Литейные безоловянные бронзы

Химический состав, технологические, механические и физические свойства литейных безоловянных бронз приведены в табл. 1 — 4. 4.46-4.49.

В целом для литейных безоловянных бронз характерны такие свойства как высокая прочность, коррозионная стойкость, хорошие антифрикционные характеристики. Из таких бронз изготавливают зубчатые колеса, втулки, клапаны, подшипники и другие детали, работающие в особо тяжелых условиях, при высоких дав­лениях и ударных нагрузках. Эти бронзы применяют в основном для литья деталей простых форм.

Табл. 1. Химический состав литейных безоловянных бронз (по ГОСТ 493—79) (массовая доля, %)
МаркаОсновные компонентыПримеси, не более
АlFeNiMnPbZnCu
Литейные алюминиевые бронзы
БрА9Мц2Л8,0…9,51,5…2,5ост.0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 1,0Pb; 0,1P; 1,0Fe; 1,5Zn; 1,0Ni; сумма — 2,8
БрА10Мц2Л9,6…11,01,5…2,0ост.0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 0,1Pb; 0,1P; 1,0Fe; 1,5Zn; 1,0Ni; сумма — 2,8
БрА9ЖЗЛ8,0…10,52,0…4,0ост.0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 0,1Pb; 0,1P; 0,5Mn; 1,0Zn; 1,0Ni; сумма — 2,7
БрА10ЖЗМц29,0…11,02,0…4,01,0…3,0ост.0,01As; 0,05Sb; 0,1Sn; 0,01 Bi; 0,1Si; 0,3Pb; 0,5Zn; 0,01P; 0,5Ni; сумма — 1,0
БрА10Ж4Н4Л9,5…11,03,5…5,53,5…5,5ост.0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 0,05Pb; 0,1P; 0,5Mn; 0,5Ni; сумма — 1,5
БрА11Ж6Н610,5…11,55,0…6,55,0…6,5ост.0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 0,05Pb; 0,1P; 0,6Zn; 0,5Mn; сумма — 1,5
Литейные алюминиевые бронзы
БрА9Ж4Н4Мц18,8…10,04,0…5,04,0…5,00,5…1,2ост.0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 0,05Pb; 0,03P; 1,0Zn; сумма —2,8
БрА7Мц15ЖЗН2Ц26,6…7,52,5…3,51,5…2,514…15,51,5…2,5ост.0,05As; 0,05Sb; 0,lSn; 0,1Si; 0,05Pb; 0,02P; 0,05C; сумма — 2,8
Литейные свинцовые и сурьмянистые бронзы
БрСЗО27,0…31,0ост.0,1As; 0,3Sb; 0,1Sn; 0,02Si; 0,1P; 1,0Fe; 0,1Zn; 0,5Ni; сумма —0,9
БрСуЗН3ЦЗС20Ф3,0…4,0 (Sb)3,0…4,00,15…0,3 (P)18,0…22,03,0…4,0ост.0,1 As; 0,02Al; 0,5Sn; 0,02Si; 0,1Bi; сумма — 0,9
Примечания:
1.  Примеси, которые не регламентируются настоящим стандартом, входят в общую сумму примесей.
2.  По требованию потребителя в бронзе марки БрСуЗНЗЦЗС20Ф допускается массовая доля 3,4…4,5% Sb, 4,5…6,0% Ni и 0,25…0,4% Р.
Табл. 2. Механические свойства литейных безоловянных бронз (ГОСТ 493—79)
МаркаСпособ литьяВременное сопротивление σb, МПаОтносительное удлинение δ,%Твердость по Бринеллю НВ
не менее
БрА9Мц2ЛП3922080
К3922080
БрА10Мц2ЛП49012110
К49012110
БрА9ЖЗЛП39210100
К49012100
БрА10ЖЗМц2П39210100
К49012120
БрА10Ж4Н4ЛП5875160
К5876170
БрА11Ж6Н6П5872250
К5872250
БрА9Ж4Н4Мц1П58712160
К58712160
БрА7Мц15ЖЗН2Ц2П60718
БрСЗОК58,7425
БрСуЗНЗЦЗС20ФК157265
Примечания:    
1. Условные обозначение способа литья: П — литье в песчаную форму; К — литье в кокиль
2. В марке БрА9ЖЗЛ при литье в кокиль допускается относительное удлинение не менее 6%, если твердость превышает 160 НВ.
Табл. 3. Физические свойства литейных безоловянных бронз
МаркаСвойства
Температура плавления, °СПлотность γ, кг/м3Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-1Теплопроводность λ, Вт/(м*К)Удельная теплоескость cp Дж/(кг*К)
БрА9Мц2Л1060760018,572(437)
БрА10Ми2Л9909400
БрА9ЖЗЛ104075001878418
БрА10ЖЗМц2104575501658,6(437)
БрА10Ж4Н4Л1082770075,4418
БрА11Ж6Н610358100(14,9)58,6418
БрА9Ж4НМц1105477001646418
БрСЗО975950018,4142,4418
БрСуЗ Н 3 ЦЗС20Ф915017,454482
Примечание. Свойства даны для литья в кокиль; в скобках — в песчаные формы.
Табл. 4. Технологические свойства и коррозионная стойкость литейных безоловянных бронз
МаркаТемпература литья, °СЖидкотеку- честь, ммЛинейная усадка,Обрабатыва­емость реза­нием, %Коррозионная стойкость г/(м2*сутки)
%морская вода10% H2SO4
БрА9Ми2Л1110…11505002,0250,250,4
БрА10Мц2Л1080… 11204501,620
БрА9ЖЗЛ1120…12008502,49200,250,4
БрА10ЖЗМц21110… 11507002,5250,20,7
БрА10Ж4Н4Л1120…1240660…8502,4200,180,6
БрАПЖбНб1150…12307001,8200,180,5
БрА9Ж4Н Мц11150…11807001,820
БрСЗО1120…11603501,550
БрСуЗН3ЦЗС20Ф1000… 10403001,2…1,3
Примечание: обрабатываемость резанием дана в % по сравнению с латунью ЛС63-3.

