При повышенном содержании никель понижает технологические свойства этих сплавов прн обработке давлением.

На оловянноцинковые бронзы никель не оказывает заметного влияния. При содержании никеля 0,5--Р/о структура и свойства этих сплавов практически не изменяются.

На оловянносвинцовые бронзы никель влияет положительно. D этих сплавах никель заметно измельчает зерно, что способствует более равномерному распределению свинца в отливках.

Свинец практически не растворим в оловянной бронзе в твердом состоянии. При затвердевании сплава он выделяется р-*- как самостоятельная фаза,

* располагаясь между дендри-

тами в форме темных включений. На рис. 253 показана структура литой оловянно-свинцовой бронзы. Структура дендритная. Темные включения свинца расположены между 0сял1и дендритов. Свинец сильно повышает антифрикционные свойства оловянных бронз, и содержание его в литейных подшипниковых бронзах достигает 30Vp. Свинец, при большом его содержании в оловянных бронзах, легко ликвирует, поэтому для получения качеивен-ных изделий необходимо применять соответствующие меры (резкое охлаждение, добавку никеля, тщательное перемешивание жидкого металла перед разливкой). Изотермы области расслаивания в тройной системе медь - олово - свинец показаны на рис. 254.

Механические свойства оловянных бронз под влиянием свинца заметно понижаются, но при этом повышается плотность и резкэ возрастает способность сплавов к обработке резанием.

Оловянносвинцовые бронзы применяются, главным образом, для изготовления подшипников ответственного назначения.

Цинк. Диаграмма состояния системы медь - олово - цинк показана на рис. 255. Из диаграммы видно, что цинк значительно растворим в оловянных бронзах в твердом состоянии. Добавки цинка не оказывают заметного влияния на структуру и свойства оловянных бронз, но заметно улучшают технологические свойства этих сплавов. На оловяннофосфористые бронзы, обрабатываемые

Рис. 253. Структура литой оло-вянносвинцовой бронзы. Увеличение 200. Темные включения свинца расположены между осями дендритов

давлением, цинк в количестве до 2/о не оказывает отрицательного влияния. Литейные оловянные бронзы, содержащие цинк, а также бронзы с добавками свинца имеют широкое распространение в промышленности.

Рис. 254. Диаграмма состояния тройной системы медь -олово- свинец. Изотермы расслоения

Л7 20 30 W 50 60 70

go 90

Рис. 255. Диаграмма состояния системы медь - олово - цинк. Медный угол

2п 60

W 30 го Zn. 7с/вес)

Железо незначительно растворимо в оловянных бронзах (не более 0,ОР/о), Железо сильно влияет на оловяннофосфористые бронзы, повышает их механические свойства, измельчает структуру и резко задерживает рекристаллизацию. Поэтому содержание до О.ОЗ/о Fe является полезным. При повышенном содержа-

НИИ железа сильно снижаются коррозионные и технологические свойства оловянных бронз. В литейных бронзах допускается до 0.4 /о Fe.

Кислород иногда присутствует в литейных оловянных бронзах в виде ангидрида оловянной кислоты ЗпОг Эта весьма твердая и хрупкая составляющая сильно снижает антифрикционные свойства оловянных бронз. Превосходя по твердости мартен сит, ангидрид оловянной кислоты, присутствуя в подшипниковых сплавах, сильно разрушает и изнашивает шейки валов Под микроскопом Sn02 легко определяется по характерной кристаллической форме и темноголубой окраске. На рис. 256 показаны включения кристаллов ангидрида оловянной кислоты Sn02 в литой оловянной бронзе. На рис. 257 показаны грубые включения ЗлОг в оловянной бронзе

Примеси алю.миния, кремния и магния входят в твердый раствор и под микроскопом не обнаруживаются.

Указанные элементы повышают механические свойства оловянных бронз, но, энергично окисляясь при плавке и литье, они образуют тугоплавкие окислы, которые при затвердевании металла распола гаются по границам кри сталлитов, нарушая связь

Рис 256 Включения ангидрида оловянной кислоты ЗпОг в литой оловянной бронзе. XI00 Шлиф не травлен

Рпс 257 Гоубые включения ангидрида оловянной кислоты - SnOa в литой оловянной бронзе Х100 Шлиф не травлен

между ними. Это явление, трудно устранимое в практических уело риях, сильно понижает прочность сплава и вызывает брак в фасонном литье по гидравлической пробе.

Следовательно, примеси алюминия, магния и кремния - весьма вредны в оловянных бронзах.

Примеси висмута, сурьмы, мышьяка и серы в оловянных бронзах, обрабатываемых давлением, также вредны, так как сообщают этим сплавам хрупкость.

В литейных оловянных бронзах указанные примеси, за исключением серы, не являются столь вредными и допускаются в более широких пределах.

Светлый отжиг полуфабрикатов из оловянных бронз можно проводить в следующих средах- в техническом водороде, азоте, содержащем Н, генераторном газе и в парах воды.

Коррозионные свойства оловянных бронз

В атмосферных условиях оловянные бронзы весьма устойчивьг. Скорость коррозии бронз Бр05 и Бр08 в атмосфере сельской местности равна 0,00015-0,0008 мм/год, в морской атмосфере 0,001-0,002 мм/год, в городской (промышленные районы) 0,0015-0,0018 мм/год

В сухом и влажном водяном паре при малых скоростях течения пара оловянные бронзы устойчивы (скорость коррозии менее 0,0025 мм/год)

При высоких скоростях пара коррозия этих сплавов достигает 0,9 мм/год. В перегретом паре до 250° и давлении не выше 20 ат оловянные бронзы также достаточно устойчивы.

