Алюмінієві підшипникові сплави

За кількістю сплавів, що належать до неї, група алюмінієвих підшипникових сплавів (табл. 8.5) є найчисленнішою. Основними легуючими елементами тут є олово, мідь, нікель, кремній, сурма. Чим більше у сплаві олова, тим вищі його антифрикційні властивості.

Але у литих сплавах його вміст не повинен перевищувати 10...12%, інакше утвориться груба сітка олов’янистої фази, що призведе до зниження зносостійкості. У деформованих сплавах ця фаза розташовується всередині зерен у вигляді окремих включень, що дає можливість збільшити вміст олова у сплаві і значно покращити його антифрикційні властивості.

Алюмінієві підшипникові сплави витримують досить важкі умови роботи. Зокрема, їх робоча температура досягає 100...120°С, тому їх з успіхом застосовують у вузлах тертя верстатів, тракторів та інших машин при навантаженнях до 3000...5000 МПа та колових швидкостях до 15...20 м/с.

Певними недоліками цих сплавів є досить висока твердість, внаслідок чого сталевий вал також повинен мати підвищену твердість, а також високий термічний коефіцієнт лінійного розширення, що вимагає більшого, ніж звичайно, проміжку у підшипнику та ретельнішого його складання. Недодержання цих умов призводить до передчасного зношування підшипника та заїдання шийки вала.

 

Таблиця 8.5 – Хімічний склад алюмінієвих підшипникових сплавів, % ГОСТ 14113-78

Сплав	Sn	Sb	Сu	Ni	Sі	Ti	Інші
АО3-7	2,5...3,5	-	7...8,5	-	0,6...1,2	-	0,5...0,8 Мn
АО6-1	5...7	-	0,7...1,3	0,7...1,3	-	-	-
АО9-1	8...10	-	0,8...1,2	-	-	0,02...0,2	-
АО9-2	8...10	-	2...2,5	0,8...1,2	0,3...0,7	-	-
АО20-1	17...23	-	0,7...1,2	-	-	0,02...0,2	-
АН2,5	-	-	-	2,7...3,3	-	-	-
АСМ	-	3,5...6,5	-	-	-	-	03...0,7Мg
АМСТ	-	4,5...6,5	0,7...1,2	-	-	0,08	0,03 Те
АМК	-	0,5	0,8...1,2	-	9...11	0,1	0,1Te

 

Кальцієві бабіти

ГОСТ 1209-90 визнає дві марки кальцієвих бабітів БК1, який містить 0,85-1,15 % Ca; 0,6-0,9 % Na; свинець – все інше, БК2-містить 0,35-0,55 %Ca; 0,25-0,50 % Na; 1,5-2,5 % Sn; 0,04-0,09 % Mg; свинець – все інше.

Ці бабіти використовують в залізничному транспорті. Кальцій утворює з свинцем хімічну сполуку Pb₃Ca, яка надає твердість структурі, а натрій знаходиться в свинці в твердому розчині і зв’язує в'язку основу. Кальцієвому бабіту властиве старіння: протягом декількох днів після заливки його твердість збільшується, а лінійні розміри зменшуються. Кальцієвий бабіт має менший опір зносу, а також має меншу антифрикційність і крихкість порівняно з високо олов’яним бабітом, хоча його твердість і питома температура плавлення (325ºС) достатньо висока.

Великими недоліками кальцієвого бабіту є його окислення, погане приставання і важка заливка.

Олово добавляється в бабіт БК2 для зменшення його окислення, а магній – як модифікатор. В корінних і шатунних підшипниках автомобілів і тракторів бабіт БК не застосовується.

 

Олов’янисті бронзи

Для підшипників при великих тисках застосовуються бронзи. Внаслідок великого температурного інтервалу між початком і кінцем затвердіння олов’янисті бронзи піддаються сильній дендритній ліквації. Структура підшипникової олов’янистої бронзи ГОСТ 613-79 складається з темних і мяких олов’яних дендритів a - твердого розчину, який має мідь, і світлих твердих міждендритних проміжків, які має олово, з проміжками евтектоїду.

