4.13. Бронзы.

Бронзами являются сплавы на медной основе, в которых основными легирующими компонентами являются олово, алюминий, кремний и другие металлы. Кроме того, к бронзам относят все другие сплавы меди, которые не являются латунями.

Бронзы подразделяются на оловянные и безоловянные, или специальные.

Оловянными бронзами называются сплавы меди с оловом, а также сплавы меди с оловом (содержание олова от 2 до 6%), легированные другими компонентами. Это наиболее распространенные литейные сплавы, известные с древнейших времен. Оловянные бронзы обладают высокими антифрикционными свойствами, хорошей коррозионной стойкостью, нечувствительны к перегреву, морозостойки, немагнитны. Главными недостатками оловянных бронз являются склонность к образованию пор в отливках (явление обратной ликвации) и поэтому невысокая герметичность отливок, малая жидкотекучесть.

Безоловянные бронзы, среди которых большой удельный вес занимают алюминиевые бронзы,— группа сплавов на медной основе, содержащих от 4 до 11 % алюминия. Алюминиевые бронзы также обладают высокими антифрикционными свойствами и коррозионной стойкостью, морозостойки и немагнитны. Положительные свойства алюминиевых бронз обеспечили широкое применение их в различных отраслях промышленности. Среди других сплавов на медной основе сплав меди с фосфором (до 10% фосфора) используется в качестве лигатуры при изготовлении фосфористых бронз и как раскислитель сплавов на медной основе; сплав меди с кремнием (содержание меди от 5 до 12%) используется в производстве метилхлорсиланов и других кремний полимеров.

В зависимости от технологии переработки и применения различают деформируемые, литейные и специальные бронзы.

Деформируемые оловянные бронзы содержат до 8 % олова. Эти бронзы используют для изготовления пружин и деформируемых деталей. Литейные бронзы содержат свыше 6% олова, обладают высокими антифрикционными свойствами и достаточной прочностью; их используют для изготовления деталей ответственных узлов трения.

Широкое применение получили специальные бронзы, в состав которых включены алюминий, никель, кремний, железо, бериллий, хром, свинец и другие элементы. В ряде случаев название бронзы определяется основным легирующим компонентом.

К числу наиболее распространенных сплавов рассматриваемой группы относятся алюминиевые бронзы, обладающие высокими механическими, антифрикционными и противокоррозионными свойствами. Для снижения усадки, окисляемости и склонности к газонасыщению алюминиевые бронзы легируют железом, никелем, марганцем. Их выпускают в виде слитков, деформированных полуфабрикатов. Основное применение алюминиевые бронзы нашли в изготовлении ответственных деталей машин, работающих при интенсивном изнашивании и повышенных температурах.

Сплавы меди с кремнием (кремнистые бронзы) характеризуются высокими антифрикционными, упругими свойствами, коррозионной стойкостью. Кремний образует с медью твердый α - раствор, обеспечивающий хорошую обрабатываемость сплава давлением и его пластичность. Дополнительное легирование кремниевых бронз другими элементами способствует улучшению эксплуатационных и технологических свойств бронз: цинк повышает литейные свойства, марганец и никель увеличивают коррозионную стойкость и прочность, свинец улучшает обрабатываемость резанием и антифрикционные свойства. Кремнистые бронзы применяют взамен оловянных для изготовления антифрикционных деталей, пружин, мембран приборов и оборудования.

Медь и свинец в твердом состоянии практически не растворяются друг в друге. Поэтому свинцовые бронзы после затвердевания состоят из кристаллов меди с включениями свинца. Образующаяся структура обеспечивает высокие антифрикционные свойства и теплопроводность сплава. Это позволяет использовать свинцовые бронзы в парах трения, эксплуатируемых при высоких относительных скоростях перемещения деталей. Для повышения механических свойств и коррозионной стойкости сплавы легируют никелем, оловом.

Среди медных сплавов бериллиевые бронзы отличаются высокими прочностными свойствами, износостойкостью и стойкостью к воздействию коррозионных сред. Бронзы этого типа используют для изготовления деталей ответственного назначения, эксплуатируемых при повышенных скоростях перемещения, на­грузках, температуре.

Для снижения стоимости бронзы легируют марганцем, титаном, никелем, кобальтом. По требованию потребителя в бронзе всех марок массовая доля сурьмы должна быть не более 0,4%, общая сумма примесей—не более 1,2%; массовая доля фосфора в бронзах марок Бр03Ц8С4Н1 и Бр03Ц13С4 — не более 0,05%; массовая доля кремния в бронзе марок Бр05Ц6С5 и Бр04Ц7С5 — не более 0,04%; в бронзе марок Бр03Ц8С4Н1 и Бр03Ц13С4 общая сумма примесей алюминия и кремния не должна быть более 0,02%, для деталей, не работающих под давлением, допускается массовая доля алюминия и кремния до 0,05% каждого; в марке Бр05Ц6С5 допускается увеличение массовой доли свинца и массовая доля цинка не более 7,0%. Массовая доля никеля в бронзах всех марок, кроме марки Бр03Ц8С4Н1, допускается за счет меди и в общую сумму примесей не входит. Примеси, которые не регламентируются настоящим стандартом, входят в общую сумму примесей (табл. 4.11.).

Таблица 4.11.

Марки и химический состав оловянных литейных бронз.

Бронзы оловянные литейные
Марка	Химический состав, %
	Основной компонент
	Sn	Zn	Pb	P	Ni	Cu
БрОЗЦ12С5	2,0-3,5	8,0-15,0	3,0-6,0	-	-	Ост.
БрОЗЦ7С5Н1	2,5-4,0	6,0-9,5	3,0-6,0	-	0,5-2,0	Ост.
БрО4Ц7С5	3,0-5,0	6,0-9,0	4,0-7,0	-	-	Ост.
БрО4Ц4С17	3,5-5,5	2,0-6,0	14,0-20,0	-	-	Ост.
БрО5Ц5С5	4,0-6,0	4,0-6,0	4,0-6,0	-	-	Ост.
БрО5С25	4,0-6,0	-	23,0-26,0	-	-	Ост.
Бро6Ц6С3	5,0-7,0	5,0-7,0	2,0-4,0	-	-	Ост.
БрО8Ц4	7,0-9,0	4,0-6,0	-	-	-	Ост.