|
(атом.)
(атом.)
масс.
ис. 5. Диаграмма состояния системы Cu – Al
При температурах затвердевания (плавления) происходят следующие превращения: эвтектическое L +
(при 1037 С), четыре перитектических: L + x (при 1036 С ),
L + x 1 (при 1022 С), L + 1 1 (при 958 С ) и L + 2 1
(при 624 С), а также эвтектическое L A1 + (при 548 С).
Имеется также вырожденная перитектическая реакция при температуре 591 С, при которой жидкость, не изменяя состава, превращается в -фазу.
В твердом состоянии происходят четыре эвтектоидных превращения и три перитектоидных. К эвтектоидным относятся: + 2 (при 565 С), х + 1 (при 963 С), 2 + 2 (при 560С) и 12 (при 780 С). Последнее превращение вырожденное, его можно рассматривать как аллотропическое, идущее без изменения состава при 780 С в сплаве с 15,6 % Al. С увеличением содержания алюминия это превращение протекает в интервале температур, с изменением состава фаз 1 и 2 – как в изоморфных системах. Перитектоидные превращения таковы: 1+1 2 (при 873 С), 2 + 2 (при 686 С) и 2+1 2.
Фаза , твердый раствор на базе Cu, имеет решетку меди (гцк) с периодом, изменяющимся по мере увеличения концентрации алюминия. Фазы и 2 могут быть приблизительно описаны формулами Cu3Al и Cu9Al4.
Переходы 1 2 и 1 2, показанные на рис. 5 пунктирными линиями, связаны с упорядочением этих фаз при охлаждении. Фаза , почти постоянного состава, описывается формулой CuAl2.
На рис. 6, а показана структура однофазной -бронзы
с 7 % Al, применяющейся для пружин после горячей обработки давлением и отжига.
Полиэдрические (или, иначе, полигональные) зерна содержат большое количество двойников, как многие другие отожженные металлы и сплавы с гранецентрированной кубической решеткой. Бронза с большим содержанием алюминия (в данном случае 10 %) наряду с -фазой содержит также эвтектоид +2 (рис. 6, б). Его количество, судя по структуре, составляет приблизительно 25 %, что несколько больше рассчитанного по правилу рычага из диаграммы равновесия. Это может быть результатом ликвации.
Алюминиевая двухфазная (+2) бронза с 8-10 % Al, как и ее разновидности, дополнительно легированные Fe, Mn и Ni, может быть упрочнена закалкой на мартенсит. Для этого нужно нагреть сплав до однофазного состояния () и от температуры, соответствующей -области на диаграмме равновесия, закалить в воде. Получается игольчатая структура, обозначаемая -фазой, очень похожая на мартенситную структуру других сплавов.
Закалка алюминиевых бронз приобрела практическое значение и применяется в машиностроении для различных деталей – как литых, так и прессованных.
а б
Рис. 6. Микроструктуры алюминиевой бронзы
Высокие прочность и пластичность, хорошие технологические и антикоррозионные свойства, высокое сопротивление износу – все это делает алюминиевую бронзу в ее различных разновидностях материалом широкого применения.
Среди медных сплавов встречается бериллиевая бронза
(2-3 % Be, остальное Cu) благодаря ее способности упрочняться при старении. В твердом растворе на основе меди наблюдается ограниченная растворимость бериллия, возрастающая с температурой (от 0,16 до 2,1 %), что и определяет способность сплава к упрочнению. После закалки и старения бериллиевая бронза имеет предел прочности в=1500 МПа при удлинении 2…3 %. Главное назначение этой бронзы – пружины.
В качестве подшипниковых сплавов применяются свинцовистые бронзы. Одна из таких бронз содержит 70 % Cu и 30 % Pb. После затвердевания этот сплав состоит из кристаллов меди и свинца (рис. 7). Эти металлы почти нерастворимы один в другом в твердом состоянии. Даже в жидком состоянии имеется ограниченная растворимость, что приводит к расслоению в расплавленном состоянии и усиливает ликвацию по плотности. Эта ликвация возникает вследствие значительной разницы плотностей меди и свинца. Для устранения ликвации свинцовистую бронзу необходимо тщательно перемешивать перед разливкой и быстро охлаждать в процессе затвердевания.
Рис. 7. Свинцовистая бронза БрС30
Do'stlaringiz bilan baham: |