При обертанні валу в підшипнику в’язка частина структури матеріалу підшипника зношується швидше. В місцях зносу розташований шар мастила, яке змащує тверду фазу структури, це знижує коефіцієнт тертя та зношення деталі. Олов’яниста бронза з зернистою структурою, яка зазнає термічну дію, втрачає антифрикційні властивості і непридатна для підшипників, так як відпал зменшує ліквацію і призводить до однофазової структури. Добавка свинцю в олов’янисті бронзи значно покращує якість їх як підшипникових матеріалів. Таким сплавом є, наприклад, олов’яниста бронза марки Бр0С5-25, яка містить 70 % Cu, 25 % Pb і 5 % Sn.

Свинцеві бронзи

Свинцеві бронзи мають високі антифрикційні властивості, завдяки чому їх використовують у навантажених підшипниках ковзання (опорні та шатунні підшипники потужних турбін, авіадвигунів, дизелів тощо), які працюють при великих питомих тисках (250…300 кгс/см²) та підвищених колових швидкостях (8…10 м/с). Це пояснюється тим, що їх теплопровідність у 4 рази більша, ніж у олов’янистих бронз, та в 6 разів вища, ніж у бабітів, тому вони витримують значно більшу температуру нагрівання (до 300…320 ⁰С), що важливо для швидкохідних машин.

Існують дві групи свинцевих бронз: подвійні з 30…50 % свинцю та леговані оловом і нікелем. Але останні входять у твердий розчин на основі міді, підвищують його механічні й антикорозійні властивості, тому й для них можна користуватися діаграмою стану системи мідь-свинець. Лише при вмісті олова більше 7 % у структурі сплаву може з’явитися евтектоїд (a+d), і треба користуватися потрійною діаграмою стану мідь-свинець-олово.

Остаточна структура сплаву (див. рис. 7.4) складається із світлих зерен міді та темних ділянок евтектики, яка є практично чистим свинцем (99,98 % Pb). Так само кристалізується й сплав БрОС5-25.

Суттєвим недоліком є їх схильність до ліквації за густиною (густина міді - 8,96; свинцю – 11,34 г/см³): на перших двох етапах кристалізації, коли кристалізується близько 90 % міді, збагачена свинцем рідина (92,6 %) відтісняється зернами міді, що ростуть, і концентруються відокремленими ділянками у вигляді крупних скупчень свинцю. При цьому погіршуються антифрикційні властивості сплаву.

Боротьба із ліквацією полягає у прискореному охолодженні (водою) сталевої вкладки підшипника в інтервалі температур формування первинної структури сплаву.

Подвійна свинцева бронза має невисокі механічні властивості і використовується лише для заливання сталевих вкладок підшипника. Леговані бронзи мають міцнішу основу (a- твердий розчин) і можуть використовуватися без сталевих вкладок.

Методичні вказівки

Лабораторна робота виконується фронтально, бригадами з 2-3 осіб. Кожна бригада отримує зразки, вивчає їх властивості, хімічний склад та мікроструктуру.

В олов'яному бабіті марки Б83 пластичною основою є твердий розчин сурми і міді в олові, а твердими частками - з'єднання SnSb і Cu₃Sn. Бабіти Б83 є найбільш якісними і застосовуються для заливки підшипників особливо навантажених машин. Олов'яні бабіти дорогі, тому їх прагнуть замінити бабітами, що складаються переважно зі свинцю. Прикладом таких баббитов є бабіти марок Б16 і БК.

У свинцевих бабітах з сурмою (Б16) тверді частки утворюють кристали з'єднань SnSb і Cu₅Sn, які розсіяні в м'якій основі - розчині Sb і Sn у свинці. Ці бабіти поступаються за якістю олов’яному бабіту Б83, проте з успіхом застосовуються для підшипників середнього навантаження (наприклад, для підшипників тракторних і автомобільних моторів).

У кальцієвому бабіті БК2 твердою складовою являються частки з'єднання РЬ₃Са, а м'якою – твердий розчин натрію у свинці.

