления ползучести, %............................... 0,1
Размеры листов и лент из сплава Zn-Cu-Ti (EN 988-96), мм:
Толщина................................................................................................................. 0,6; 0,65; 0,7; 0,8; 1
Допуск по толщине листов и лент................................................................. ±0,03 (30 мм от кромки)
Ширина:
минимальная........................................................................................................................... 100
максимальная....................................................................................................................... 1000
Допуск по ширине............ .................................................................................................... +2; 0
Длина листов...................................................................................................................... 2000 и 3000
Допуск по длине листов............................................................................................................ +10; 0
Листы поставляются в рулонах.
Применяемые в Германии, странах Западной Европы и США сплавы цинка, легированные небольшими добавками меди и титана (Си 0,08 - 1,0%; Ti 0,06-0,2% по EN988 и Си 0,7-0,9%, Ti 0,12-0,5% - сплав Z41320 по ASTM В69) для производства плоского проката отличаются рядом особенностей.
В горячекатаном состоянии прокат из указанных сплавов обладает более высокими прочностными характеристиками и меньшей пластичностью по сравнению с полуфабрикатами после холодной прокатки.
Временное сопротивление разрыву и относительное удлинение горячекатаных листов из сплава Z41320 составляют 221-290 МПа и 21-38%, тогда как эти показатели для листов после холодной прокатки - соответственно 200-260 МПа и 44-60%.
Такое аномальное явление обусловлено влиянием небольших добавок титана в сплавы цинка и связано с изменением его растворимости в цинке в твердом состоянии в процессе деформации.
После горячей прокатки получается материал с повышенным сопротивлением ползучести, тогда как холодная прокатка снижает этот показатель.
Более высокое сопротивление ползучести после горячей прокатки связано с увеличением содержания титана в твердом растворе Zn-Ti. При холодной деформации содержание титана в твердом растворе снижается, следовательно, уменьшается и сопротивление ползучести.
В противоположность чистому цинку в цинковых сплавах, легированных титаном, не наблюдается роста крупных кристаллов.
Титан значительно измельчает структуру цинкового сплава, повышает его жидкотекучесть и улучшает его обрабатываемость в холодном состоянии. Сплавы отлично обрабатываются, отличаются исключительной коррозионной стойкостью. Листы и ленты из цинковых сплавов, легированных титаном, отлично штампуются и формуются в холодном состоянии.
По своим эксплуатационным характеристикам сплавы системы Zn-Cu-Ti соперничают с медью, но значительно дешевле.
Свойства сплавов системы Zn-Cu-Ti проявляются в полной мере при условии приготовления их из цинка высокой чистоты.
По EN 988 сплав должен приготовляться из цинка сорта Zl по EN 1179. Минимальное содержание суммы Zn+Cu+Ti должно быть 99,995%.
|
