9.4.2.2.Алюмінієві бронзи
Алюмінієві бронзи – це сплави міді з алюмінієм, які додатково можуть бути леговані нікелем, марганцем, залізом та іншими елементами. Вони мають добрі технологічні і механічні властивості та не містять в собі дефіцитних складових.
У рівноважному стані (рис.9.5) мідь з алюмінієм утворює обмежений -твердий розчин з граничною розчинністю при нормальній температурі (20оС) 9,4%Al. При вмісті понад 9,4%Al в сплавах міді з алюмінієм при температурі 565оС відбувається евтектоїдне перетворення, в результаті якого утворюється механічна суміш -твердого розчину і крихкої -фази (Cu32Al19) – евтектоїд:
. (9.2)
Рис. 9.5. Діаграма стану сплавів Cu-Al
У залежності від структури алюмінієві бронзи поділяються на одно ()– і дво ()–фазні.
Однофазні алюмінієві бронзи (<7...8% Al) добре деформуються пластично як у холодному, так і в гарячому стані, корозійностійкі, мають високі механічні та добрі ливарні властивості. До однофазних належать, наприклад, бронзи БрА5, БрА7.
Двофазні бронзи (>9...11% Al) характеризуються більш високою міцністю і крихкістю. Їх можна піддавати гартуванню і старінню. Наприклад, бронза БрАЖН10-4-4 зміцнюється гартуванням з температури 980оС і штучним старінням при 400оС. Після такої обробки твердість підвищується в два рази – з 200 до 400НВ.
З алюмінієвих бронз виготовляють литтям і обробкою тиском відповідальні деталі машин: шестерні, втулки, фланці.
9.4.2.3.Кремнієві бронзи
Кремнієві бронзи – це сплави міді з кремнієм. Їх застосовують як замінник олов’яних бронз. Вони характеризуються більшою усадкою, ніж олов’яні бронзи, вищими корозійною стійкістю і механічними властивостями, а також високою пружністю. До кремнієвих належать бронзи БрК4, БрКМц3-1.
9.4.2.4.Берилієві бронзи
Берилієві бронзи – це сплави міді з берилієм. Вони характеризуються високими механічними, зокрема, пружними властивостями, стійкістю проти корозії. У промисловості застосовують берилієві бронзи, що містять 1,6...2,6% Ве, наприклад, БрБ2, БрБ2,5.
Розчинність берилію в міді зі зниженням температури від 866оС до 300оС зменшується від 2,7 до 0,2% (рис. 9.6). Це використовують для отримання високої міцності та пружності берилієвих бронз методом дисперсійного зміцнення. Для цього їх піддають гартуванню з нагріванням до 760...800оС і штучному старінню при 300...350оС. При гартуванні утворюється пересичений твердий розчин берилію в міді з такими механічними характеристиками: В=450...560 МПа; 100НВ; =30...40%. При старінні відбувається виділення із пересиченого твердого розчину дисперсних частинок -фази (CuBe), внаслідок чого підвищується міцність (В=1250...1300 МПа), твердість (370НВ) і знижується пластичність (=2...5%) бронзи.
Застосовують берилієві бронзи для виготовлення пружин, мембран, слюсарного інструменту та ін.
Р
ис.
9.6. Діаграма стану сплавів Cu-Be
Свинцеві бронзи – це сплави міді зі свинцем. Вони використовуються як антифрикційний матеріал у підшипниках ковзання. Структура свинцевої бронзи БрС30 (30%Рb) складається з окремих зерен міді та свинцю. Високі антифрикційні властивості сплаву забезпечуються рівномірним вкрапленням свинцю в міді.
Хромові бронзи (БрХ0,5) – це сплави міді з хромом. Вони мають високі механічні властивості, добру електро- і теплопровідність, підвищену температуру рекристалізації (450...500оС). Хромові бронзи містять 0,4...1% Cr і 0,2%Ag. Срібло підвищує механічні властивості і температуру рекристалізації бронз. Хромові бронзи зміцнюються гартуванням (950оС) у воді і наступним штучним старінням (400оС).
Цирконієві бронзи – це сплави міді з цирконієм, які містять 0,1...0,8%Zr, наприклад, БрЦр0,2; БрЦр0,7. Вони мають високу електро- і теплопровідність, що наближаються до аналогічних характеристик міді, і жароміцність.Цирконієві бронзи зміцнюються комплексною обробкою, яка складається з гартування (tн=920оС), холодного пластичного деформування (75%) і штучного старіння (tн=450оС), коли із -твердого розчину виділяється зміцнююча фаза Cu3Zr.
Хромові і цирконієві бронзи застосовують у двигунобудуванні. З них виготовляють внутрішній кожух рідинних ракетних двигунів.