Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 21
Текст из файла (страница 21)
По химическому составу бронзы подразделяют на две группы: оловянные (основной легирующий элемент — олово) и безоловянные (не содержащие олово в качестве легирующего элемента). По технологическому признаку бронзы делят на литейные и деформируемые. Литейные бронзы предназначены для фасонных отливок, деформируемые хорошо поддаются обработке давлением. По сравнению с латунью бронзы обладают лучшими механическими, антифрикционными свойствами и коррозионной стойкостью. В качестве легирующих элементов в бронзах используют Зп, А1, И1, Мп, Ре, З1, РЬ, Р, Ве, Сг, Хг, М8 и другие элементы. Оловянные бронзы. Бронзы, в которых олово является основным легирующнм элементом, называются оловянными. Наибольшее практическое значение имеют сплавы, содержащие до 20 % Зп. Эта часть диаграммы состояния Си-Зп представляет собой а-твердый раствор олова в меди, имеющий гранецентрированную кристаллическую решету.
Растворимость олова в меди изменяется от 15,8 % при 586 С до 1 % прн 200 С. Причем в реальных условиях затвердевания и охлаждения (в песчаных и металлических формах) область а-твердого раствора значительно сужается (примерно до б %). В равновесии с а-твердым раствором по мере понижения температуры находятся р-, у-, Ь- и е-твердые растворы: р — на основе соединения Сц~Зп с ОЦК решеткой, Ь и у — на основе СимЗпв со сложной кубической решеткой и е — на основе Сиз Зп с ГП решеткой.
К числу однофазных сплавов относятся бронзы, содержащие до 5-6 % Зп. В бронзах с более высокой концентрацией олова прн кристаллизации образуются а- и р-фазы. В процессе охлаждения р-фаза при 586 С распадается с образованием эвтектоида а+у, а у-фаза при 520 С вЂ” с образованием эвтектоида а+Ь. На этом обычно заканчиваются фазовые превращения в бронзах. Механические свойства оловянных бронз достаточно высоки. С увеличением содержания олова возрастают прочность и твердость сплавов, но при этом снижается пластичность. Оловянные бронзы слабо чувствительны к перегреву и газам, сварнваются и пвяются, не дают искры при ударах, не магнитны, морозостойки и обладают хорошими ввтифрикционными свойствами.
Высокие триботехнические характеристики оловянных бронз можно объяснить на основе теории самоорганизации. В поверхностных слоях оловянных бронз прн трении происходит неравновесный процесс выделения олова из твердого раствора 115), что приводит к снижению коэффициента трения и интенсивности изнашивания 15). Добавки фосфора к оловянным бронзам значительно улучшают нх механические, антифрикционные и литейные характеристики.
Для механических свойств оптимальным является содержание фосфора около 0,5 %. При больших концентрациях фосфора бронзы охрупчнваются, особенно при горячей прокатке. Однако в литейных антифрикционных бронзах возможно до 1,2 % Р. Небольшие добавки Ег, Т1, МЬ, В улучшают механические свойства и обрабатываемость давлением в холодном и горячем состояниях. Никель при его содержании до 1 % повышает механические свойства, коррозионную стойкость н измельчает зерно. Свинец значительно повышает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием, но снижает механические свойства.
Цинк, почти не влияя на механические свойства, улучшает технологические характеристики. Железо повышает механические свойства н температуру рекристаллизации, однако с увеличением его содержания ухудшаются технологические и коррозионные свойства бронз.
Оловянные броюы, обрабатываемые'давлением (деформируамые/, подразделяют на следующие группы (ГОСТ 5017 — 74): оловянно-фосфористые БрОФ8-0,3, БрОФ6,5-0,4, БрОФ6,5-0,$5, БрОФ7-0,2, БрОФ4-0,25; оловянно-цинковую БрОЦ4-3 и оловянно-цинково-свинцовые БрОЦС4-4-2,5, БрОЦС4-4-4. Составы, физические и механические свойства оловянных бронз приведены в табл. 2.42-2 44, а механические свойспза при низких температурах — в табл. 2.45. Тайпща 2.4?.