Незважаючи на незначні домішки до основної свинцевої маси, кальцієвий бабіт за твердостю і стійкостю при нагріванні не поступається сурм'яним, свинцевим і навіть олов'яним бабітам, будучи дешевшим. Недолік цього бабіту - мала корозійна стійкість на повітрі і легка окислюваність в розплавленому стані.

Зміст протоколу

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Прилади та матеріали.

4. Опис вивчених мікроструктур із вказівкою марок сплавів за державним стандартом, хімічного складу, механічних властивостей і призначення.

5. Висновки по виконаній роботі.

8.6. Запитання для самоперевірки

1. Які сплави відносяться до підшипникових?

2. Вимоги до підшипникових сплавів.

3. Класифікація і маркування антифрикційних чавунів. Застосування.

4. Класифікація і маркування олов’яних бабітів. Застосування.

5. Класифікація і маркування свинцево-сурм'янистих бабітів. Застосування.

6. Класифікація і маркування свинцево-кальцієвих бабітів. Застосування.

7. Класифікація і маркування цинкових підшипникових сплавів. Застосування.

8. Класифікація і маркування алюмінієвих підшипникових сплавів. Застосування.

9. Класифікація і маркування олов’янистих бронз. Застосування.

10. Класифікація і маркування свинцевих бронз. Застосування.

 

 

Рекомендована література

1. Бялік О.М., Черненко В.С., Писаренко В.М., Москаленко Ю.Н. Металознавство. – К.: Політехніка, 2008.- 384 с.

2. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – M.: Машиностроение, 1990. – 527 с.

3. Болховитинов Н.Ф., Болховитинова Е.Н. Атлас макро- и микроструктур металов и сплавов. – М.: Машгиз, 1964 - 86с.

Словник основних термінів

1. Залізо –метал з температурою плавлення 1539°С.

2. Вуглець – неметал з температурою плавлення 3500°С, атомним радіусом – 0,077 нм, густиною 2,5 г/см³, має дві модифікації: стабільну – у вигляді графіту та метастабільну – у вигляді алмазу.

3. Ферит– твердий розчин впровадження атомів вуглецю в ОЦК- гратці заліза. Розрізняють низькотемпературний α-ферит з граничною розчинністю вуглецю 0,02% при 727 ⁰С та високотемпературний δ-ферит (0,1 %С при 1499 ⁰С).

4. Аустеніт – твердий розчин впровадження атомів вуглецю в γ-Fe ГЦК гратці з граничною розчинністю вуглецю 2,14%, радіус міжатомних порожнин дорівнює 0,052 нм.

5. Цементит – хімічна сполука Fе₃С, яка містить 6,67 %С. Гратка – складна ромбічна. Характеризується металевим та іонним зв’язком між атомами вуглецю та заліза.

6. Графіт – стабільна модифікація вуглецю, має складну гексагональну кристалічну гратку. Графіт м’який, має малу міцність та електропровідність.

7. Ледебурит – евтектична фазова суміш цементиту та труктурту в інтервалі температур 1147…727°С, перліту та цементиту – при температурах нижче 727°С і містить 4,3%С.

8. Перліт – евтектоїдна фазова суміш фериту і цементиту з вмістом вуглецю 0,8 %.

9. Лінії діаграми - це геометричне місце точок, що характеризують хімічний склад фаз, які знаходяться у рівновазі. Температури початку та кінця фазових перетворень.

10. Первинна кристалізація – кристалізація з рідкої фази.

11. Вторинна кристалізація – кристалізація з твердої фази.

12. Критичні точки сталі (точки Чернова) – точки фазових перетворень А₁, А₂, А₃, А₄, А_cm.

13. Сталь – сплав заліза з вуглецем, який містить до 2,14%С. Від концентрації вуглецю в сталі залежать її структура, властивості та призначення.

14. Технічне залізо – залізо, яке має менше 0,02%С. Структура – ферит або ферит з цементитом (третинним).

15. Доевтектоїдні сталі – сталі, які містять до 0,8%С, структура – ферит + перліт.

16. Евтектоїдні сталі – сталі, які містять 0,8%С, структура – перліт.

17. Заевтектоїдні сталі – сталі, які містять 0,8% < С < 2, 14%, структура – перліт + цементит.

18. Чавун - залізовуглецевий сплав, який містить більше 2,14%С.

19. Білі чавуни - чавуни, в яких практично весь вуглець знаходиться в зв’язаному стані – у вигляді цементиту.

20. Половинчасті чавуни – чавуни, в яких вуглець знаходиться як у вигляді графіту, так і у вигляді цементиту.

21. Сірий чавун – чавун, в якому вуглець знаходиться у вигляді графіту пластинчатої форми.

22. СЧ 25 – маркування сірого чавуну, де цифра показує межу міцності в кгс/мм².

23. Модифікування – введення спеціальних добавок при плавленні або при розливанні сплавів з метою поліпшення їх структури та властивостей.

24. Високоміцний чавун – чавун, в якому вуглець знаходиться у вигляді графіту глобулярної (кулькоподібної) форми.

25. ВЧ 800 - 2 - маркування високоміцного чавуну, де перше число – це нижня границя міцності при розтягуванні (МПа), друге – відносне видовження (%).

26. Ковкий чавун – чавун, в якому вуглець знаходиться у вигляді графіту пластівкоподібної форми.

27. КЧ 35-10 – маркування ковкого чавуну, де перша цифра показує межу міцності в кгс/мм², друга - відносне видовження в %.

28. Чавун з вермикулярним графітом – чавун, в якому вуглець має форму червоподібних відростків.

29. ЧВГ 400-4 – маркування вермикулярного чавуну, де перше число - межа міцності при розтягуванні в МПа, друге – відносне видовження в %.

30. Відпал – термічна операція, яка складається з нагрівання металу, який має нестабільну структуру в результаті попередньої обробки, і подальшому приведенні металу у більш стабільний стан. Він призначений для поліпшення структури і властивостей сталі, підготовки її структури до остаточної термічної обробки, пом’якшення сталі для полегшення механічної або пластичної обробки та інших цілей.

31. Відпал першого роду - процес усунення хімічної і фізичної неоднорідності, яка виникла в результаті попередніх обробок. Його проводять при температурах вище або нижче температури фазових перетворень (критичних точок).

32. Відпал другого роду – процес одержання практично рівного структурного (фазового) стану. Полягає в нагріванні сталі до температур вище критичної точки А_С3 або А_С1, витримці та наступному повільному охолодженні (разом з піччю).

33. Ізотермічний відпал – відпал, що полягає в нагріванні сталі (як правило легованої) до температур вище критичної точки А_Сз, порівняно швидкому охолодженні (переносом в іншу піч) до температури, яка лежить нижче точки А_С3 (звичайно ~ 650⁰С), ізотермічній витримці для забезпечення повного розпаду аустеніту і наступного охолодження на повітрі.

34. Неповний відпал - відпал, що полягає в нагріванні сталі трохи вище температур критичної точки А_С1. Його застосовують, як правило, для заевтектоїдних сталей, в яких при нагріванні на 10...30⁰С вище критичної точки А_С1 відбувається практично повна перекристалізація перліту в аустеніт, а після повільного охолодження отримують зернистий перліт замість пластинчастого. Такий відпал називають сфероідизацією.

35. Нормалізація – термічна обробка, яка полягає в нагріванні доевтектоїдної сталі до температури, що перевищує критичну точку А_Сз на 30...50⁰С, а заевтектоїдної – вище критичної точки А_сm також на 30..50⁰С, нетривалій витримці для нагрівання виробів по всьому перетину і охолодженні на спокійному повітрі.

36. Гартування – термічна операція, що полягає в нагріванні сталі вище температур фазових перетворень (критичних точок), витримці при цих температурах і наступному швидкому охолодженні.

37. Відпуск - нагрівання загартованої сталі, нагрітої до температури нижче температури перетворення (критичної точки А₁), витримки й охолодження на повітрі для одержання більш стійкого структурного стану. Відпуск - остаточна операція термічної обробки, внаслідок якої сталь набуває необхідні механічні властивості.

38. Низький відпуск – відпуск, який полягає в нагріванні загартованої сталі до 160...200⁰С, витримці й охолодженні на повітрі. Структура – мартенсит відпуску. Застосовується для інструментів.

39. Середній відпуск – відпуск, який виконують при 350..450⁰С. Структура – троостит відпуску. Застосовують для пружинних деталей.

40. Високий відпуск - відпуск, який проводять при 500...680⁰С. Структура – сорбіт відпуску. Застосовують після гартування для в’язких сталей перед механічною обробкою.

41. Поліпшення - термічна обробка, яка складається з гартування на мартенсит і наступного високого відпуску.

42. Мартенсит - перенасичений твердий розчин вуглецю в Fe_α.

43. Троостит - феритно-цементитна високодисперсна суміш.

44. Сорбіт - феритно-цементитна суміш, однак дисперсність її менша, ніж у трооститу.

45. Гартівні середовища – середовища, в яких проходить охолодження металу після термообробки (вода, водні розчини солей і лугів, мастила мінеральні, водно-повітряні і водно-мастильні суміші, розплавлені солі і розплавлені легкоплавкі метали).

46. Карбідоутворюючі єлементи – елементи, які утворюють карбіди. Це залізо, марганець, хром, молібден, вольфрам, ванадій, ніобій, титан, цирконій (не утворюють карбіди алюміній,нікель.мідь).

47. Аустенітоутворюючі елементи – елементи (нікель, мідь, азот, кадмій, вуглець), які розширюють g-зону і кристалічна ґратка аустеніту ГЦК стає стійкою при кімнатних температурах.

48. Феритоутворюючі елементи - елементи (хром, молібден, вольфрам, ванадій, титан, алюміній, кремній та інші), які підвищують температури точок а₃, а а₄ – знижують, тобто область стійкого існування аустеніту зменшується, тому g - зонає замкнутою.

49. Маловуглецеві сталі – сталі, в яких вміст вуглецю менше 0,3 %С.

50. Середньовуглецеві сталі – сталі, в яких вміст вуглецю 0,3...0,7%С.

51. Багатовуглецеві сталі – сталі з вмістом вуглецю більше 0,7%С.

52. Малолеговані сталі – сталі з сумарним вмістом легуючих елементів менше 2,5%.

53. Середньолеговані сталі - сталі з сумарним вмістом легуючих єлементів 2,5...10%.

54. Багатолеговані сталі - сталі з сумарним вмістом легуючих єлементів більше 10%.

55. Якісні сталі – сталі з вмістом сірки та фосфору не більше 0,035%.

56. Високоякісні сталі- сталі з вмістом сірки та фосфору не більше 0,025%.

57. Особливо високоякісні сталі – сталі з вмістом сірки та фосфору не більше 0,015%.

58. Доевтектоїдні сталі – сталі з структурою перліт та ферит.

59. Евтектоїдні сталі – сталі з структурою перліт.

60. Заевтектоїдні сталі – сталі з структурою перліт та вторинні карбіди.

61. Ледебуритні сталі – сталі зі структурою перліт, ледебурит та вторинні карбіди.

62. Сталі феритного класу – сталі, які утворюються при введенні феритоутворювачів (хром, молібден, вольфрам, ванадій, титан, алюміній, кремній), не зазнають перетворень при нагріванні, тому не змінюють свою структуру.

63. Сталі аустенітного класу – сталі з великою кількістю аустенітоутворювачів (нікель, мідь, азот, кадмій, вуглець), не мають структурних перетворень при нагріванні та охолодженні.

64. Сталі мартенситного класу – сталі, які при охолодженні на повітрі до температур мартенситного перетворення загартовуються на мартенсит.

65. Класифікація сталей за призначенням - леговані сталі, які за призначенням поділяють на конструкційні, інструментальні, сталі з особливими властивостями та штампові сталі.

