Вплив хімічного складу на механічні властивості бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn при її затвердінні в кокілі
Loading...
Date
2025
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, ННІ ≪Інститут промислових та бізнес технологій≫, ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро
Abstract
UKR: Приведено результати експериментальних досліджень щодо впливу хімічного складу на механічні властивості бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn при її затвердінні в кокілі. Встановлено, що для виготовлення литих виробів з досліджуваної бронзи, яку заливають в кокіль, треба використовувати сплав в якому, мас. %: Al=6,0…7,5; Si=1,0…2,5; Mn= 0,21…0,45; Sn= 1,0…2,2; неминучі домішки (nn) не більше 0,45; Cu – залишок при співвідношенні компонентів, яке визначають безрозмірним критерієм KR, що обчислюють за формулою: KR = (1- 0,01•nn)•(Al-Si-Mn)/(1+Sn)2 і який дорівнює 0,32…0,85. Алюмінієва бронза з величиною KR = 0,32…0,56 в литому стані (без термічної обробки) є багатофазним сплавом з наступними рівнями механічних властивостей: В =423…550 МПа; 0,2 =279…397 МПа; 5 =3,2…5,5%; KCU =13…21 Дж/см2, що дає підставу віднести її до числа високоміцних алюмінієвих бронз з достатнім, як для ливарних сплавів, рівнем пластичності. Використання результатів роботи дозволить прогнозувати рівень механічних властивостей ливарної алюмінієвої бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn з KR =0,32…0,56 та адаптувати рівні її властивостей за рахунок від-повідної корекції хімічного складу для виготовлення литих деталей з урахуванням особливостей та умов їх роботи в верстато-, приладо-, машино-, суднобудуванні та інших галузях промисловості.
ENG: Chemical composition influence on mechanical properties of Cu-Al-Si-Sn-Mn system bronze during its solidification in die experimental studies results are presented. It has been established that for cast products from the studied bronze, which has been poured into die mold, manufacturing it is necessary to use an alloy in which, wt. %: Al=6.0...7.5; Si=1.0...2.5; Mn=0.21...0.45; Sn=1.0...2.2; inevitable impurities (nn) not more than 0.45; Cu is remainder at the components ratio, which is determined by dimensionless criterion KR, calculated by formula: KR = (1-0,01·nn)·(Al-Si-Mn)/(1+Sn)2and which is equal 0.32...0.85. Aluminum bronze with KR= 0.32...0.56 value in cast state (without heat treatment) is multi-phase alloy with following mechanical properties levels: В=423...550 MPa; 0,2=279...397MPa; 5=3,2...5,5%; KCU =13...21 J/cm2, which gives reason to classify it as high-strength aluminum bronze with sufficient, as for foundry alloys, plasticity level. This work results using will allow predicting the mechanical properties level of Cu-Al-Si-Sn-Mn system cast aluminum bronze with KR=0.32...0.56 and adapting its properties levels by chemical composition appropriate correction for cast parts manufacturing, taking into account characteristics and their operation conditions in machine tool, instrument, mechanical, shipbuilding and other industries.
ENG: Chemical composition influence on mechanical properties of Cu-Al-Si-Sn-Mn system bronze during its solidification in die experimental studies results are presented. It has been established that for cast products from the studied bronze, which has been poured into die mold, manufacturing it is necessary to use an alloy in which, wt. %: Al=6.0...7.5; Si=1.0...2.5; Mn=0.21...0.45; Sn=1.0...2.2; inevitable impurities (nn) not more than 0.45; Cu is remainder at the components ratio, which is determined by dimensionless criterion KR, calculated by formula: KR = (1-0,01·nn)·(Al-Si-Mn)/(1+Sn)2and which is equal 0.32...0.85. Aluminum bronze with KR= 0.32...0.56 value in cast state (without heat treatment) is multi-phase alloy with following mechanical properties levels: В=423...550 MPa; 0,2=279...397MPa; 5=3,2...5,5%; KCU =13...21 J/cm2, which gives reason to classify it as high-strength aluminum bronze with sufficient, as for foundry alloys, plasticity level. This work results using will allow predicting the mechanical properties level of Cu-Al-Si-Sn-Mn system cast aluminum bronze with KR=0.32...0.56 and adapting its properties levels by chemical composition appropriate correction for cast parts manufacturing, taking into account characteristics and their operation conditions in machine tool, instrument, mechanical, shipbuilding and other industries.
Description
Т. Кімстач: ORCID 0000-0002-8993-201X; К. Узлов: ORCID 0000-0003-0744-9890
Keywords
бронза, властивості, міцність, пластичність, мідь, алюміній, кремній, олово, марганець, кокіль, bronze, properties, strength, plasticity, copper, aluminum, silicon, tin, manganese, die mold, КМТОМ
Citation
Кімстач Т. В., Узлов К. І. Вплив хімічного складу на механічні властивості бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn при її затвердінні в кокілі. Системні технології. Дніпро, 2025. Т. 2, № 157. С. 135–145. DOI: https://doi.org/10.34185/1562-9945-2-157-2025-14.