Кремнистые бронзы. 
Художественное материаловедение: ювелирные изделия

Кремнистые бронзы, обладают высокой жидкотекучестью, имеют малую усадку, малую склонность к дендритной ликвации и отсутствие усадочной пористости. Кроме того кремнистые бронзы, обладая более высокими механическими свойствами по сравнению с оловянистыми представляют значительный интерес как заменители дорогостоящих дефицитных оловянистых бронз в художественном литье.

Диаграмма состояния Си—Si приведена на рис. 8.5.

Рис. 8.5. Диаграмма состояния Си—Si.

Бронзы, имея в своем составе 3% кремния, лежат в области а-твердого раствора. Однако в условиях длительного отжига граница а-области несколько сдвигается в область меньших концентраций кремния, поэтому в богатых кремнием сплавах возможно появление гетерогенной структуры. При легировании кремнием с содержанием его до 3,5% повышаются прочность и пластичность. Кроме того, небольшие добавки кремния повышают жидкотекучесть. С увеличением содержания кремния до 5% увеличивается интервал кристаллизации, а жидкотекучесть снижается. Небольшие добавки марганца и никеля, вводимые в некоторые сплавы (БрКМц 3,5−1 и БрКН 1−3), входят в твердый раствор, придавая ему декоративные свойства. Например, добавка 1% марганца значительно увеличивает коррозионную стойкость кремнистой бронзы, повышает прочность и плотность. Никель, который улучшает декоративные свойства бронзы, придавая ей красивый серебристый цвет, так же как и марганец, растворяясь в меди, повышает твердость, прочность и коррозионную стойкость, но ухудшает жидкотекучесть, увеличивает газонасыщенность расплава и измельчает структуру. Поэтому легирование никелем производят только для промышленных деформируемых бронз (БрКН1−3, БрКН0,5−2). Эти сплавы термически упрочняются после закалки от 850 °C и старения при 450 °C в течение 1 ч. В результате указанной термообработки временное сопротивление разрыву составляет 700 МПа при относительном удлинении 8%.

Как ранее сообщалось, бинарные сплавы системы Си—Si лежат в области a-твердого раствора (заштрихованная область) и термически не упрочняются. Для снятия внутренних напряжений проводят отжиг при 800 °C. Микроструктура бронзы в литом отожженном состоянии показана на рис. 8.6.

Рис. 8.6. Микроструктура никель-кремнистой бронзы БрКН1−3 (х75).

Дендритные зерна a-твердого раствора сложного состава При изготовлении замков сережек и клипсов, сложных обручальных колец с ажурными кастами крапаны должны быть выполнены из литейных сплавов, обладающих пружинными свойствами. Поэтому такие кольца выполняются из бериллиевой бронзы.