Алюминиевые бронзы. Алюминиевые бронзы по уровню механических свойств близки к оловянных
, одновременно, они имеют определенные преимущества:
- ? низкую стоимость,
- ? меньшую склонность к дендритной ликвации,
- ? большую плотность отливок,
- ? лучшую ридкотекучисть,
- ? большую прочность и жаропрочность,
- ? более высокий уровень коррозионной стойкости,
- ? не образуют искр при ударе.
Недостатками этих бронз является значительная усадка при кристаллизации, склонность к образованию столбчатых кристаллов и сильное окисление расплава, что приводит шиферный излом в деформированных полуфабрикатах.
Алюминиевые бронзы содержат до 11% Al. По диаграмме в системе существуют: ?-фаза - твердый раствор алюминия в ГЦК решетке меди, ?-фаза - твердый раствор на основе электронной соединения Cu3Al (3/2) с ОЦК решеткой, ? ? 2-фаза - твердый раствор на основе соединения Cu32Al19 .
При температуре 1035 ? С растворимость алюминия в меди составляет 7,4%, при 565 ? С - 9,4%, при комнатной - около 9%. При охлаждении ниже 565 ? С ?-фаза распадается на эвтектоидной реакции: ? ? ? ? ? 2.
Однофазные сплавы со структурой ?-твердого раствора имеют высокую пластичность, высоким ее уровнем характеризуются сплавы с содержанием алюминия 4-5%. Прочность однофазных сплавов невысока. Высокий уровень прочности имеют сплавы, содержащие ? 2-фазу, при содержании алюминия ? 9%. Дальнейший рост содержания алюминия сопровождается увеличением в структуре доли ? 2-фазы, которая размещается на границах зерен в виде сплошных цепочек, приводит к окрихчення сплавов. Определенное количество ? 2-фазы является желательным при использовании сплава как антифрикционного материала (твердые частицы фазы способствуют повышению износостойкости). Оптимальным комплексом свойств (высокая прочность - достаточная пластичность) характеризуются бронзы с содержанием алюминия 5-8%.
Алюминиевые бронзы легируют марганцем, железом, никелем, свинцом. Марганец способствует одновременному росту прочности и пластичности, повышает коррозионную стойкость, обрабатываемость давлением в холодном состоянии, улучшает антифрикционные свойства. Марганец может вводиться в сплавов в значительном количестве, поскольку он имеет растворимость в твердом растворе до 10%. Железо повышает прочность при определенном уменьшении пластичности. Положительное влияние железа связан с измельчением структуры при первичной кристаллизации, рекристаллизации и замедлением эвтектоидного распада ?-фазы. После нормализации с 600-700 ? С в сплавах, легированных железом, уменьшается количество евтектоиду, пластичность является максимальной. Алюминиевые бронзы, легированные железом, укрепляются термической обработкой (закалка 950 ? С + старение 250-300 ? С) вследствие образования тонкодисперсной структуры. Никель улучшает механические свойства бронз, жаропрочность, облегчает обра-ку давлением. Свинец повышает антифрикционные свойства. Титан повышает прочность, уменьшает газонасиченнисть. Цинк является нежелательной примесью в алюминиевых бронзах - ухудшает технологичность и антифрикционные свойства.
По способу изготовления деталей различают деформовни и литейные алюминиевые бронзы, состав их может совпадать с легирующими элементами, разницей является большее количество примесей в литейных сплавах. БрАМц9-2 - бронза алюминиевая деформовна, содержание Al - 9%, Mn - 2%, остальное - медь. БрА10Ж4Н4 - бронза алюминиевая литейная, содержит 10% Al, 4% Fe, 4% Ni, остальное - медь, предназначенная для изготовления направляющих, втулок, шестерен (tекспл ? 500 ? С).
Для деформовних бронз применяют рекристализацийне и дорекристализацийне отжига. Для БрАЖН10-4-4 применяют закалку 980 ? С и старения 400 ? С, при этом твердость и предел прочности возрастает вдвое.