рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Химический состав и механические свойства оловянных бронз

Химический состав и механические свойства оловянных бронз - раздел Промышленность, Состав – структура – свойства цветных металлов и сплавов, полимерных материалов Марка Бронзы Sn Pb Zn ...

Марка бронзы Sn Pb Zn Прочих элементов Е, ГПа sв s0,2 d y KCU,МДж/м2 НВ
% (мас.) МПа %
Деформируемые бронзы (ГОСТ5017-74)
БрОФб, 5–0,15 6–7 0,1–0,25 Р 0,49*
БрОФ6,5–0,4 6–7 0,26–0,4 Р 0,59
        0,10–0,2 Ni              
БрОФ4–0,25 3,5–4 0,2–0,3 Р -
БрОЦ4–3 3,5–4 2,7–3,3 0,39
БрОЦС4-4-2,5 3–5 1,5–3,5 3–5 0,36
Литейныебронзы (Г0СТ 613-79)
БрОЗЦ7С5Н1 2,5–4 3–6 6–9,5 0,5–2,0 Ni
БрОЗЦ12С5 2–3,5 3,6 8–15
Бр04Ц4С17 3,5–5,5 14–20 2–6
Бр05Ц5С5 4–6 4–6 4–6 2,05
Бр010Ц2 9–11 1–3 1,47
БрОЮФ! 9–11 0,4–1,1P 3–10 0,88

* В литом состоянии.

 

Алюминиевые бронзы

Алюминиевые бронзы отличаются высокими механическими, антикоррозионными и антифрикционными свойствами. Их преимущества перед оловянными бронзами – меньшая стоимость, более высокие механические и некоторые технологические свойства. Например, небольшой интервал кристаллизации обеспечивает алюминиевым бронзам высокую жидкотекучесть, концентрированную усадку и хорошую герметичность отливок, малую склонность к дендритной ликвации. Вместе с тем из-за большой усадки иногда трудно получить сложную фасонную отливку.

Медь с алюминием образует a-твердый раствор, концентрация которого при понижении температуры с 1035 до 565°С увеличивается от 7,4 до 9,4% Аl. При 565°С b-фаза претерпевает эвтектоидное превращение: (b ® a + g2, где g2 – промежуточная фаза переменного состава со сложной кубической решеткой.

При реальных скоростях охлаждения, в отличие от равновесного состояния, эвтектоид появляется в структуре сплавов при содержании 6–8% А1. Наличие эвтектоида приводит к резкому снижению пластичности алюминиевых бронз. С увеличением содержания алюминия до 4–5% наряду с прочностью и твердостью повышается пластичность, котораязатем резко падает, а прочность продолжает расти при увеличении содержания алюминия до 10–11%.

Однофазные бронзы (БрА5, БрА7), имеющие хорошую пластичность, относятся к деформируемым. Они обладают наилучшим сочетанием прочности (sв = 400–450 МПа) и пластичности (d = 60%). Двухфазные бронзы выпускают в виде деформируемого полуфабриката, а также применяют для изготовления фасонных отливок. При наличии большого количества эвтектоида бронзы подвергают не холодной, а горячей обработке давлением. Двухфазные бронзы отличаются высокой прочностью (sв = 600 МПа) и твердостью (> 100 НВ). Их можно подвергать упрочняющей термической обработке. При быстром охлаждении (закалке) b-фаза претерпевает не эвтектоидное, а мартенситное превращение.

К недостаткам двойных алюминиевых бронз помимо большой усадки относятся: склонность к газонасыщению и окисляемости во время плавки, образование крупнокристаллической столбчатой структуры, трудность пайки. Эти недостатки уменьшаются при легировании алюминиевых бронз железом, никелем, марганцем.

В a-фазе алюминиевой бронзы растворяется до 4% железа, при большем содержании образуются включения Al3Fe. Дополнительное легирование сплавов никелем и марганцем способствует появлению этих включений при меньшем содержании железа. Железо оказывает модифицирующее действие на структуру алюминиевых бронз, повышает их прочность, твердость и антифрикционные свойства, уменьшает склонность к охрупчиванию двухфазных бронз из-за замедления эвтектоидного распада b-фазы и измельчения g2-фaзы, образующейся в результате этого распада. Наилучшей пластичностью алюминиево-железные бронзы (например, БрАЖ9-4) обладают после термической обработки, частично или полностью подавляющей эвтектоидное превращение b-фазы (нормализация при 600–700°С или закалка от 950°С). Отпуск закаленной бронзы при 250–300°С приводит к распаду b-фазы с образованием тонкодисперсного эвтектоида (a + g2) и повышению твердости до 175–180 НВ.

Никель улучшает технологичность и механические свойства алюминиево-железных бронз при обычных и повышенных температурах. Кроме того, он способствует резкому сужению области a-твердого раствора при понижении температуры. Это вызывает у бронз, легированных железом и никелем (БрАЖН 10-4-4), способность к дополнительному упрочнению после закалки вследствие старения. Например, в отожженном (мягком) состоянии БрАЖН 10-4-4 имеет следующие механические свойства: sв = 650 МПа; d = 35%; 140–160 НВ. После закалки от 980°С и старения при 400°С в течение 2 ч твердость увеличивается до 400 НВ.

Из алюминиево-железоникелевых бронз изготовляют детали, работающие в тяжелых условиях износа при повышенных температурах (400–500°С): седла клапанов, направляющие втулки выпускных клапанов, части насосов и турбин, шестерни и др. Высокими механическими, антикоррозионными и технологическими свойствами обладают алюминиево-железные бронзы, легированные вместо никеля более дешевым марганцем (БрАЖМцЮ-3-1,5).

Кремнистые бронзы. Кремнистые бронзы характеризуются хорошими механическими, упругими и антифрикционными свойствами.

Кремнистые бронзы содержат до 3% Si и имеют однофазную структуру a-твердого раствора. При увеличении содержания кремния более 3% в структуре сплавов появляется твердая и хрупкая g-фaзa. Однофазная структура твердого раствора обеспечивает кремнистым бронзам высокую пластичность и хорошую обрабатываемость давлением.

Они хорошо свариваются и паяются, удовлетворительно обрабатываются резанием.

Литейные свойства кремнистых бронз ниже, чем оловянных, алюминиевых бронз и латуней.

Легирование цинком способствует улучшению литейных свойств этих бронз. Добавки марганца и никеля повышают прочность, твердость кремнистых бронз. Никель, обладая переменной растворимостью в a-фазе, позволяет упрочнять никель-кремнистые бронзы путем закалки и старения. После закалки от 800°С и старения при 500°С эти бронзы имеют sв ³ 700 МПа, d » 8%.

Кремнистые бронзы выпускают в виде ленты, полос, прутков, проволоки. Для фасонных отливок они применяются редко. Их используют вместо более дорогих оловянных бронз при изготовлении антифрикционных деталей (БрКН1-3), (БрКМцЗ-1), а также для замены бериллиевых бронз при производстве пружин, мембран и других деталей приборов, работающих в пресной и морской воде.

Бериллиевые бронзы. Бериллиевые бронзы характеризуются чрезвычайно высокими пределами упругости, временным сопротивлением, твердостью и коррозионной стойкостью в сочетании с повышенными сопротивлениями усталости, ползучести и износу. Двойные бериллиевые бронзы содержат в среднем 2,0–2,5% Be (БрБ2, БрБ2,5).

Согласно диаграмме состояния системы Сu-Be, они имеют структуру, состоящую из a-твердого раствора бериллия в меди и g-фазы электронного соединения СuВе с ОЦК решеткой. Концентрация a-твердого раствора значительно уменьшается с понижением температуры (с 2,75% Be при 870°С до 0,2% при 300°С). Это дает возможность подвергать бериллиевые бронзы упрочняющей термической обработке закалке и искусственному старению.

Изменение механических свойств сплавов меди с бериллием (рис. 2.5, б) показывает, что их временное сопротивление резко увеличивается в интервале 1,52,0% Be. При содержании бериллия более 2,0% временное сопротивление повышается незначительно, а пластичность из-за большого количества твердой и хрупкой g-фазы становится очень низкой.

