Типичные механические свойства деформируемых безоловянных бронз



И медно-никелевых сплавов (отожжённое состояние)

 

Название сплавов

Марка сплава

Механические

свойства

sВ, МПа δ, % КСU, МДж/м2

Алюминиевые

бронзы

БрА5 380 65 1,1
БрА7 420 70 -
БрАМц9-2 420 25 -
БрАЖ9-4 550 40 -
БрАЖМц10-3-1,5 600 20 0,6
БрАЖН10-4-4 650 35 0,42

Кремнистые бронзы

БрКМцЗ-1 400 60 1,5
БРКН1-3 350 30 -
Марганцевая бронза БрМц5 300 40 -
Мельхиор МНЖМц30-1-1 400 25 -
Мельхиор МН19 400 35 -
Нейзильбер МНЦ15-20 415 40 -
Нейзильбер свинцовый МНЦС-16-29-1,8 400 40 -
Куниаль А МНА13-3 380 13 0,5
Куниаль Б МНАб-1,5 360 28 1,2

 

 

Таблица 1.5

Механические свойства литейных безоловянных бронз (литье в кокиль)

 

Марка сплава

Механические

свойства

σВ, МПа δ,%

не менее

БрА9Мц2Л 390 20
БрА10Мц2Л 490 12
БрА9Ж3Л 490 12
БрА10Ж3Мц2 490 12
БрА11Ж6Н6 590 2
БрА10Ж4Н4 590 6
БрА9Ж4Н4Мц 590 12
БрА7Мц15Ж3Н2Ц2* 610 18
БрС30 600 4
БрС60Н2,5 300 5

*Литье в песчаную форму.

Бериллиевые бронзы

Бериллий с медью образует граничный твёрдый раствор замещения, при этом растворимость закономерно падает с понижением температуры (рис. 1.13), поэтому бериллиевые бронзы относятся к числу сплавов, термически упрочняемых старением.

 

 

Рис. 1.13. Диаграмма состояния Cu-Be

После закалки от температур, соответствующих α-области, структура бериллиевых бронз представляет собой пересыщенный α-твёрдый раствор. В закалённом состоянии бериллиевые бронзы отличаются высокой пластичностью и технологичностью, достаточными для холодной обработки давлением.

Распад пересыщенного α-твёрдого раствора начинается с обогащения плоскости (100) атомами бериллия, в результате чего образуются зоны Гинье-Престона в форме диска, которые затем переходят в когерентные по отношению к матрице тонкие пластинчатые образования промежуточных γ"- и γ'-фаз, параллельные плоскостям (100)a. Фаза γ' имеет тетрагональную ОЦК-решётку с упорядоченным расположением атомов. По мере развития процесса старения размеры выделений γ'-фазы увеличиваются, а тетрагональность её решетки уменьшается. На определённой стадии старения при повышенных температурах γ'-фаза теряет когерентность с матрицей, тетрагональность её решётки приближается к единице, и она превращается в стабильную γ-фазу на основе интерметаллида СuВе. Наибольшее упрочнение при старении обеспечивают выделения γ'-фазы в форме пластинок толщиной 5¸10 нм. Оптимальные размеры выделений γ'-фазы формируются в результате старения при 320¸340 °С в течение 2¸5 ч.

На рис. 1.14 приведена зависимость свойств сплавов Сu-Ве от содержания бериллия после закалки с 780 °С и старения при 300 °С в течение 3 ч. Оптимальными свойствами обладают сплавы, содержащие около 2 % Ве. При дальнейшем увеличении содержания бериллия прочность сплавов повышается мало, а пластичность становится чрезмерно малой. Как и другие дисперсионно-твердеющие сплавы, бериллиевые бронзы обладают наилучшим комплексом свойств при содержании легирующих элементов, близком к максимальной растворимости.

 

 

Рис. 1.14.  Влияние бериллия на свойства сплавов Сu-Ве после закалки

             от 780 °С (1) и старения при 300 °С, 3 ч (2)

 

Пересыщенный а-твёрдый раствор в интервале температур 500¸380 °С распадается очень быстро. Поэтому скорость охлаждения бериллиевых бронз при закалке должна быть достаточно большой (обычно их закаливают в воду). Нерезкое охлаждение в интервале температур 500¸380 °С приводит к частичному прерывистому распаду пересыщенного раствора с образованием пластинчатых перлитообразных структур. Прерывистый распад нежелателен по двум причинам: а) сплавы охрупчиваются из-за локализации прерывистого распада по границам зерен; б) при последующем старении уменьшается упрочнение, обусловленное непрерывным распадом пересыщенного раствора, а эффект упрочнения от прерывистого распада меньше, чем от непрерывного.

Бериллиевые бронзы дополнительно легируют никелем и титаном. Никель образует малорастворимый бериллид никеля NiВе и уменьшает растворимость бериллия в меди. Он замедляет фазовые превращения в бериллиевых бронзах и облегчает их термическую обработку, так как отпадает необходимость в крайне высоких скоростях охлаждения. Никель задерживает рекристаллизационные процессы в сплавах Сu-Ве, способствует получению более мелкого рекристаллизованного зерна, повышает жаропрочность. Титан образует соединения ТiВe2 и Сu3Ti, которые обеспечивают дополнительное упрочнение.

Бериллиевые бронзы отличаются высоким сопротивлением малым пластическим деформациям из-за сильного торможения дислокаций дисперсными частицами. С увеличением этого сопротивления уменьшаются обратимые и необратимые микропластические деформации при данном приложенном напряжении и, следовательно, релаксация напряжений. Всё это приводит к повышению релаксационной стойкости сплавов – основной характеристики, которая определяет свойства упругих элементов.

Наибольшее распространение получили бронзы БрБ2, БрБНТ1,7 и БрБНТ1,9 (табл. 1.6). После упрочняющей термической обработки они характеризуются высокими прочностными и пружинящими свойствами, а также удовлетворительным сопротивлением ползучести и хорошей коррозионной стойкостью. Они обладают отличной износостойкостью, сохраняют высокую электро- и теплопроводность. Эти сплавы имеют низкую склонность к хладноломкости и могут работать в интервале температур от -200 до +250 °С.

 

 

Таблица 1.6


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 181;