АНАЛІЗ НОРМАТИВНИХ ВИМОГ ТА ДІАГРАМ ФАЗОВИХ РІВНОВАГ БРОНЗ СИСТЕМИ Сu‒Sn‒Si
DOI:
https://doi.org/10.30838/UJCEA.2312.051125.132.1200Ключові слова:
бронза, діаграми фазових рівноваг, закономірності фазових перетворень, мікроструктураАнотація
Бронзи, завдяки своїм властивостям, з кожним роком знаходять дедалі широке застосування в різних галузях промисловості. У зв'язку з ускладненням умов експлуатації технічних пристроїв та зростанням вимог до довговічності й надійності матеріалів, постає необхідність використання бронз з розширеним числом преференційних властивостей. Вирішення цієї задачі, де результатом стане поєднання бажаних рівнів показників механічних, технологічних та експлуатаційних властивостей в одному мідь-олов’яному сплаві треба шукати в напрямку розробки нових систем їх легування. Представлені дані свідчать про те, що бронзи системи Cu–Sn–Si можуть поєднувати в собі найкращі властивості, притаманні як олов'яним, так і кремнієвим бронзам. Це робить їх перспективними для застосувань, де важливі високі механічні характеристики, корозійна стійкість, хороша оброблюваність і формуваність. Однак олов’яно-кремнієві бронзи не є достатньо дослідженими і не є нормативно забезпеченими. З цієї причини, олов’яно-кремнієві бронзи не мають широкого промислового розповсюдження і, як наслідок, не користуються гідною дослідницькою увагою. Виходячи з викладеного, робота, яка присвячена встановленню закономірностей фазових перетворень і структуроутворення у бронзах системи Cu–Sn–Si з різним вмістом кремнію й олова є актуальною. Мета дослідження. Встановлення закономірностей фазових перетворень і структуроутворення у бронзах системи Cu–Sn–Si з різним вмістом кремнію й олова. Методика дослідження. У роботі проводили аналіз ливарних олов’яних бронз за ASTM B505 та EN 1982. Зразки для досліджень (Æ16´100 мм) виготовляли шляхом заливання розплаву бронзи піщану ливарну форму. Для виготовлення бронз використовували вихідні шихтові матеріали технічної чистоти. Плавку проводили в індукційній печі з графітовим тиглем під шаром деревного вугілля. Хімічний склад бронз визначали на приборі EXPERT 4L. Мікроструктурні дослідження проводили на шліфах, виготовлених стандартними методами відповідно до вимог ASTM E3-11(2017) «Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens». Структуру вивчали за допомогою оптичного мікроскопа NEOPHOT 21 зі збільшенням від 100 до 1000. Висновки. Металографічними дослідженнями структуроутворення сплавів трикомпонентної системи Cu‒Sn‒Si встановлені закономірності фазових перетворень сплавів мідного куту її конодного трикутника. Отримали подальший розвиток уявлення про ефект легування олов’яної бронзи кремнієм.
Посилання
Liang Z., Jiang K., Zhang T. Electrochemical and passive behaviour of Cu–Sn bronze in simulated archaeological soil media. Materials and Corrosion. 2020. URL: https://doi.org/10.1002/maco.202011894
Tin Bronze AMPCO METAL. AMPCO METAL. URL: https://www.ampcometal.com/products/standard-alloys/tin-bronze/ (date of access : 04.05.2025).
Грешта В. Л., Лисиця О. В., Степанова Л. П. Кольорові метали та сплави на їх основі : навч. посіб. Запоріжжя : ЗНТУ, 2014. 286 с.
Witasiak D. et al. Effect of Alloying Additives and Moulding Technology on Microstructure, Tightness, and Mechanical Properties of CuSn10 Bronze. Materials. 2023. Vol. 16, № 24. P. 7593. URL: https://doi.org/10.3390/ ma16247593
Nadolski M. The Evaluation of Mechanical Properties of High-tin Bronzes. Archives of Foundry Engineering. 2017. Vol. 17, № 1. Рp. 127–130. URL: https://doi.org/10.1515/afe-2017-0023
Bartocha D., Baron C., Suchoń J. The Influence of Solidification Rate on HightinBronze Microstructure. Archives of Foundry Engineering. 2023. URL: https://doi.org/10.24425/afe.2018.125197
Audy J. Effects of microstructure and chemical composition on strength and impact toughness of tin bronzes. MM Science Journal. 2009. Vol. 2009, № 02. Рp. 125–129. URL: https://doi.org/10.17973/mmsj.2009_06_20090303
Official Site of Copper Development Association, Inc. (USA). URL: https://www.copper.org/applications/ marine/cuni/alloys/pub-206-copper-alloys-for-marine-environments.pdf (дата звернення : 04.05.2025).
Кімстач Т. В., Узлов К. І., Солоненко Л. І., Реп'ях С. І., Хричиков В. Є., Білий О. П., Білий А. П., Іванова Л. Х. Дослідження впливу домішок в бронзі БрО3А3 на її механічні властивості. Теорія і практика металургії. 2021. № 4 (129). С. 41–47. URL: https://doi.org/10.34185/tpm.4.2021.05
Воронко Ю. С., Якименко Д. Ю., Узлов К. І., Кімстач Т. В. Аналіз перспективності розробки та використання конструкційних бронз системи Сu‒Sn‒Si. МОЛОДІ ВЧЕНІ 2025 − ВІД ТЕОРІЇ ДО ПРАКТИКИ : XV Всеукр. конф. мол. вч. ( 20 березня 2025 р., м. Дніпро, Україна). 2025. С. 21–24.
Uzlov K. I., Mazorchuk V. F., Dziubina A. V. Structural formation regularity of Cu‒Sn‒Si system low-tin «singing» bronze. Achievements of ukraine and eu countries in technological innovations and invention. 2022. Рp. 466–487. URL: https://doi.org/10.30525/978-9934-26-254-8-16
Nnakwo K. C., Nnuka E. E. Correlation of the Structure, Mechanical and Physical Properties of Cu‒3wt%Si‒xwt%Sn Silicon Bronze. Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. №. 13. Рp. 83 – 91. URL: https://www.researchgate.net/publication/332858609_Correlation_of_the_Structure_Mechanical_and_Physical_Properties_of_Cu-_3wtSi-xwtSn_Silicon_Bronze.
ASM Metals Handbook. Vol. 03 : Alloy Phase Diagrams (2016). ASM International. URL: http://www.asminternational.org/search/-/journal_content/56/10192/25871543/PUBLICATION
ASM Specialty Handbook : Copper and Copper Alloys. 2001. URL: https://books.google.com.ua/ books?hl=uk&lr=&id=sxkPJzmkhnUC&oi=fnd&pg=PA3&dq=copper+alloys+properties&ots=ALru4fmwiT&sig=LpJwaHeZglwGgWtJ4m38xyCK45E&redir_esc=y#v=onepage&q=copper%20alloys%20properties&f=false
Kotadia H. R., Patel J. B., Fan Z. et al. Processing of Al‒45Sn‒10Cu Based Immiscible Alloy by a Rheomixing Process. Solid State Phenomena. 2008. Vol. 141–143. Рp. 529. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.141-143.529.
Mircovic D., Grober J., Schmid-Fetzer R.. Liquid Demixing and Microstructure Formation in Ternary Al‒Sn‒Cu Alloys. Materials Science & Engineering. 2008. A 487. Рp. 456. DOI: 10.1016/j.msea.2007.10.043.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Узлов К. І., Солоненко Л. І., Воронко Ю. С., Білий А. П., Кімстач Т. В.

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><img alt="Creative Commons License" style="border-width:0" src="https:/ /i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png" /></a><br />Ця робота ліцензована за <a rel="license" href="http://creativecommons.org /licenses/by/4.0/">Міжнародна ліцензія Creative Commons Attribution 4.0</a>.