Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бронза – состав, свойства и характеристики сплава

БРОНЗА

Бронзой называется сплав меди с алюминием, кремнием, оловом, бериллием и другими элементами, кроме цинка. Бронзы бывают алюминиевыми, кремниевыми, оловянными, бериллиевыми и т.д. – в зависимости от легирующего элемента.

Маркировка бронзы представляет собой определенную последовательность, начинающуюся с буквосочетания «Бр», после которого указываются легирующие элементы. Легирующие элементы перечисляются, начиная с элемента, который находится в максимальном процентном содержании относительно остальных.

Все бронзы подразделяются на оловянные и безоловянные

Оловянные бронзы

Оловянные бронзы применяются в химической промышленности и в качестве антифрикционных материалов благодаря высоким антикоррозийным и антифрикционным свойствам.

Легирующие элементы оловянных бронз – фосфор, цинк, никель. Цинк, входящий в состав оловянных бронз в количестве до 10%, служит для того, чтобы стоимость бронз стала меньше. Фосфор и свинец способствуют повышению антифрикционных свойств бронзы и улучшают их обрабатываемость резанием.

Литейные оловянные бронзы применяются:

· Деформированные бронзы — БрОФ6,5-0,4; БрОЦ4-3; БрОЦС4-4-2,5 – используются в качестве пружин, антифрикционных деталей, мембран

· Литейные бронзы — БрО3Ц12С5, БрО3Ц12С5, БрО4Ц4С17 – используются в антифрикционных деталях, арматуре общего назначения

Безоловянные бронзы – это двойные или многокомпонентные бронзы без олова, в состав которых входя такие элементы как марганец, алюминий, свинец, железо, никель, кремний, бериллий.

Алюминиевые бронзы обладают высокими технологическими и механическими свойствами, коррозийной стойкостью в условиях тропического климата и в морской воде. Для глубокой штамповки на практике используют однофазные бронзы, двухфазные бронзы применяются в виде фасонного литья и подвергают горячей деформации.

Алюминиевые бронзы, обладая более низкими литейными свойствами в сравнении с оловянными бронзами, способствуют более высокой плотности отливок.

Кремнистые бронзы. Кремний, входящий в состав бронзы (до 3,5%), повышает её пластичность и прочность. В сочетании с марганцем и никелем коррозийные и механические свойства кремнистых бронз повышаются. Они широко применяются при работе в агрессивной среде, для изготовления пружинящих деталей, которые должны работать при температуре до 2500°C.

Бериллиевыне бронзы обладают высокой прочностью благодаря термической обработке. Для них характерны высокие характеристики упругости, предела текучести и временного сопротивления, устойчивы к коррозии. Применяются в электронной технике, для пружинящих контактов, мембран, деталей, которые работают на износ.

Свинцовые бронзы представляют собой сплавы, состоящие из включения свинца, который практически не растворяется в меди, и кристаллов меди. Высокие антифрикционные свойства свинцовых бронз позволяют применять их для изготовления деталей, которые работают в условиях больших скоростей и повышенного давления (вкладыши подшипников скольжения). За счёт высокой теплопроводности, свинцовые бронзы БрС30 способствуют отведению теплоты, возникающей при трении.

Бронзы, легированные оловом и никелем, отличаются повышенными коррозийными и механическими свойствами.

Безоловянные бронзы применяются:

· Алюминиевые бронзы — БрАЖ9-4, БрАЖН10-4-4, БрА9Ж3Л, БрА10Ж3Мц2 – применяются для обработки давлением, в качестве деталей химической аппаратуры, арматуры и антифрикционных деталей

· Кремниевые бронзы — БрКМц3-1- применяются в качестве проволоки для пружин, лент, арматуры

· Бериллиевая бронза — БрБ2 – используется как прутки, проволоки для пружин, ленты, полосы

· Свинцовая бронза- БрС30- применяется в антифрикционных деталях

ЛАТУНЬ

Сплав меди с цинком, процентное содержание цинка в котором составляет от 5 до 45%, называется латунью. Латунь, в состав которой входит 2-20% цинка, называется томпак или красная латунь. Если содержание цинка равно 20-36%, то такая латунь называется жёлтой. Латуни, с более чем 45% цинка в своём составе, применяются крайне редко.

