Концентрация углерода в характерных точках диаграммы

Линии трехфазного равновесия

Алюминиевые бронзы.

Диаграмма состояния Cu – Al. Алюминиевые бронзы отличаются высокими механическими и антикоррозионными свойствами. Небольшой интервал кристаллизации обеспечивает алюминиевым бронзам высокую жидкотекучесть, концентрированную усадку и хорошую герметичность, а также малую склонность к дендритной ликвации. Однако из-за большой усадки редко получают фасонную отливку сложной формы.

Медь с алюминием образуют α-твердый раствор, концентрация алюминия в котором при понижении температуры с 1035 до 565°С увеличивается от 7,4 до 9,4%.

Фаза β-твердый раствор на базе электронного соединения Cu₃Al (3/2). При содержании алюминия более 9% в структуре появляется эвтектоид α + γ’ (γ’ – электронное соединение Cu₃₂Al₁₉).

Фаза α пластична, но ее прочность невелика, γ’ – фаза обладает высокой твердостью, но низкой пластичностью. Сплавы, содержащие до 4 – 5% Al, обладают высокой прочностью и пластичностью. Двухфазные сплавы α + γ’ имеют достаточно высокую прочность, но низкую пластичность. Прочность сплавов уменьшается при содержании алюминия более 10 – 12%. Железо измельчает зерно, повышает механические и антифрикционные свойства алюминиевых бронз. Никель улучшает механические свойства до температур 500 - 600°С. Сплавы алюминиевой бронзы, содержащие никель, хорошо деформируются в горячем состоянии.

Диаграмма Cu – Zn.

Латуни — это двойные и многокомпонентные медные сплавы, в которых основной легирующий компонент — цинк (содержание не превышает 45 %). Среди медных сплавов латуни получили наибольшее распространение в промышленности благодаря сочетанию высоких механических и технологических свойств. По сравнению с медью латуни обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью, лучшими литейными свойствами, имеют более высокую температуру рекристаллизации. Латуни — наиболее дешевые медные сплавы.

Двойные (простые) латуни относятся к системе Cu—Zn. Медь с цинком образует кроме α -твердого раствора на основе меди ряд промежуточных фаз β, γ и т. д.

Фаза β — это твердый раствор на основе электронного соединения CuZn (фаза Юм—Розери) с решеткой ОЦК. При охлаждении при температуре около 450 ° С β -фаза переходит в упорядоченное состояние (β → β’), причем β’ – фаза в отличие от β – фазы является более твердой и хрупкой.

Фаза γ — твердый раствор на основе электронного соединения Cu₅Zn₈ отличается очень высокой хрупкостью и ее присутствие в промышленных конструкционных сплавах исключается.

Механические свойства латуни определяются свойствами фаз. По мере увеличения содержания цинка в латунях их прочность возрастает. Максимум прочности достигается в двухфазной области (α + β) при содержании цинка около 45 %. При большем содержании цинка прочность резко уменьшается из-за высокой хрупкости β’- фазы. Поэтому в промышленности применяют преимущественно α - и (α + β)-латуни. Представляют интерес как основа сплавов с эффектом памяти формы β -латуни.

Все латуни, содержащие более 20 % Zn, склонны к коррозионному растрескиванию. Это растрескивание проявляется при хранении и эксплуатации изделий, в которых имеются остаточные растягивающие напряжения, во влажной атмосфере с небольшим количеством аммиака или сернистого газа. Установлена определенная связь между данным явлением и временем года, что объясняется закономерными изменениями состава атмосферы. В связи с этим это явление было названо «сезонным растрескиванием» («сезонная болезнь»). Другой формой коррозии латуни является обесцинкование, которое характерно для латуней с повышенным содержанием цинка (Л68, ЛС59-1 и др.). Высокомедистые латуни практически не подвергаются обесцинкованию. Для уменьшения обесцинкования в латуни вводят небольшое количество мышьяка (0,02–0,06 %).