Что больше подходит для художественного литья чистая медь или ее сплав с оловом

Глава III. Структура и свойства сплавов меди для художественного литья

1. Химический и фазовый составы сплавов

Основные виды сплавов меди

Для изготовления литых художественных изделий бронза — наиболее используемый материал. Основой стандартных бронз служит четвертая система Cu — Sn — Zn — Pb. Сплавы этой системы, обладающие комплексом всех необходимых свойств (эстетических, технологических), традиционно широко используются для изготовления декоративных художественных изделий. Все легирующие компоненты — олово, цинк, свинец — влияют на различные параметры и в совокупности создают необходимые технологические и физико-механические свойства, которые делают эти сплавы незаменимыми в художественном литье. Как литейный материал бронза обладает высокой жидкотекучестью, она хорошо заполняет самые сложные формы, имеет небольшую усадку, выдерживает разные виды обработки (ковку, чеканку, резание, гравировку), имеет красивый цвет, высокую коррозионную стойкость.

В табл. 14 приведен состав оловянных бронз для художественного литья [44]. Указанную художественную бронзу получают из отходов и лома цветных металлов. Обладая хорошими литейными свойствами, она обеспечивает красивый «бронзовый» вид отливок и изделий из них.


Таблица 14. Состав литейных бронз для художественного литья, % (по массе)

Высокими литейными и декоративными свойствами наряду с бронзами, указанными в табл. 14, обладают деформируемые оловянные бронзы БрОЦС4 — 4 — 2, 5 и БрОЦС4 — 4 — 4, а также литейные бронзы БрОЦС5 — 5 — 5 и БрОЦС6 — 6 — 3 (нестандартная литейная бронза). Некоторые бронзы, не содержащие олово, — алюминиевые (БрА5, БрА7), кремнистые (БрКМц3 — 1) имеют хорошие декоративные свойства, высокую коррозионную стойкость. Малый интервал кристаллизации алюминиевых бронз способствует получению из них плотных отливок.

В последнее время в связи с дефицитностью оловянных бронз широкое применение находят специальные латуни. Высокая прочность и коррозионная стойкость, традиционно высокие литейные свойства, дешевизна являются главными причинами применения их в качестве заменителей оловянных бронз. Указанным свойствам отвечает разработанный сплав ЛHK60 — 4 — 1 [45]. Температура начала кристаллизации сплава 920. 930 °С, интервал кристаллизации 25. 30 °С, линейная усадка 1,7. 1,8%. Сплав этот дешевле оловянной бронзы (БрОЦСб — 6 — 3) на 50%, алюминиевой — на 6%.

Хорошими литейными свойствами и красивым золотистым цветом обладают кремнистые латуни ЛK80 — 3 и ЛKC80 — 3 — 3 [46]. Важнейшим заменителем золота при изготовлении знаков отличия, фурнитуры и художественных изделий является латунь ЛA85 — 0,5. Латунь Л90 отличается красивым золотистым цветом, хорошо эмалируется и золотится, применяется для изготовления художественных изделий [44]. При изготовлении статуй используют латунь следующего состава, % (по массе): Cu 72. 88, Zn 25. 10, Sn до 3,0; Pb до 3,0.

Химический состав используемых в художественном литье бронз приведен в табл. 15.


Таблица 15. Химический состав бронз

*1 ( Плюс еще 0,5. 2,0 % (по массе) Ni.)

*2 ( Кроме алюминия, еще 2,0. 4,0% (по массе) Fe.)

*3 ( Кроме марганца, еще 2,75. 3,5% (по массе) Si.)

О фазовом составе и структуре наиболее распространенных оловянных бронз можно судить по диаграммам состояния систем медь — олово — цинк и медь — олово — свинец [47]. Фигуративные точки сплавов типа БрОЦС5 — 5 — 5, БрОЦс35 — 7 — 5, БрОЦС4 — 4 — 2,5 в системе Сu — Sn — Zn (рис. 70) находятся в области первичной кристаллизации α-Cu-раствора. О возможном присутствии в структуре оловянных бронз эвтектоида α-Cu+δ(Cu31Sn8) можно судить по положению фигуративной точки бронзы относительно пунктирной кривой концентрационной границы появления эвтектоида (КГПЭ). В литых сплавах из-за неравновесной кристаллизации эвтектоид α-Cu + 5(Cu31Sn8) появляется при 6. 7 % (по массе) Sn, т. е. при значительно меньших концентрациях олова, чем это следует из равновесной диаграммы состояния (13,5 % Sn).


