Темное поле – твердый раствор сурьмы в олове; светлые крупные частицы – химическое соединение SnSb, мелкие частицы – Cu3Sn (справа – схематическое изображение микроструктуры)
Баббиты Б88 (83 % Sn, 11 %Sb, 6 %Cu) и Б83 (ГОСТ 1320-74) (рис.4.14), многокомпонентные сплавы на основе системы Sn-Sb, имеют гетерофазную структуру: мягкую основу α - твердый раствор сурьмы в олове; твердые фазы -SnSb, Cu3Sn.
Свинцово-оловянные баббиты Б16 и БН (ГОСТ 1320–74) применяют для менее нагруженных подшипников (р ≤ 10 – 15 МПа, рU ≤ 30 МПа·м/с).
Фазовый состав сплавов Б16 (16 % Sn, 16 % Sb, 2 % Сu) и БН: мягкая основа – твердый раствор олова, меди, сурьмы в свинце, твердые фазы - SnSb, Cu3S,Cu2 Sb.
Дешевые баббиты на свинцово-кальциевой основе БКА, БК2 (ГОСТ 1209-90) применяют в машинах железнодорожного транспорта и дизелях при средних давлениях и средних скоростях скольжения.
Фазовый состав баббитов марок БКА, БК2: мягкая фаза – твердый раствор на основе свинца; твердые фазы – PbзNa и Pb3Ca.
Рис. 4.15. Удельная мощность трения баббитов от содержания олова
Сравнение свойств рассмотренных баббитов показывает, что с увеличением содержания олова (рис. 4.15) улучшаются физические свойства сплавов: снижается коэффициент термического расширения, увеличивается теплопроводность, это приводит к снижению износа и повышению удельной мощности трения, которая имеет максимальные значения у баббита Б88. По сравнению с другими антифрикционными сплавами баббиты имеют низкий коэффициент трения и низкую склонность к схватыванию, однако являются дорогим материалом, обладают низким сопротивлением усталости и применяются только в виде покрытий в особо ответственных конструкциях.
Цинковые сплавы ЦАМ10-5 (10%Al, 5% Сu, ост.Zn) и ЦАМ 9,5-1,5 (9,5 % Al, 1,5 % Cu) уступают баббитам на оловянной основе по коэффициенту трения и близки по свойствам к баббитам на свинцовой основе. В литом виде их применяют для монометаллических вкладышей, втулок и т.д. Сплав ЦАМ 10-5 применяют и для отливки биметаллических изделий со стальным корпусом. Вследствие высоких антифрикционных свойств, невысокой стоимости и достаточной прочности (σв = 250 – 400 МПа), эти сплавы могут заменять бронзы при температуре в зоне трения, не превышающей 1000С. В противном случае сплавы размягчаются и налипают на вал, поэтому их используют при сравнительно небольших скоростях скольжения.
Вопросы для самопроверки
1. Назовите основные преимущества алюминиевых сплавов?
2. Назовите виды термообработки, применяемые к алюминиевым деформируемым сплавам.
3. В чем особенности свойств дуралюминов? Области их применения.
4. Что представляют собой сплавы типа «магналии»? Каковы их свойства?
5. Как по прочности, свариваемости и коррозионной стойкости отличаются сплавы типа «авиаль» от высокопрочных сплавов?
6. Почему наилучшими литейными свойствами обладают сплавы системы алюминий-кремний?
7. Объясните маркировку литейных сплавов.
8. Назовите основные достоинства алюминиевых литейных сплавов систем Al-Cu и Al-Mg.
9. Каковы преимущества медных сплавов по сравнению со сталями?
10. Назовите основные легирующие элементы латуней и бронз.
11. Каким способом упрочняют однофазные латуни и бронзы? Двухфазные?
12. Как маркируют деформируемые и литейные латуни? Деформируемые и литейные бронзы?
13. Какие преимущества по свойствам имеют алюминиевые бронзы?
14. Какие преимущества по свойствам имеют бериллиевые бронзы?
15. Назовите основные преимущества и недостатки титановых сплавов.
16. Какими способами можно повысить прочность титановых сплавов?
17. Как классифицируют легирующие элементы по влиянию на температуру фазового α↔β превращения?
18. Какой элемент является главным и обязательным в титановых сплавах и почему?
19. Какие виды термообработки применяют к титановым сплавам?
20. Какой уровень прочности можно достичь в титановых деформируемых сплавах?
21. Свойства α-сплавов, достоинства, недостатки, области применения.
22. Свойства псевдо-α-сплавов, достоинства, недостатки, области применения.
23. Свойства (α + β) - сплавов, достоинства, недостатки, области применения.
24. Назовите основные преимущества и недостатки магниевых сплавов.
25. Какими химическими элементами и с какой целью легируют магниевые сплавы?
26. В чем заключаются особенности упрочняющей термической обработки магниевых сплавов?
27. Назовите основные области применения магниевых сплавов
28. Какими свойствами должны обладать сплавы для подшипников скольжения?
29. Почему для подшипников скольжения необходима гетерофазная структура с разной твердостью составляющих?
30. Сравните по свойствам и условиям применения баббиты и сплавы на цинковой основе.
31. Какие сплавы целесообразно применять для подшипников, работающих со средними скоростями и нагрузками?