66. Поліпшувані сталі – сталі, які набувають високих механічних властивостей після термічної обробки (гартування та високотемпературний відпуск).

67. Ресорно-пружинні сталі – сталі, які мають високі значення границі пружності, витривалості та релаксаційної стійкості, що досягається їх гартуванням та середньотемпературним відпуском.

68. Швидкорізальні сталі – сталі, які здатні зберігати мартенситну структуру, високу твердість та зносостійкість при нагріванні до температур 600...620⁰С.

69. Тверді сплави – сплави, виготовлені на основі тугоплавких карбідів, відрізняються великою твердістю, жаростійкістю та гарним опором корозії.

70. Сормайт - литий твердий залізо-хромистий сплав з невеликою кількістю нікелю, не містить вольфраму та кобальту:3%С, 30%Сr, 60%Fe, твердість сормайту надає карбид хрому - 60 HRC.

71. Стеліти - литі тверді сплави карбиду вольфраму та хрому, зцементовані кобальтом та залізом і які містять 2,5%С, 40%Cr, 13-17%W, 50%Со, твердість стеліту 65 HRC.

72. Однокарбідні вольфрамові тверді сплави - сплави, які складаються з карбіду вольфраму й кобальтового зв’язуючого. Марки цих сплавів позначають літерами ВК та цифрами, які стоять після літери К й відповідають масовій частці кобальту в % (ВК3, ВК4, ВК6, ВК8).

73. Двокарбідні титановольфрамові тверді сплави - сплави, які складаються з карбіду титану, карбіду вольфраму й кобальту. Марки двокарбідних титановольфрамових твердих сплавів: Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10 і Т5К12. Цифра після літери Т означає масову частку в % карбіду титану, після літери К – масову частку в % кобальту, все решта – карбід вольфраму.

74. Трикарбідні титанотанталовольфрамові тверді сплави – сплави, які містять карбіди титану, танталу й вольфраму та кобальт. Марки: ТТК7К12(ТіС +ТаС - 7%, Co – 12%, WC – 81%), ТТ8RК6, ТТ10К8-Б, ТТ20К9.

75. Безвольфрамові тверді сплави – сплави, які замість дефіцитних WC і Co містять карбід титану або карбонітрид титану та сплав нікелю з молібденом, як зв’язуючу речовину. Без вольфрамові тверді сплави поділяють на: сплави (ТН) на основі карбіду титану ТіС (ТН-20, ТН-30, ТН- 40); сплави (КТН) на основі карбонітриту титану Ті(CN), зокрема КТН-16.

76. Штампові сталі – сталі, які повинні мати високі механічні властивості (міцність, в'язкість) при підвищених температурах і мати окалиностійкість, розгаростійкість, тобто здатність витримувати багатократнє нагрівання і охолодження без утворення разгарних тріщин.

77. Надтверді матеріали – матеріали особливо високої твердості, до яких відносяться алмази (природні та штучні), кубічний нітрид бору (ельбор-Р, білобор, гексаніт-Р, кубаніт, боразон), які стійкі до окислювання до 1400⁰С.

78. Спечені алюмінієві сплави (САС) – дисперсно-зміцнені композиційні матеріали на алюмінієвій основі, які мають високу міцність, жароміцність до 200⁰С, коррозійну стійкість та термічну стабільність властивостей.

79. Спечені алюмінієві порошкові сплави (САП) – сплави на основі Al-Al₂O₃, являють собою матеріал, який одержують пресуванням і наступним спіканням алюмінієвого порошку. Відмінна риса сплавів – їхня висока жароміцність (вище за 350⁰С).

80. Авіалі – група деформуємих алюмінієвих сплавів підвищеної пластичності, низької та середньої міцності, з хорошими технологічними властивостями, високою корозійною стійкістю, низьким електроопором системи Al-Mg-Si, які поступаються дюралюмінам, але мають кращу пластичність у холодному і гарячому станах.