Сеставы елевяииыл бреиз, ебрабатываемыл давлением, % (мас.) Основные злементы, (остальное Сн) Примеси, не более В1 Прочие 7,5-85 Зп; 0,25-0,35 Р; 0,1-0,2 М$ Бр08,0-0,3 0,002 0,002 0,002 0,03 Еп 0,02 0,02 0,002 0,1 7,0-8,0 Зп; 0,$0-0,25 Р 0,05 0,02 0,002 0,002 0,002 О,О(Ю 0,1 6,0-7,0 Зп; 0,26-0,40 Р; О, 1 -0,2 % БРОФ6,5-0,4 0,02 0,002 0,002 0,002 0,03 Хп 0,1 6,0-7,0 Зп; 0,10-0,25 Р БРОФ6,5-0,15 0,05 0,02 0,002 0,002 0,002 0,002 0,1 3,5-4,0 Зп; 0,20-0,30 Р БРОФ4-0,25 0,02 0,02 0,002 0,002 0,002 0,002 0,1 3,5-4,0Зп; 2,7-3,3 Еп 0,05 О,Я 0,002 0,002 0,002 0,03 Р 0,2 3,0-5,0 Зп; 3,0-5,0 Уп; 1,5-3,5 РЪ БРОЦС4-4-2,5 0,05 0,002 0,002 0,002 0,03 Р 0,2 3,0-5,0 Зп; 3,0-5,0 Уп; 3,5-4,5 РЪ БРОЦС4-4-4 0,05 0,002 0,002 0,002 0,2 0,03 Р Таблиз/а 2.43. Физические свейстаа елевяииых бреиз, обрабатываемых давлением 111, 20, 21) а10, С,прн 10', Омм Вт/(м~С) т, т/и 3 Марка бронзы Е, П)а 20'С 20-ЗОО'С 19,1 19,0 1013/337 1015/- 18,2 18,1 83-,7 83,7 В числителе — ликвидуса, в знаменателе — солидуса.
116 БрОФ6,5-0,4 БРОФ6,5-0,15 БРОФ7-0,2 БРОФ8-0,3 БрОФ4-0,25 БРОЦ4-3 БРОЦС4-4-2,,5 БРОЦС4-4-4 -/995 -/995 -/900 -/880 -/1060 -/1 045 8,8 8,8 8,6 8,6 8,9 8,8 9,0 9,1 17,! 17,1 17,0 17,0 !7,6 18,0 71,2 71,2 41,9 41,0 83,7 83,7 0,$76 0,176 0,17 0,175 0,09$ 0,087 0,037 0,09 И6,8 109,8 112,7 1 15,6 98,0 121,6 73,5 70,6 Таблица 2.45.
Изменение механических евейств елееянных бренз с уменьшением темнературы ~19, 20, 2Ц Из оловянно-фосфорнстых бронз БрОФ3-0,3 н БрОф6,5-0,4 изготавливают сетки для целлюлозно-бумажной промьппленности, из БрОФ6,5-0,15 — ленты, полосы, прутки, детали подшипников и биметаллические изделия, нз БрОФ7-0,2 — прутки, шестерни, зубчатые колеса, втулки н прокладки высоконагруженных машин, нз БрОФ4-0,25 — трубки контрольно-измерительных и других приборов, манометрнческие пружины.
Из оловянно- цинковой бронзы БрОЦ4-3 выпускают ленты, полосы, прутки, применяемые в электротехнике; токоведущие пружины, контакты штепсельных разъемов, пружинную проволоку для химической промышленности н точной механики; арматуру, шаберы для бумажной промьппленности. Наконец из оловянио-цинково-свинцовых бронз БрОЦС4-4-2,5 и БрОЦС4-44 делают втулки и подшипники для автотракторной н автомобильной промьппленности. Оловянные бронзы обрабатываемые давлением, поставляют, как н латуни, в мягком (отожженном), полутвердом, твердом и особо твердом состоянии.
Бронзы БрОФ6,5-0,4, БрОФ6,5-0,15 и БрОЦС44-2,5 обрабатывают обычно в холодном состоянии (прокатка, волочение), а в горячем состоянии — лшпь прессованием. Бронза БрОЦ4-3 хорошо обрабатывается давлением в горячем и холодном состоянии. Виды н свойства плоского н круглого проката нз оловянных бронз приведены в табл. 2.46, 2.47. Таблмча 2.46. Плеекий ирекат нз елееяниых бренз 112, 20) Таблица 2.41. Круглый нрекат из елевнннык бреиз [И, 20! Полуфабрикат о„МПа Прутки круглые (ГОСТ 10025-78) нз: БрОФ6,5-0,! 5 тянутой БрОФ7-0,2 прессованной 410 440 6-40 40- 110 Заготовки для изготовления цровояокн, сеток н поясов поршневых колец нз: БрОФ6,5-0,! 5 мягкой БрОФ7-0,2 мягкой 345 355 380-480 530 БрОФ8-0,3 мягкой БрОФ6,5-0,4 твердой 55 Проволока нз БрОФ6,5-0,4: твердой 0,5 0,5-2 40 Прутки круглые, квадратные, шестнгранные (ГОСТ 65! 1-60) нз БрОЦ4-3: 5 — !2 13-!5 26-35 430 370 335 !О !5 !6 танутой тянут ой та нугой 36-40 42-! 20 3!5 275 16 25 тянутой прессованной Проволока круглая, квадратная (ГОСТ 522! -77) нз БрОЦ4-3 тянутой 0,1-!2 765 Литейные оловянные бронзы.
Жидкотекучесть литейных оловянных бронз ниже, чем других бронз, однако они имеют незначительную объемную усадду, что позволяет получать из зтнх сплавов фасонные отливки. Оловянные шихтовые литейные бронзы в чушках (ГОСТ 614-97) служат шихтой: БрОЗЦЗС4Н1 — для литейной бронзы БрОЗЦ7С5Н; БрОЗЦ13С4 — для БрОЗЦ12С5; Бр04Ц7С5-для Бр03,5Ц7С5; Бр05ЦбС5-для Бр05Ц5С и Бр04Ц4С17. Перечисленные литейные бронзы (ГОСТ 613-79) применянтг для литья антифрикционных деталей. Кроме того, бронзы БрОЗЦ12С5 и БрОЗЦ7С5Н используют для арматуры, работающей в воде и водяном паре давлением до 245 МПа (бронза БрОЗЦ7С5Н вЂ” в морской воде и маслах). Литейные нестандартные бронзы БрО10, БрО! 9 ответственного назначения применяют для арматуры и фасонных отливок; Бр010Ф! — для подшипников, шестерен и втулок ответственного назначения; Бр010Ц2- для арматуры, подшипников, фасонных отливок; Бр08Ц4 — для частей насосов и арматуры; Бр06ЦбСЗ вЂ” для паровой и водяной арматуры; БрОЗБС12 — для ответственных подшипников, работающих при высоких давлениях; Бр05С25 и Бр01С22 — для изготовления подшипников и втулок, работающих при малых нагрузках и больших скоростях„маслоуплотнительных колец; Бр06ЦбСЗ вЂ” для Тайпща 2.48.
Химический светав елеввввых литейных бреиз, % (нас.) Прнмесн, не более Основные злеменпе (оствлъное Св) Мерка брон- А3 Ре 0,02 0,4 О,Я 0,05 8,0-35, О 3,0-6,0 2,0-3,5 0,5 3,3 БРОЗЦ12С5 0,4 0,4 0,5-2,0Хн 2„5-4,0 6,0-9,5 3,0-5,0 6,0-9,0 3,5-5,5 2,0-6,0 3,0-6,0 4,0-7,0 14,0-20, О 0,02 0,05 0,05 0,02 0,05 0,05 0,1 0,5 0,5 0,5 1,3 1,3 БРОЗ Ц7С5Н! Бр04Ц7С5 БР04Ц4С17 0,1 0,05 1,3 4,0-6,0 4,0-6,0 23,0-26, 0 2,0-4,0 0,05 0,4 0,02 0,2 0,05 0,4 0,05 0,02 0,02 0,1 0,05 0,05 0,5 0,5 0,5 4,0-6,0 4,0-6~0 5,0-7,0 1,3 1,2 1,3 Бр05Ц5С5 Бр05С25 Бр06Ц6СЗ 0,5 5,0-7,0 7,0-9,0 9,0-11„0 9,0-11,0 9,0 — 11,0 4,0-6,0 БРОЗЦ4 БР010Ф1 БР010Ц2 БР010С10 0,5 0,3 0,5 0,02 О,З 0,02 0,2 0,02 О,З 0,02 0,2 0,02 0,02 0,02 0,02 0,05 О,З 0,3 0,3 0,3 1,0 1,0 !,О 0,9 0,4- 1,! Р 0,3 0,05 0,05 1,0-3,0 8,0- 1 1,0 0,5 Корроэионная стойкость оловянных бронз.
