Прокаливаемость алюминия

Прокаливаемость является важной характеристикой алюминиевых сплавов, позволяющей оценивать возможность сквозной закалки различных по сечению и габаритам полуфабрикатов и деталей. Под прокаливаемостью принято понимать способность сплава после закалки в определенных условиях сохранять такую степень пересыщения твердого раствора, которая обеспечила бы при последующем старении достижение требуемых свойств. Прокаливаемость прежде всего зависит от критической скорости охлаждения (υ_кр) и,
следовательно, от всех факторов, влияющих на устойчивость пересыщенного твердого раствора. Определенное влияние на уровень прокаливаемости оказывают габариты и конфигурация деталей, схема их расположения в садке, состояние поверхности деталей, перемещение садка в охлаждающей среде или ее циркуляция.
Наиболее широко для количественной оценки глубины прокаливаемости алюминиевых сплавов используют методы пробной и торцовой закалки . Метод пробной закалки заключается в определении свойств по сечению изделия (темплета) и в сопоставлении полученных значений этих свойств в соответствующих точках сечения. В основу метода торцовой закалки положено моделирование условий охлаждения массивных полуфабрикатов различной конфигурации с помощью торцового образца переменного сечения, закаливаемого в специальной установке.
Глубина прокаливаемое устанавливается с учетом глубины зоны, равнопрочной (снижение не более 5%) с поверхностью охлаждаемого изделия (темплета) или торцового образца. Поскольку прокаливаемость зависит не только от толщины, но и от формы изделия, то представляется целесообразным при сравнительной оценке различных алюминиевых сплавов использовать значения критического диаметра (d_кp), т. е. максимальный диаметр прутка, прокаливаемого насквозь.
На основании результатов исследований и производственного опыта могут быть рекомендованы следующие предельно допустимые диаметры прутков (d_кp) с удовлетворительными механическими свойствами по всему сечению после закалки в воде комнатной температуры:

Марка	В96ЦЗ	В95, ВАД23	Д1, Д16, ВД17, Д19, 1191, М40, Д20, 1201, АВ, АК6, АК8, 1960	АК4-1	В93 (закалка в воде 75—85°С)
dкp, мм	100	120	150	250	200

Приведенные значения d_кp могут несколько изменяться в зависимости от концентрации легирующих элементов в пределах требования ГОСТа для каждой марки сплава.

Критическая скорость охлаждения алюминия

Скорость охлаждения при закалке должна быть выше критической, под которой понимают наименьшую скорость охлаждения, не вызывающую распад твердого раствора. Охлаждение деформированных сплавов после закалки проводят в холодной воде, а фасонных отливок в подогретой воде (50—100°С) во избежание их коробления и образования трещин.Для обеспечения высокого уровня свойств алюминиевых сплавов желательна закалка с максимально возможной скоростью в критическом интервале температур (интервале
минимальной устойчивости твердого раствора), который для большинства сплавов составляет 400—260 °С или даже 400—290 °С. Однако достижение необходимой скорости охлаждения зависит от толщины и конфигурации полуфабриката или детали. Показано, что превысить критическую скорость закалки сплава Д16Т (υ_кр = 550°С/с) при охлаждении в холодной воде удается по всему сечению только при толщине примерно до 10мм и большем диаметре изделий круглой формы, способствующей более быстрому теплоотводу . Поэтому на практике приходится считаться с реальностью замедленного охлаждения (даже со скоростью ниже допустимого уровня) центральных слоев массивных изделий при самом интенсивном охлаждении их поверхности холодной водой, а также с необходимостью специального понижения скорости охлаждения для предотвращения коробления и больших остаточных напряжений.
В тех случаях, когда невозможно обеспечить достаточную скорость охлаждения во внутренних зонах закаливаемых изделий, проблему решают, правильно выбирая марку сплава, режим старения, а также используя различные технологические приемы (максимальное удаление лишних слоев металла обработкой резанием, интенсивное перемешивание закалочной жидкости и др.) При этом следует учитывать, что поверхностные слои (от которых обычно начинаются усталостные и коррозионные разрушения при эксплуатации) самых массивных изделий охлаждаются при резкой закалке с высокими скоростями , и это обусловливает их достаточно хорошие свойства.

