Бронза БрО10Ф1 относится к литейным бронзам

           σ_в                                                                                     δ,%

_,                        α                         α+δ                               δ+ε

          350                                                         δ                   50

                                     σ_в

                                                                                                                   

          280                                                                                                                       40

          210                                                                                   30  

                                        

          140                                                                                   20

                     

                                               δ 

           70                                                                                    10

                

             0                                                                                    0

                 0        10       20        30        40          50

             Cu                                             Zn, %

 

Рис 1. Влияние содержания олова на механические свойства литых сплавов систеы Cu – Sn

 

Марка	Механические свойства			Твердость
	Предел прочности σв, МПа	Относительное удлинение δ, %	Ударная вязкость KCU, МДж/м2
БрО10Ф1	215…300	30	0,06	80…100
БрО10Ц2	250..350	10…35	0,1…0,15	75…90

 

При содержании олова (Sn) более 8% структура сплава состоит из α-твердого раствора и эвтектоида (α+δ). Появление эвтектоида, содержащего твердую фазу δ(Cu₃₁Sn₈), вызывает повышение твердости и прочности. Максимум значений этих свойств достигается при 20…25% Sn (Рис.1). Пластичность сплавов с увеличением содержания олова сначала возрастает, достигая максимальных значений при 5…7% Sn, а затем резко снижается.

В стандартных сплавах общего назначения верхний предел равен 8…10% Sn.

Кроме химического состава, на свойства литейных оловянных бронз существенное влияние оказывает структурный фактор: размеры и форма зерен α–раствора, расположение и дисперсность (α+δ)-эвтектоида в отливке. В бронзах, не содержащих эвтектоид, относительное удлинение составляет 6…10%, появление эвтектоида снижает пластичность до 1…3%. Кроме того, включения твердого эвтектоида (α+δ) обеспечивает высокую стойкость бронз против истирания и высокие антифрикционные свойства.

Состав (массовая доля, % компонентов) оловянно-фосфористой бронзы

Марка	Основные компоненты				Примеси, не более	Область применения
	Sn	P	Zn	Cu
БрО10Ф1	9,0…11,0	0,4…1,1	-	Ост.	0,3Zn; 0,3Pb; 0,2Fe; 0,02Al; 0,02Si; 0,3Sb ∑ 1,0	Венцы червячных шестерен, шестерни
БрО10Ц2	9,0…11,0	-	1,0…3,0		0,05P; 0,5Pb; 0,3Fe; 0,02Al; 0,02Si; 0,3Sb ∑ 1,0

 

5. Фосфор (Р) значительно улучшает литейные и антифрикционные свойства бронз.

В оловянных бронзах, легированных фосфором, образуется фосфид меди(Cu₃P), который наряду с δ-фазой, обладает высокой твердостью и обеспечивает повышение износостойкости, создавая необходимые условия для хорошей работы литых антифрикционных деталей узлов трения.

При содержании более 8% Sn в присутствии цинка несколько снижается пластичность бронз из-за увеличения в их структуре твердой и хрупкой (Cu31Sn8)-фазы из эвтектоида (α+δ), так как цинк уменьшает растворимость олова в меди.

Оловянные бронзы при литье настолько повышают механические свойства, что в них можно заметно уменьшить содержание таких дефицитных добавок, как никель, олово, сурьма и свинец.

В марке БрО10Ц2содержание легирующего элемента цинка приводит к удорожанию этой марки.

6. Для изготовления червяка редуктора выбираем конструкционную хромистую сталь- 40Х. Механические свойства стали

Марка стали	Диаметр заготовки мм	Предел прочности, σВ Н/мм	Предел текучести, σТ, Н/мм	Твердость НВ(средняя)	Термообработка
40Х	До 120	930	690	270	Улучшение