Оловянные бронзы стойки по отношению к атмосферной коррозии. В сельской местности скорость коррозии бронз БРО5 и БРОЗ равна (1,5 — 8) 10 г/(м *ч), в морской атмосфере — (0,1 — 2) 10 г/(м.ч). В водяном паре при малых скоростях истечения скорость коррозии оловянных бронз < 2,5 10 гl(и ч), а при высоких скоростях истечения — < 0,9 г/(и .ч). В перегретом -з г г до 250 С водяном паре оловянные бронзы устойчивы до давления 2 МПа, В морской воде оловянные бронзы более стойки, чем медь и латуни.
Быстрому разрушению подвергаются оловянные бронзы под действием рудничных вод, содержащих окислительные соли. Сильное воздействие на оловянные бронзы оказывают соляная и азотная кислоты; менее активной является серная кислота. В растворах ХаОН скорость коррозии составг г ляет 0,25 г/(и ч), а растворах аммиака — 1,28 — 2,55 г/(и ч), в водных растворах этило- -3 г вого спирта скорость коррозии < 2,5 10 гР(м ч), Скорость коррозии оловянных бронз в -3 г сухом четыреххлористом углероде или хлористом эпше менее 2,5 1О г/(и ч), а в этих же средах в присутствии влаги — 1,28 гl(и ч).
120 паровой и водяной арматуры. Бронзы БРО5С25, БРО1С22, БРОЗС12 входят в группу свинцовых бронз, к которым относятся БРСЗО (для подшипников, сальников), БРС60Н2,5 (для подшипников, фасонных отливок). Вследствие невысоких механических свойств двойные свинцовые бронзы прнменаот для втулок и подпп3шпшов в виде тонкого слоя на стальной основе. Свинцовые бронзы с повышенным содержанием олова (БРО8С12, БР010С10, БРО1ОС2НЗ) характеризуются более высокими механическими свойспами, чем двойные свинцовые броюы.
Поэтому ю этих броиз юготавливают втулки и вкладыши подшипников без стальной основы. Составы, физические и механические свойства литейных оловянных бронз приведены в табл. 2.48-2.50. '! ! ! ! е Р ° е 8 ! 8 ! ! ! Ф о о МЪ 1Г$ К Я 8 $ $ Ж й ~Г$ Ю СЧ в ео ! ю а в СФ 00 4Ь СФ 00 О~ 4Ч'3 Ф4'3 с~$ ФЧ ФЭ ОЮ Ю„ ве" мъ" ! МЪ $~ СО) МЪ ЮЪ '!Э ф О ц д Ф~ ОО" Ф 00 Ю 121 Г О ч Й 4 ф ф Я ! ! 4~> ф ф Ю Ю Ю ~Ф ! ! ! 4„ ~Ю ! ! ! ! ! ! Ю Ю о '". ! еч ! Я ф $ О~ ФО3 ~О ф ! ! ф ! ф" ! ~ч С~3 С~3 00 е4' ! ! ! ! ф ! ф ЮО юч1 ! ! сК ! еб' Ы О~ 00 $'~ Ю ~0 $' в а ее в а Ы М' в р$арааа е 4О ! ФГЪ МЪ МЪ Ю" Ю$ В Ю- Ю Прн комнатной температуре кислород и сухие сернистый газ, газогалогены или их водородные соединения практически не влияют на оловянные бронзы. Прн высоких температурах коррозия в газогалогенах значительно возрастает.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
