Бронзы. 
Художественное материаловедение: ювелирные изделия

Сплавы меди со всеми металлами, кроме цинка, называют бронзами. В ювелирной промышленности в основном используются оловянистые бронзы (сплавы системы Си—Sn), обладающие высокими литейными свойствами (жидкотекучесть, малая усадка), достаточно высокой прочностью, коррозионной стойкостью и имеющие красивый желтоватый цвет. Применение находят сплавы меди, содержащие до 5% олова. Кроме того, применение найми алюминиевые и кремниевые бронзы.

Рис. 8.3. Диаграмма состояния Си—Sn.

Си -% Sn.%.

Оловянистые бронзы.

Диаграмма состояния медь — олово приводится на рис. 8.3.

В сплавах системы Си—Sn образующие фазы:

• • а-фаза — твердый раствор замещения олова в меди, имеющий гранецентрированную кубическую решетку;
• • (3-фаза — твердый раствор на базе химического соединения Cu₃Sn₈;
• • у-фаза — твердый раствор на базе химического соединения Cu₃₁Sn_g, образующий при перитектической реакции между жидким сплавом и (3-фазой;
• • е — электронное соединение Cu₃Sn;
• • г) — химическое соединение Cu₆Sn₅.

Предельная растворимость олова в меди — 15,8%. При содержании олова более 15,8% в структуре сплавов образуется эвтектоид (а + (3), где ((3-фаза — электронное соединение Cu₃Sn₈ со сложной кубической решеткой. Оно обладает высокой твердостью и хрупкостью, вызывает резкое снижение вязкости и пластичности. Практическое применение имеют бронзы с содержанием олова до 10%. Двойные оловянистые бронзы применяются редко ввиду большой склонности к дендритной ликвации, низкой жидкотекучести, рассеянной усадочной пористости и в связи с этим невысокой герметичностью отливок. Деформируемые бронзы содержат до 6—8% Sn. Они имеют в равновесном состоянии однофазную структуру a-твердого раствора. В условиях неравновесной кристаллизации наряду с a-твердым раствором может образовываться небольшое количество (3-фазы.

Для улучшения литейных свойств оловянистых бронз в них вводят цинк и свинец и как раскислитель фосфор. Кроме повышения жидкотекучести, уменьшения усадочной пористости замена части олова цинком и свинцом снижает стоимость сплава.

Кроме цинка и свинца в некоторые бронзы вводят никель. Это улучшает декоративные свойства бронзы, придавая ей красивый серебристый цвет. Ювелирные бронзы — многокомпонентные сплавы.