Популярный бронзовый сплав

Сплав БрБ2 является весьма специфичным, отличным от других медных сплавов. Специфика этого сплава обусловлена содержащимся в нем бериллия (Ве). Бериллиевые бронзы относятся к классу так называемых дисперсионно-упрочняемых сплавов, особенностью которых является зависимость растворимости легирующих компонентов от температуры, что позволяет управлять свойствами бронз, как при производстве проката, так и при изготовлении изделий.

В промышленных сплавах системы Cu-Be, как и в большинстве материалов с эффектом дисперсионного упрочнения, концентрационная область располагается возле границы максимальной растворимости в твердом растворе, и соответствует примерно 2% содержания Be.

При концентрации бериллия от 1.6 до 2.0% веса, модификация бериллия, известная как β - фаза, присутствует при температуре ниже 600˚С. Эта фаза формируется как результат ограниченной твердой растворимости бериллия. В этот фактор более всего способствует отвердению при термообработке («старении»). При нагревание сплава до температуры 780˚С бериллий растворяетсяся в α -фазе (твердый раствор α + β). Резкое охлаждение до комнатной температуры поддерживает бериллий в твердом растворе. Этот процесс, называемый отжигом и делает сплав мягким и тягучим, помогает регулировать размер кристаллов, подготавливает сплав к операции «старения». Нагревание насыщенного твердого раствора до температуры 315˚С с выдержкой на этой температуре 2-3 часа вызывает осаждение упрочняющей фазы и придает сплаву высокую твердость.

Одним из важных свойств материала, используемого для опор скольжения, является устойчивость к нагреву.
В табл.1 приведено изменение механических свойств сплава БрБ2, содержащего 2% Ве, в зависимости от температуры и продолжительности нагрева. Перед нагревом образцы были подвергнуты старению при Т=320 ˚С в течение t=2 часов.

Важнейшим из свойств подшипникового материала является износостойкость и антифрикционность.
Вследствие большой твердости, которую изделия из меднобериллиевых сплавов приобретают после старения, они обладают и высоким сопротивлением износу при хороших антифрикционных свойствах. Коэффициент трения подвергнутого отпуску меднобериллиевого сплава марки БрБ2 в паре осевой железнодорожной сталью и смазкой веретенным маслом №2, полученный при испытании на машине Амслера, равен 0,05.
Хорошее скольжение обеспечивается наличием на поверхности изделий окисной пленки.
Кроме того КТР бронзы БрБ2 близок к КТР инструментальных сталей, что также способствует надежной работе этих материалов в одном узле.

Зарубежный опыт использования бериллиевой бронзы в качестве материала для опор скольжения. Результаты испытаний.
Компания Brush Wellman Inc (США), являющаяся признанным мировым лидеров в области производства бериллиевых бронз, рекомендует к применению для производства подшипниковых опор тяжело нагруженных агрегатов и устройств, работающих в агрессивных средах, сплав Alloy 25, (С17200).

Сплав Alloy 25 в состаренном состоянии достигает максимальной прочности и твердости после обработки холодной пластической деформацией. Предельная прочность на разрыв может превышать 200 ksi (1290 МПа) при твердости 45 HRC. Сплав Alloy 25 также проявляет исключительную устойчивость к релаксации напряжений в условиях повышенных температур.