|
| |
|
Главная Промышленность их жидкотекучесть, улучшает плотность отливок, антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием. Структура оловянных бронз (БрОЗЦ12С5, Бр04Ц4С17, БрО10Ц2 и др.) полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к структуре антифрикционных сплавов (см. п. 10.4). Высокая коррозионная стойкость в атмосферных условиях, пресной и морской воде способствует широкому применению литейных бронз для пароводяной арматуры, работающей под давлением. Рассеянная пористость не мешает этому, поскольку у поверхности отливок имеется зона с мелкозернистой структурой, обладающая высокой плотностью. При усовершенствовании технологии получают отливки, выдерживающие давление до 30 МПа. Деформируемые бронзы содержат до 6-8% Sn (табл. 9.4). В равновесном состоянии они имеют однофазную структуру а-твердого раствора (см. рис. 9.10, а). В условиях неравновесной кристаллизации наряду с твердым раствором может образоваться небольшое количество б-фазы. Для устранения дендритной ликвации и выравнивания химического состава, а также улучшения обрабатываемости давлением применяют диффузионный отжиг, который проводят при 700-750 °С. При холодной пластической деформации бронзы подвергают промежуточным отжигам при 550-700 °С. Деформируемые бронзы характеризуются хорошей пластичностью и более высокой прочностью, чем литейные. Наряду с хорошей электрической проводимостью, коррозионной стойкостью и антифрикционностью деформируемые бронзы обладают высокими упругими свойствами и сопротивлением усталости. Их используют для изготовления круглых и плоских пружин в точной механике, электротехнике, химическом машиностроении и других областях промышленности. 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 жидкотекучесть, концентрированную усадку и хо- ТАБЛИЦА 9.4. Химический состав и механические свойства оловянных бронз
 Рис. 9.11. Диаграмма состояния системы Си-А1 (о) и влияние алюминия на механические свойства меди (б) Си 15 рошую герметичность, малую склонность к дендритной ликвации. Вместе с тем из-за большой усадки иногда трудно получить сложную фасонную отливку. Медь с алюминием образует а-твердый раствор (рис. 9.11), концентрация которого при понижении температуры с 1035 до 565 °С увеличивается от 7,4 до 9,4% А1. При 565 °С Р-фаза претерпевает эвтектоидное преврашение: Р->а--у2, где уг*-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% (рис. 9.11,6). Однофазные бронзы (БрА5, БрА7), имеюшие хорошую пластичность, относятся к деформируемым. Они обладают наилучшим сочетанием прочности (а = = 400-г450 МПа) и пластичности (5 = = 60%). Двухфазные бронзы выпускают в виде деформируемого полуфабриката, а также применяют для изготовления фасонных отливок. При наличии большого количества эвтектоида бронзы подвергают не холодной, а горячей обработке давлением. Двухфазные бронзы отличаются высокой прочностью (а„ = 6СЮ МПа) и твердостью (ЯВ > 1000). Их можно подвергать упрочняющей термической обработке. При быстром охлаждении (закалке) р-фаза претерпевает не эвтектоидное, а мартенситное превращение. К недостаткам двойных алюминиевых бронз помимо большой усадки относятся склонность к газонасыщению и окис-ляемости во время плавки, образование крупнокристаллической столбчатой структуры, трудность пайки. Эти недостатки существенно устраняются при легировании алюминиевых бронз железом, никелем, марганцем. В а-фазе алюминиевой бронзы растворяется до 4% железа, при большем содержании образуются включения AljFe. 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 р-фазы и измельчения угФзы, образующейся в результате этого распада. Наилучшей пластичностью алюми-ниево-железные бронзы (например. БрАЖ9-4) обладают после термической обработки, частично или полностью подавляющей эвтектоидное превращение Р-фазы (нормализация при 600-700 °С или закалка от 950 °С). Отпуск закаленной бронзы при 250-300 °С приводит к распаду Р-фазы с образованием тонкодисперсного эвтектоида (а + уг) 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 а-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: а„ = 650 МПа; 6 = 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 (рис. 9.12), двойные кремнистые бронзы имеют однофазную структуру а-твердого раствора кремния в меди. При увеличении содержания кремния более 3 % в структуре сплавов появляется твердая и хрупкая у-фаза. Одно-  6 Si, 7о Рис. 9.12. Диаграмма состояния Си -Si фазная 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 а-фазе, позволяет упрочнять никель-кремнистые бронзы путем закалки и старения. После закалки от 800 °С и старения при 500 °С эти бронзы имеют аШ МПа, бж8%. 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), (БрКМцЗ-1), а также для замены бериллиевых бронз при производстве пружин, мембран и других деталей приборов, работающих в пресной и морской воде. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 [ 59 ] 60 61 62 63 64 65 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