Рис. 70. Медный угол диаграммы состояния сплавов систем Cu-Sn-Zn: 1 — ЛО90-1; 2 — БрОЦ4-3; 3 — типа БрОЦС 4-4-2,5; 4 — типа БрОЦС 5-5-5; 5 — типа БрОЦС 3, 5-7-5; типа БрОЦСН 3-7-5-1

Из медного угла диаграммы состояния Cu — Sn — Pb (рис. 71) следует, что свинец практически нерастворим в граничном α-Cu-растворе, а также в фазах β(Cu5Sn) и δ(Cu31Sn8) системы Cu — Sn в твердом состоянии. Как и в системе Cu — Zn — Sn, пунктирная кривая концентрационной границы представляет собой границу появления эвтектоида α-Cu+δ(Cu31Sn8) в структуре отливок из оловянных бронз при средних скоростях охлаждения.

Фигуративные точки сплавов типа БрОЦС5 — 5 — 5, БрОЦС4-4-17, БрОЦС3 — 12 — 5, БрОЦСб — 6 — 3 в системе Cu — Sn — Pb находятся в области кристаллизации α-Cu-раствора, поэтому в условиях, близких к равновесным, сплавы должны иметь двухфазную структуру α-Cu + Pb. В структуре литых сплавов, помимо α-Cu и свинцовой фаз, может находиться эвтектоид α-Cu + δ(CuSn8).


Рис. 71. Медный угол диаграммы состояния сплавов системы Cu-Sn-Pb: 1 — типа БрОЦС-5-5; 2 — типа БрОЦС3-12-5 и типа БрОЦСН3-7-5-1; 3 — типа БрОЦС6-6-3; 4 — БрО10

В оловянных бронзах типа ОЦС с небольшими добавками никеля может присутствовать фаза Ni3Sn2. В итоге литая бронза типа БрОЦСН3-7-5-1 должна иметь трехфазную структуру α-Cu+Ni3Sn2+Pb.

Беоловянные бронзы

Алюминевые бронзы. Основным легирующим элементом в этих бронзах является алюминий. Структура двойных алюминиевых бронз (см. рис. 1), содержащих до 9,4% (по массе) Al, в равновесных условиях состоит из однородного α-твердого раствора. Однофазные алюминиевые бронзы характеризуются высокой пластичностью. В сплавах с содержанием алюминия от 9,4 до 12 % (по массе) при понижении температуры происходит эвтектоидный распад (565°С) β-фазы с образованием крупнозернистой α-фазы, которая приводит к охрупчиванию бронзы.

Алюминиевые бронзы при всех своих достоинствах имеют существенные недостатки: 1) склонность к обратной ликвации; 2) склонность к газопоглощению и окислению; 3) трудность пайки твердыми и мягкими припоями.

Кроме алюминия, эти бронзы содержат добавки марганца, железа, никеля и свинца.

Добавки марганца улучшают коррозионную стойкость, добавки железа и никеля — прочностные свойства. Кроме того, добавки железа подавляют образование эвтектоида α-Cu+γ(Cu3Al4) снижают пластичность этих бронз, а также измельчают литую структуру.

Кремнистые и марганцевые бронзы. В кремнистых бронзах α-твердый раствор при температуре 830 °С содержит 5,2% (по массе) Si (см. рис. 5). При понижении температуры растворимость кремния в меди уменьшается и при 300 °С доходит до 3,5% (по массе).

Двойная марганцевая бронза БрМц5 (см. табл. 15) представляет собой твердый раствор марганца в меди.

По цветовому тону (582,5 нм) сплавам золота (3лСрМ583 — 80) наиболее всего соответствует бронза БрКМцЗ-1. Добавки марганца улучшают коррозионную стойкость бронзы. В условиях неравновесной кристаллизации структура этой бронзы складывается из первичных α-Cu-кристаллов, небольшого количества эвтектоида α-Cu +γ и промежуточной фазы Mn3Si.

