Алюминиевые бронзы Алюминиевые бронзы

Из разд. 6.2 следует, что по своим свойствам алюминий относится к основным легирующим добавкам для меди. Первые сведения об алюминиевых бронзах появились в 1870 году, но они длительное время не применялись для получения фасонных отливок изза образующейся на поверхности прочной плены окислов алюминия. Во время литья плены попадали в тело отливок, резко ухудшая их качество. Совершенствование технологии литья пленообразующих сплавов способствовало широкому применению алюминиевых бронз для получения качественных отливок.

Из всех бронз сегодня алюминиевые бронзы имеют наибольшее распространение. Они обладают высокими механическими свойствами, которые достигнуты в результате удачного подбора легирующего комплекса и могут быть улучшены термической обработкой. Алюминиевые бронзы оказались в числе немногих материалов, удовлетворивших современным требованиям к прочности и герметичности медных сплавов в сочетании с высокой коррозионной стойкостью. По коррозионной стойкости в атмосферных условиях, морской воде, углекислых растворах.

Все алюминиевые литейные бронзы являются многокомпонентными сплавами. Из большого числа элементов, которые можно отнести к основным и вспомогательным добавкам, в алюминиевых бронзах используют присадки марганца, железа, никеля и цинка.

Крупногабаритные отливки из алюминиевых бронз склонны к самоотжигу. При медленном охлаждении в песчаных формах происходит рост зерна и фаза γ2 в эвтектоиде выделяется в виде крупных пластин, что снижает пластичность.

Железо подавляет это явление и замедляет эвтектоидный распад, что благоприятно сказывается на механических свойствах сплавов. Добавки железа (1–4 %) измельчают зерно бронз и упрочняют твердый раствор. В структуре бронзы при содержании железа на верхнем пределе появляется самостоятельная железистая фаза (см. рис. 44, в). Под влиянием добавки железа микроструктура алюминиевой бронзы (по границам светлых кристаллов αтвердого раствора располагаются темные включения эвтектоида и мелкие включения железистой фазы) становится более дисперсной, чем у двойной бронзы (см. рис. 44, а).

Бронза БрА9Ж3Л подходит для изготовления массивных деталей, отливаемых в песчаных формах (зубчатые венцы, гайки нажимных винтов, ободья и др.). Рабочие температуры сплава – до 250 °С. Бронза может заменить оловянные бронзы БрО10Ц2 и БрО6Ц6С3.

Марганец хорошо растворяется в бронзах и обеспечивает растворное упрочнение. Он существенно повышает коррозионную стойкость сплавов. Из бронз БрА9Мц2 и БрА10Мц2Л изготовляют зубчатые колеса, шестерни и венцы зубчатых колес, ходовые гайки, втулки и другие детали, работающие на истирание; корпуса насосов, тарелки клапанов, а также различные детали, работающие в пресной воде, топливе и паровой атмосфере при температурах до 250 °С. Эти сплавы могут заменять оловянные бронзы БрО10Ц2 и БрО8Ц4.

Никель образует новые интерметаллические фазы Ni3Al и NiAl с переменной растворимостью в твердом растворе. Это придает бронзе способность к дисперсионному твердению в ходе закалки и старения. Алюминиевые бронзы с никелем БрА10Ж4Н4Л и БрА11Ж6Н6 используют для деталей нефтяной, химической и пищевой аппаратуры, работающей при температурах до 500 °С, и для арматуры, работающей в морской воде. Антифрикционные детали из этих бронз выдерживают более высокие давления и скорости, чем детали из других алюминиевых бронз. Из бронзы БрА9Ж4Н4Мц1 получают фасонное литье и арматуру, работающую в морской воде.

Из алюминиевых бронз, имеющих малый интервал кристаллизации, получаются плотные отливки с концентрированными усадочными раковинами, которые необходимо выводить в прибыли. Усадка больше, а жидкотекучесть лучше, чем у оловянных бронз. Они склонны к образованию крупнозернистой столбчатой структуры. Этот недостаток можно устранить не только добавками железа, но и с помощью модифицирования бором, ванадием, ниобием.

  • Читать все новости