Бронзы – сплавы меди, обычно многокомпонентные, в которых основными легирующими элементами являются различные металлы, кроме цинка и никеля.

По химическому составу бронзы подразделяются на оловянные и безоловянные, не содержащие олова в качестве легирующего компонента.

Бронзы называют, как и латуни, по соответствующим добавкам:

· алюминиевые;

· свинцовые;

· кремнистые и т.д.

По технологическому признаку бронзы делятся на литейные и деформируемые.

При маркировке бронз на первом месте стоят буквы Бр. Остальная запись сплава зависит от способа получения заготовок.

В марках литейных (рис. 8.9) бронз обозначение и количество легирующих компонентов такое же, как для латуней. В конце марки может дополнительно стоять прописная буква Л: БрО3Ц7С5Н, БрО10, БрО10Ф, БрО8Н4Ц2 и др. (ГОСТ 613 – 79); БрА9Мц2Л, БрА10Ж4Н4Л, БрСу3Н3Ц3С20Ф (Су – сурьма) и др. (ГОСТ 493 – 79) и т.д.

Например, расшифровка марки БрО3,5Ц7С5:

оловянно-цинково-свинцовая литейная бронза с содержанием олова (О) – 3,5 %,

цинка (Ц) – 7 %, свинца (С) – 5 %, остальное (84,5 %) – медь.

Отличие обозначения марок деформируемых бронз (рис. 8.10) от марок литейных такое же, как и для латуней: сначала в обозначении марки записываются все легирующие элементы, а затем – цифры через тире, указывающие в той же последовательности содержание компонентов в процентах. Например: БрОФ6,5-0,4, БрОЦ4-3, БрОЦС4-4-4 и др. (ГОСТ 5017 – 74*), БрА5, БрАЖН10-4-4, БрБНТ1,9 и др. (ГОСТ 18175 – 78*) и т.д.

Пример расшифровки марки:

БрБ2

безоловянная бериллиевая деформируемая бронза, содержащая 2 % бериллия (Б), остальное – 98 % медь;

БрБНТ1,7

безоловянная бериллиево-никелево-титановая деформируемая бронза, содержащая 1,7 % бериллия (Б), менее 1 % никеля и титана каждого, остальное (около 97 %) – медь.

По микроструктуре оловянные промышленные бронзы можно условно разделить на две группы:

· однофазные – ?- бронзы;

· двухфазные – ? + эвтектоид (? ???+?).

Бронзы, содержащие олова до 4 – 5 %, являются однофазными и структура их состоит из ?-твердого раствора сложного состава (в меди, кроме олова, растворены цинк, никель и другие элементы).

Бронзы, содержащие олова свыше 6 %, относятся к двухфазным бронзам, чем больше олова, тем больше эвтектоида.

Бронзы, обрабатываемые давлением, характеризуются более низким содержанием олова, чем применяемые для литья.

В промышленности применяются двойные оловянные бронзы, имеющие в составе кроме меди и олова, добавки цинка, свинца, фосфора, никеля и др.

Механические свойства двойных оловянных бронз зависят от содержания олова (рис. 8.11).

Широкий интервал кристаллизации сплавов меди с оловом является причиной их невысокой жидкотекучести и значительной пористости отливок. Для улучшения литейных свойств, повышения плотности отливок и уменьшения интервала кристаллизации в небольшом количестве в оловянную бронзу вводят цинк.

Свинец улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием оловянных бронз, фосфор (при содержании фосфора 1 % появляется тройная эвтектика) улучшает литейные, антифрикционные и механические свойства бронз. Кроме того, фосфор служит раскислителем.

Алюминиевые бронзы (рис. 8.12), среди медных сплавов, по своей распространенности занимают одно из первых мест. Это объясняется высокими механическими, коррозионными и антифрикционными свойствами алюминиевых бронз. Детали из алюминиевых бронз изготавливаются литьем и обработкой давлением (табл. 8.2).

Оптимальными свойствами обладают алюминиевые бронзы с содержанием 5 – 8 % алюминия. Увеличение алюминия до 10 – 11 % ведет к резкому повышению прочности и снижению пластичности алюминиевых бронз (рис. 8.13).

Таблица 8.2

Применение бронз

Марка	Назначение
Оловянные бронзы (деформируемые)
БрОФ6,5-0,15 БрОЦС4-4-2,5	Пружины, коробки барометров, мембраны, подшипники Антифрикционные детали
Оловянные бронзы (литейные)
БрОЦСНЗ-7-5-1 БрОЦС4-4-17	Арматура в условиях воды, морской воды, пара Антикоррозионные детали, антифрикционные детали (втулки, червячные колеса)
Алюминиевые бронзы
БрАЖЭ-4 БрАЖ9-4Л БрАЖН 10-4-4	Прутки, поковки Фасонное литье Прутки, поковки, трубы
Кремнистая бронза
БрКМц3-1	Прутки, проволока, лента для изготовления пружин, простые фасонные отливки
Бериллиевая бронза
БрБ2	Прутки, ленты, проволока для пружин
Свинцовая бронза
БрС30	Для заливки вкладышей подшипников

Свинцовые бронзы выгодно сочетают в себе хорошие антифрикционные свойства с высокой теплопроводностью. Кроме того, они хорошо воспринимают ударные нагрузки и работают на усталость. В связи с этим их применяют для ответственных высоконагруженных подшипников, работающих при больших скоростях (подшипников авиационных двигателей, дизелей, мощных турбин и др.).

Свинцовые бронзы имеют высокую теплопроводность (в 4 раза большую, чем у оловянистой бронзы, в 6 раз большую, чем у баббитов (сплав олова с сурьмой)), допускают больший нагрев (до 300 – 320 ˚С), что весьма важно для быстроходных машин.

Наибольшее применение имеют бронзы, содержащие 25 – 30 % свинца. Медь и свинец в твердом состоянии не растворимы друг в друге и образуют эвтектику, которая практически состоит из кристаллов меди и включений свинца, которые располагаются по границам зерен или заполняют междендритные пространства. Такая структура обеспечивает высокие антифрикционные свойства.

Бронза Бр30 имеет низкие механические свойства (σ_в = 60 – 80 МПа, δ = 4 % , НВ 250), поэтому ее применяют в виде тонкого слоя по стальной ленте или трубе, из которой изготавливают подшипники.

В соответствии с составом свинцовые бронзы условно делят на две группы: к первой группе относят двойные бронзы с 30 – 35 % свинца, ко второй группе – легированные свинцовые бронзы с присадками олова и никеля. Добавки олова и никеля повышают механические и коррозионные свойства.