Латуни

Латунь широко используют для получения литых ювелирных и художественных изделий. Двойные (простые) латуни называются томпаком. Содержание меди в них составляет 88 . 97% (по массе). Полутомпак — латуни, содержащие меди 79. 86% (по массе) [48]. По структуре выделяются α-латуни, (α + β)-латуни и α-латуни, причем α- и (α + β)-латуни пластичны в холодном и горячем состоянии, β-латунь пластична только при высоких температурах.

Цинк в значительном количестве растворяется в меди в твердом состоянии.

При 902 °С растворимость цинка в меди составляет 32,5% (по массе) и увеличивается [до 39% (по массе) при 450 °С] с понижением температуры. Граница между β- и (α + β) — областями при 450 °С отвечает ∼46% (по массе) Zn. С понижением температуры до комнатной положение границ двухфазной области а α+β в системе Cu-Zn изменяется мало, поэтому концентрации цинка, отвечающие этим границам [39 и 46% (по массе)], можно использовать для оценки фазового состава в многокомпонентных латунях.

Каждый из вводимых в двухкомпонентную латунь легирующих компонентов по разному влияет на ее фазовый состав. Например, однофазная α-латунь при дополнительном легировании может стать двухфазной α+β, или двухфазная латунь α + β — однофазной β-латунью и т. д. Схематично влияние разных добавок на положение границы между α-и (α+β) — областями в системе Cu-Zn показано на рис. 72. Коэффициенты замены (или эквивалентности) цинка в тройных (а также более сложных) сплавах указаны в скобках после каждого легирующего элемента. Все названные элементы, кроме никеля, сдвигают границу между α- и (α+β) — областями в сторону более низких концентраций цинка.


Рис. 72. Влияние легирующих элементов на положение границы между α = и α+β — областями в системе медь — цинк

Таким образом, чтобы структура α- или (α+β)-латуни осталась неизменной, необходимо при введении всех легирующих элементов (кроме никеля) одновременно уменьшать содержание цинка. Таким образом, фазовый состав многокомпонентной латуни можно предсказать с помощью коэффициентов замены цинка. С этой целью рассчитывают кажущееся содержание цинка в многокомпонентной латуни и сравнивают с концентрациями цинка, отвечающими границам двухфазной области α+β в системе Cu — Zn (т. е. с 39 или 46%). Кажущееся содержание цинка оценивают по формуле

где С Ф Zn и СCu — действительные концентрации цинка и меди в латуни; C1, С2 и т. д. — концентрации легирующих элементов с коэффициентами замены К1, К2 и т. д.

Двойные латуни, используемые в ювелирной промышленноСТИ как имитаторы золотых сплавов, представляют собой α-твердые растворы на основе меди. Добавка алюминия к латуням повышает их жидкотекучесть, способствует хорошему заполнению формы, получению чистой поверхности отливок с высокой плотностью. Латуни со структурами α и α + β, содержащие до 5% (по массе) Al, имеют цвет, изменяющийся от желтого до золотисто-желтого.

Фазовый состав алюминиевых латуней можно оценить с помощью медного угла диаграммы состояния Cu-Zn-Al (рис. 73) [47]. Из этой диаграммы следует, что латуни ЛА85-0,5, ЛА67-2,5 имеют однофазную структуру α-Cu-раствора. При содержании алюминия на верхнем пределе [3% (по массе)] в структуре латуни ЛА67 -2,5 возможно появление небольшого количества β-фазы.


Рис. 73. Медный угол диаграммы состояния сплавов системы Cu-Zn-Al: 1 — ЛА85-0, 5; 2 — типа ЛАМц66-4-3; 3 — ЛА67-2, 5; 4 — типа ЛАЖ60-1-1 и ЛАЖ60-1-1 л

В системе Cu-Zn-Al фигуративная точка латуни ЛАМц66-4-3 (имитирующей золотые сплавы 583 пробы) располагается в области первичной кристаллизации β-фазы. Эвтектическое (Жа-х-+α-Сu(а-у) + βъ-х) или перитектическое (Жx-p+α-Cu(y-a1)→βx-ъ) превращение при кристаллизации этого сплава не протекает, поскольку его фигуративная точка не попадает в область а-р — x-b. Из-за смещения границ двухфазной области α+β (область a — a1 — b — b) в сторону системы Al — Zn при понижении температуры в сплаве типа ЛАМц66-4-3 происходит вторичная кристаллизация по схеме и он становится духфазным α+β.

