7.4 Бронзы.

Бронзы - двойные или многокомпонентные сплавы на основе меди. В качестве легирующих элементов применяется олово (О), свинец (С), алюминий (А), железо (Ж), марганец (Мц), никель (Н), кремний (К), фосфор (Ф), бериллий (Б) и другие элементы. Sn, Al, Ni, Si увеличивают прочность, упругость и коррозионную стойкость; Pb, P, Zn придают бронзе антифрикционные свойства; Mn и Si – жаростойкость, Fe и Ni – измельчают зерно и повышают твёрдость и прочность; Be повышает упругость и прочность.

По химическому составу бронзы делятся на оловянные (до 10 % Sn по ГОСТ 613-79) и безоловянные(ГОСТ18175-78), а по технологическим признакам - на литейные и обрабатываемые давлением.

Оловянные бронзы хорошо обрабатываются резанием, хорошо паяются, хуже свариваются, имеют очень малую усадку (<1 %),но образуют рассеянную пористость, что препятствует получению из них герметичных деталей. Они имеют низкий коэффициент трения, хорошую притираемость и износостойкость при работе в паре со сталью, что в сочетании с высокой теплопроводностью и хорошими механическими свойствами позволяет использовать их для подшипников скольжения ответственного назначения, работающих при высоких давлениях и скоростях. Широкое распространение получили литейные оловянные бронзы Бр010Ф1, Бр03Ц12С5 и некоторые другие. Бронза Бр010Ф1, идущая на изготовление подшипников скольжения, имеет следующие свойства: σ_b=300 МПа, δ=3 %.

Бронзы, обрабатываемые давлением, хорошо куются, штампуются, прокатываются. Оловянные бронзы БР04Ц3, Бр04С4Ц4 применяются для изготовления полуфабрикатов (лент, полос, прутков) и деталей из них. Бр04С4Ц4 имеет следующие механические свойства: σ_b =350 МПа, δ=40 %, НВ=60. Деформируемые бронзы, наряду с хорошей электропроводностью, коррозионной стойкостью, антифрикционностью, обладают высокими упругими свойствами и сопротивлением усталости. Их используют для изготовления пружинящих деталей во многих отраслях промышленности.

Алюминиевые бронзы отличаются высокими механическими, антифрикционными и антикоррозионными свойствами. Они обладают высокой жидкотекучестью, хорошей герметичностью, образуют концентрированную усадочную раковину. Алюминиевые бронзы делятся на однофазные (БрА5, БрА7 имеющие σ_b=450 МПа, δ=60 %) и двухфазные (БрА10 имеющие σ_b=600 МПа, δ=15 %). Двухфазные можно подвергать упрочняющей термообработке: закалке и последующему старению. Легирование алюминиевых бронз улучшает их свойства: механические, технологические, эксплуатационные и др. Так БрА10Ж4Н4 в отожженом

состоянии имеет σ_b=650 МПа, δ=35 %, НВ=160, после закалки имеет σ_b=800 МПа, δ=3 %. Алюминиевые бронзы применяются как в виде проката и поковок (прутки, ленты), так и в виде фасонных отливок для деталей ответственного назначения. Из них изготавливают детали, работающие в тяжелых условиях износа при повышенных температурах (400-500°С): седла клапанов, детали насосов, турбины, шестерни, венцы колёс и т.д.

Свинцовистые бронзы сочетают хорошие антифрикционные свойства с высокой теплопроводностью. Они хорошо воспринимают ударные нагрузки и имеют высокий предел выносливости, поэтому применяются для ответственных высоконагруженных подшипников скольжения, работающих при больших скоростях. Наибольшее распространение получила бронза БрС30 (σ_b=160 МПа, δ=8 %), применяемая для подшипников скольжения коленчатого вала КАМАЗА, тракторов и других машин.

Кремнистые бронзы имеют хорошие механические свойства, в том числе пружинящие и антифрикционные свойства, а также высокую коррозионную стойкость. Бронзы пластичны, хорошо обрабатываются давлением, хорошо свариваются, паяются, удовлетворительно обрабатываются резанием. Литейные свойства ниже, чем у оловянных. Легированные кремнистые бронзы могут подвергаться закалке и старению. БрК1Н3 после закалки и старения имеет σ_b=740 МПа, δ=8 %. Из кремнистых бронз изготавливают ленты, полосы, прутки, проволоку, идущие на производство пружин, мембран и тому подобных деталей.

Бериллиевые бронзы отличаются чрезвычайно высоким пределом упругости и прочности, твердостью, коррозионной стойкостью, повышенным сопротивлением усталости, хорошо обрабатываются резанием и свариваются точечной сваркой, не дают искр при ударе, сохраняют свойства до 500°С. Бериллиевые бронзы выпускаются в виде полос, лент, проволоки, а также в виде фасонных отливок и могут подвергаться упрочняющей термообработке закалке и старению. Бронза БрБ2 после закалки и старения имеет σ_b=1250 МПа, δ=2,5 %, НВ=370. Из бериллиевых бронз изготавливают детали особо ответственного назначения: упругие элементы точных приборов, подшипники, инструменты (зубила, молотки и т.д.) не дающие искр.

Марганцевые бронзы отличаются высокой коррозионной стойкостью и жаропрочностью. Бронзы имеют хорошую жидкотекучесть, хорошо обрабатываются давлением. Наиболее широко применяется бронза БрМц5, (σ_b=300 МПа, δ=40 %), которая сохраняет свойства до температуры 400°С. Бронза выпускается в виде поковок, листов, лент, идущих на изготовление деталей, работающих при повышенных температурах (например арматура паровых котлов и т.д.).

.

Таблица 7.1.

Применение сплавов на основе меди.

№ п./п	Марка	Назначение
1 2	Л62, Л68	Изготовление листов, лент, полос, труб, прутков, проволоки, фольги.
3	ЛЦЛ ЛЦ23А6Ж3Мц2	Массивные червячные колеса, чашки нажимных винтов, подшипники, втулки, арматура.
4	ЛЦ17 К3	Шестерни, литая арматура, работающая при Т<250°С и подвергаемая гидроиспытаниям, детали, работающие в морской воде.
5	ЛЦ40С	Арматура, втулки, сепараторы шариковых и роликовых подшипников.
6	ЛЦ30А2	Коррозионостойкие детали в морском и общем машиностроении.
7	ЛЦ3701	Штуцера гидросистем, судовая арматура

ЛАТУНИ

БРОНЗЫ

№ п./п	Марка	Назначение
1.	Бр05Ц5С5	Ползуны, ходовые гайки, малонагруженные венцы, втулки, вкладыши, детали водяной арматуры (пробки, корпусы, буксы и т.д.)
2.	БРС30	Подшипники коленчатых валов, втулки в ДВС и других узлах трения.
3.	Бр010 Ф1	Подшипники, шестерни, венцы, втулки для высоких удельных давлений.
4.	БрМц5	Арматура паровых котлов, работающая при Т<250°C
5.	БрК1Н3	Пружинящие детали, работающие в агрессивной среде, ленты, полосы, проволока, резервуары.
6.	БрБ2	Пружины, работающие до Т=500°С, упругие элементы точных приборов, контакты, шестерни, кулачки, зубила, подшипники, работающие при высоких скоростях.
7.	БрА10Ж4Н4	Седла клапанов, направляющие втулки выпускных клапанов, детали турбин, шестерни.

8. титановые сплавы