there are some eutectoid and peritectoid transformations in this area. Phase χ 
decomposes into β - and γ

1

 -phases at 963°C. Eutectoid concentration corresponds to 

15.4 wt. % Al. γ

1

 -phase decomposes by eutectoid reaction on β- and γ

2

-phases at 

780°C. γ -phase is formed by a peritectoid reaction at 873°C. It is assumed that in γ

2

-

phase there is a phase transformation in the range of temperatures 400 ... 700°C with 
aluminum content at the eutectoid point of 11.8 ... 11.9% by weight. It is assumed in 
the concentration range 9-16 wt. % Al, another stable phase χ or α

2

 existence, which is 

formed by the eutectoid reaction at 363°C and aluminum content at eutectoid point 
≈11.2% by weight. Concentration limits of this phase homogeneity region are not 
established. 

Hence, Cu-Al diagram corner corresponds to the region of solid solution existence 

up to 9.4 wt. % Al at 565°C. That is why aluminum bronzes containing Al up to the 
specified value are single-phase [17, 18] and belong to tin-free pressure-worked 
bronzes according to GOST 18175 [19]. Transition over the given concentration limits 
causes formation in the final structure of copper - aluminum bronze eutectic structure, 
which is an effective reinforcing structural component. In this case, products 
processing by deformation become inappropriate. Such alloys belong to the group of 
foundry bronzes according to GOST 493 [4]. In particular, studied in this work bronze 
BrA9Zh3L belongs to this class. 

Chemical composition of tin-free bronze BrA9Zh3L, subordinated to the 

requirements of GOST 493 [4], is given in Table 2.1. Table 2.1 analysis indicates that 
the main components of bronze BrA9Zh3L, in addition to copper and aluminum, 
include iron in amount of 2.0 ... 4.0 wt. %. 

Table 2.1 Chemical composition of tin-free bronze BrA9Zh3L per GOST 493 

Grade 

Chemical composition, wt. % 

Main components 

Impurities, no more 

Al 

Fe 

Cu 

As 

Sb 

Sn 

Si 

Ni 

Pb 

P 

Zn 

Mn Total 

BrA9Zh3L 8,0- 10,5 2,0 - 4,0 Rest 0,05 0,05 0,2 

0,2 

1,0 

0,1 

0,1 

1,0 

0,5 

2,7 

Source: borrowed by the authors according to source [4] 

 
Cu-Fe. Concentration 2.0 ... 4.0 wt. % Fe (see Table 2.1) dealt with the fact that 

in the binary system Cu-Fe in ε-Cu solid solution at the temperature of peritectic 
equilibrium (1083°C) solves to 4.0 wt. % iron [12-15]. In Cu-Fe system two peritectic 
and one eutectic transformation at temperatures 1480, 1094 and 850°C, 
correspondently, have been established. Iron solubility in copper at 1025; 900; 800 and 
700°C is 2.5; 1.5; 0.9; 0.5 wt. % Fe, respectively. Period of copper solid solution with 
2,39 wt. % Fe is 0,3609 nm. α-Fe lattice (BCC) parameter increases from 0,28662 ± 
0,00002 to 0,28682 nm with 0,38 wt. % Cu added. 

Cu-Fe diagram [12-15] analysis shows that in this case, these two chemical 

elements do not have chemical interaction with chemical compounds formation. 

- 1810 -