Наименование свойств

I Зиачен11е I величины

Температура °С:

литья ..............

горячей обработки ........

отжига .............

Обрабатываемость резанием по сравнению с

латунью (ЛСбЗ-З), %.........

Линейная усадка, %.........

Объе.мная усадка, % ..........

Температура нзтожницы, °С.......

Ф !юс (защитный покров)........

Жидкотекучесть, см ..........

1120-1150 800-850 G50-750

20 1,7 2,8 60-80 Древесный уголь 48 при 1150°С

Примечание

См. примечание к табл. 21

Таблица 1S3

Изменение механических свойств бронзы БрАМЦ9-2 при высоких температурах

Свойства

Предел прочности при растяжении, кг/мм

Относительное удлинение, %.....

Температура. °С

Таблица 184

Механические свойства полуфабрикатов из бронзы БрАМц9-2

Полосы и ленты:

мягкие........

твердые.......

горячекатаные . . . . Прутки прессованные, диаметром-

25-45 мм........

50-120 ........

Литье в кокиль........

ГОСТ 1595-47

ГОСТ 1628-48 80 i ГОСТ 493-54

Зависимость механических свойств бронзы БрАМц9-2 от степени деформации и темпепатуры отжига показана на рис. 199 и 200.

5 51 -/7

10 20 30 ио SO ВО 70 Степенд деформации./.

200 SOS 400 SO? 600 700 SOO

Температура отжига, С

Рис. 199. Зависимость механических свойств бронзы БрАМц9-2 от степени деформации. Исходный материал: прутки мягкие диам. ..25 мм

Рис. 200. Зависимость механических свойств бронзы БрАМц9-2 от температуры отжига. Продолжительность отжига 1 час. Исходный материал, прутки диам 25 мм, деформированные на 15%

БЕРИЛЛИЕВЫЕ БРОНЗЫ

Бериллиевые бронзы являются уникальными сплавами по благоприятному сочетанию в них хороших механических, физико-химических и антикоррозионных свойств. Эти сплавы после закалки и облагораживания имеют высокий предел прочности, упругости, текучести и усталости, отличаются высокой электропроводностью, теплопроводностью, твердостью, износоустойчивостью, обладают высоким сопротивлением ползучести, высокой циклической проч- остью при минимальном гистерезисе, высоким сопротивлением коррозии и коррозионной усталости. Наконец, эти сплавы являются морозостойкими, немагнитными и не дают искры при ударах.

Лоэтому бериллиевые бронзы применяются для изготовления пружин и пружинящих деталей ответственного назначения, в частности, для изготовления плоских пружин, мембран, деталей часовых механизмов, пружин Бурдона и т. д.

На рис. 201 приведена диаграмма состояния системы медь - бериллий со стороны меди. Из диаграммы видно, что медь с бериллием образует ряд твердых растворов. Область твердого рас-

Технологические свойства и режимы обработки бронзы БрАМц9-2

noff WOO 900 800 700 600

[400

Рис 201 Диаграмма состояния системы медь - бериллий (сторона меди)

г Ч 6 8 Ш 12 /Ч IS 18 Be, %(вес)

Рис. 202. a. 6, B, Г, д. Структура бериллиевой броизы БрБ2

твора а при температуре 864° достигает 2,1о/о (вес). По другим источникам растворимость бериллия в меди при этой температуре достигает 2,75о/а- С понижением температуры граница растворимости области а довольно резко сдвигается в сторону меди, что указывает на возможность облагораживания этих сплавов.

Наиболее распространенными являются сплавы, содержащие от 1,9 до 2,60/01 Be, так называемые бериллиевые бро зы.

На микрофотографии рис. 202, а при увеличении 200 показана структура бериллиевой бронзы, содержащей 2,2 /о Be и 0,4</о Ni, отлитой в кокиль. Структура дендритная, мелкая.

На рис. 202, б показана микроструктура бериллиевой бронзы (2,20/0 Be и 0,4о/о Ni) после холодной прокатки и закалки в воду с температуры 780°. Структура двухфазная а +13. Основное поле занимает а-фаза, имеющая кубическую гранецентрированную ре-

шетку (период решетки а = 3,56 А), фаза (3 с кубической объем-ноцентрированной решеткой (светлые включения).

На рис. 202, в показана структура бериллиевой бронзы (2,6о/о Be и 0,4 /о Ni) после холодной прокатки и закалки в воду с температуры 780°. Структура двухфазная а + Р- Фаза (3 расположена равномерно и количество ее больше.