^[5]Зависимость скорости охлаждения в критическом интервале 400— 260 °С от размера сечения и геометрической формы закаливаемого изделия :
1. — круглой
2. — квадратной
3. — прямоугольной

Скорость охлаждения в интервале 400-260°плакированных листовых образцов толщиной 4мм из сплава В95 в различных закалочных средах

Температура, °С	Концентрация, %	Средняя скорость охладения, °С/с
Вода
20	100	700
80		120
94		14
Полиэтиленгликоль
20	20	510
	40	200
Полиэтиленоксид + оксиэтилированнный алкилфенол
20	<10	250
Жидкий азот
—196	100	12

Охлаждающие среды и влияние скорости охлаждения на структуру и свойства алюминиевых сплавов

Для алюминиевых сплавов самой распространенной и обладающей максимальной охлаждающей способностью закалочной средой является холодная вода. Ее используют для закалки длинномерных алюминиевых полуфабрикатов (листов, плит, прессованных полуфабрикатов и др.), а также для других полуфабрикатов и деталей из сплавов,
обладающих пониженной устойчивостью пересыщенного твердого раствора (например, для Д16). Температура холодной воды обычно поддерживается в интервале 10—40°С.
Для уменьшения коробления и остаточных напряжений, возникающих из-за резкого и неоднородного охлаждения в холодной воде, закалочное охлаждение замедляют, а в ряде случаев увеличивают его однородность, повышая температуру воды или используя специальные закалочные среды — водные растворы органических веществ, жидкий азот, масло и даже воздух. Эффективность уменьшения коробления и напряжений непрерывно возрастает по мере понижения скорости охлаждения, однако при этом возрастает вероятность распада пересыщенного твердого раствора и степень его отрицательного влияния на свойства. Это и служит основной причиной регламентации температуры воды и концентрации органических веществ, а также причиной ограниченного использования таких сред, как жидкий азот и масло.

Замедленное охлаждение при закалке (специально применяющееся или возникающее в силу объективных причин в центральной зоне закаливаемых массивных изделий) вызывает обычно следующие изменения структуры, выявляемые с помощью электронной микроскопии:

1. интенсивные локализованные выделения (с ускоренной коагуляцией) сравнительно крупных частиц стабильных фаз на границах зерен, субзерен и на межфазных границах (главным образом, дисперсоидов с хромом, марганцем, цирконием и твердого раствора
2. расширение зон свободных от выделений ЗСВ   (особенно у большеугловых границ, а также у малоугловых границ и около интерметаллидов, либо комплексов интерметаллид – равновесная фаза)
3. уменьшение концентрации избыточных вакансий и соответственно плотности дислокаций.

Структурные изменения, вызываемые пониженной скоростью охлаждения, обусловливают ухудшение свойств алюминиевых сплавов:

1. разупрочнение в результате снижения эффекта старения из-за меньшей пересыщенности твердого раствора
2. снижение характеристик пластичности и разрушения, связанное с усиленным распадом по границам зерен и соответственно с увеличением доли межзеренного разрушения
3. появление склонности к коррозии (межкристаллитной,   коррозионному   растрескиванию,   расслаивающей) вследствие избирательного выделения упрочняющих фаз по границам зерен и образования приграничных ЗСВ.

Температурные пределы для воды при закалке штамповок, поковок

Сплав	Режим старения	Температура воды, °С
В95, В96Ц, В96ЦЗ	T1, Т2, ТЗ	60-70
АК6, АК8	Т1	70—80
В93	Tl, Т2, ТЗ	75—85
АК4-1	Т1	100

Выбор «мягкой» охлаждающей среды (вид, температура, концентрация) с целью уменьшения коробления и закалочных напряжений, а также допустимая толщина закаливаемого изделия определяются видом сплава (критической скоростью охлаждения), режимом старения, типом полуфабриката.