В свинцовых латунях свинец находится в нерастворимом виде в а- и β-фазах. Двухфазные латуни ЛС60-1

и ЛC59-1 хорошо деформируются в горячем состоянии.

Кремнистая латунь ЛK80-3 имеет однофазную а-Си структуру. Добавка 3% Рb к этой латуни приводит к образованию двухфазной структуры α-Cu + Pb (ЛKC80 — 3 — 3).

Небольшие добавки марганца не изменяют фазового состава латуней. Добавка железа (от 0,8 до 3,0%) образует в латунях железистую фазу γ-Fe. В латунях типа ЛАЖ60 — 1 — 1Л присутствие небольших количеств тугоплавких металлов, таких как железо и марганец (∼0,5%), сообщает сплаву мелкокристаллическую структуру, повышенную прочность и малую чувствительность к изменению температурного режима заливки.

В табл. 16 приведен химический и фазовый составы латуней с высокими декоративными свойствами, которые могут широко использоваться для изготовления сувенирно-подарочных и художественных изделий методом литья по выплавляемым моделям.

Медно-никелевые сплавы

Медно-никелевые сплавы — нейзильберы типа МНЦ15-20, МНЦК15-30-0,3, МНЦ16-29 — располагаются в области первичной кристаллизации α-Cu-Ni-раствора. Сплав МНЦ15-0 — однофазный сплав, имеющий структуру α-Cu-Ni-раствора (рис. 74). Небольшая добавка кремния (∼0,3%) не изменяет однофазной структуры сплава МНЦК15-30-0,3, полностью находящегося в области α-Cu-Ni-раствора.


Таблица 16. Химический и фазовый состав латуней с высокими декоративными свойствами

Свинцовый нейзильбер МНЦС16-29-1,8 в отличие от предыдущих сплавов имеет двухфазную структуру α-Cu-Ni+Pb. Свинец практически не растворяется в меди, никеле и α-Cu-Ni-растворе.


Рис. 74 Медный угол диаграммы состояния сплавов системы Cu — Ni — Zn: 1 — МНЦ1520; 2 — типа МНЦК15-30-0; 3 — типа МНЦС16-29-1,8

* ( Содержание железа 0,8. 1,5% (по массе).)

Введение алюминия в медно-никелевые сплавы делает их дисперсионно-тведеющими. Сплавы типа МНAl3-3 и МНА6-1,5 (табл. 17) являются термически упрочняемыми. В твердом состоянии после неравновесной кристаллизации сплавы имеют фазовый состав α-Cu + Ni3Al. Упрочнение куниалей при закалке и последующем старении обеспечивает фаза-упрочнитель Ni3Al. Нейзильберы относятся к сплавам, имеющим средний интервал кристаллизации. Добавки свинца к нейзильберу увеличивают интервал кристаллизации. Сплав МНЦ16-29-1,8, обладающий красивым серебристым цветом и высокой жидкотекучестью, имеет большую разницу между температурами ликвидуса и солидуса: TЛИК= 1120 °С, TСОЛ = 965 °С [44].


Таблица 17. Химический состав медно-никелевых сплавов

На рис. 75 приведена проекция ликвидуса диаграммы состояния системы Cu -Ni -Zn в зависимости от состава [4].


Рис. 75. Проекция поверхности ликвидуса диаграммы состояния системы Cu — Ni — Zn (точкой отмечен сплав МНЦ15-20)

Источник

Выбор литейных сплавов.

Выбор сплавов для художественного литья — довольно сложная задача. Ее решение зависит от замысла художника, определяющего форму и цвет изделия, особенности технологии литья и окончательной обработки отливки, себестоимости изделия. Поэтому можно дать лишь общие рекомендации.

Сплавы для литья ювелирных изделий и бижутерии. В ювелирной промышленности применяют сплавы, основой которых являются драгоценные металлы: золото, серебро и платина.

Золотые сплавы. В состав золотых сплавов в качестве легирующих добавок водят серебро, медь, палладий, никель, платину, кадмий.

При введении серебра по мере увеличения его содержания цвет золота из насыщенного желтого переходит в желто-зеленый. Если содержание серебра превышает 30 % цвет становиться желто-белым.

Медь повышает твердость золотого сплава. Сплав приобретает красноватые оттенки. При содержании меди, равном 14,6, сплав имеет ярко-красный цвет.

