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.

 

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.

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