· Простые (двухкомпонентные) – сплавы которые состоят из цинка и меди с незначительными примесями других элементов;

· Специальные (многокомпонентные) латуни в своём составе помимо меди и цинка включают ряд других легирующих элементов.

Двухкомпонентные латуни обозначаются заглавной буквой «Л», за которой следует двузначная цифра, определяющая среднее значение процентного содержания меди в сплаве (Л80-латунь, в состав которой входит 80% меди и 20% цинка).

Классификация простых латуней приведена в таблице:

Сплав

Марка

Состав сплава, %

Примеси, не более

БРОНЗА — СОСТАВ БРОНЗЫ, СВОЙСТВА БРОНЗ, ПЛОТНОСТЬ БРОНЗЫ.

Бронза — это название сплава состоящего из меди и различных легирующих элементов, основной добавкой считается олово, что и определило название оловянистые бронзы. Высокие литейные свойства бронзы определяются исключительно малой усадкой, которую имеет бронза. Усадки оловянистой бронзы меньше чем у латуни и сталей. Усадку можно выразить в цифрах, если усадка бронзы 1, то у латуни это уже 1,5, а у сталей 2. Наиболее сложные по конфигурации отливки обычно делают из бронзы, например, художественное бронзовое литье.

Текучесть бронзы в расплавленном состоянии небольшая, вследствие большой разницы температур между бронзами с различным содержанием олова. По этой же причине бронза не дает концентрированной усадочной раковины и для отливки бронз нет необходимости иметь большие прибыли. По этой же причине отливки из бронзы редко удается получить высокой плотности, рассеянные усадочные поры по всему объему отливки понижают ее герметичность.

Влияние олова на механические свойства меди в сплаве бронзы,такое же, как и влияние цинка, но более резкое. Уже при содержании около пяти процентов олова пластичность бронзы начинает падать. Прочность бронзы начинает падать при содержании олова около двадцати процентов, когда в структуре слишком много В — фазы и сплав становится хрупким.

В литой бронзе наличие включений твердого эвтектоида обеспечивает высокую стойкость против истирания, и поэтому бронза с содержанием олова на десять и более процентов является одним из наилучших антифрикционных материалов и широко применяется как подшипниковый сплав. Плотность бронзы с учетом добавления различных элементов тоже различная и может колебаться процентов на двадцать относительно 8 г/см3.

Благодаря высокой химической стойкости бронзы из них делают трубопроводную арматуру. Таким образом основное применение бронзы это сложные отливки, вкладыши подшипников и трубопроводная арматура. Для удешевления в большинстве промышленных бронз добавляют от пяти до десяти процентов цинка. Цинк в этих количествах растворяется в меди и не влияет существенно на структуру сплава.

Для лучшей обрабатываемости в бронзу вводят от трех до пяти процентов свинца, который присутствует в виде обособленных включений, обеспечивающих ломкость стружки при ее обработке на металлорежущих станках. Фосфор вводится в бронзу как раскислитель и устраняет хрупкие включения окиси олова. При наличии около одного процента фосфора такую бронзу принято называть фосфористой. Фосфор при его содержании более 0,2 процента образует твердые включения, повышая антифрикционные свойства бронзы.

Бронзу маркируют начальными буквами Бр , затем следуют буквы, показывающие какие легирующие элементы содержаться в ней, а потом цифры показывающие количество процентов этих элементов в бронзе. Например, БрАЖ 9-4, БрОЦС 5-5-5, БрКМц 3-1, БрОФ 7-0,2, БрБ 2.

Кроме всех перечисленных сплавов бронз существуют сплавы бронзы с добавлением алюминия, кремния, бериллием и другими элементами. Малой величиной усадки оловянистые бронзы превосходят другие бронзы, но другие бронзы превосходят оловянистую по другим параметрам. бронза с алюминием и кремнием лучше по механическим свойствам, алюминиевая превосходит по химической стойкости, бронза с добавлением кремния и цинка имеет лучшую жидко текучесть. Бериллиевая бронза отличается от остальных высокой твердостью и упругостью.