Скорость коррозии в естественной морской воде наиболее распространенных оловянных бронз следующая:

Марьа става

БрОЮ

БрОЦ10-2

БрОС10-15

БрОФ6,5 0,4

БрОФ4-0 25

БрОЦ4-3

БрОЦС4-4-2,5

БрОЦС6-6-3

Бр05

Бр0ЦН6-3-6

Сьорость ьорролт м м/год

0,016

0,018

0,076

0,04

0,03

0,022

0,028

0,028

0,02

0,005

Отсюда видно, что оловянные бронзы в морской воде более стойки, чем медь и медноцинковые сплавы.

Свинец в больших количествах понижает, а никель довольно резко повышает коррозионную стойкость оловянных бронз в морской воде. Стойкость оловянных бронз в этих условиях также заметно повышается с увеличением содержания в них олова. Рудничные воды, содержащие окислительные соли, например, сернокислое окисное железо, весьма быстро разрушают оловянные бронзы. Скорость коррозии оловянных бронз в растворах солей приведена в табл 214.

Таблица 214

Скорость коррозии оловянных бронз в растворах солей

Название солей

Вэлные растворы (слабые) сернокислых, виннокислых и азотнокислых солен натрия, калия, магния и кальция ............

Двунорма fьныч раствор хлористого натрия при 25° ........

То же при 75° ...

С 1абые растворы хлористых со кй кальция и магния .......

Раствор хлористого аммоння 2 н при 20° ............

Стабые растворы углекистых, фосфорнокислых и кремнекислых солей натрия и кальция при 20°

Раствор NaCN2-H. при 20° ....

Раствор двухромовонатриевой соли .

Стабые растворы (РеСЬ, SnCl4) . . Растворы солей хюсноватнстон кислоты .............

Сксрость коррозии мм1год

Примечание

0,005

0,066 0,1

0,05 0,89 0,003

0,64 0,13-2,4

С повышением температуры и степени аэрации, скорость коррозии повышается до 0,25 мм1год

Испытывался сплав Бр05

В подкис.-енных растворах коррозия увеличивается в сотни раз

В зависимости от i онцептрации хлора

Минеральные кислоты сильно действуют на оловянные бронзы, особенно соляная и азотная. Серная кислота в этом отношении является менее активной.

Скорость коррозии наиболее типичных оловянных бронз в водных растворах серной кислоты приведена в табл. 215.

Таблица 215

Скорость коррозии оловянных бронз в водных растворах серной кислоты

1 Потери в весе, г1м сутки

В присутствии замедлителей, например, 0,050/0 б.ензилтиоциа-ната скорость коррозии оловянных бронз в серной кислоте (IQo/o-Hoft) уменьшается в 10-15 раз. В присутствии же окислителей [К2СГ2О7, Ре2(504)з и др.] скорость коррозии оловянных бронз в растворах серной кислоты значительно ускоряется. В горячих сульфитных ш,елочах скорость коррозии оловянных бронз равна 1,52 мм/год, а при 20-0,4-0,8 мм]год. Скорость коррозии оловянных бронз в фосфорной и уксусной кислотах при комнатной температуре и в зависимости от степени аэрации достигает 0,025- 0,6 мм/год. Жирные кислоты в этом отношении являются более агрессивными.

Щелочи (!-н. и 2-н. растворы NaOH) при комнатной температуре действуют на оловянные бронзы со скоростью 0,25 мм/год. В растворах натронных щелочей эти сплавы корродируют значительно сильнее. В растворах аммиака (2-н., при комнатной температуре) оловянные бронзы корродируют со скоростью 1,27- 2,54 мм/год. В водном растворе этилового спирта оловянные бронзы корродируют незначительно (меньше чем 0,0025 мм1год). Растворы метилового спирта являются более агрессивными.

Четыреххлористый углерод, а также хлористый этил оказывают незначительное влияние на оловянные бронзы. Скорость коррозии оловянных бронз в указанных средах в отсутствий влаги - менее 0,0025 мм/год, а в присутствии влаги - возрастает до 1,27 MMJzod. Сухие газы хлор, бром, фтор и их водородные соединения, а также угольный ангидрид на оловянные бронзы практически не влияют.

При высокой температуре хлор, бром и иод, образуя летучие соединения олова, резко повышают коррозию оловянных бронз.

Кислород при 20° не оказывает заметного влияния на оловянные бронзы, а потому они применяются для изготовления арма-туры для кислорода и сжатого воздуха.

Сухой сернистый газ незначительно влияет на оловянные бронзы, однако в присутствии влаги (в насыщенном водном растворе) скорость коррозии этих сплавов резко возрастает, достигая 2,5 мм/год.

Скорость коррозии оловянных бронз во влажных парах сероводорода при 100° значительна (1,3 мм/год).

Оловянные бронзы в напряженном состоянии подвергаются коррозионному растрескиванию при действии на них раствора азотнокислой закиси ртути.

В оловянных бронзах, помещенных в электролит в паре с другими медными сплавами или менее благородными металлами, скорость коррозии не увеличивается. В этом случае в результате электрохимической коррозия быстрее будут разрушаться менее благородные металлы и сплавы (латунь, железо, алюминий, цинк), являющиеся протекторами для оловянных бронз.