Алюминиевые бронзы.

Алюминиевые бронзы.

Они отличаются высокими механическими, антикоррозионными и антифрикционными свойствами. К преимуществам перед оловянными бронзами относятся меньшая стоимость, более высокие механические и некоторые технологические свойства. Например, небольшой интервал кристаллизации обеспечивает алюминиевым бронзам высокую жидкотеку- честь, концентрированную усадку и хорошую герметичность, малую склонность к дендритной ликвации. Вместе с тем из-за большой усадки иногда трудно получить сложную фасонную отливку.

Медь с алюминием образует α- твердый раствор, концентрация которого при понижении температуры с 1035 до 565°С увеличивается от 7,4 до 9,4% А1. При 565 °С β-фаза претерпевает эвтектоидное превращение: β →α + γ2, где γ2- промежуточная фаза переменного состава со сложной кубической решеткой. При реальных скоростях охлаждения, в отличие от равновесного состояния, эвтектоид появляется в структуре сплавов при содержании 6-8% А1. Наличие эвтектоида приводит к резкому снижению пластичности алюминиевых бронз. С увеличением содержания алюминия до 4-5% наряду с прочностью и твердостью повышается пластичность, затем она резко падает, а прочность продолжает расти при увеличении содержания алюминия до 10-11% . Однофазные бронзы (БрА5, БрА7), имеющие хорошую пластичность, относятся к деформируемым. Они обладают наилучшим сочетанием прочности ( = 400 ÷450 МПа) и пластичности (δ = 60%).

Двухфазные бронзы выпускают в виде деформируемого полуфабриката, а также применяют для изготовленияфасонных отливок. При наличии большого количества эвтектоида бронзы подвергают не холодной, а горячей обработке давлением. Двухфазные бронзы отличаются высокой прочностью ( = 600 МПа) и твердостью (НВ >1000). Их можно подвергать упрочняющей термической обработке. При быстром охлаждении (закалке) β- фаза претерпевает не эвтектоидное, а мартенситное превращение. К недостаткам двойных алюминиевых бронз помимо большой усадки относятся склонность к газонасыщению и окисляемости во время плавки, образование крупнокристаллической столбчатой структуры, трудность пайки. Эти недостатки существенно устраняются при легировании алюминиевых бронз железом, никелем, марганцем.

В α-фазе алюминиевой бронзы растворяется до 4% железа, при большем содержании образуются включения Al3Fe. Дополнительное легирование сплавов никелем и марганцем способствует появлению этих включений при меньшем содержании железа. Железо оказывает модифицирующее действие на структуру алюминиевых бронз, повышает их прочность, твердость и антифрикционные свойства, уменьшает склонность к охрупчиванию двухфазных бронз из-за замедления эвтектоидного распада β-фазы и измельчения γ2-фазы, образующейся в результате этого распада. Наилучшей пластичностью алюминиево-железные бронзы (например, БрАЖ9-4) обладают после термической обработки, частично или полностью подавляющей эвтектоидное превращение β-фазы (нормализация при 600-700 °С или закалка от 950 °С). Отпуск закаленной бронзы при 250-300 °С приводит к распаду β-фазы с образованием тонкодисперсного эвтектоида (α + γ2)и повышению твердости (НВ 1750-1800). Никель улучшает технологичность и механические свойства алюминиево-железных бронз при обычных и повышенных температурах. Кроме того, он способствует резкому сужению области α-твердого раствора при понижении температуры. Это вызывает у бронз, легированных железом и никелем (БрАЖН 10-4-4), способность к дополнительному упрочнению после закалки вследствие старения. Например, в отожженном (мягком) состоянии БрАЖН 10-4-4 имеет следующие механические свойства: = 650 МПа; δ= 35%; НВ 1400-1600. После закалки от 980 °С и старения при 400 °С в течение 2 ч твердость увеличивается до НВ 4000. Из алюминиево-железоникелевых бронз изготовляют детали, работающие в тяжелых условиях износа при повышенных температурах (400-500 °С): седла клапанов, направляющие втулки выпускных клапанов, части насосов и турбин, шестерни и др. Высокими механическими, антикоррозионными и технологическими свойствами обладают алюминиево-железные бронзы, легированные вместо никеля более дешевым марганцем (БрАЖМц10-3-1,5).

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