На рис. 202, г при увеличении 200 показана структура бериллиевой бронзы (2,6о/о Be и 0,4о/о Ni) холоднодеформированной, закаленной с 780° и облагороженной при температуре 320° в течение 2 час. Структура двухфазная а + Y- На основном поле видны очень мелкие точки у-фазы, выделившиеся из пересыщенного твердого раствора а. Светлые включения являются также у-фазой, образовавшейся из кристаллов (З-фазы. Эти включения имеют кубическую объемно-центрированную решетку у-фазы с периодом

решетки а = 2,70 А.

На рис. 202, д показана структура бериллиевой бронзы, содержащей 2,6 /о Be и 0,4Э/о Ni после холодной прокатки и закалки в воду с температуры 780°. Структура двухфазная а +13. Фаза (3 расположена в виде грубых сомкнутых цепей. Такая структура является весьма неблагоприятной, резко снижающей качество бериллиевых бронз.

Структурные составляющие бериллиевой бронзы обладают различными механическими и физико-химическими свойствами. Результаты исследования твердости (микротвердость при нагрузке 20 г) различных фаз бериллиевой бронзы приведены в табл. 185.

Фазовые превращения, протекающие в бериллиевой бронзе при термической обработке, сопровождаются значительными объемными изменениями, достигающими 3-9о/,>, что не исключает возможности образования в максимально напряженных местах микротрещин, которые так же, как литейные пороки и дефекты

Таблица 18 5

Микротвердость структурных составляющих бериллиевой бронзы

Состояние и состав фзч ,

фаза после закалки с 780°.........

фаза после холодной деформации .....

фаза после обпагораживания 320° 2 час . .

фаза после закалки с 780°........

фаза после холодной деформации .....

фаза после облагораживания при 320° 2 час.

Твердость

140-146 240-280 350-400 200-240 340-400 600-660

Рис. 203. Характер брака бериллиевых броне по газовым пузырям

при прокатке, могут послужить очагами для образования газовых пузырей при нагреве полуфабрикатов из бериллиевой бронзы под закалку в атмосфере диссоциированного аммиака, т. е. в присутствии атомного водорода. Во время нагрева бериллиевой бронзы в атмосфере диссоциированного аммиака при повышенных температурах (810° и выше) наблюдается характерный брак по пузырям, показанный на рис. 203.

Влияние добавок и примесей

Добавки никеля и кобальта к бериллиевой бронзе полезны. Бериллиевые бронзы отличаются тем, что фазовые превращения в них протекают чрезвычайно быстро, поэтому часто брак бериллиевой бронзы по механическим свойствам происходит вследствие недостаточно резкой закалки. Никель заметно замедляет процесс фазовых превращений, что значительно облегчает технологические процессы закалки и облагораживания, так как при этом отпадает необходимость в крайне высоких скоростях охлаждения.

Это обстоятельство приобретает особо важное значение при термической обработке более крупных деталей из бериллиевой бронзы, где невозможно осуществить мгновенную закалку. Никель задерживает рекристаллизацию бериллиевой бронзы и спо-

собствует до некоторой степени получению более однородной структуры с достаточно равномерным распределением (З-фазы. Содержание никеля в бериллиевой бронзе необходимо строго регулировать. Оптимальные свойства бериллиевой бронзы получаются при содержании никеля 0,15-0,35о/о. Повышенное содержание никеля оказывает отрицательное влияние на бериллиевую-бронзу, потому что: 1) никель смещает границу растворимости области твердого раствора а в системе медь- бериллий в сторону меди; 2) никель связывает часть бериллия, образуя с ним соединения (бериллиды), что уменьшает эффективность бериллия, в сплаве.

Марганец благоприятно влияет на бериллиевые бронзы в том отношении, что частично может заменить дорогой бериллий. Например, сплавы, содержащие 0,5о/о, Be и Ю/и Мп или 1о/о Be, 5-6о/о Мп и медь - остальное, отличаются высокими механическими свойствами, ц после облагораживания приближаются по-своим свойствам к бериллиевой бронзе.

Зависимость механических свойств бериллиевой бронзы, содержащей l/о Be и SVo Мп, от механической и термической обработки

0.0 10 20 30 40 f0f0 70 SO Степень деформации, /о

Рис. 204, Зависимость механических свойств бронзы, содержащей 1% Be, 5% Мп и медь-остальное, от степени деформации. Исходгаый материал: полосы толщиной 3 мм, холоднодеформиро-ванные и закаленные с 760° в воду

Температура оШиеа.С

Рис. 205. Зависимость механических свойств бронзы,! содержащей 1% Be, ,5/0 Мп и медь - остальное, от температуры отжига. Продолжительность отжига .1 час. Исходный материал: полосы мягкие толщиной 3 мм, деформированные на 70%

показана на рис. 204 и 205. Примеси железа, кремния фосфора и магния оказывают отрицательное влияние на свойства бериллиевой бронзы. Примеси свинца, висмута и сурьмы являются; весьма вредными.