97. Оловянистые бронзы. Свойства и структура.

Бронзы – сплавы меди, обычно многокомпонентные, в к-ых основными легирующими эл-тами являются различные Ме, кроме цинка и никеля.

Обладает наименьшей усадкой среди всех известных сплавов. Применяется для изготовления отливок. 10% олова. Довольно высокая пористость. Фаза α имеет ГЦК-решётку, период кот изменяется. Фазы β(Cu₅Sn), и ε(Cu₃Sn) – электронные соединения. β имеет ОЦК-решётку, δ(Cu₃₁Sn₈) – сложную кубическую, ε- гексагональную. Литые бронзы с содержанием олова до 4-5% явл однофазными и имеют структуру, к-ая состоит из альфа-тв.р-ра сложного состава), причём в зёрнах альфа чётко выражена хим неоднородность. В структуре литых бронз с содержанием олова более 8% м/у дендритами α-фазы наблюдаются колонии эвтектоида. Гомогенизирующий отжиг олова до14% при 700-750 С приводит к выравниванию состава α-фазы и растворению эвтектоида. Двухфазные бронзы содержат олова более 6%.(чем больше олова, тем больше эвтектоида). Их структура состоит из α-твёрдого раствора и эвтектоида α и δ. Свинец улучшает антифрикционные св-ва и обрабатываемость резанием оловянных бронз, фосфор (при сод Р 1% поялв тройная эвтектика) улучшает литейные, антифрикционные и мех-ие св-ва бронз, также он служит раскислителем. В промышленности применяют двойные оловянные бронзы, имеющие в составе кроме Cu и олова, добавки Zn, Pb, P, Ni

98. Свинцовистые бронзы. Составы, структура, свойства, применение.

Микроструктура свинцовой бронзы состоит из первичных кристаллов меди и эвтектики (Сu+Pb). Содержание меди в этой эвтектике составляет 0,04 %, поэтому она структурно вырождена и состоит практически полностью из кристаллов Рb. Включения Рb располагаются по границам зерен или заполняют междендритные пространства. Такая структура бронзы обеспечивает высокие антифрикционные свойства.

Для изготовления вкладышей подшипников скольжения, работающих с большими скоростями и при повышенных давлениях, широко применяется бронза БрС30. Благодаря невысоким механическим свойствам бронзу БрС30 часто наплавляют тонким слоем на стальные ленты (трубы), получая биметаллические подшипники. Большая разница в плотности меди и свинца (11,34 г/см³) и широкий интервал кристаллизации делает бронзу БрС30 склонной к ликвации по плотности. Уменьшить ликвацию можно высокой скоростью охлаждения отливок.

Для упрочнения медной основы и улучшения ее сопротивляемости истиранию наряду со свинцом в сплав вводят до 10 % олово. Оно входит в твердый раствор на основе Сu. Свинцовые бронзы с добавкой олова (БрОС8-12, БрОСЮ-10) обладают высокими механическими свойствами (σв= 150-200 МПа, δ=3-8 %). Их используют для изготовления втулок и вкладышей без стальной основы.

103)Перечислить стадии старения сплавов Al-Cu.

Старение закаленных сплавов. Различают естественное (выдерживают несколько суток при комнатной температуре) и искусственное (10-24ч при повышенной температуре). В процессе старения происходит распад пересыщенного твердого раствора, что сопровождается упрочнением сплава.

При естественном старении образуются только зоны ГП-1.

При искусственном старении: ГП-1→ГП-2(θ’’) →θ’→θ(СuAl2)/

1. При естественном (20°С) или низкотемпературном искусственном старении (ниже 100-150°С) не наблюдается распада твердого раствора с выделением избыточной фазы, так как атомы Сu перемещаются только внутри кристаллической решетки α-твердого раствора на малые расстояния и собираются по плоскостям (100) в пластинчатые образования или диски – зоны Гинье-Престона (ГП-1). Их протяженность в сплавах Al-Cu 1-10нм, толщина 0,5-1нм. Они равномерно распеределены в пределах каждого кристалла. Концентрация Cu в зонах ГП-1 меньше, чем в CuAl2(54%).

Если сплав потом нагреть до 230-270°C и затем быстро охладить, то свойства сплав будут соответствовать свежезакаленному состоянию. Это явление называется возвратом после старения.

2. Длительная выдержка при 100°С или несколько часов при 150°С приводит к образованию зон ГП2(θ’’) с толщиной 1-4 и диаметрм 20нм с упорядоченной структурой, отличной от α-тв р-ра. Концентрация меди соответствует содержанию ее в СuAl2

3. Выдержка в течение нескольких часов при высоких температурах (150-200°С) приводит к образованию дисперсных (тонкопастинчатых) частиц промежуточной θ’-фазы в местах где ранее находились зоны ГП2. Хим состав получившейся фазы CuAl2, θ’ фаза когерентно связана с твердым раствором.

4. Повышение температуры на 200-250°С приводит к коагуляции стабильной θ-фазы, имеющей с матрицей некогерентные частицы.