81. Дюралюміни – сплави системи Al-Cu-Mg, в які додатково вводиться марганець, найбільш міцні та найменш корозійно-стійкі з алюмінієвих сплавів. Схильні до міжкристалічної корозії. Для захисту листового дюралюмінію від корозії його поверхню плакірують чистим алюмінієм. Вони не мають хорошої зварюваності, але дякуючи своїм іншим характеристикам застосовуються скрізь, де необхідна міцність та легкість. Найбільше застосування знайшли в авіабудуванні для виготовлення деяких деталей турбореактивних двигунів.

82. Ливарні алюмінієві сплави – сплави з гарними фізико-хімічними і механічними властивостями (невелика питома вага, значна теплопровідність, малий коефіцієнт термічного розширення, висока стійкість проти корозії, здатність до обробки різанням, порівняно висока твердість, в’язкість і опір втоми), доброю здатністю заповнювати форми при литті, тобто достатньою рідкотекучістю при невеликих усадці та ліквації.

83. Силуміни – сплави алюмінію з 6...13% Si, які характеризуються високою рідкотекучістю, малою лінійною усадкою (0,9...1,2%), низькою схильністю до тріщин, тобто гарними ливарними властивостями.

84. Мідь - метал з температурою плавлення 1083°С та густиною 8900кг/м³, має ГЦК-кристалічну гратку, відзначається високою тепло- та електропровідністю, пластичністю та корозійною стійкістю, легко полірується, гарно паяється та зварюється. Недоліки: висока густина, погано обробляється різанням, низька рідкотекучість.

85. Латуні – подвійні або багатокомпонентні сплави на основі міді, де основним легуючим елементом являється цинк інколи з додаванням олова, нікелю, свинцю, марганцю, заліза та інших елементів.

86. Бронзи - мідні сплави, в яких основними легуючими елементами являються різні метали, крім цинку. Бронза в порівнянні з латунню має більш високу міцність, корозійну стійкість та антифрикційні властивості, стійка на повітрі, в морскій воді, розчинах більшості органічних кислот.

87. Алюмінієві бронзи – сплави міді з вмістом алюмінію 5-10 %, перевершують олов’яні бронзи за механічними властивостями і корозійною стійкістю, але усадка їх більша. Алюмінієві бронзи мають однофазну (до 4-6 % алюмінію) або двофазну (10-11 % алюмінію) структуру. Двофазні бронзи більш міцні, але менш пластичні, ніж однофазні.

88. Кремнієві бронзи - сплави міді з вмістом кремнію до 1%, перевершують алюмінієві бронзи і латуні за міцністю і стійкістю в лужних (у тому числі стічних) середовищах. Кремнієві бронзи, додатково леговані марганцем, внаслідок сильної холодної деформації мають підвищені міцність і пружність, і у вигляді стрічки чи дроту, використовуються для виготовлення різних пружних елементів.

89. Берилієві бронзи - сплави міді з берилієм (2%), поєднують дуже високу міцність (s_вдо 1200МПа) і корозійну стійкість з підвищеною електричною провідністю. Зі збільшенням змісту берилію і введенням магнію зростають пружні властивості, однак ці бронзи через високу вартість берилію використовують лише для особливо відповідальних призначень у виробах невеликого перетину.

90. Олов'яні бронзи - сплави міді з оловом (до 15,8%), мають високу антикорозійну стійкість, хороші антифрикційні властивості, добре обробляються тиском та різанням, мають дуже малу усадку при литті. Олов’яна бронза – неперевершений ливарний сплави.

91. Антифрикційні сплави (грец. αντι - проти і лат. Frictio — тертя) — сплави для виготовлення вкладишів підшипників, напрямних втулок та ін. деталей, які працюють в умовах тертя ковзання.

92. Підшипникові сплави – матеріали, до яких пред’явлені наступні комплексні вимоги, які відповідають головним критеріям працездатності підшипників: низький коефіцієнт тертя, високий опір зношуванню та заїданню, достатня втомна міцність. Підшипникові антифрикційні матеріали за своїм хімічним складом поділяються на слідуючі групи: бабіти, бронзи, сплави на цинковій основі, сплави на алюмінієвій основі, антифрикційні сплави на залізній основі.