Литейные алюминиевые бронзы

Алюминиевые бронзы среди литейных безоловянных получили наибольшее распространение (см. табл. 1); отличаются высокой прочностью, хорошими антифрикционными и коррозионными свойствами, стойкостью против кавитации. Бронзы применяют для изготовления деталей, работающих в особо тяжелых условиях. В частности, из них изготавливают гребные винты крупных судов, тяжелонагруженные шестерни и зубчатые колеса, корпуса насосов, подшипники скольжения, работаю­щие при высоких удельных нагрузках.

Литейные алюминиевые бронзы обладают рядом преимуществ перед оловянными, так как из-за малого интервала кристаллизации имеют меньшую склонность к дендритной ликвации, лучшую жидкотекучесть и обеспечивают большую плотность отливок. Кроме того, эти сплавы имеют более высокую прочность и жаро­прочность, меньшую склонность к хладноломкости.

Для улучшения механических, технологических свойств и коррозионной стойкости литейные алюминиевые бронзы дополнительно легируют железом, марганцем, никелем (см. табл. 1).

Железо в количестве 4…6% вводят во многие марки литейных алюминиевых бронз для измельчения зерна в отливке, упрочнения твердого раствора и замедления эвтектоидного распада β-фазы. Для измельчения зерна кроме железа используют также небольшие добавки бора (0,02%), ниобия и ванадия.

Марганец растворяется в основных фазах алюминиевых бронз, вызывая твердорастворное упрочнение. Его вводят для повышения прочности, пластичности и коррозионной стойкости.

Важным легирующим элементом в литейных алюминиевых бронзах является никель, который образует фазы Ni3Al и NiAl, имеющие переменную растворимость в твердом растворе. В результате алюминиевая бронза с добавкой никеля становится способной к дис­персионному твердению.

Многокомпонентные литейные алюминиевые бронзы позволяют получать плотные отливки с концентрированной усадочной раковиной. Линейная усадка этих бронз по сравнению с литейными оловянными бронзами выше и достигает 2,0…2,5%, склонность к дендритной ликвации значительно меньше, а жидкотекучесть выше (см. табл. 2).

Литейные свинцовые бронзы

Литейная свинцовая бронза БрСЗ0 это двухкомпонентный сплав системы Cu—Рb (см. табл. 2), который характеризуется хорошими антифрикционными свойствами и высоким сопротивлением заеданию.

Влияние свинца на механические свойства двойных сплавов сис­темы Cu—Рb показано на рис. 1., из которого следует, что с увеличением содержания свинца прочностные свойства сплавов заметно понижаются (рис. 1).

Рис. 1. Влияние свинца на механические свойства свинцовых бронз

Прочность и твердость свинцовой бронзы БрСЗ0 незначительны (см. табл. 2), поэтому ее применяют в биметаллах, получаемых путем заливки слоя бронзы на стальной корпус подшипника. Благодаря биметаллической конструкции подшипники могут работать при высоких скоростях скольжения и при больших удельных и циклических нагрузках ударного характера. Такие биметаллические подшипники имеют небольшую массу, просты в изготовлении и при износе легко заменяются.

Литейные свинцовые бронзы значительно превосходят по теплопроводности оловянные бронзы (почти в три раза) и другие подшипниковые сплавы, что позволяет использовать их при более вы­соких рабочих температурах.

Литейная сурьмянистая бронза

Литейную сурьмянистую бронзу БрСуЗНЗЦЗС20Ф (см. табл. 1) применяют в качестве заменителя оловянных и других антифрикционных бронз, поскольку она обладает высокими антифрикционными свойствами, легко прирабатывается и хорошо противостоит износу. Благодаря таким свойствам, литейную сурьмянистую бронзу применяют для изготовления деталей трения топливной аппаратуры, а также для изготовления подшипников скольжения.

Для упрочнения и повышения коррозионной стойкости в состав сурьмянистой бронзы вводят никель, цинк и фосфор, а для повышения антифрикционных свойств — свинец.

Области применения литейных безоловянных бронз

Литейные безоловянные бронзы применяют для изготовления антифрикционных деталей (зубчатые колеса, втулки, подшипники), арматуры и деталей, работающих в различных агрессивных средах и др. (табл. 5).

Табл. 5. Области применения литейных безоловянных бронз
МаркаОбласти применения
Литейные алюминиевые бронзы
БрА9Мц2ЛАнтифрикционные детали, работающие на истирание (зубчатые колеса, шестерни, венцы зубчатых колес, ходовые гайки, втулки и др.); корпуса насосов, тарел­ки клапанов, коробки сальников; а также различные детали, работающие в пресной воде, жидком топливе и паре при температуре до 250 °С; могут заменять оловянные бронзы марок БрО 10Ц2 и Бр08Ц4
БрА10Мц2Л
БрА9ЖЗЛАрматура для работы в различных средах при темпе­ратурах до 250 °С; антифрикционные детали, работа­ющие на истирание (зубчатые колеса, втулки, поршневые кольца и др.); массивные детали, получаемые литьем в песчаные формы (гайки нажимных винтов, ободья и др.); могут использоваться для замены бронз БрОЮЦ2 и БрОбЦбСЗ
БрА10ЖЗМц2Антифрикционные детали (зубчатые колеса, шестер­ни, червячные колеса, гайки ходовых винтов, под­шипники дизелей средней нагруженности и др.); де­тали в условиях высоких статистических нагрузок (коромысла, втулки, маховики и др.); детали, работа­ющие в среде соляной кислоты и сероводорода при 30…90 °С; арматура для работы в пресной воде, жид­ком топливе, в паре и температурах до 250 °С, кроме морской воды
БрА10Ж4Н4ЛДетали для нефтяной, химической и пищевой аппа­ратуры, детали работающие при температурах до 500 °С; антифрикционные детали, работающие на истирание при высоких давлениях и больших скоростях (шестерни, втулки, седла клапанов и др.) арматура, работающая в морской воде; бронза наиболее стойкая в морской воде по сравнению с другими безоловянными бронзами
БрА11Ж6Н6
БрА9Ж4Н4Мц1Арматура, работающая в морской воде, фасонное литье неответственного назначения
БрА7Мц15ЖЗН2Ц2Антифрикционные детали
Литейные свинцовые и сурьмянистые бронзы
БрСЗОАнтифрикционные детали, работающие при высоких скоростях скольжения и повышенных давлениях, знакопеременных нагрузках и температурах, когда обычные баббиты непригодны (втулки и вкладыши нижних головок главного шатуна мощных дизелей, подшипники авиационных двигателей и др.)
БрСуЗНЗЦЗС20ФАнтифрикционные детали, работающие на истирание (зубчатые колеса, шестерни, венцы червячных колес, втулки-подшипники) при значительных скоростях скольжения и давлениях
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Черная и цветная металлургия
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: