Hence, below the temperature of 850°C, structure of Cu-Fe binary alloys is represented 
by ε-Cu + α-Fe, i.e. products of eutectic transformation. 

Al-Fe. Completely different character of inter-particle interaction occurs in Al-Fe 

system [12-15]. In alloys of Fe-Al system five stable phases form: Fe

3

Al (β

1

), FeAl 

(β

2

), FeAl

2

 (ξ), Fe

2

Al

5

 (η), FeAl

3

 (ΰ), each of which has a certain homogeneity area. 

Phase FeAl with an ordered BCC lattice type B

2

 (CsCl) forms directly at alloy 

crystallization per peritectic reaction. 

Alloys containing 32-40 wt. % Al, in temperature range 1022 … 700°C, 

secondary arrangement undergo. This, apparently, associated with type of distant order 
change. At 552°C and 26,8% Al degenerate peritectoid transformation realizes. 

Point with coordinates above is sometimes called Curie double point, since here 

ferromagnetic α-Fe phase and paramagnetic Fe

3

Al phase coexist. 

Crystal lattice of this Fe

3

Al ordered phase – cubic type BiFe

3

. 

Cu-Al-Fe. In general [16, 20], iron increases the strength properties of aluminum 

bronzes at a certain decreasing in their plasticity, greatly lowering grain size during 
crystallization and recrystallization. In the case of slow cooling, in alloys containing 8-
11 wt. % Al (see Table 2.1), β-phase eutectoid transformation leads to α + γ

2

 structure 

formation with big γ

2

-phase crystals, which are arranged in continuous chains form and 

lead to brittleness of details. This effect is most dangerous for large-sized products. 
Iron slows β-phase eutectoid decay and, thus, prevents brittleness development. Even 
if it occurs, its harmful effects are less marked, since iron strongly shreds γ

2

-crystals 

and α-phase grains.  

Such character of bronze BrA9Zh3L formation provides alloy mechanical 

properties achievement, which are standardized by GOST 493 [4] and are presented in 
Table 2.2. 

Typical microstructure of BrA9Zh3L foundry bronze, which was formed during 

realization of considered phase transformations regularities, is presented in Figure 
2.1,a. Figure 2.1,a analysis shows that alloying of aluminum bronze with iron affects 
the lines and points of phase equilibriums positions (according to Cu-Al-Fe ternary 
phase diagram [15]) with appropriate structure formation characterized by the presence 
of α-Cu crystals of solid solution and eutectoid component, which basis is eutectoid 
γ

2

+α of Cu-Al system. 

Table 2.2 Tin-free bronze mechanical properties and implementation 

Grade 

Method of 

casting 

UTS (σ

в

), 

MPa 

Elongation (δ

5

), 

% 

Brinell Hardness 

(НВ), MPa 

Implementation 

 

No less, than 

Fittings, antifriction 

parts 

BrA9Zh3L 

Chill 

490 

12 

980 

Sand 

392 

10 

980 

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

 

- 1811 -