Свойства бронз содержащие от пяти до десяти процентов алюминия обладают ценными технологическими и механическими свойствами. Эти бронзы кристаллизуются в узком интервале температур, из за этого приобретают высокую жидко текучесть и дают концентрированную усадочную раковину. Кроме простых бронз существуют бронзы с большим содержанием алюминия и добавления магния, железа и никеля.

Бронзы с содержанием алюминия применяются для изготовления различных втулок, направляющих седел, фланцев, шестеренок и много других преимущественно мелких по ответственных деталей.

Сплав бронзы с содержанием кремния около четырех процентов является как бы заменителем оловянистых бронз, но бронзы с кремнием лучшие показатели по коррозионной стойкости, механическим свойствам и плотности бронзы в отливках.

Читать еще:  Какая температура плавления алюминия по цельсию

Бронзы с добавлением Бериллия около двух процентов БрБ 2 , бериллиевые бронзы, представляют особый интерес. Этот сплав дисперсионно твердеющий. При комнатной температуре растворимость бериллия в меди не превышает 0,2 процента, но закалка от 800 градусов фиксирует перенасыщенный раствор. Если закаленный сплав с содержанием бериллия подвергнуть искусственному старению при температуре 300 — 350 градусов, твердость сплава достигает 350 — 400 Hв.

Высокая прочность бронзы и упругость при высокой химической стойкости, хорошей свариваемости, обработке резанием делают бронзу с добавлением бериллия подходящим материалом для производства ответственных деталей, специальных пружин, мембран, пружин и контактов и много другого где требуются эти качества. Высокая стоимость бериллия препятствует широкому распространению этой бронзы и применяется для действительно для ответственных деталей со специальными свойствами.

Бронза с добавлением 30 процентов свинца является высоко качественным антифрикционным материалом широко применяемым в машиностроении. Структура такого сплава состоит из отдельных зерен меди и свинца. Если свинец равномерно вкраплен в медь, то антифрикционные свойства сплава высокие.

Бронза состав

Марка сплава

Содержание элементов в процентах

Бронза БРОФ

Характеристики бронзы БРОФ

Бронза марки БРОФ имеет в составе добавки в виде олова и фосфора, поэтому относится к оловянно-фосфористым литейным сплавам. Производство материала регламентируется ГОСТ 613-79. Химический состав сплава на медной основе указан в аббревиатуре, где процентное содержание элементов расположено в порядке убывания (О – олово, Ф — фосфор). Бронза БРОФ по составу состоит из:

  • меди (Pb) – порядка 86,9-90,6%;
  • олова (Sn) – около 9-11%;
  • фосфора (P) – 0,4-1,1%;
  • примесей других элементов – не более 1%.

К ничтожным примесям сплава, которые не оказывают влияния на его характеристики, относят сурьму и кремний, а также несколько металлов (железо, свинец, алюминий и цинк). Бронза данной марки отличается высокой антикоррозионной устойчивостью (коэффициент 0,016 мм/год). Но она резко падает в кислотной и щелочной среде, под воздействием рудничных вод. Использование ингибиторов (до 0,05% в составе) способно в разы повысить устойчивость сплава.

Механические и физические параметры

Материал обладает низкой теплопроводностью (коэффициент 0,12-0,13), относительно низкими показателями твердости и сопротивляемости на растяжение. Механические свойства БРОФ 10-1 определяются легирующими добавками. Из плюсов – высокая антифрикционная сопротивляемость.

К основным параметрам сплава относятся:

  • плавление при t=934°С;
  • линейная усадка – не более 1,5%;
  • кратковременная прочность (max) – 390-570 МПа;
  • удлинение при воздействии на разрыв – 6-55%.

Заготовки и прокат из бронзы БРОФ производятся методом литья, при этом обеспечивается повышенная гладкость поверхностей. Механической обработке материал поддается сложно.

Импортные аналоги БРОФ

Сплав распространен в некоторых отраслях производства поэтому имеет ряд международных аналогов и сплавов, имеющих близкие характеристики:

  • Германия – бронза CuSn10P (стандарты DIN или WNr);
  • ЕС – бронзовые сплавы CC481K или CuSn11P-C (стандарт EN);
  • Англия – бронза PB1 (стандарт BS);
  • Польша – CuSn10P (стандарт PN);
  • Чехия – 423120 (стандарт CSN).

Сферы использования

Область применения бронзы БРОФ прежде всего определяется высокими антифрикционными свойствами материала.

Из сплава выпускают:

  • элементы шнековых приводов, рассчитанные на повышенные нагрузки;
  • арматурные узлы;
  • втулки, червячные элементы;
  • подшипники скольжения;
  • гайки различных типов (нажимные и шпиндельные), другие детали.

Материал также выпускается в виде заготовок для дальнейшего производства деталей и элементов машиностроительной промышленности различного назначения:

  • лента бронзовая БРОФ;
  • трубные заготовки;
  • пруток БРОФ круглого сечения;
  • круги.

Бронза – состав, свойства и характеристики сплава

Своей высокой популярностью бронза обязана не только своим декоративным характеристикам, но и целому ряду других свойств. Между тем немногие из тех, кто использует данный металл, могут назвать состав бронзы, а ведь именно он определяет характеристики этого медного сплава.

Основные легирующие добавки

Бронза – это цветной сплав на основе меди, определяющей большую часть его характеристик. Производить и использовать бронзу для изделий различного назначения человек начал еще с древних времен, о чем свидетельствуют результаты археологических раскопок. Изначально использовалась бронза, состав которой был обогащен оловом. К сплавам данного типа относится, в частности, так называемая колокольная бронза (из нее на протяжении многих веков отливали колокола).

Кроме бронз, содержащих в своем составе олово, сегодня активно используются и сплавы меди, в которых данного химического элемента нет. Вместо олова в качестве основной легирующей добавки в таких медных сплавах применяются:

  1. бериллий, который придает бронзе повышенную прочность;
  2. кремний и цинк – элементы, благодаря которым поверхность бронзового изделия становится очень устойчивой к истиранию и улучшается текучесть бронзы, что особенно важно для выполнения литейных операций;
  3. свинец, придающий бронзе устойчивость к коррозии;
  4. алюминий, наделяющий бронзу достойными антифрикционными свойствами и высокой устойчивостью к коррозии.

На вопрос же о том, какой металл обязательно присутствует в любой бронзе, можно ответить однозначно: это медь.

Кроме разделения по химическому составу, существует классификация бронзовых сплавов по технологии обработки:

  • деформируемые (используемые для производства изделий, которые обрабатывают методом пластической деформации);
  • литейные (изделия из них производят методом литья).

Современная промышленность выпускает множество марок бронзы, отличающихся своим химическим составом и, соответственно, характеристиками и областью применения. Многие опытные мастера даже по цвету бронзы могут определить, к какому типу она относится. Однако далеко не все это умеют. Самым верным и наиболее простым способом получения информации о том, что содержится в составе бронзы определенной марки и к какому типу она относится, является расшифровка маркировки, которая включает в себя как буквенные, так и цифровые обозначения.

Все марки бронзовых сплавов, выпускаемые современными предприятиями в строгом соответствии с требованиями нормативных документов (ГОСТов), перечислены в специальных таблицах, из которых можно получить информацию не только о химическом составе сплава определенной марки, но и о сферах его применения и характеристиках. Впрочем, даже не пользуясь такими таблицами, можно определить тип сплава и его химический состав, если знать, по какому принципу формируется его обозначение.

Механические свойства и применяемость оловянных бронз (к — литье в кокиль, п — литье в песчаную форму)

Понять, что перед вами бронза, сплав меди, можно по первым буквам «Бр», присутствующим в маркировке. После них ставятся буквы, по которым можно узнать, какие еще металлы, кроме меди, содержатся в химическом составе данного сплава. Нормативным документом установлены следующие правила обозначения химических элементов, присутствующих в составе бронзы:

Обозначение добавок в составе бронзы

Что характерно, в маркировке бронзы любой марки не указывается количество меди, содержащейся в ее химическом составе. При этом цифры, присутствующие в обозначении, указывают на количественное содержание (в целых долях процента) остальных элементов. Соответственно, количество меди, содержащееся в бронзе определенной марки, высчитывается как разность между 100% всего состава и количеством добавок. Например, в бронзе марки Бр АЖ 9-4, содержится 9% железа и 4% алюминия, остальные 87% составляет медь.