Горячую и кипящую воду применяют в основном для закалки штамповок и поковок, водные растворы органических веществ — главным образом для закалки деталей сложной конфигурации на машиностроительных заводах.
Закалка в среды с пониженными скоростями охлаждения, как правило, недопустима для полуфабрикатов из сплавов типа дуралюмин (Д16 и др.). Для массивных полуфабрикатов из этих сплавов, когда приходится считаться с возможностью замедленного охлаждения даже при закалке в холодной воде, более благоприятен режим искусственного старения (Т1), улучшающий коррозионные свойства, однако этот режим вызывает существенное ухудшение характеристик разрушения и пластичности по сравнению с режимом естественного старения (Т).
Закалка алюминиевых сплавов в жидком азоте строго ограничена из-за чрезвычайно низкой интенсивности охлаждения, а следовательно, ухудшения не только коррозионных, но и других свойств, в том числе характеристик разрушения.

Длительность выдержки алюминия

Диффузия различных металлов в алюминии изучена достаточно подробно, однако диффузионные перемещения атомов легирующих элементов в многокомпонентных сплавах происходят по более сложным законам.

Время выдержки при температуре закалки, необходимое для растворения интерметаллидных фаз, зависит от структурного состояния сплава, типа печи и толщины изделия.
На кинетику процессов, происходящих при нагреве под закалку, существенное влияние, кроме фазового состава, оказывает структурное состояние — степень проработки структуры; форма, размер, внутреннее строение зерен и их расположение относительно осей деформации; размер и распределение интерметаллидов; тип и плотность дефектов кристаллической решетки. Структурное состояние в полуфабрикатах и деталях перед закалкой определяется видом и условиями предшествующих обработок.
В изделиях, подвергавшихся пластической деформации, при нагреве наряду с процессом растворения избыточных фаз протекает процесс рекристаллизации. Величина рекристаллизованного зерна в основном зависит от степени и скорости деформации, длительности нагрева до заданной температуры и выдержки при ней. В результате длительного нагрева прессованных полуфабрикатов может произойти частичное или полное снятие эффекта структурного упрочнения и рост зерна, что приведет к снижению прочности в долевом направлении. Это следует учитывать при выборе длительности выдержки нагрева под закалку.
В холоднодеформированных полуфабрикатах, характеризующихся главным образом ячеистой структурой, плотность дислокаций выше и диффузионные процессы растворения избыточных фаз при нагреве под закалку идут значительно быстрей, чем в горяче-деформированных полуфабрикатах с полигонизованной и, особенно, с рекристаллизованной структурой. Поэтому для холодно-деформированного металла требуются более короткие выдержки при закалочной температуре.
Большими скоростями диффузии легирующих элементов и наиболее короткими выдержками при нагреве под закалку отличаются сплавы, полученные из порошковой заготовки.
В процессе производства порошков при распылении достигается высокая скорость кристаллизации и охлаждения сплава, что способствует увеличению степени пересыщения твердого раствора легирующими элементами и вакансиями, повышению дисперсности частиц первичных интерметаллических соединений и измельчению микроструктуры . Все эти факторы сохраняют наследственное влияние на диффузионные процессы в полуфабрикатах.
На скорость процесса перевода атомов легирующих элементов в твердый раствор оказывает влияние предыдущая термическая обработка. Предшествующая закалка, переведя основное количество легирующих элементов в твердый раствор, обеспечивает их более равномерное и дисперсное распределение при последующем старении. В связи с этим процесс растворения при повторном нагреве под закалку протекает более быстро и выдержка в случае перезакалки может быть значительно сокращена
Предшествующий отжиг, огрубляя продукты распада и приводя сплав в более равновесное состояние, как правило, существенно замедляет процесс растворения избыточных фаз по сравнению с деформированным состоянием. Поэтому для сплавов в отожженном состоянии требуется большая выдержка при последующем нагреве под закалку.
Особое внимание следует обращать на длительность выдержки плакированных листов при закалочных температурах. С повышением температуры и увеличением длительности нагрева возрастает скорость и глубина диффузии легирующих элементов сплава в плакирующии слои . В случае сквозной диффузии в этот слой коррозионная стойкость резко снижается.
Детали из плакированных листов, особенно тонких, не рекомендуется подвергать многократным закалкам вместо отжига при гибке, выколотке и других операциях.
Длительность нагрева 15 мин при 500 °С вызывает диффузию меди в плакирующий слой на такую же глубину, как и нагрев в течение 1 ч при 350 °С, что может привести к сквозной диффузии на тонких листах. Для плакированных листов толщиной более 3 мм рекомендуется проводить в случае необходимости не более двух повторных термообработок, для толщины 0,5—3,0 мм — не более одной и при толщине менее 0,5 мм повторная термообработка не рекомендуется .
На общую продолжительность пребывания садки металла в термическом агрегате оказывает влияние скорость нагрева до заданной температуры, которая определяется типом теплоносителя и скоростью его циркуляции, видом теплопередачи, массой садки и величиной поверхности нагреваемых изделий, мощностью нагревателей и конструктивными особенностями термического агрегата.
В настоящее время для нагрева под закалку наиболее широко применяют электрические печи с принудительной циркуляцией атмосферы, рециркуляционные печи типа ПАП и селитровые ванны. Наибольшую скорость нагрева металла обеспечивает селитровая ванна. В печах с воздушной атмосферой тепло лередается преимущественно за счет конвекции, и интенсивность теплопередачи во многом определяется скоростью циркуляции воздуха . Для листовых материалов наиболее эффективен струйный нагрев, при котором нагретый воздух в виде высокоскоростных струй направляется на нагреваемое изделие. Коэффициент теплоотдачи в печах с указанным способом нагрева в 3—4 раза выше, чем в печах со сплошным потоком воздуха. Скорость нагрева в определенных пределах можно варьировать массой и плотностью садки.

 Зависимость длительности выдержки при нагреве под закалку от толщины сечения и вида полуфабриката:

I — нагрев в селитровой ванне; II — нагрев в воздушной электропечи; 1 — плакированные листы; 2 — неплакированные полуфабрикаты, кроме поковок и штамповок; 3 — поковки и штамповки

Учитывая, что длительный нагрев до заданной температуры может привести к значительной глубине диффузии в плакирующий слой, росту зерна и частичной или даже полной потере эффекта структурного упрочнения, рекомендуется продолжительность нагрева до начала отсчета выдержки ограничить 0,5—1 ч для плакированных полуфабрикатов и 1—3 ч — для неплакированных.

Листы, прутки, плиты, полосы толщиной 0,5— 150 мм при нагреве в селитровых ваннах выдерживают^[4] 10—80 мин, а при нагреве в наиболее широко применяемых для этой цели электропечах с принудительной циркуляцией воздуха 30—210 мин. Выдержка фасонных отливок при температуре закалки более длительная (2—15 ч); за это время растворяются грубые выделения интерметаллидных фаз . Скорость охлаждения при закалке должна быть выше критической, под которой понимают наименьшую скорость охлаждения, не вызывающую распад твердого раствора. Охлаждение деформированных сплавов после закалки проводят в холодной воде, а фасонных отливок в подогретой воде (50—100 °С) во избежание их коробления и образования трещин.

Температурный интервал нагрева алюминия

Основное требование при выборе температуры нагрева под закалку алюминиевых деформируемых сплавов — получение максимально возможной концентрации легирующих элементов в твердом растворе для обеспечения высокого эффекта упрочнения при последующем старении.

Увеличение степени пересыщения твердого раствора при закалке достигается повышением температуры нагрева при необходимой для наиболее полного растворения избыточных фаз выдержке и резким охлаждением.
Нагрев под закалку не всегда переводит сплав в однофазное состояние, так как во многих алюминиевых сплавах содержание легирующих элементов превышает предел растворимости. В зависимости от диаграммы состояния, фазового состава и особенностей структуры, обусловленных предыдущей обработкой, алюминиевые сплавы могут иметь различный интервал закалочных температур. Верхняя граница температурного интервала нагрева под закалку устанавливается во избежание пережога с учетом присутствия или образования в сплаве наиболее легкоплавких эвтектик, возможного перепада температуры и точности контроля (регулирования) теплового режима в объеме рабочего пространства термических агрегатов. Нижний предел интервала закалочных температур определяется требуемым комплексом свойств.
Для большинства промышленных алюминиевых сплавов нагрев под закалку можно осуществлять в достаточно широком температурном интервале, однако рекомендуемый интервал, обеспечивающий оптимальное сочетание свойств, несколько уже и, как правило, не превышает 10ºС . Наибольший интервал температур, при которых можно производить нагрев под закалку, характерен для сплавов системы Al—Zn—Mg (350—500 ºС) и А1—Zn—Mg—Сu (460—500 ºС).

Рекомендуемый температурный интервал нагрева промышленных алюминиевых сплавов под закалку

Система	Марка сплава	T, ºC
Al-Zn-Mg	В92Ц	450—470
	1911, 1915, 1925	450—460
Al—Zn—Mg—Си	B91, B95, В96Ц, В96Ц-1	465—475
	В96ЦЗ	460—470
	B93	450—465
Al—Сu—Mg	Д1	495-510
	Д19, ВД17	495—505
	ВАД1, M40	498—508
	Д16	490—498
Al—Си—Li	1230	515—525
Al—Си—Mn	Д20, 1201	530—540
	Д21	520—530
Al—Си— Mg—Fe—Ni	AK4-1	525—535
Al—Си—Mg—Si	AK8	495—505
	AK6	505—525
Al—Mg—Si	АД31, АДЗЗ, АД35	525—535
	АВ	510—530
Al—Mg—Li	1420	450—465

Свойства сплава В95 в состаренном состоянии мало зависят от изменения температуры нагрева под закалку в интервале 460— 480ºС. Для холоднокатаных листов этот интервал, может быть расширен. Однако максимальная температура ограничена из-за интенсивной диффузии легирующих элементов в плакирующий слой. Широким интервалом закалочных температур (450—500 ºС) характеризуется также сплав 1420. Для сплавов системы А1—Си—Mg (дюралюмины) требуется наиболее точное выполнение температурного режима нагрева под закалку — в пределах 6—8ºС, так как максимально допустимая температура всего лишь на несколько градусов ниже температуры солидуса. Это особенно важно для сплава Д16, у которого начальные стадии пережога иногда обнаруживаются даже при рекомендованных ранее температурах нагрева (498—500 ºС) в случае содержания меди и магния на верхнем пределе по ГОСТу. В связи с этим максимальную температуру нагрева под закалку сплава Д16 рекомендуется ограничить 498 ºС. В случае содержания основных легирующих элементов ближе к нижнему пределу по ГОСТу возможно допустить закалку с температуры не выше 503ºС.
В большинстве случаев рекомендуется проводить закалку с максимально возможной температуры в указанных интервалах. Однако при этом следует учитывать, что для многих сплавов эта температура лишь на 5—10 ºС ниже температуры солидуса, которая может значительно колебаться в зависимости от химического состава сплава даже в пределах одной марки и от технологии предшествующих обработок.
Максимальную температуру нагрева под закалку регламентируют и в тех случаях, когда требуется сохранить нерекристаллизованную структуру, уменьшить рост зерна и диффузию в плакирующий слой, предотвратить сильное окисление поверхности, уменьшить склонность к трещинообразованию при охлаждении массивных полуфабрикатов с крупнокристаллическим ободком, а также уменьшить коробление.
В процессе закалки необходима высокая точность выполнения температурного режима и равномерность нагрева садки металла. Для обеспечения оптимального сочетания свойств перепад температуры в термических агрегатах не должен превышать ±5ºС, а часто даже ±3ºС.
Упрочнение в результате закалки определяется не только режимом этого процесса, но и системой легирования, на базе которой разработан сплав. Из промышленных сплавов наибольшим приростом прочности в результате закалки по сравнению с прочностью в отожженном состоянии характеризуются сплавы системы Al—Zn—Mg—Сu. Эффект закалки этих сплавов достигает 200—230МПа. Большинство сплавов, разработанных на базе систем А1—Сu—Mg, Al—Сu—Li, Al—Сu—Mn, Al—Mg—Si, Al—Mg—Si—Сu и Al—Mg—Li, имеют эффект закалки 100—180МПа. Некоторые сплавы, относящиеся к системе Al—Zn—Mg, даже несколько теряют прочность из-за большей гомогенности в закаленном состоянии по сравнению с отожженным.

Закалка алюминиевых сплавов

Растворимость большинства компонентов в алюминии при понижении температуры уменьшается (рис.1), что позволяет упрочнять сплавы путем закалки и старения.
Алюминиевые сплавы не претерпевают полиморфных превращений, и их упрочняющая термическая обработка (закалка и старение) обусловлена уменьшением растворимости легирующих элементов в матричном твердом растворе при понижении температуры от эвтектической или перитектической до комнатной.
Закалка алюминиевых сплавов — заключается в нагреве их до температуры, при которой избыточные интерметаллидные фазы, полностью или большей частью растворяются в алюминии, выдержке при этой температуре и быстром охлаждении до
комнатной температуры для получения пересыщенного твердого раствора. Сущность закалки без полиморфных превращений заключается в насыщении твердого раствора легирующими элементами и точечными дефектами до концентраций, соответствующих выбранной температуре нагрева, а также в фиксации полученного состояния сплава в результате резкого охлаждения.
Свойства закаленных алюминиевых деформируемых сплавов и кинетика последующего старения во многом определяются степенью пересыщения твердого раствора легирующими элементами, зеренной структурой, которая окончательно может формироваться в процессе нагрева под закалку, а также плотностью и типом дефектов кристаллического строения закалочного роисхождения. С увеличением степени пересыщения твердого раствора легирующими элементами повышается прочность закаленных сплавов, что можно объяснить непосредственным взаимодействием дислокаций с растворенными атомами, а также с некоторым изменением дислокационной структуры в сплаве. Кроме того, повышение концентрации твердого раствора приводит к уменьшению критического зародыша новой фазы и к увеличению числа промежуточных превращений в процессе старения.
Например, температура закалки сплавов системы Аl— Сu (рис.1) определится линией abc, проходящей выше линии предельной растворимости для сплавов, содержащих <5,6% Сu, и ниже эвтектической линии (548°С) для сплавов, содержащих большее количество меди. При нагреве под закалку сплавов, содержащих до 5,6% Сu, избыточная фаза СuАl₂ полностью растворится и при последующем быстром охлаждении фиксируется только пересыщенный α-твердый раствор, содержащий столько меди, сколько ее находится в сплаве. При содержании более 5,6% Сu в структуре сплавов после закалки будет пересыщенный α-твердый раствор состава, отвечающего точке b, и нерастворенные  при нагреве кристаллы соединения СuАl₂.
При нагреве под закалку в алюминиевых деформируемых сплавах могут протекать рекристаллизационные процессы, приводящие, как правило, к некоторой потере прочности в результате уменьшения плотности дефектов кристаллической решетки и роста зерна.
Однако сохранение нерекристаллизованной структуры после закалки не всегда обеспечивает более высокую прочность в термо-упрочненном состоянии. В процессе нагрева под закалку в алюминиевых сплавах не только растворяются избыточные фазы, но и происходит распад пересыщенного переходными элементами (Mn, Zr, Сr) твердого раствора. Степень распада, размер, плотность и характер распределения дисперсоидов, в какой-то мере обусловленные режимом закалки, оказывают заметное влияние на протекающие при нагреве под закалку рекристаллизационные процессы, на устойчивость твердого раствора, на распределение продуктов распада и дислокаций

Цветные антифрикционные сплавы

Бронза. Наилучшими антифрикционными свойствами обладают оловянные бронзы, в особенности оловянно-фосфористые: они широко применяются для изготовления вкладышей опор, несущих значительную спокойную нагрузку при высокой скорости, но они относительно дороги и по механической прочности уступают некоторым маркам безоловянных бронз, в особенности алюминиевым и свинцовистым бронзам. Для втулок подшипников, работающих в агрессивных средах, большое распространение получили алюминиевые бронзы БрАЖ 9-4, БрАЖН 10-4-4 и БрАЖМц 10-3-1, которые в ряде случаев являются заменителями оловянных бронз. Они имеют высокую коррозионную стойкость в атмосферных условиях, морской воде, большинстве органических кислот, растворах сернокислых солей, едких щелочей и других средах, кроме концентрированных кислот. Алюминиевые бронзы, содержащие железо, отличаются высокой прочностью и износостойкостью, но могут вызвать повышенный износ шипа, если твердость его не выше твердости вкладыша. Свинцовистые бронзы в особенности ценны тем, что имеют большую ударную вязкость, вкладыши из этих бронз выдерживают значительные знакопеременные и ударные нагрузки. Бронза для подшипников скольжения Примечание. Значения [v] и [pv], указанные в таблице, не относятся к режиму жидкостного трения. Марка и стандарт Область применения Допускаемый режим работы [р] кГ/см² [v] м/с [рv] кГ·м/(см²·с) БрОФ 10-1 литейная БрОФ 6,5-0,15 (ГОСТ 5017-49) Обрабатывается давлением Подшипники турбин, электродвигателей, генераторов, центробежных насосов, ком прессоров и т. п. машин, работающих с постоянной нагрузкой 150 10 150 БрОЦС 5-5-5 БрОЦС 6-6-3 БрОЦС 4-4-17 литейные (ГОСТ 613-79) 80 50 100 3 3 4 120 100 100 БрАЖ 9-4 прутки и поковки БрAЖ9-4Л литейная Подшипники редукторов, металлорежущих станков, транспортеров, центробежных насосов, прокатных станов и пр. 150 4 120 БрАЖМц 10-3-1,5 прутки, поковки, литье 200 5 150 БрАЖС 7-1,5-1,5 литейная (ГОСТ 493-54) 250 8 200 БрСЗ0 литейная, отливка в металлическую форму Подшипники двигателей внутреннего сгорания, порш- невых компрессоров и насосов и других машин, работающих с переменной и ударной нагрузками 250 12 300 О химическом составе бронзы можно судить по марке, буквенные обозначения которой указывают на компоненты, входящие в сплав, цифры на примерное содержание компонентов в процентах. Значения букв: А — алюминий, Ж — железо, Мц — марганец, О — олово, С — свинец, Ф — фосфор, Ц — цинк. Примеры обозначения: БрАЖМц 10-3-1,5 — бронза, содержащая 10% алюминия, 3% железа, 1,5% марганца, остальное — медь; БрOЦC 4-4-17 содержит 4% олова, 4% цинка, 17% свинца, остальное — медь. Латунь. По антифрикционным качествам и прочности латунь стоит значительно ниже бронзы, она применяется для подшипников при малой скорости скольжения и в ряде случаев заменяет оловянную бронзу, например, в рольгангах, транспортерах и пр. Буквы, входящие в обозначение марки латуни, имеют то же.значение, что и в маркировке бронз, за исключением буквы Л — латунь и К — кремний; двузначное число указывает примерное содержание меди в сплаве; цифры, идущие за ним,— процентное содержание компонентов в соответствии с последовательностью расположения букв, остальное до 100% — цинк. Латунь литейная для подшипников Марка(ГОСТ 17711-72) Область применения Допускаемый режим работы [р] кГ/см² [v] м/с [рv] кГ·м/(см²·с) ЛМцОС58-2-2-2 ЛАЖМц66-6-3-2 ЛАЖМц52-5-2-1 (литье в кокиль, в землю или центробежное) Подшипники, несущие большую спокойную или ударную нагрузку при малой скорости скольжения: подшипники рольгангов, кранов, внбрационных машин конвейеров экскаваторов, дробилок и пр. 100 1 100 ЛКС 80-3-3 (литье в кокиль и в землю) 120 2 100 ЛМцЖ 52-4-1 (литье в землю) Подшипники транспортеров, кранов и других машин, работающих с перерывами при небольшой нагрузке и умеренной скорости скольжения 40 2 60 Баббит. Сложные антифрикционные белые сплавы, объединенные под этим общим названием, весьма различны по своему химическому составу и физико-механическим свойствам, но все они характеризуются мягкой основой из олова или свинца с твердыми зернами сплавов сурьмы, меди, щелочных металлов и пр. Мягкая основа обеспечивает хорошую прирабатываемосто подшипника к валу, а твердые зерна повышают износоустойчивость. По антифрикционным свойствам баббит превосходит все остальные антифрикционные сплавы, но по механической прочности он значительно уступает бронзе и чугуну, поэтому баббит применяют только для покрытия рабочей поверхности вкладыша тонким слоем, предохраняющим от заседания и повышенного износа при пуске и останова машины. Заменители баббитов. Антифрикционные сплавы ЦАМ 10-5 и ЦAM 10-1,5, содержащие цинк, алюминий и медь (ГОСТ 7117-62), применяются для подшипников с удельной нагрузкой р≤120кГ/см², скоростью скольжения v≤10м/с, pv≤120кГ·м/(см·с) Техническая характеристика и область применения баббитов Примечание. Значения [v] и [pv], указанные в таблице, не относятся к режиму жидкостного трения. Марка и приблизительное содержание основных компонентов в % Область применения Допускаемый режим работы [р] кГ/см² [v] м/с [рv] кГ·м/(см²·с) Б89 (ГОСТ 1320-55). Сурьма 7,25–8,25; медь 2,5–3,5; остальное – олово Б83 (ГОСТ 1320-55). Сурьма 10–12; медь 5,5–6,5; остальное–олово Подшипники, несущие большую нагрузку и работающие при большой скорости скольжения: паровых турбин турбогенераторов, электродвигателей мощностью свыше 750 кВт, двигателей внутреннего сгорания. При ударной нагрузке 200 60 150 При спокойной нагрузке 250 80 200 Б16 (ГОСТ 1320-55). Сурьма 15–17; медь 1,5–2; олово 15–17; остальное–свинец Подшипники электродвигателей, тракторов, центробежных насосов и компрессоров, прокатных станов и других машин, работающих без резких изменений нагрузки 150 12 100 Б6 (ГО СТ 1320-55). Сурьма 14–16; медь 2,5–3; кадмий 1,75–2,25; олово 5–6; остальное–свинец . Подшипники редукторов, насосов, вентиляторов, лебедок, шаровых мельниц, небольших прокатных станов и других машин, работающих с умеренной нагрузкой без резких ударов 50 6 50 БН(ГОСТ 1320-55). Сурьма 13–15; медь 1,5–2; кадмий 1,25–1,75; никель 0,75– 1,25; олово 9–11; остальное – свинец Подшипники паровых турбин и электродвигателей средней мощности, автотракторных двигателей, поршневых компрессоров и других машин, работающих с переменной и ударной нагрузками 200 15 150 БК (ГОСТ 1209-59). Кальций 0,85–1,15; никель 0,6–0,9; остальное–свинец БК2. Кальций 0,35–0,55; олово 1,5–2,5; натрий 0,25– 0,50; остальное – свинец Подшипники, воспринимающие ударные нагрузки: тихоходных двигателей внутреннего сгорания, прокатных станов, металлорежущих станков, буксы вагонов 150 15 60