Наибольшей пластичностью (d = 3040%) бериллиевые бронзы обладают после закалки с 770780°С. В закаленном состоянии они хорошо деформируются. Пластическая деформация на 40% увеличивает временное сопротивление бронзы БрБ2 почти в два раза (с 450 до 850 МПа). Механические свойства бериллиевых бронз достигают очень высоких значений после закалки и старения. Так, БрБ2 после закалки с 780°С и старения при З00350°С в течение 2 ч имеет следующие механические свойства: sв = 1250 МПа, s0,2 = 1000 МПа, d = 2,5%, твердость 700 НВ, Е = 133 ГПа. Упрочнение происходит благодаря распаду пересыщенного a-твердого раствора с образованием метастабильной g'-фазы, близкой по составу к g-фазе. Пластическая деформация закаленной бронзы и последующее старение позволяют увеличить временное сопротивление до 1400 МПа.

Бериллиевые бронзы являются теплостойкими материалами, устойчиво работающими при температурах до 310340°С. При 500°С они имеют приблизительно такое же временное сопротивление, как оловянно-фосфористые и алюминиевые бронзы при комнатной температуре. Бериллиевые бронзы обладают высокой теплопроводностью и электрической проводимостью; при ударах не образуют искр. Они хорошо обрабатываются резанием, свариваются точечной и роликовой сваркой, однако широкий температурный интервал кристаллизации затрудняет их дуговую сварку.

Бериллиевые бронзы выпускают преимущественно в виде полос, лент, проволоки и других деформированных полуфабрикатов. Вместе с тем из них можно получить качественные фасонные отливки. Из бериллиевых бронз изготовляют детали ответственного назначения: упругие элементы точных приборов (плоские пружины, пружинные контакты, мембраны); детали, работающие на износ (кулачки, шестерни, червячные передачи); подшипники, работающие при высоких скоростях, больших давлениях и повышенных температурах.

Основным недостатком бериллиевых бронз является их высокая стоимость.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Состав – структура – свойства цветных металлов и сплавов, полимерных материалов

Белорусский государственный... технологический университет... Состав структура свойства цветных металлов и сплавов полимерных материалов...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Химический состав и механические свойства оловянных бронз

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

И технология конструкционных материалов» для студентов химических и технологических специальностей
    Минск 2010 УДК 669.2/8.017:691.175

ББК 34.23я73
  © УО «Белорусский государственный технологический университет», 2010 © Вершина А. К., Свидунович Н. А., Куис Д. В., Пискунова О. Ю., 2010

Исследование зависимостей «состав – структура – свойства» для сплавов на основе алюминия
  Цель работы: изучение микроструктуры и свойств алюминия и его сплавов, установление связи между структурой, свойствами и диаграммой состояния, области применения ал

Свойства алюминия
Наиболее характерные свойства чистого алюминия – небольшая плотность (g = 2,7) и низкая температура плавления (660°С). По сравнению с железом, у которого g = 7,8, а Tпл = 1535°

А1 – Сu
Для алюминиевых сплавов медь – основной легирующий элемент, введение других легирующих элементов, кроме или вместо меди, не вносит принципиальных изменений. Диаграмма состояния Al –

Влияние состава алюминиевых сплавов на процессы, происходящие при термической обработке
  На рис. 1.9 приведены кривые, которые показывают, как изменяется твердость сплавов А1 – Сu в зависимости от содержания меди. Эффект старения, т. е. разница в твердости между свежеза

Сплавы системы А1 – Сu – Li и А1 – Mg – Li
Щелочноземельный легкий металл литий (Li) лишь недавно стали применять для легирования алюминиевых сплавов. При изучении системы А1 – Li была отмечена большая растворимость соединения LiAl в алюмин

Сплавы системы А1 – Zn – Mg
Как и магний, цинк обладает большой растворимостью при высокой температуре (400°С) и незначительной – при низкой (ниже 200°С). То же, но в еще более резкой форме характерно для соединения, именуемо

Фазы и зоны в алюминиевых сплавах
Система сплава Фазы, вызывающие эффект термической обработки Метастабильные зоны и фазы, возникающие в процессе старения Al

Al – Si
Диаграмма состояния А1 – Si приведена на рис. 1.11. Кремний не образует химических соединений с алюминием. Растворимость алюминия в кремнии очень мала, поэтому можно считать, что в системе

Деформируемые алюминиевые сплавы
  Деформируемые сплавы подразделяют на упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой. Теоретически границей между этими сплавами должен быть предел насыщения твердого р

Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой
Названные сплавы характеризуются сравнительно невысокой прочностью (ненамного превышающей прочность алюминия), высокой пластичностью и коррозионной стойкостью. Их применяют в тех случаях, когда тре

Состав дюралюминия
Марка Сu Mn Mg Si Fe Д1 Д16 3,8–4,8 3,8–4,5 0,4–0,8 0,3–0,9

Механические свойства дюралюминия
Марка Состояние, полуфабрикат sв, МПа s0,2, МПа % Д1 Отжиг Закалка +

Системы А1 – Zn – Mg – Сu
Сплав Полуфабрикат Режим старения после закалки при 465°С Meханические свойства sв, МПа s0

Алюминиевые сплавы для поковок и штамповок
Ряд деталей из алюминиевых сплавов изготавливают ковкой (например, лопасти винта). Кроме высоких механических свойств, от сплава требуется и хорошая пластичность в горячем состоянии. В так

Силумины и другие алюминиевые сплавы для фасонного литья
  Под группойалюминиевых сплавов, называемых силуминами, подразумевают сплавы с большим содержанием кремния. Силумины – наиболее распространенные литейные алюминиевые сплавы, ш

Химический состав (%) литейных алюминиевых сплавов
Марка сплава Mg Основные компоненты Примеси (не более) Si Mn Сu Fe

Механические свойства алюминиевых литейных сплавов
Марка сплава Вид литья Термическая обработка sв, МПа s0,2, МПа d, % Твердость

Жаропрочные алюминиевые сплавы
  Есть детали, изготавливаемые отливкой или штамповкой из алюминиевых сплавов, которые работают при температурах порядка 200–300°С и даже 350°С (например, поршень, головка цилиндра и

Механические свойства алюминиевых жаропрочных сплавов при повышенных температурах
Марка сплава sв, МПа, при температуре, °С d, при температуре, °С

На основе меди
  Цель работы: изучение микроструктуры и свойств меди и ее сплавов, установление связи между структурой, свойствами и диаграммой состояния, области применения меди и

Свойства меди
  Медь – металл красновато-розового цвета, имеющий кристаллическую ГЦК решетку с периодом а = 0,3608 нм, без полиморфных превращений. Медь менее тугоплавка, че

Механические свойства технической меди M1
Состояние sв, МПа s0,2, МПа d, % y,% НВ KCU, МДж/м2

Механические свойства и область применения
литейных латуней (ГОСТ 17711-93) Марка латуни sв, МПа d, % НВ Область применения

Оловянные бронзы
Из диаграммы состояния Сu – Sn следует, что предельная растворимость олова в меди соответствует 15,8% (рис. 2.4, а). Сплавы этой системы характеризует склонность к неравновесной кри

Исследование зависимостей «состав-структура-свойства» для полимерных материалов
  Цель работы: пластмассы, виды, классификация, исследование некоторых физико-механических свойств пластмасс, приобретение практических навыков определения их твердос

Краткая характеристика свойств и областей применения некоторых пластмасс
К термопластичным пластмассам, основой или связующим веществом в которых являются полимеры с макромолекулами линейной или разветвленной структуры, относятся: – неполярные: полиолефины (пол

Некоторые физико-механические свойства пластмасс
Характеристика Полиэтилен Полипропилен Полистирол Фторопласт Полиметил метакрилат Полиамиды

Полимерных материалов
  Лабораторный практикум   Редактор Компьютерная верстка   Подписано в печать 2010. Формат 60×84 1/16

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги