Алюминиевые бронзы.

Они отличаются высокими механическими, антикорро­зионными и антифрикционными свой­ствами. К преимуществам перед оло­вянными бронзами относятся меньшая стоимость, более высокие механические и некоторые технологические свойства. Например, небольшой интервал кри­сталлизации обеспечивает алюми­ниевым бронзам высокую жидкотеку- честь, концентрированную усадку и хорошую герметичность, малую склон­ность к дендритной ликвации. Вместе с тем из-за большой усадки иногда трудно получить сложную фасонную отливку.

Медь с алюминием образует α- твердый раствор, концентра­ция которого при понижении темпера­туры с 1035 до 565°С увеличивается от 7,4 до 9,4% А1. При 565 °С β-фаза пре­терпевает эвтектоидное превращение: β →α + γ2, где γ2- промежуточная фаза переменного состава со сложной куби­ческой решеткой. При реальных скоростях охлаждения, в отличие от равновесного состояния, эвтектоид появляется в структуре спла­вов при содержании 6-8% А1. Наличие эвтектоида приводит к резкому сниже­нию пластичности алюминиевых бронз. С увеличением содержания алюминия до 4-5% наряду с прочностью и твер­достью повышается пластичность, за­тем она резко падает, а прочность про­должает расти при увеличении содержа­ния алюминия до 10-11%. Однофазные бронзы (БрА5, БрА7), имеющие хорошую пластичность, отно­сятся к деформируемым. Они обладают наилучшим сочетанием прочности ( = 400 ÷450 МПа) и пластичности (δ = 60%).

Двухфазные бронзы выпускают в виде деформируемого полуфабриката, а также применяют для изготовленияфасонных отливок. При наличии боль­шого количества эвтектоида бронзы подвергают не холодной, а горячей обработке давлением. Двухфазные бронзы отличаются высокой проч­ностью ( = 600 МПа) и твердостью (НВ >1000). Их можно подвергать упрочняющей термической обработке. При быстром охлаждении (закалке) β- фаза претерпевает не эвтектоидное, а мартенситное превращение. К недостаткам двойных алюминиевых бронз помимо большой усадки относят­ся склонность к газонасыщению и окисляемости во время плавки, образова­ние крупнокристаллической столбчатой структуры, трудность пайки. Эти недо­статки существенно устраняются при легировании алюминиевых бронз желе­зом, никелем, марганцем.

В α-фазе алюминиевой бронзы рас­творяется до 4% железа, при большем содержании образуются включения Al3Fe. Дополнительное легирование сплавов никелем и марганцем способ­ствует появлению этих включений при меньшем содержании железа. Железо оказывает модифицирующее действие на структуру алюминиевых бронз, по­вышает их прочность, твердость и ан­тифрикционные свойства, уменьшает склонность к охрупчиванию двухфазных бронз из-за замедления эвтектоидного распада β-фазы и измельчения γ2-фазы, образующейся в результате этого распа­да. Наилучшей пластичностью алюми­ниево-железные бронзы (например, БрАЖ9-4) обладают после термической обработки, частично или полностью подавляющей эвтектоидное превраще­ние β-фазы (нормализация при 600-700 °С или закалка от 950 °С). От­пуск закаленной бронзы при 250-300 °С приводит к распаду β-фазы с образова­нием тонкодисперсного эвтектоида (α + γ2)и повышению твердости (НВ 1750-1800). Никель улучшает технологичность и механические свойства алюминиево­-железных бронз при обычных и повы­шенных температурах. Кроме того, он способствует резкому сужению области α-твердого раствора при понижении температуры. Это вызывает у бронз, ле­гированных железом и никелем (БрАЖН 10-4-4), способность к допол­нительному упрочнению после закалки вследствие старения. Например, в отож­женном (мягком) состоянии БрАЖН 10-4-4 имеет следующие механические свойства: = 650 МПа; δ= 35%; НВ 1400-1600. После закалки от 980 °С и старения при 400 °С в течение 2 ч твердость увеличивается до НВ 4000. Из алюминиево-железоникелевых бронз из­готовляют детали, работающие в тя­желых условиях износа при повы­шенных температурах (400-500 °С): сед­ла клапанов, направляющие втулки вы­пускных клапанов, части насосов и турбин, шестерни и др. Высокими ме­ханическими, антикоррозионными и тех­нологическими свойствами обладают алюминиево-железные бронзы, легиро­ванные вместо никеля более дешевым марганцем (БрАЖМц10-3-1,5).

Кремнистые бронзы.

Они характери­зуются хорошими механическими, упру­гими и антифрикционными свойствами. Кремнистые бронзы содержат до 3% Si. Согласно диаграмме состояния Cu-Si, двойные кремнистые бронзы имеют однофазную структуру α-твердого раствора кремния в меди. При увеличении содержания кремния более 3 % в структуре сплавов появляет­ся твердая и хрупкая γ-фаза. Одно­фазная структура твердого раство­ра обеспечивает кремнистым бронзам высокую пластичность и хорошую обрабатываемость давлением. Они хо­рошо свариваются и паяются, удовле­творительно обрабатываются резанием. Литейные свойства кремнистых бронз ниже, чем оловянных, алюминиевых бронз и латуней.

Легирование цинком способствует улучшению литейных свойств этих бронз вследствие уменьшения интервала кристаллизации. Добавки марганца и никеля повышают прочность, твер­дость кремнистых бронз. Марганец по­вышает их предел упругости. Никель, обладая переменной растворимостью в α-фазе, позволяет упрочнять никель-кремнистые бронзы путем закалки и старения. После закалки от 800 °С и старения при 500 °С эти бронзы имеют >700 МПа, δ≈8%. Свинец улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием.

Кремнистые бронзы выпускают в ви­де ленты, полос, прутков, проволоки. Для фасонных отливок они применяют­ся редко. Их используют вместо более дорогих оловянных бронз при изгото­влении антифрикционных деталей (БрКН1 —3), (БрКМц3—1), а также для замены бериллиевых бронз при произ­водстве пружин, мембран и других дета­лей приборов, работающих в пресной и морской воде

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: