- •Содержание
- •Введение
- •1. Общие сведения о цветных металлах и сплавах
- •1.1 Классификация и свойства чистых металлов
- •1.2. Цветные сплавы
- •1.1.3. Термическая обработка цветных сплавов
- •1.3. Принципы разработки литейных сплавов
- •1.3.1. Общие положения синтеза сплавов
- •1.3.2. Оптимизация состава сплавов
- •2. Легкие цветные сплавы
- •2.1. Алюминиевые сплавы
- •2.1.1. Состав и свойства первичного алюминия
- •2.1.2. Классификация и маркировка алюминиевых сплавов
- •2.1.3. Взаимодействие алюминия с другими элементами
- •2.1.4. Литейные алюминиевые сплавы
- •2.1.5. Новые поршневые сплавы и режимы их термической обработки
- •2.2. Магниевые сплавы
- •2.2.1. Состав и свойства первичного магния
- •2.2.2. Выбор основы и легирующих элементов
- •2.2.3. Классификация магниевых сплавов
- •2.2.4. Литейные магниевые сплавы
- •2.2.5. Сверхлегкие магниевые сплавы.
- •2.3. Титановые сплавы
- •2.3.1. Состав и свойства чистого титана
- •2.3.2. Взаимодействие титана с другими элементами
- •2.3.3. Классификация титановых сплавов
- •2.3.4. Литейные титановые сплавы
- •2.3.4.1. Особенности литейных свойств
- •2.3.4.2. Термическая обработка титановых сплавов
- •2.3.4.3. Области применения титановых сплавов
- •3. Тяжелые цветные сплавы
- •3.1. Медные сплавы
- •3.1.1. Состав и свойства чистой меди.
- •3.1.2. Классификация и маркировка медных сплавов.
- •3.1.3. Взаимодействие меди с другими элементами.
- •3.1.4. Литейные латуни
- •3.1.5. Оловянные бронзы
- •3.1.6. Безоловянные бронзы
- •3.1.6.1.Алюминиевые бронзы
- •3.1.6.2. Свинцовая бронза
- •3.1.6.3. Прочие безоловянные бронзы
- •3.1.7. Медно-никелевые сплавы
- •3.2. Никелевые сплавы
- •3.2.1. Состав и свойства чистого никеля
- •3.2.1. Взаимодействие никеля с другими элементами
- •3.2.2. Жаропрочные литейные никелевые сплавы
- •3.3. Сплавы тугоплавких металлов
- •3.4. Цинковые сплавы
- •3.4.1. Состав и свойства чистого цинка
- •3.4.2 Литейные цинковые сплавы
- •Марки и химический состав литейных цинковых сплавов (гост 25140–93)
- •Некоторые физические и технологические свойства литейных цинковых сплавов (гост 25140–93)
- •3.4.3. Антифрикционные цинковые сплавы
- •3.5. Сплавы на основе олова и свинца
- •3.6. Легкоплавкие сплавы
- •3.7. Сплавы благородных металлов
- •3.7.1. Золото и его сплавы
- •3. Тяжелые цветные сплавы Медные сплавы. Классификация и маркировка медных сплавов
- •Методические указания
- •Плавка цветных сплавов
3.1.6.2. Свинцовая бронза
Свинцовая бронза БрС30 была разработана в качестве заменителя оловянных бронз и получила широкое распространение в промышленности.
Свинцовые бронзы среди других медных сплавов отличаются хорошими антифрикционными свойствами, особенно хорошей прирабатываемостью и способностью выдерживать большие удельные давления до 250 – 300 кг/см2 при окружных скоростях 8 -10 м/с. Их применяют для изготовления высоконагруженных ответственных опорных и шатунных подшипников мощных турбин, авиационных моторов, дизелей и других машин. Свинцовая бронза почти в 4 раза превосходит оловянные бронзы по теплопроводности, поэтому допускаю более высокие рабочие температуры.
Предел прочности бронзы Бр30 всего лишь 60 МПа, относительное удлинение 4%, твердость 250 МПа.
В соответствии с диаграммой состояния системы Cu – Pb (рис.) структура свинцовой бронзы с 30 % Pb будет состоять из зерен меди и эвтектики (рис .), состоящей практически из чистого свинца.
Рис. Диаграмма состояния системы Cu – Pb
Рис. Микроструктура бронзы БрС30.
Наличие монотектического превращения в системе Cu – Pb (расслоения жидкости на два жидких слоя) указывает на вероятность сильной ликвации. При первичной кристаллизации сначала формируются кристаллы чистой меди, которые оттесняют обогащенную свинцом жидкость в межкристаллитное пространство, где она кристаллизуется в виде крупных включений. Чем крупнее кристаллы меди (при медленном охлаждении), тем неравномернее распределение свинца по объему отливки и тем хуже антифрикционные свойства. Чтобы снизить ликвацию свинца необходимо ускоренное охлаждение. Наилучшие результаты получаются при заливке бронзы тонким слоем на охлаждаемые стальные ленты или заготовки из стальных труб.
3.1.6.3. Прочие безоловянные бронзы
Сурьмянистые бронзы предназначены для изготовления антифрикционных деталей. При концентрации более 3 % сурьма образует твердую составляющую Cu2Sb, которая позволят увеличить давления и скорости скольжения в парах трения. В ГОСТ 493 – 79 включена одна марка сурьмянистой бронзы БрСу3Н3Ц3С20Ф, которую правильнее называть свинцово –сурьмянистой. Кроме этой марки разработаны бронзы БрСу6Н2, БрСу6Ф1, БрСу6С12Ф и БрСу3,5Н3,5Ц3,5С20Ф, которые также находят применение в промышленности. Все эти бронзы имеют невысокую прочность от 150 до 260 МПа и низкую пластичность от 2 до 6 %. Из литейных свойств можно отметить малую линейную усадку около 1,3 %.
Марганцовые бронзы БрМц5 и БрМц8С20 отличаются повышенной коррозионной стойкостью и способностью сохранять свои механические свойства (σв = 280 МПа, δ = 40 %) при температурах до 400 оС. Из них можно изготовлять арматуру паровых котлов.
Кремнистые бронзы БрК3, БрК3Мц, БрКН3, БрК4Ц4, БрК3Ц9 и БрК3С4 имеют более высокие механические свойства, чем оловянные бронзы и могут с успехом заменять эти дорогостоящие и дефицитные сплавы. Благодаря высокой пластичности кремнистые бронзы пригодны для всех видов обработки давлением, но применяются и для получения отливок.
Бериллиевые бронзы БрБ2, БрБ2,5 и БрБ2НТ отличаются высокой прочностью, твердостью, а также повышенными пределами упругости и усталости. Они применяются для изготовления пружинящих деталей и ответственных деталей, работающих на износ. Инструмент из немагнитной бериллиевой бронзы не дает искр при ударе. Они применяются для деталей компасов и часовых механизмов. Большую часть изделий из бериллиевой бронзы получают из деформированных заготовок, но эта бронза является и хорошим литейным материалом. Благодаря своему цвету, совпадающему с цветом золота высокой пробы. Из БрБ2 можно отливать памятные медали и другие художественные изделия. Широкому распространению бериллиевой бронзы препятствует высокая стоимость и дефицитность бериллия.