Палладий повышает температуру плавления. При 10 % -ном содержании палладия цвет сплава становится белым.

Никель улучшает литейные свойства сплава. Сплав имеет бледно-желтый цвет. При большом содержании никеля сплав приобретает магнитные свойства.

Платина резко повышает температуру плавления, окрашивает сплав в белый цвет.

Цинк охрупчивает сплав, если его содержание превышает 0,3 %.

Сплавы золота подразделяют прежде всего по содержанию (%) золота, а затем уде по цвету и другим свойствам (таблицах 20-23)

Номер пробы указывает сколько массовых частей золота содержится в 1000 массовых частях.

Таблица 20. Сплавы золота 958-й пробы.

Массовая доля, % Цвет
золота серебра меди
95,8 2,0 2,2 Ярко-желтый
95,8 2,1 2,1 Ярко-желтый

Таблица 21. Сплавы золота 750-й пробы.

Массовая доля, % Цвет
золота серебра меди платины свинца никеля цинка
75 4,0 21,0 Красный
75 8,3 16,7 Красноватый
75 12,5 12,5 Ярко-желтый
75 25,0 Зеленый
75 5,0 20 Белый
75 7,0 14 4 Белый
75 8,0 8,0 9 Белый
75 3,5 16,5 5 Белый

Несколько сложнее классифицировать золотые сплавы по цвету. Сплавы одной и той же пробы могут быть или оттенку цвета. Наиболее широка цветовая гамма сплавов 583-й и 750-й проб. Они бывают белыми, серебристо-белыми, бледно- и ярко-желтыми, розовыми, оранжевыми, красноватыми и красными. Поэтому используемые иногда обиходные названия вроде «белое золото», «бледное золото», «желтое золото», «зеленое золото» и «красное золото» нельзя рассматривать как термины.

Таблица 22. Сплавы золота 583-й пробы.

Массовая доля, % Цвет
золота серебра меди свинца никеля цинка
58,3 2,0 39,7 Ярко-красный
58,3 8,0 33,7 Красный
58,3 21,7 20,0 Бледно-красный
58,3 30,0 11,7 Зеленый
58,3 3,25 35,7 2,75 Розовый
58,3 23,7 18,0 Белый
58,3 23,5 12,2 6,0 Белый

Маркировка золотых сплавов включает обозначения компонентов и их содержание. Буквенный шифр означает: Зл — золото; Ср — серебро; М — медь; Пл — платина; Н — никель; Кд — кадмий; Ц — цинк. Цифры соответствуют массовой доле (%) компонента а сплаве. Например, сплав марки ЗлВрПд 5-20 содержит 5% серебра, 20 % палладия, остальное — золото.

Таблица 23. Сплавы золота 500-й пробы.

Массовая доля, % Цвет
золота серебра меди
50,0 10,0 40,0 Красный
50,0 28,0 22,0 Бледно-желтый
50,0 37,5 12,5 Зеленоватый

Серебряные сплавы. Сплавы из серебра, используемые в ювелирной промышленности, в отличие от золотых, содержат только один легирующий элемент — медь. В соответствии с действующим стандартом серебряные сплавы должны иметь в своем составе 91,6 %, 87,5 %, 80 % или 50 % серебра. Маркируются серебряные сплавы аналогично золотым.

Платиновые сплавы. В ювелирной промышленности применяются только два сплава на основе платины — с 5 %-ным содержанием меди и с 5 %-ным содержанием иридия. Медь понижает температуру плавления. Иридий повышает эту температуру и одновременно износостойкость. Добавки не влияют на цвет сплава, и он остается характерным для платины.

Медные сплавы. Кроме сплавов на основе драгоценных металлов для ювелирных изделий широко применяются сплавы на основе меди (бронзы, латуни, нейзильбер, мельхиор).

Высокими художественными качествами обладают бронзы, которые ранее были известны под названием «Мангеймскре золото», или «симилор» (7 % олова, 9 % цинка), бронза «орейде» (5 % олова, 15 % цинка), золотистая бронза «хризокальк» (7 % олова, 3 % цинка).

В конце ХIХ века в качестве заменителей драгоценных металлов стали широко применять декоративные латуни, сплав хризат (36,8% цинка, 0,2 % свинца), сплав Вигольди (31 % цинка, 0,8 % алюминия, 0,2 % свинца) и в настоящее время при производстве украшений используются сплавы на основе меди, имитирующие золотые и серебряные сплавы (таблица 24).

Таблица 24. Состав (массовая доля, % компонентов сплавов,имитирующих золото)

Медь Цинк Алюминий Никель Другие компоненты
90 10
60 25 15
75 25
88 10 2
91,6 0,4 6 2

Сплавы меди с цинком, алюминием, другими металлами обладают широкой цветовой гаммой. Большой популярностью пользуется кремнистая латунь ЛК80-3Л.

Поскольку большинство медных сплавов обладают невысокой коррозионной стойкостью, для защиты изделия применяют лаковые покрытия.

Добавки до 0,3 % алюминия не приводят к образованию плен, но украшают качество поверхности. Легирование медных сплавов алюминием несколько повышает их коррозионную стойкость.

Из всех бронз в ювелирной промышленности чаще всего используется бериллиевая бронза. Она отличается высокой твердостью и наиболее стойка коррозии.

Медно-никелевые сплавы с цинком, алюминием и другими металлами обладают высокими декоративными свойствами. Имитируя серебро.

Мельхиор — двухкомпонентный медный сплав, содержащий 18-20 5 никеля. Он обладает красивым серебристым цветом, хорошо сопротивляется атмосферной коррозии. Широко применяется для изготовления столовых приборов инедорогих ювелирных изделий.

Нейзильбер — трехкомпонентный медный сплав — содержит 13,5-16,5 % никеля и 18-22 5 цинка. Нейзильбер дешевле мельхиора. Он обладает достаточной коррозионной стойкостью и широко применяется в ювелирной промышленности.

В таблице 25 приведен химический состав других сплавов, имитирующих с серебро.

Таблица 25. Состав (массовая доля, % компонентов) сплавов, имитирующих серебро.

Медь Никель Цинк Алюминий Олово Свинец Железо
57 20 20 3
59 11 24,5 0,15 5 0,35
55 16 29
58 20 19 3
66 18 16

Кроме того, используется свинцовистый нейзильбер МНЦС 16-29-1,8. сплав хорошо обрабатывается резанием, имеет высокую коррозионную стойкость, красивый серебристый цвет.

Для изготовления бижутерии применяют сравнительно дешевые легкоплавкие сплавы на основе цинка, олова, свинца и алюминия.

Для сплавов на основе первых трех металлов разработана специальная технология литья в резиновые пресс-форм.

Сплавы для литья колоколов. В старину существовало четыре сорта бронз: пушечная (13 % олова), зеркальная (32 % олова), монетная (7 % олова) и колокольная (20 % олова).

Пушки, зеркала и монеты теперь из бронзы не делают. А колокола по-прежнему льют из бронзы, причем ставший классическим состав колокольной бронзы сохранился до наших дней.

Колокольный металл окутан многими легендами. Люди верили в особую силу звучания колокола — очистительную, охраняющую, заклинающую. Звон колокола обращал мысли человека к силам природы, к небу, к высшему идеалу. Отсюда одна из основных функций колокольного звона — защита от бесов и злых духов. Звучанием колокола или колокольчиков пользовались жрецы, прорицатели, знахари.

Долгое время считалось, что рецепт колокольного сплава представляет собой тайну за семью печатями. Также полагали, что для красивого звучания сплав должен обязательно включать примесь серебра. Например, когда в 1911г. в городе Лодзи плавили колокольную бронзу в вагранке, жители города, собравшиеся поглядеть, как будут выпускать металл в ковш, бросали в расплав золотые и серебряные вещи. А наблюдало за плавкой почти 900 человек.

Однако исследования, выполненные во второй половине ХХ века, развеяли красивые легенды. Примесь серебра в сплаве никак не влияет на звучание.

В музыкальном материаловедении основные требования, предъявляют к металлу, формулируются как наилучшее возбуждение, излучение всех частот, возникающих при ударе, и большая длительность звучания. Этим требованием отвечают металлы, обладающие высокой упругостью, низким затуханием звука, высокой плотностью и минимальной пористостью.

При оценке акустических качеств материалов используют константу, учитывающую плотность и внутреннее трение материала.

На звучании колокола плохо сказываются примеси, которые резко снижают акустические характеристики бронзы. Содержание примесей не должно превышать 2 %, а в особых ответственных случаях — 1 %. Примеси алюминия, висмута, мышьяка дают себе знать, даже если их содержание исчисляется в сотых долях процента.

