Микроструктура цветных и подшипниковых сплавов

 

Микроструктура силумина (13% Si), отлитого в песчаную форму, без модифицирования (рис. 1, а) состоит из грубоигольча-той эвтектики и крупных первичных выделений кремния. Этот же сплав после добавки комплексного модификатора, состоящего из 62,5% NaCI + 25% NaF+12,5% КС1, резко меняет свою микроструктуру   (рис. 1,б) и состоит из мелкозернистой эвтектики и дендритов твердого раствора кремния и других элементов в алю­минии.
 

 
Рис 1. Силумин, х200
а- до модифицирования грубоигольчатая эвтектика (Al-Si) и первичные выделения кремния
б- после модифицирования мелкозернистая эвтектика (Al-Si) и дендриты твердого растворов кремния и других элементов в алюминии
 
 
Микроструктура α-латуни после холодной обработки и рекристаллизационного отжига имеет характерную (рис. 2) однородную микроструктуру из зерен с двойниками и отличается низкой твер­достью и высокой пластичностью и очень хорошей штампуемостью в холодном состоянии.

 

 

Рис. 2. α –латунь, х 250
 
Микроструктура α +β-латуни (рис. 3) состоит из светлых полей α-фазы и темных полей β-фазы: эта структура отличается несколько меньшей пластичностью и большей твердостью по сравне­нию с α-латунью.
 
Рис. 3. α +β-латунь, х 250
 
Микроструктура литой оловянистой бронзы, содержащей 10% олова, после травления 8%-ным аммиачным раствором CuCl2 состоит из темных дендритов твердого раствора олова в меди (рис.4,а), богатых медью, и светлых дендритов, богатых оловом и содержащих α + δ - эвтектоид.
α + δ-эвтектоид лучше выявляется путем травления 3%-ным раствором FeCl3 в 10%-ном НС1, который хорошо выделяет свет­лый эвтектонд на темном фоне участков структуры, богатых оловом (рис.4,б).

 

 

Рис. 4. Оловянистая бронза,
а- травление 8%-ным аммиачным раствором CuCl2  , х200,
б- травление 3%-ным раствором FeCl2  , и 10% HCl, х1000.
 
Микроструктура оловянистого баббита Б83 после быстрого охла­ждения (рис 5, а) состоит из твердых мелких кубиков соедине­ния SnSb, твердого скелета из соединения Cu6Sn5 и вязкой основы из тройной эвтектики, состоящей из твердого раствора Sb и Сu в олове и частиц Cu6Sn5 и SnSb.
В случае перегрева и медленного охлаждения оловянистого баббита Б83 его структура становится грубой, что резко ухудшает его свойства (рис. 5, б); твердые частички SnSb становятся очень крупными, твердый скелет из Cu6Sn5 также укрупняется.
 
 
Рис. 5. Баббит Б83, х200.
а- нормальная мелкозернистая структура
б- крупнозернистая структура после заливки с перегревом
 
Микроструктура низкосурьмянистого оловянистого баббита Б89, содержащего 7% сурьмы, т.е. ниже предела растворимости сурьмы в олове (рис.6, а), не имеет кубических кристаллов соедине­ния SnSb. Микроструктура состоит только из твердых игольчатых кристаллов Cu6Sn5 и вязкой эвтектики.
Несмотря на очень хорошие поверхностные свойства — способ­ность удерживать смазку, прирабатываться и поглощать посторон­ние твердые частицы, не образовывать задиров вала, коррозионную стойкость и технологичность, — оловянистые баббиты обладают недостаточным пределом выносливости и выкрашиваются при работе в очень тяжелых условиях, например, в дизельных двига­телях, в которых требуется применение коренных и шатунных под­шипников из свинцовистой бронзы.
Микроструктура свинцовистой бронзы Бр. С30 состоит (рис.6,б) из светлой, мягкой медной основы, в которой располо­жены еще более мягкие темные выделения свинца. Свинцовистая бронза отличается высоким пределом выносливости и очень хоро­шей теплопроводностью, но ее поверхностные свойства и техноло­гичность ниже, чем у баббитов.
 
 
Рис. 6. Подшипниковые сплавы, х200.
а- баббит Б89,
б- свинцовистая бронза Бр. С30.
 
 
Микроструктура двухслойного металлического подшипника (рис.7, а) состоит из темного тонкого слоя баббита, залитого на ленту из стали 08кп, структура которой представляет собой светлые зерна феррита с незначительным количеством перлита.
Преимущества двухслойного металлического подшипника — экономия баббита благодаря малой толщине его слоя (0,4 мм), мелкозернистость его микроструктуры и возможность передачи нагрузки от баббита при значительной его упругой деформации (низком модуле упругости) на стальную ленту с более высоким пределом выносливости.
Микроструктура трехслойного металлического подшипника (рис.7, б), сочетающего преимущества баббита и свинцовистой
бронзы, состоит из чрезвычайно тонкого (20—30 мк) темного слоя свинца с 5% Sn, свинцовистой бронзы, микроструктура которой состоит из меди с мелкими выделениями свинца, и низкоуглероди­стой стальной ленты марки 08кп со структурой из зерен феррита с незначительным количеством перлита.
 
 
Рис. 7. Двух- и трехслойные подшипники, х250.
а- двухслойный металлический вкладыш подшипника( темный тонкий слой баббита Б89 -0,4мм, залитый на ленту из стали 08КП)
б- трехслойный металлический вкладыш подшипника.