3. Сплавы меди с оловом (оловянистые бронзы)
При изучении строения меднооловянистых сплавов (оловянистых бронз) следует в первую очередь обратиться к системе
(рис. 421).
Диаграмма
как и
представляет собой комбинацию нескольких перитектических диаграмм.
В системе
в твердом состоянии возможно образование следующих фаз:
-твердый раствор олова в меди;
— почти чистое олово. Растворимость меди в олове, вероятно, меньше
и на диаграмме не указана;
-твердый раствор на базе Р-электронного соединения
Пунктирная линия показывает процесс упорядочения;
-электронное соединение
-твердый раствор на базе химического соединения меди и олова. Кристаллическая структура его подобна 6;
-электронное соединение
— химическое соединение
Структура литых меднооловянных сплавов значительно отклоняется от равновесного состояния, поэтому уже в сплавах, содержащих
и более, в литом состоянии обнаруживается
-фаза в виде эвтектоидной составляющей (эвтектоид образуется при 520 °С и имеет концентрацию
).
Отожженная бронза с содержанием до
должна состоять по структуре из однородного
-твердого раствора (рис. 422, а). В литом же виде структура бронзы, содержащей до
состоит из неоднородного твердого раствора а, имеющего, как у литого металла, дендритное строение (рис. 422, б).
При содержании олова более
наряду с неоднородным раствором внутри участков этого раствора, богатого оловом (светлых участков), располагается эвтектоид а
(рис. 423).
Наличие хрупкой
-фазы исключает возможность прокатки, поэтому, за исключением бронз, содержащих небольшое количество олова (применяемых редко), бронза, обычно содержащая более
![](/php/imageBook.php?path=/home/admin/sites/scask.ru/wp-content/uploads/2023/01/files-563.book&file=met1_173.files/page1.gif)
(кликните для просмотра скана)
5-6 % Sn, не прокатывается и не куется и ее применяют в литом виде.
Высокие литейные свойства бронз определяются исключительно малой усадкой, которую имеют бронзы. Усадка оловянистой бронзы меньше
тогда как усадка латуней и чугуна — около 1,5%, а сталей — более 2 %. Наиболее сложные по конфигурации отливки (в том числе художественное литье) обычно изготавливают из бронзы.
Жидкотекучесть бронзы невелика из-за большой разницы в температурах между линиями ликвидус и солидус.
Рис. 423. Структура литой бронзы с
Рис. 424. Механические свойства сплавов
По этой же причине бронза не дает концентрированной усадочной раковины и для отливки из бронз высокой плотности (рассеянные усадочные поры по всему объему отливки понижают ее герметичность, в то же время это обстоятельство определяет ее пониженную плотность и малую усадку) она не годится.
Влияние олова на механические свойства меди аналогично влиянию цинка, но проявляется более резко (рис. 424). Уже при
пластичность начинает падать.
В литой бронзе наличие включений твердого эвтектоида обеспечивает высокую стойкость против истирания, поэтому бронза с
является лучшим антифрикционным материалом и ее применяют как подшипниковый сплав.
Благодаря высокой химической стойкости бронз из них изготавливают арматуру (паровую, водяную и пр.). Таким образом, основное применение бронз — сложные отливки, вкладыши подшипников и др.
Для удешевления в большинство промышленных бронз добавляют 5—10 % Zn. Цинк в этих количествах растворяется в меди и не оказывает существенного влияния на структуру.
Для лучшей обрабатываемости в бронзу вводят до 3—5 % Pb, который присутствует в виде обособленных свинцовых включений, облегчающих разрушение стружки.
Таблица 125. (см. скан) Состав и свойства некоторых оловянистых брома
Фосфор вводят в бронзу как раскислитель и он устраняет хрупкие включения окиси олова
При наличии около
такую бронзу часто называют фосфористой.
Бронзу маркируют начальными буквами
затем следуют буквы, показывающие, какие легирующие элементы содержит бронза, а потом цифры, показывающие количество этих элементов в целых процентах.
В табл. 125 приведены составы наиболее применяемых в промышленности оловянистых бронз и примерные механические свойства этих бронз для литых в землю образцов.