Звучание колокольной бронзы определяется содержанием интерметаллидной фазы Cu31Sng. чем выше ее доля в сплаве, тем чище, звонче, мелодичнее звук. Однако эта фаза обладает исключительной хрупкостью. При 32 5-ном содержании олова колокол не выдержал бы и одного удара. Сплав с 22 %-ным содержанием олова находится на границе области допустимой хрупкости.

Таким образом, наилучшим колокольным сплавом является двухкомпонентная бронза, содержащая 20-22 5 олова и не более 1-2 5 примесей.

Сплавы для кабинетных украшений. Металлические кабинетные украшения весьма разнообразны. Это — статуэтки, подсвечники, шкатулки, бра, плакетки, тарелки, предметы с инструкцией.

Среди кабинетных украшений выделяются изделия из чугуна. Высокого совершенства художественного чугунного литья достигли уральские литейщики, и ив частности — каслинские мастера.

Одним из основных требований, предъявляемых к чугуну для литья кабинетных украшений, является высокая жидкотекучесть, которая обеспечивает заполнение форм, как правило, имеющих очень сложную, ажурную конфигурацию. Повышать жидкотекучесть металла за счет его перегрева нельзя, так как это может привести к образованию пригара на поверхности отливки.

Существует зависимость между жидкотекучестью и углеродистым эквивалентом жидкотекучести.

Очень много художественных кабинетных украшений делают из сплавов на основе меди. Наибольшее распространение получили изделия из бронзы. Основой принятых в нашей стране стандартных бронз являются четырехкомпонентные системы Cu-Sn-Zn-Pb, которая обеспечивает весь комплекс необходимых технологических и эстетических свойств. Эти бронзы хорошо поддаются различным видам обработки (чеканке, гравировке, резанию), имеют красивый цвет, высокую коррозионную стойкость.

Состав литейных художественных бронз приведен в таблице 26.

Таблица 26. Состав (массовая доля, % компонентов) литейных художественных бронз.

Марка Медь Легирующие добавки Примеси (не более) Назначение
Олово Цинк Свинец Сурьма Железо Алюминий Всего
БХ1 Основа 4-7 5-8 1-4 1,0 1,0 0,1 3,0 Для бюстов
БХ2 Основа 1-5 8-13 1-6 1,0 1,0 0,1 3,0 Для крупного декоративного литья
БХ3 Основа 0,5-3 25-35 1,3 0,5 1,0 0,5 3,0 Для мелкого декоративного литья

Хорошими литейными и декоративными свойствами обладают также деформируемые бронзы БрОЦС 4-4-2,5 и БрОЦС 4-4-4- и литейные бронзы ОЦС 5-5-5 и БрОЦС 6-6-3 (таблица 27)Хорошими литейными и декоративными свойствами обладают также деформируемые бронзы БрОЦС 4-4-2,5 и БрОЦС 4-4-4- и литейные бронзы ОЦС 5-5-5 и БрОЦС 6-6-3 (таблица 27)

Таблица 27. Состав (массовая доля, %) оловянистых бронз.

Марка Олово Цинк Свинец Фосфор Никель
БрОЦС 4-4-2,5 3,0-5,0 3,0-5,0 1,5-3,5
БрОЦС 6-6-3 5,0-7,0 5,0-7,0 2,0-4,0
БрОЦС 5-5-5 4,0-6,0 4,0-6,0 4,0-6,0
БрОЦС 4-4-4 3,0-5,0 3,0-5,0 3,5-4,5
БрОЦСН 3-7-5-1 2,5-4,0 6,0-9,5 3,0-6,0 0,5-2,0
БрОЦС 3-12-5 2,0-3,5 8,0-15,0 3,0-6,0
БрОФ 5-0,4 6,0-7,0 0,26-0,4
БрОФ 10-1 9,0-11,0 0,8-1,2

Художественные отливки, кроме того, изготавливают из безоловянистых бронз БрА5, брА7, БрКМс 3-1 (таблица 28).

Хорошими литейными свойствами и красивым золотистым цветом обладают кремнистые латуни ЛК 80-3 и ЛКС 80-3-3.

Таблица 28. Состав (массовая доля, % компонентов) безоловянистых бронз.

Источник