§ 7

§ 7. МИКРОСТРУКТУРА ЦВЕТНЫХ И ПОДШИПНИКОВЫХ СПЛАВОВ

Микроструктура силумина (13% Si), отлитого в песчаную форму, без модифицирования (фиг. 66, а) состоит из грубоигольчатой эвтектики и крупных первичных выделений кремния. Этот же сплав после добавки комплексного модификатора, состоящего из 62,5% NaCl + 25% NaF+12,5% КС1, резко меняет свою микроструктуру (фиг. 66, б) и состоит из мелкозернистой эвтектики и дендритов твердого раствора кремния и других элементов в алюминии.

Микроструктура α-латуни после холодной обработки и рекристаллизационного отжига имеет характерную (фиг. 67) однородную микроструктуру из зерен с двойниками и отличается низкой твердостью и высокой пластичностью и очень хорошей штампуемостью в холодном состоянии.

Микроструктура α+β-латуни (фиг. 68) 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.

Микроструктура литой оловянистой бронзы, содержащей 10% олова, после травления 8%-ным аммиачным раствором СиС12 состоит из темных дендритов твердого раствора олова в меди (фиг. 69, а), богатых медью, и светлых дендритов, богатых оловом и содержащих а + 8-эвтектоид.

а + δ-эвтектоид лучше выявляется путем травления 3%-ным раствором FeCl3 в 10%-ном НС1, который хорошо выделяет светлый эвтектоид на темном фоне участков структуры, богатых оловом (фиг. 69,6).

Микроструктура оловянистого баббита Б83 после быстрого охлаждения (фиг. 70, 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 Си в олове и частиц CueSns и SnSb.

В случае перегрева и медленного охлаждения оловянистого баббита Б83 его структура становится грубой, что резко ухудшает его свойства (фиг. 70, б); твердые частички SnSb становятся очень крупными, твердый скелет из Cu6Sn5 также укрупняется.

Микроструктура низкосурьмянисгого оловянистого баббита Б89, содержащего 7% сурьмы, т. е. ниже предела растворимости сурьмы в олове (фиг. 71, 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. СЗО состоит (фиг. 71,6) 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.

Микроструктура двухслойного металлического подшипника (фиг. 72, 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 (фиг. 72, 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.

Фиг. 66. Силумин; х200: а - до модифицирования грубоигольчатая эвтектика (Al - Si) и первичные выделения кремния; б - после модифицирования мелкозернистая эвтектика (Al - Si) и дендриты твердого раствора кремния и других элементов в аллюминии

Фиг. 67. α - латунь; х250.

Фиг. 68. α+β латунь; х250.

Фиг. 69. Оловянистая бронза: :травление 8%-ньм аммиачным раствором CuCl.; х200; б - травление 3%-ным раствором FeCl3 в 10%-ном HCI; х1000.

Фиг. 70. Баббит Б83; х200; а - нормальная мелкозернистая структура: б - крупнозернистая структура после заливки с перегревом.

Фиг. 71. Подшипниковые сплавы; х200: а - баббит Б89; б - свинцовистая бронза Бр. С30.

Фиг. 72. Двух- и трехслойные подшипники; х250: а— двухслойный металлический вкладыш подшипника (темный тонкий слой баббита Б89 — 0,4 мм и тоньше, залитый на ленту из стали 08 кп); б — трехслойный металлический вкладыш

подшипника; тонкий (20—30 мк) слой свинца с 5% Sn, затем слой свинцовистой бронзы Бр. СЗО на ленте из стали 08 кп.