Рис. 2.3.1. Диаграмма состояния системы Cu-Sn (а) и зависимость механических свойств оловянной бронзы от содержания олова (б)

Рис. 2. 3. 1. Диаграмма состояния системы Cu-Sn (а) и зависимость механических свойств оловянной бронзы от содержания олова (б)

2. 3. 5.  Какова максимальная растворимость олова в меди?

В соответствии с диаграммой состояния предельная растворимость олова в меди составляет 15, 8%.

2. 3. 6.  Каков структурный состав оловянных бронз?

   Оловянистые бронзы, содержащие до 14% Sn, являются однофазными. Олово растворяется в кристаллической решетке меди, образуя твердый раствор α. Увеличение количества олова более 14% приводит к появлению в структуре сплава эвтектоида (α +δ ), который благодаря фазе δ (Cu₃₂Sn₈) является твердой и хрупкой составляющей.

Учитывая склонность сплавов системы Cu-Sn к неравновесной кристаллизации, при обычных условиях охлаждения область a-твердого раствора сужается (пунктирные линии). Уже при содержании олова 5-6% в структуре появляется (a+b)-эвтектоид, в котором d-фаза представляет собой твердое и хрупкое электронное соединение Cu₃₁Sn₈. С появлением d-фазы снижаются пластичность и вязкость сплавов. Бронзы с содержанием олова более 12% из-за повышенной хрупкости как конструкционный материал практически не применяются.   2. 3. 7. Как изменяются механические свойства бронз в зависимости от содержания олова?

Ввиду склонности оловянистых бронз к дендритной ликвации, участки эвтектоида в структуре литого сплава наблюдаются уже при содержании олова 6% (рис. 3). Поэтому в бронзах, содержащих менее 6% олова, увеличение его концентрации повышает и прочность и пластичность. При увеличении олова более 6% в результате появления эвтектоида (α +δ ) пластичность и прочность понижаются по мере увеличения твердой и хрупкой δ фазы.

2. 3. 8. Как классифицируют оловянные бронзы?

Различают деформируемые и литейные оловянные бронзы (табл. 2. 3. 1)

  2. 3. 9. Охарактеризуйте деформируемые оловянные бронзы.

   Деформируемые оловянные бронзы содержат 3-7% Sn, до 5% Zn и Pb и до 0, 4% P. Они состоят из однородного твердого раствора и после отжига имеют однофазную структуру. Благодаря хорошей пластичности они легко подвергаются обработке давлением и поставляются в виде прутков, труб и лент. Этот вид бронз используется также для изготовления различных деталей с высокими упругими свойствами. Их прочность s_B=320-350  MPа при относительном удлинении d=30-50 %. При концентрации олова 9-11% в структуре увеличивается количество хрупкой составляющей – эвтектоида, содержащего соединения Cu₃₁Sn₈, что исключает возможность пластической деформации. Такие бронзы применяются только в литом состоянии.

 Химический состав и механические свойства некоторых марок оловянных бронз

                                                                                                                        Таблица 2. 3. 1.

 

2. 3. 10.  Охарактеризуйте литейные оловянные бронзы.

        Оловянистые бронзы обладают высокими литейными свойствами. На рис. 2. 3. 2 приведена микроструктура оловянной бронзы в литом состоянии (а) и после деформации и отжига (б). Светлые включения произвольной формы представляют собой эвтектоид (a+Cu₃₁Sn₈).

 

Рис. 2. 3. 2. Микроструктура оловянной бронзы (х200): а – после литья; б – после деформации и отжига

Двойные оловянные бронзы дороги и имеют пониженные литейные свойства. Их обычно дополнительно легируют цинком, свинцом, никелем, фосфором.

  2. 3. 11.  Как влияет введение в оловянистую бронзу цинка и никеля?

Литые оловянные бронзы с цинком и свинцом имеют высокие литейные свойства: малую объемную усадку (менее 1%) и хорошую жидкотекучесть. Введение в оловянистую бронзу цинка и никеля приводит к увеличению количества эвтектоида. Эти элементы новых фаз не образуют, так как находятся в твердом растворе.

2. 3. 12.  Назовите области применения литейных оловянных бронз.

Бронзы, содержащие 9-10% Sn, являются одним из лучших антифрикционных материалов и применяются для изготовления подшипников. Наличие включений твердого эвтектоида обеспечивает высокую стойкость против истирания, а мягкие частицы облегчают “приработку” и образуют на поверхности мельчайшие каналы, по которым может циркулировать смазка. Для улучшения антифрикционных свойств в состав бронз также вводят свинец. Литые оловянные бронзы имеют предел прочности s_B=170-200 MPа при относительном удлинении d=5-10 %.

  Из бронзы изготавливают сложные отливки, в частности художественное литье. Высокая коррозионная стойкость позволяет использовать литейные бронзы в качестве арматуры, работающей в агрессивных средах и обладающей высокой электрической проводимостью и теплопроводностью.

  Среди оловянных бронз следует выделить так называемую колокольную бронзу. Она содержит около 20% Sn с небольшими добавками других элементов.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: