- •Министерство образования Российской Федерации
- •С.И.Гринева, в.Н.Коробко, а.И.Кузнецов, м.М.Сычев медь и ее сплавы
- •Условные обозначения
- •Введение
- •1 Медь
- •2. Латуни
- •Автоматных латуней.
- •Алюминиевых латуней.
- •3. Бронзы
- •Оловянных бронз.
- •Кремнистых бронз.
- •Бериллиевых бронз.
- •Свинцовых бронз.
- •Список литературы
- •Содержание
- •198013, Санкт-Петербург, Московский пр.,26
Кремнистых бронз.
Марка бронзы |
Содержание элементов, % |
Механические свойства | ||||||
Cu |
Si |
Mn |
Ni |
Zn |
в, МПа |
, % |
НВ | |
Деформируемые бронзы | ||||||||
БрКМц3-1 |
основа |
3 |
1 |
- |
- |
380-900 |
1-2 |
90 |
БрК3 |
основа |
3 |
- |
- |
- |
250 |
10-12 |
- |
Литейные бронзы | ||||||||
БрК3Ц9 |
основа |
3 |
- |
- |
9 |
250 |
10-20 |
- |
БрК4Ц4 |
основа |
4 |
- |
- |
4 |
300 |
10 |
- |
БрК1Н3 |
основа |
0,6-1,1 |
0,1-0,4 |
2,4-3,4 |
- |
600 |
12 |
175 |
Кремнистые бронзы, содержащие до 1,5% Si, упрочняются закалкой (850-870оС) и старением (при температуре 450-500оС) с выдержками 0,5-3 часа и охлаждением на воздухе. Если же содержание кремния более 1,5%, то бронза не упрочняется термической обработкой, так как имеет однофазную структуру.
Вследствие высоких механических свойств, упругости, коррозионной стойкости эти бронзы используют для изготовления пружин и пружинящих деталей, металлических сеток, решеток и труб, испарителей, дымовых фильтров, деталей в сварных конструкциях.
Бериллиевые бронзы – бронзы, представляющие собой сплав меди с бериллием, причем бронзы одних и тех же марок применяют как деформируемые и как литейные бронзы. В качестве дополнительных легирующих элементов они могут содержать никель, кобальт, железо, марганец, магний и другие элементы, которыми частично заменяют дорогостоящий бериллий (таблица 9).
Таблица 9. Химический состав и механические свойства
Бериллиевых бронз.
Марка бронзы |
Содержание элементов, % |
Механические свойства | ||||||
Cu |
Be |
Ni |
Ti |
При-меси |
в, МПа |
, % |
НВ | |
БрБ2 |
основа |
1,9-2,2 |
0,2-0,5 |
- |
0,5 |
450 |
40 |
90 |
БрБ2,5 |
основа |
2,3-2,6 |
0,2-0,5 |
- |
0,5 |
500 |
30 |
115 |
БрБНТ1,9 |
основа |
1,8-2,15 |
0,2-0,5 |
0,1-0,25 |
0,5 |
450 |
40 |
90 |
БрБНТ1,7 |
основа |
1,65-1,85 |
0,2-0,5 |
1,0-0,25 |
0,5 |
440 |
50 |
85 |
Медь с бериллием образует ряд твердых растворов. Предельная растворимость бериллия в меди составляет 2,7% при температуре 864оС. С понижением температуры растворимость падает и при температуре 300оС составляет от 0,2%. Следовательно, бериллиевую бронзу можно упрочнять с помощью закалки и старения. Нагрев под закалку осуществляют при температуре 750-790оС с охлаждением в воде для получения пересыщенного -твердого раствора. Затем проводят старение при температуре 300-350оС и при этом из перенасыщенного -твердого раствора выделяются дисперсные частицы γ-твердого раствора на базе химического соединения электронного типа CuBe. Этот твердый раствор обладает высокими твердостью и прочностью.
Наряду с высокими прочностью, жидкотекучестью, твердостью, упругостью и коррозионной стойкостью, бериллиевые бронзы отличаются высокой электропроводностью, теплопроводностью, высоким сопротивлением ползучести, хорошо свариваются и обрабатываются резанием.
Эти бронзы применяют для изготовления высоконагруженных подшипников, различных мембран, втулок, пружин, зубчатых колес, шестерен и других деталей. Кроме того, бериллиевую бронзу можно применять как безыскровой инструмент, так как при ударе о металл или камень не возникает искры, как у стали.
Свинцовые бронзы – бронзы, представляющие собой сплав меди и свинца. Свинец не растворяется в меди и образует механическую смесь (рис. 5). Эвтектика по составу совпадает почти с чистым свинцом (99,98% Pb). После охлаждения структура сплавов состоит из кристаллов меди и включений свинца, которые располагаются по границам зерен или заполняют междендритные пространства. Такая структура обеспечивает высокие антифрикционные свойства бронз. Свинцовые бронзы относятся к литейным бронзам (табл.10). Эти бронзы дополнительно легируют никелем или оловом, которые, растворяясь в меди, улучшают механические свойства и коррозионную стойкость.
Рисунок 5 Диаграмма состояния Cu-Pb.
Свинцовые бронзы хорошо обрабатываются резанием и обладают высокой теплостойкостью. Теплопроводность БрС30 в 4 раза выше, чем у оловянных бронз, поэтому она отлично отводит тепло, возникающее при трении. Но из-за низкой прочности свинцовые бронзы наплавляют тонким слоем на стальные ленты, т.е. получают биметаллические подшипники, которые просты в изготовлении и легко заменяются при износе.
Таблица 10. Химический состав и механические свойства