Введение 8
1. Обзор литературы 9
1.1. Оловянистые бронзы. Диаграммы состояний, фазовые превращения
и свойства в зависимости от ввода легирующих добавок 9
1.1.1 Влияние свинца на структурно-фазовые превращения и свойства оловянистых бронз 11
1.1.2 Влияние никеля на структурно-фазовые превращения и свойства оловянистых бронз 12
1.2. Технология центробежного литья 15
1.2.1. Особенности охлаждения и затвердевания отливок в поле центробежных сил 16
1.3. Термическое упрочнение бронзы 19
2. Методы исследования 21
2.1. Методика ведения плавки и заливки 21
2.2. Термическая обработка 22
2.3 Металлографические исследования 22
2.4 Фазовый рентгеновский анализ 24
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 34
Заключение 69
Список публикаций 70
В настоящее время используется большое количество марок бронз для изготовления ответственных узлов различных механизмов. Бронзы применяются для изготовления узлов терния (подшипники скольжения), уплотнительных устройств (компрессорные кольца, сегментные уплотнения), для изготовления колес червячных редукторов т.д. Данные изделия должны удовлетворять жестким требованиям по качеству и надежности, которые предъявляются со стороны промышленности. Для обеспечения высокого уровня эксплуатации ответственных узлов данные изделия должны обладать высокой твердостью, прочностью и износостойкостью.
Известно, что литая бронза не обладает высокими эксплуатационными свойствами. Для повышения прочностных характеристик существует ряд способов. Одним из таких способов является термическое упрочнение. При термическом упрочнении прочность возрастает в результате дисперсионного твердения после закалки и отпуска. Как известно при литье в металлическую форму, где присутствует высокая скорость охлаждения, фиксируется структурное состояние сплава, полученная при высокой температуре плавления. Поэтому при высоких скоростях охлаждения существуют условия для создания пересыщенного состояния твердого раствора сплава. При данном состоянии старение сплава возможно без проведения операции закалки.
В данной работе рассмотрена возможность термического упрочнения свинцовисто-оловянистой бронзы, легированной никелем, без применения операции закалки. Данный сплав получен литьем в металлический кокиль, применяя центробежный способ литья.
Как известно, способность меди образовывать твердые растворы с легирующими элементами значительна, т.е. другие металлы хорошо растворяются в меди. При высокой температуре олово и никель растворяются в меди. Во время быстрого охлаждения, в нашем случае при литье в металлическую форму, химические соединения не успевают выделиться из медной основы. Таким образом, создается условие для термического упрочнения сплава [18,19]. Как показывает таблица 2, рост твердости наблюдается с увеличением температуры. При температуре 300°С наблюдается максимальные значения твердости для исследуемых сплавов. Для сплавов БрС10О5Н5 и БрС10О10Н5 температура выдержки для получения твердости 95HB и 138HB соответственно, составила 300°С, для сплава БрС10О15Н5 температура выдержки для получения твердости 159 HB, составила 350°С. Время выдержки при заданной температуре составляло 2 часа
Затем с повышением температуры твердость падает, что указывает на рост размера дисперсных частиц. Благодаря процессу выдержки образцов при повышенной температуре удалось на снимках микроструктуры обнаружить места выделения частиц новой фазы за счет их укрупнения после нагрева.
Применяя методы сканирующей микроскопии с возможность определения элементного химического состава фаз и ренгенофазовый анализ был определен предположительный тип химического соединения, которое послужило причиной упрочнения сплава после проведения термической обработки.
Старение свинцово-оловянистой бронзы с добавками никеля, полученной литьем в металлическую форму, возможно без применения операции закалки.
Термоупрочнение свинцово-оловянистой бронзы, легированной никелем происходит за счет выделения химического соединения МзБщ
