Легирующие компоненты алюминиевых бронз 13 сентября 2010
13.10.2010

Для улучшения механических, технологических свойств, коррозионной стойкости алюминиевые бронзы дополнительно легируют марганцем, железом и никелем.

Марганец. В качестве легирующего элемента в деформируемые алюминиевые бронзы марганец обычно вводят до 3…4%. В промышленности применяются две бронзы системы Cu-Al-Mn: БрАМц9-2 и БрАМц10-2. Марганец повышает механические и коррозионные свойства и улучшает технологические характеристики сплавов системы Cu-Al. Он повышает не только прочность, но и пластичность и обрабатываемость давлением. Так, бронза БрАМц9-2 хорошо обрабатывается давлением в горячем и холодном состоянии, в то время как бронзы БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1,5 и БрАЖН10-4-4 хорошо деформируются только в горячем состоянии.

Железо. Железо повышает прочностные свойства алюминиевых бронз при некотором снижении их пластичности. В алюминиевых бронзах железо растворяется в небольших количествах. Наиболее широко в промышленности применяется алюминиевая бронза БрАЖ9-4, легированная железом. Она используется для изготовления деформированных полуфабрикатов и фасонных отливок, применяется в авиационной промышленности (шестерни, втулки, седла клапанов и т.п.) и других областях машиностроения. Обладает высокими механическими и антифрикционными свойствами и хорошей коррозионной стойкостью.

Комплексно легированная алюминиевая бронза БрАЖМц10-3-1,5 применяется в авиа-космической технике (втулки, шестерни, диски, ниппели и т.п.) и других отраслях машиностроения, поставляется в виде прутков и труб. Хорошо обрабатывается давлением в горячем состоянии, удовлетворительно сваривается и обрабатывается резанием, пайка вызывает значительные трудности.

Никель. Никель является одним из наиболее важных легирующих элементов в алюминиевых бронзах. Он улучшает механические свойства и коррозионную стойкость бронз, повышает температуру их рекристаллизации и жаропрочность. Сплавы меди, легированные алюминием и никелем, хорошо обрабатываются давлением, имеют высокие антифрикционные свойства и не склонны к хладноломкости.

Никель имеет неограниченную растворимость в меди. Однако он сильно уменьшает растворимость алюминия в меди при понижении температуры. Поэтому медные сплавы, легированные алюминием и никелем, существенно упрочняются при термической обработке, состоящей из закалки и старения. К преимуществам этих материалов относится то, что при достаточно высоком содержании никеля они способны к старению после охлаждения с температур горячей деформации без применения специальной закалки на твердый раствор, которую в ряде случаев технически осуществить невозможно.

Алюминиевые бронзы, как правило, одновременно легируют никелем и железом. При этом железо главным образом вводят для измельчения зерна.

Высоколегированная бронза БрАЖН10-4-4 является наиболее высокопрочным сплавом среди алюминиевых бронз. Она обладает высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в пресной и морской воде и отличается повышенной жаропрочностью. Этот сплав хорошо обрабатывается давлением в горячем состоянии (трубы, прутки разных профилей, поковки) и применяется в авиационной промышленности и в общем машиностроении для изготовления деталей ответственного назначения, в том числе работающих при высоких температурах (шестерни, седла и направляющие втулки клапанов, гайки). Кроме того, этот сплав применяется для изготовления литых деталей высокой прочности.