Влияние легирующих элементов на свойства разных марок бронз. влияне легирующих элементов. Алюминий в бронзах улучшает механические, антикоррозионные и антифрикционные свойства, придает высокую жидкотекучесть, концентрированную усадку и хорошую герметичность, повышает пластичность, упругость и прочность
 Скачать 25.5 Kb.
|
|
Алюминий в бронзах улучшает механические, антикоррозионные и антифрикционные свойства, придает высокую жидкотекучесть, концентрированную усадку и хорошую герметичность, повышает пластичность, упругость и прочность готового сплава, делает его более стойким к коррозии и разрушению. При содержании алюминия до 7% бронза плохо обрабатывается резанием. Железо оказывает модифицирующее действие на структуру алюминиевых бронз, немного повышает их прочность, твердость и антифрикционные свойства, уменьшает склонность к охрупчиванию двухфазных бронз, понижает коррозионную стойкость и горячеломкость, ухудшает обработку резанием. Железо не влияет существенно на механические свойства, но измельчает структуру сплава в отливках. Железо отвечает за снижение зернистости, исключение незапланированного отжига (самопроизвольного) сплава и поздней рекристаллизации, что делает материал менее хрупким Олово. Основной легирующий компонент оказывает существенное влияние на весь спектр свойств оловянных бронз. Литейные свойства сплавов зависят от содержания олова: с увеличением содержания олова до 10... 12% увеличивается температурный интервал кристаллизации сплавов, снижается их жидкотекучесть. В то же время олово снижает линейную усадку, уменьшает газонасыщенность расплава. Олово повышает коррозионную стойкость, твердость и прочность сплава, снижает относительное удлинение и ударную вязкость. Легирование меди оловом придает сплаву "бронзовый" оттенок. Никель улучшает технологические и механические свойства алюминиево - железных бронз, в том числе и при повышенных температурах, повышает стойкость сплава к резким температурным колебаниям, механическим повреждениям и разрушению коррозией. В оловянистых никель повышает прочностные свойства, улучшает пластичность и деформируемость бронз, повышает их коррозионную стойкость, плотность, уменьшает ликвацию. Никель в бронзах увеличивает коррозионную стойкость, затрудняет чеканку отливок, гравировку. Бронзы с никелем термически упрочняются закалкой и старением. Сплавы меди, легированные алюминием и никелем, хорошо обрабатываются давлением, имеют высокие антифрикционные свойства и не склонны к хладноломкости. Кремний обеспечивает бронзам высокую пластичность и хорошую обрабатываемость давлением. Они хорошо свариваются, паяются, обрабатываются резанием, однако, их литейные свойства хуже, чем у латуней и других бронз. Кремнистые бронзы характеризуются хорошими механическими, упругими и антифрикционными свойствами. Их используют вместо более дорогих оловянных бронз для изготовления антифрикционных деталей (бронзы БрКН 1-3, БрКМц 3-1), а также для замены бериллиевых бронз при производстве пружин, мембран и других деталей приборов, работающих в пресной и морской воде при температурах до 250°С. Легирование цинком способствует улучшению литейных свойств кремнистых бронз.При небольших добавках цинка (0,5... 1%) жидкотекучесть сплава резко возрастает, затем плавно понижается при увеличении содержания цинка (до 15...20%), но все равно остается выше, чем жидкотекучесть чистой меди. Цинк в оловянных бронзах уменьшает интервал кристаллизации, снижает линейную усадку, горячеломкость, газонасыщаемость расплава. При добавлении цинка коррозионная стойкость сплава уменьшается. Плотность лицевой поверхности отливок улучшается. Механические свойства, в т.ч. твердость при содержании цинка до 5% повышаются. Цинк снижает склонность бронз к ликвации, поскольку он уменьшает температурный интервал кристаллизации сплавов, способствует получению более плотного литья, раскисляет расплав и уменьшает содержание в нем водорода, улучшает прочностные свойства бронз. Марганец и никель повышают прочность и твердость сплавов, марганец повышает предел упругости бронз, уменьшает литейную усадку, повышает пластичность, делает сплав более коррозионностойким, улучшает способность к холодной обработке давлением. Двойные сплавы меди с алюминием не обрабатываются давлением в холодном состоянии, если содержание алюминия превышает 7 %. Тройная бронза БрАМн9-2 хорошо обрабатывается давлением как в горячем, так и в холодном состоянии. Марганец также отвечает за понижение уровня деформации изделий при экстремально низких температурах, повышает сопротивляемость механическим повреждениям/воздействиям при нагреве. Марки сплавов с марганцем очень популярны в химической промышленности, так как материал не вступает в реакцию с активными средами.. Свинец улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием бронз, повышает жидклтекучесть и плотность, а также удешевляет их стоимость, но снижает механические свойства, твердость. При содержании свинца в сплавах свыше 1% жидкотекучесть уменьшается, происходит расслоение расплава и ликвация по плотности. Использование бериллия приводит к резкому повышению прочностных и упругих свойств бронзы. Бериллиевые бронзы используют для изготовления упругих элементов ответственного назначения: пружин, пружинящих деталей, мембран, деталей, работающих на износ в агрессивных средах. Бериллиевые бронзы характеризуются высоким пределом упругости и низким модулем упругости, высокой коррозионной стойкостью, электропроводимостью, немагнитностью, хорошей технологичностью и способностью упрочняться термической обработкой. Хром значительно упрочняет медь, повышает уровень ее жаропрочности и значительно повышает температуру рекристаллизации меди. Фосфор, во-первых, раскисляет медь и уменьшает содержание водорода в расплаве; во-вторых, повышает прочностные свойства и твердость; в-третьих, улучшает жидкотекучесть бронз и позволяет получать отливки сложной формы с тонкими стенками, в частности качественное художественное литье. Фосфор в бронзах с небольшим количеством олова повышает сопротивление износу из-за появления в структуре твёрдых частичек фосфида меди Сu3Р. Однако фосфор ухудшает технологическую пластичность бронз, поэтому в деформируемые сплавы вводят не более 0,5 % Р. При содержании фосфора до 0,1% горячеломкость сплавов повышается, свыше 0,1%-уменьшается. Свариваемость сплава с фосфором улучшается, повышается коррозионная стойкость в условиях бытовой среды. Небольшие содержания титана увеличивают плотность отливок и их прочность. Благоприятное влияние титана на свойства бронз обусловлено его действием как дегазатора, уменьшающего газонасыщенность расплава, и модификатора, измельчающего зерно. Сурьма придает бронзам хорошие антифрикционные (из-за наличия двух фаз различной твердости) и механические свойства. Цирконий повыщает прочность и коррозийную стойкость сплава, увеличивает износостойкость и сопротивление малоцикловому деформированию и разрушению при повышенных температурах. Высокое сродство циркония к кислороду и азоту обусловливает применение его как активного раскислителя. Присадка кадмия к меди приводит к значительному повышению ее механической прочности и твердости. Предел прочности при растяженин кадмиевой бронзы достигает 100 кГ/мм Например, сплавы меди, содержащие около 1% d (кадмиевая бронза), служат для изготовления телеграфных, телефонных, троллейбусных проводов, так как эти сплавы обладают большей прочностью и износостойкостью, чем медь https://www.chem21.info/page/116056010035145219218105009040141226117057033077/ |