Оловянные бронзы

В соответствии с диаграммой фазового равновесия Сu — Sn предельная растворимость олова в меди составляет 15,8 %.

Оловянные бронзы могут содержать до 14 % олова, с повыше­нием содержания которого увеличивается их твердость и прочность. Практическое значение, однако, имеют бронзы, содержащие до 10 % Sn, так как увеличение содержания олова вызывает появление твердой и хрупкой -фазы, снижающей вязкость и пластичность сплава. Из-за высокой стоимости олова чаще используют бронзы, в которых часть олова заменена цинком (или свинцом).

Наивысшей прочностью и твёрдостью при полном отсутствии хрупкости обладает бронза следующего состава: 89 – 91 % меди и 11 – 9 % олова (орудийная бронза). Хорошими свойствами по истираемости и по штампуемости обладает бронза следующего состава: 95 % меди, 4 % олова и 1 % цинка (монетная бронза).

Дополнительное легирование осуществляют Zn, Pb, Ni и P. Фосфор (до 0,3 %) улучшает литейные свойства, а при увеличении его содержания до 1 % повышает твердость и износостойкость бронз. Свинец и цинк улучшают обрабатываемость резанием и антифрикци­онные свойства.

Оловянные бронзы имеют следующие механические характе­ристики:

• в отожженном состоянии - σ_в = 300...320 МПа,  = 30...35 %, 60...65 НВ;

• в наклепанном - σ_в = 500...520 МПа,  = 5% при 180 НВ.

Оловянные бронзы имеют высо­кие антифрикционные (более высокие у двухфазных сплавов) и упругие свой­ства, коррозионно-стойки в атмосфере и пресной воде.

Оловянные бронзы хорошо об­рабатываются резанием, паяются, хуже свариваются, чем другие бронзы. Эти бронзы имеют самую низкую линей­ную усадку.

В настоящее время используется 11 марок литейных оловянных бронз. Из литейных оловянных бронз (Б_рОФ10-1, Б_рО4Ц4С17 и др.) отливаются подшипники скольжения, слитки, идущие на изготовление лент, прутков, профилей, проволоки для пружин. Их применяют также для литых деталей сложной формы. Из деформируемых (БрЩЦ4-3, Б_рОФ8,5-0,3 – ГОСТ 5017-74) оловянных бронз изготавливаются детали, выдерживающие очень высокие нагрузки: опорные шайбы, шестерни, пружины и др.

Алюминиевые бронзы

Алюминиевые бронзы содержат 5... 11% А1. Они являются са­мыми распространенными дешевыми заменителями оловянных бронз и даже превосходят их по ряду свойств:

• менее склонны к ликвационным явлениям;

• обладают лучшей жидкотекучестью, обеспечивающей получе­ние плотных отливок (без микропористости);

• характеризуются сравнительно высокими прочностными пока­зателями, жаропрочностью, химической стойкостью (кроме перегре­того пара) и др.

Отрицательным свойством алюминиевых бронз является то, что они трудно поддаются пайке твердыми и мягкими припоями.

Бронзы, содержащие до 7,4 % А1, однофазны. Они очень пластичны и используются для изготовления полуфабрикатов различного профиля. Эти бронзы стойки к истиранию. БрА5 является монетной. БрА7 предназначена для изготовления ленты, листов, а по­сле холодной прокатки — проволоки для упругих элементов и токоведущих пружин.

Двухфазные алюминиевые бронзы обычно легируют. В качест­ве легирующих добавок в алюминиевых бронзах используют Ni, Mn и Fе:

- Никель повышает механические и физико-химические свойства, жаростойкость и жаропрочность до 400...500 °С, коррозионную ус­тойчивость и температуру рекристаллизации алюминиевых бронз.

- Добавки марганца повышают технологические и коррозионные свой­ства. Алюминиевые бронзы с марганцем отличаются повышенной морозостойкостью и отлично обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии.

- Добавка железа, особенно в комплексе с мар­ганцем и никелем, приводит к повышению прочности и износостой­кости бронз, увеличению их коррозионной стойкости.

Из БрАЖМцЮ-3-1,5 изготовляют фасонные отливки, шестерни, втул­ки, из БрАНЖ10-4-4 — ответственные детали авиационных двигателей и турбин. Алюминиевые бронзы со свинцом обладают повышенными анти­фрик-ционными свойствами и применяются для изготовления литых под­шипников и втулок. Литейные свойства алюминиевых бронз ниже, чем свойства оловянных.