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

(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.