93. Бабіт - антифрикційний сплав на основі олова або свинцю, призначений для використання у вигляді шару, залитого або напиленого по корпусу вкладиша підшипника. Найбільш розповсюджені варіанти сплаву: 90% олова, 10% міді; 89% олова, 7% сурми, 4% міді; 80% свинцю, 15% сурми, 5% олова. Бабіти мають малу твердість (НВ 130-320МПа), невисоку температуру плавлення (240-320°C), відмінно припрацьовуються та мають високі антифрикційні властивості, але мають низький опір втомленості, що впливає на їх працездатність.

94. Антифрикційний чавун – чавуни з включеннями графіту, які виконують роль м'якої складової. До їх переваг належать висока зносостійкість та мінімальна схильність до схоплювання, пористість чавунів сприяє вбиранню ними мастила. До їх недоліків слід віднести погану припрацьовуваність, чутливість до браку мастила, знижену стійкість до дії ударного навантаження.

95. Бабіт Шарпі - сплав олова з сурмою та міддю. В 1897 р. Шарпі вперше встановив, що антифрикційний сплав повинен складатися з основної пластичної маси, в якій у вигляді острівців вкраплені тверді зерна. Багатолітня практика підтвердила правильність виводів Шарпі. Типова структура бабіту Б-83.

96. Свинцеві бабіти – сплави на основі свинцю, вони поступаються олов'яним бабітам за механічними і антифрикційними властивостями, а також за корозійнійною стійкістю. Свинцеві бабіти мають структуру, яка складається з евтектики (м'яка основа) і твердих часток β фази (SnSb), Сu_зSn і Си₂Sb.

97. Цинкові підшипникові сплави – сплави, розроблені на базі систем цинк - алюміній і цинк – алюміній - мідь. Практично у всі цинкові сплави введена домішка магнію (до 0,1 %), що підвищує розмірну стабільність литих деталей і збільшує корозійну стійкість сплавів. Цинкові сплави є гарними замінниками бронз і бабітів у вузлах тертя, де робочі температури не перевищують 100°С.

98. Алюмінієві підшипникові сплави - сплави на основі алюмінію, порівняно з бабітами мають меншу щільність, більшу міцність і дешевші. Недоліком є значна різниця в коефіцієнті розширення алюмінієвих сплавів і сталі. Найбільш поширений алюмінієво-мідний сплав алькусин (7,5-9,5 % Сu, 1,5-2,5 % Sі, решта – алюміній), в якому м'яка основа - твердий розчин кремнію і міді в алюмінії, а тверді частини - сполуки СuАl₂. Цей сплав використовують як замінник бабіту марки Б16.

99. Кальцієві бабіти – сплави свинцю з невеликою кількістю кальцію та ін. елементів, мають менший опір зношуванню, а також меншу антифрикційність і крихкість порівняно з високоолов’яним бабітом, хоча їх твердість і питома температура плавлення (325ºС) достатньо висока. Великими недоліками кальцієвого бабіту є його окислення, погане приставання і важка заливка.

100. Олов’янисті бронзи – сплави міді з оловом. Структура - твердий розчин олова в міді (м'яка фаза) і тверді частинки сполуки Сu₃Sn. Олов'яниста бронза марки БрОФ 10-1, що містить 0,8 - 1,2 % фосфору, до 10 % Sn - прекрасний антифрикційний матеріал. Як антифрикційний матеріал використовують також олов'янисто-свинцеві бронзи (БрОС 8-12 і т.п.).

101. Свинцеві бронзи - сплави міді з свинцем, мають високі антифрикційні властивості, завдяки чому їх використовують у навантажених підшипниках ковзання, їх теплопровідність у 4 рази більша, ніж у олов’янистих бронз, та в 6 разів вища, ніж у бабітів, тому вони витримують значно більшу температуру нагрівання (до 300…320 ˚С).

 

 

Додаток А