Бронза оловянная литейная

Оловянные бронзы

Медно-оловянные сплавы относятся к категории оловянных бронз. При этом, существуют двухкомпонентные составы и многокомпонентные. В первом варианте, в бронзе присутствуют только два металла, медь и олово. Наибольшей популярностью пользуются многокомпонентные сплавы, в которые, кроме вышеназванных элементов, входят легирующие добавки в виде цинка, фосфора, никеля, свинца и прочее. Такие составы обладают более высоким эксплуатационными характеристиками.

Физико-технические свойства оловосодержащих бронз

Физико-технические характеристики оловянных бронз, во многом зависят от процентного вхождения олова. Чем больше в составе сплава вышеназванного химического элемента, тем сильнее проявляются такие свойства как твердость, прочность и при этом, снижаются ударная вязкость и пластичность. В случае если олово входит в состав сплава в объеме от 10 до 12 процентов, временное сопротивление доходит до отметки максимальных показателей. Бронзы, в которых олово присутствует в объеме не превышающем 10 процентов и в качестве легирующих компонентов выступают фосфор, свинец или цинк, могут подвергаться деформирующим операциям.

Вхождение в состав оловянных бронз различных металлов улучшает определенные свойства сплава. Ниже рассмотрим наиболее популярные составы — фосфорные, цинковые и никелевые.

Фосфорсодержащие оловянные бронзы

Добавление фосфора в оловянные бронзы необходимо для улучшения некоторых свойств сплава. В первую очередь, следует отметить, что данный легирующий элемент раскисляет медь, значительно улучшая эксплуатационные характеристики. Дело в том, что в не раскисленные оловянные бронзы кислород входит в виде оксида SnO2, который представляет собой соединение с высокими показателями хрупкости и твердости, что негативно сказывается на технологических показателях сплава.

Для промышленности важным является и то, что присутствие фосфора в оловянных бронзах довольно весомо повышает их прочностные характеристики. Кроме того, сплавы с низким содержанием олова, при добавлении в них фосфора выделяются повышенной износостойкостью. Но для полноты информации, стоит сказать, что фосфор снижает технологическую пластичность оловянных бронз. По этой причине, добавление этого легирующего элемента в деформируемые сплавы, осуществляется в строго лимитированном объеме.

В случае если фосфор содержится в сплаве в количестве превышающем пол процента, то в процессе горячей деформации, оловянные бронзы более легко поддаются разрушению. Поэтому, в состав сплавов меди и олова, предназначенных для обработки давлением, фосфор вводится в количестве не более 0,4 процента. Свойства таких оловянных бронз выражаются в хорошей сопротивляемости усталостному разрушению, повышенной упругости, а также в высоких технологических характеристиках.

Оловянные бронзы с дополнительным компонентом в виде фосфора (Бр0Ф6,5-0,15, Бр0Ф6,5-0,4, Бр0Ф7-0,2 и Бр0Ф8-0,3) выделяются коррозийной стойкостью, антифрикционными свойствами и механической обрабатываемостью. В зависимости от индивидуальных особенностей сплава, оловянно-фосфорные бронзы востребованы для изготовления пружин, фильтрационных сеток и прочее.

Оловянные бронзы с цинком

Для того чтобы повысить прочностные характеристики оловянных бронз, в них добавляют цинк в достаточно больших объемах. При этом, главным условием, является введение улучшающего сплав элемента, в объемах не превышающих его растворимость в альфа фазе. Одним из популярных вариантов цинково-оловянных бронз является сплав марки БрОЦ4-3, который обладает отличными физико-механическими характеристиками, стойкостью к коррозийным процессам, хорошей деформируемостью в разогретом состоянии.

Это способствует применению сплава в различных производственных областях. Металлопродукция востребована в машиностроении, электротехнической отрасли, энергетике, приборостроении. Изделие используется для изготовления деталей различных механизмов, пружин для высокоточных приборов и прочее.

Довольно часто, оловянные бронзы легируют не чистым цинком, а с добавлением свинца. Особенностью данного металла является то, что он практически не растворяется в оловянно-медных сплавах в твердом виде. Оловянные бронзы с добавлением свинца и цинка представлены такими популярными марками как БрОЦС4-4-2, БрОЦС4-4-4. Благодаря наличию свинца, заметно повышаются антифрикционные свойства сплава и при этом, улучшается податливость обработке резкой.

Оловянные бронзы в которых присутствуют свинец и цинк, можно обрабатывать давлением только в холодном состоянии. Это связано с тем, что низкая температура плавления свинца не позволяет производить деформацию в разогретом состоянии. Оловянные бронзы данной категории, широко используются в подшипниках скольжения и в качестве полуфабриката при изготовлении деталей бытового и промышленного оборудования.

Никельсодержащие оловянные бронзы

Добавление в оловянные бронзы никеля, наделяет сплав такими свойствами как значительно высокие прочностные характеристики, отличная пластичность, хорошая деформируемость, а также устойчивость к коррозийным процессам. Благодаря особенностям структуры, оловянные бронзы с никелем, хорошо упрочняются температурным воздействием (закалка и последующее старение).

В качестве отличительной особенности данных оловянных бронз, выступает и усталостная прочность в корродирующих условиях. Возрастание этого показателя происходит при содержании в сплаве олова в пределах 4 процентов. При превышении этого порога, повышение рассматриваемой характеристики замедляется.

Температурная обработка оловянных бронз

Для того чтобы оловянные бронзы приобрели наиболее высокую пластичность их подвергают гомогенизационному, промежуточному и окончательному отжигу. В первую очередь выполняется гомогенизационный отжиг, который направлен на улучшение однородности структуры сплава и повышение эксплуатационных свойств. При этом, не выравненные интерметаллидные фазы исчезают в твердом растворе, а также происходит стабилизация сплава по химическому сечению кристаллитов в оловянно-медной заготовке. Данная процедура осуществляется при значительно высоких температурах, доходящих до 750 градусов. После такой операции, выполняется процесс резкого охлаждения.

На следующем этапе, оловянные бронзы подвергаются промежуточному и окончательному отжигу при температуре не превышающей 650 градусов. Данные действия позволяют избавиться от наклепа образовавшегося в результате холодной пластичной деформационной обработки оловянных бронз.

Устойчивость оловянных бронз к корродирующим составам

Коррозийная стойкость оловянных бронз по-настоящему впечатляет. Например, сплавы в состав которых входит до 8 процентов олова, корродируют на 0,002 миллиметра в год, что является очень низким показателем.

Антикоррозийные свойства оловянных бронз хорошо выражены в морской воде и превосходят, аналогичные характеристики латунных сплавов и чистой меди. Причем устойчивость к корродирующим процессам усиливается с увлечением объема олова, входящего в состав сплава. На коррозийную стойкость также благотворно влияет и никель.

Оловянные бронзы подвержены воздействию щелочей, цианидов, рудничных вод и минеральных кислот. Наибольшей агрессией к сплавам данной категории, обладают азотная и соляная кислоты.

Химический состав и марка литейных бронз

Механические свойства оловянной бронзы и ее применяемость

Примечание. Условное обозначение способа литья: к - литье в кокиль; п - литье в песчаную форму

Соответствие марок оловянных бронз по ГОСТ 613-79 и замененного ГОСТ 613-65

Технологические свойства и температуры обработки оловянных бронз

Физические свойства оловянных бронз, обрабатываемых давлением

Полосы и ленты холоднокатаные из оловянных бронз. Механические свойства

Прутки и проволока из оловянных бронз. Механические свойства

Условные обозначения: Т — тянутые; Пр - прессованные; ХК - холоднокатаные; ХД - холоднодеформированные; М — мягкое; ПТ — полутвердое; Тв - твердое

Трубы тянутые из оловянных бронз. Механические свойства

Области применения продукции из оловянных бронз

• Бронза