 |
2.3.13. Каков структурный состав алюминиевых бронз?
|
|
|
|
2. 3. 13. Каков структурный состав алюминиевых бронз?
Из диаграммы состояния системы Cu-Al (рис. 2. 3. 3) следует, что медь образует с алюминием широкую область a-твердых растворов замещения с кристаллической решеткой ГЦК, а также b-фазу на базе электронного соединения Cu3Al. b-фаза претерпевает эвтектоидное превращение при 565°С по реакции b®a+g2. Предельная растворимость алюминия в меди составляет 9, 8%. Сплавы, содержащие до 9% Al, однофазные и состоят только из a-твердого раствора алюминия в меди. Увеличение содержания алюминия более 9% приводит к появлению в структуре эвтектоида, обеспечивающего высокие антифрикционные свойства алюминиевых бронз, которые применяются для изготовления деталей, работающих в условиях трения.
Рис. 2. 3. 3. Диаграмма равновесных состояний системы сплавов Cu-Al
2. 3. 14. Как классифицируют алюминиевые бронзы по составу?
Алюминиевые бронзы, как и оловянистые, бывают однофазные и двухфазные. Предельная растворимость алюминия в меди составляет 9, 8%. При содержании алюминия более 9, 8% появляется эвтектоид (α +δ ) (рис. 2. 3. 4). Практическое применение имеют бронзы, содержащие до 11 % алюминия. Однофазные алюминиевые бронзы характеризуются высокой пластичностью, их - используют для глубокой штамповки. Двухфазные бронзы подвергают горячей обработке давлением или используют в виде фасонного литья.
Рис. 2. 3. 4. Структура литой алюминиевой бронзы с содержанием 10% алюминия
С целью улучшения механических свойств в алюминиевые бронзы вводят Fe, Mn и Ni. В судостроении алюминиевые бронзы используются для изготовления деталей, работающих в морской воде (например, для гребных винтов - БРАЖН-9-4-7 и др).
|
|
|
2. 3. 15. Какой термической обработке подвергают алюминиевые бронзы?
Согласно диаграмме состояния, алюминиевые бронзы могут подвергаться термической обработке – улучшению. При нагреве до температуры около 900°С они приобретают однофазное строение b-твердого раствора, который в результате закалки переходит в игольчатую структуру, подобную мартенситной. Отпуск позволяет в широких пределах менять свойства алюминиевых бронз.
2. 3. 16. Охарактеризуйте коррозионную стойкость алюминиевых бронз в морской воде.
Алюминиевые бронзы по коррозионной стойкости в морской воде и тропической атмосфере превосходят оловянные бронзы и латуни и конкурируют в этом отношении с хромоникелевыми аустенитными сталями.
Увеличивает жаропрочность и сопротивление коррозии введение никеля. Кроме того дополнительное легирование алюминиевых бронз железом (до 5, 5%), марганцем (до 2%) и никелем (до 5, 5 %) повышает их механические свойства.
2. 3. 17. Приведите области применения алюминиевых бронз.
Алюминиевые бронзы применяют для изготовления нагруженных деталей, работающих в тяжелых условиях повышенного нагрева, износа и коррозионного воздействия среды. Из них изготавливают фрикционные шестерни, зубчатые колеса, втулки, краны, детали водяных и паровых турбин.
2. 3. 18. Охарактеризуйте кремнистые бронзы.
Кремнистые бронзы обычно содержат до 3% Si, часто их дополнительно легируют никелем или марганцем. В соответствии с диаграммой состояния (рис. 6) растворимость кремния в меди при 842 °С составляет 5, 3 %. С понижением температуры растворимость уменьшается. На уменьшение растворимости существенно влияет добавка марганца. Сравнительно небольшой интервал кристаллизации обеспечивает кремнистым бронзам хорошие литейные свойства. Их обычно используют в качестве
заменителя оловянных бронз, например, бронза БрКЦ4-4 может заменять БрОЦС5-5-5. Уступая оловянной бронзе по величине усадки, она имеет более высокие механические свойства, плотность отливок и коррозионную стойкость.
|
|
|
Бронза БрКМц3-1 (табл. 3) хорошо обрабатывается давлением в горячем и холодном состоянии, хорошо сваривается, обладает высокими литейными свойствами. Она рекомендована в качестве заменителя оловянных бронз; в некоторых случаях может заменять дорогую бериллиевую бронзу.
Механические свойства и назначение алюминиевых бронз приведены в табл. 2. 3. 2.
Таблица 2. 3. 2
2. 3. 19. Охарактеризуйте свинцовые бронзы.
Свинец практически не растворим в меди. После затвердевания сплав состоит из кристаллов меди, перемежающихся включениями свинца. Благодаря такой структуре бронза БрС30 имеет высокие антифрикционные свойства, что позволяет ее использовать взамен оловянных бронз для подшипников скольжения. Высокая теплопроводность бронзы БрС30 позволяет эффективно отводить тепло из зоны трения. Свинцовая бронза имеет невысокие механические свойства (sB =70 MPа, d = 4 %). Для повышения надежности вкладышей подшипников тонкий слой бронзы наплавляют на основу из стальной ленты. Дополнительное повышение механических и антифрикционных свойств достигается легированием свинцовой бронзы небольшими добавками никеля и олова.
2. 3. 20. Охарактеризуйте бериллиевые бронзы.
Широкое применение получили сплавы меди с 2-5% Be, так называемые бериллиевые бронзы. Наиболее применяема бронза БрБ2 с 2% Ве. Из диаграммы состояния (рис. 2. 3. 5) видно, что этот сплав дисперсионно твердеющий и может упрочняться закалкой с последующим старением.
|
|
|