Количество чистой меди, содержащейся в составе бронзы, оказывает влияние не только на технологические и эксплуатационные характеристики изделия, но и на цвет его поверхности. Так, изделия из наиболее распространенных марок бронзовых сплавов, в составе которых около 85% меди, отличаются золотистым цветом. Если количество меди уменьшить до 50%, то на выходе может получиться белая бронза, очень похожая по своему цвету на серебро. При желании может быть получена серая и даже черная бронза – такого результата можно добиться, если уменьшить количество меди в составе сплава до 35% и ниже.

Многие старые бронзовые изделия, поверхность которых имеет практически черный цвет, приобрели его не из-за использования для их производства сплава определенного состава, а в результате воздействия времени и различных внешних факторов (пожары, длительное нахождение в сырой земле и др.). В древности просто не могло существовать технологий производства бронзы, состав которой дополняют редкоземельные металлы, придающие ей насыщенный черный цвет.

Читать еще:  Как согнуть алюминиевую трубу в домашних условиях

Марки и сферы их применения

Естественно, что различные химические элементы в состав любой бронзы вводят не бесцельно, а для того, чтобы улучшить ее свойства. Так, содержание в бронзе такого металла, как олово, оказывает влияние на ее пластичность. Чем больше в составе бронзы содержится данного металла, тем более твердым и, соответственно, более хрупким становится сплав. Однако самое значительное влияние на твердость и прочность бронзы оказывает такой химический элемент, как бериллий. Некоторые марки бронзовых сплавов, содержащие в своем химическом составе бериллий, превосходят по своим прочностным характеристикам высококачественные стали. Если подвергнуть бериллиевую бронзу процедуре закалки, то она наряду с высокой прочностью приобретает упругость, что позволяет изготавливать из такого материала пружины, рессоры и мембраны различного назначения.

Из бронзовых сплавов, химический состав которых обогащен алюминием, производят изделия, которые должны сочетать достаточно высокую прочность с исключительной коррозионной устойчивостью. Благодаря характеристикам бронзовых сплавов данного типа изделия из них успешно эксплуатируются в самых неблагоприятных условиях (повышенная влажность, воздействие морской воды и др.). В тех случаях, когда из бронзы необходимо изготовить изделие, которое в процессе эксплуатации будет подвергаться значительным ударным и фрикционным нагрузкам, лучше применять сплавы, содержащие в своем химическом составе свинец. Из такой бронзы, в частности, производятся подшипники, используемые в механизмах различного назначения.

Бронзы, в составе которых, кроме меди, содержится кремний и цинк, отличаются повышенной текучестью в расплавленном состоянии, поэтому их используют преимущественно для производства сложных деталей методом литья. Отличительным свойством бронз данного типа является и то, что при механическом воздействии на изделия, которые из них изготовлены, не образуются искры. Такое качество очень важно во многих случаях.

Относительно новым видом бронз, которые были разработаны в связи с развитием нефтедобывающей промышленности, являются медные сплавы, состав которых обогащен алюминием и никелем. Такие бронзы, отличающиеся исключительной коррозионной устойчивостью, часто называют морскими, потому что изделия из них способны сохранять все свои первоначальные характеристики даже после длительной эксплуатации в соленой морской воде. Получить такие сплавы, которые активно используются для производства элементов нефтяных платформ, устанавливаемых на морских и океанских шельфах, удалось благодаря развитию металлургической промышленности.

Техническая документация, статьи.

Бронза – состав, свойства и производство сплава.

Химической основой всех существующих бронзовых сплавов является медь, в расплав которой могут добавляться другие элементы, как относящиеся к группе металлов, так и таковыми не являющиеся. Большинству людей еще из школьного курса истории древнего мира известно, что для получения бронзы в медь добавляли олово. Но с развитием технологии для производства бронз стали использовать не только его, а еще и такие металлы, как алюминий, бериллий, железо, свинец. Из неметаллических добавок можно назвать кремний.
Почему же бронзовые сплавы были так популярны уже с древнейших времен (весьма длительный период человеческой истории так и называют Бронзовым Веком), и сохраняют свою популярность до настоящего времени? Причин тому – несколько.
Прежде всего, необходимо вспомнить, что бронза применялась для изготовления инструментов и оружия. Эти предметы по определению должны были быть прочнее и тверже, чем использовавшаяся человечеством ранее медь. И бронзовые сплавы этим требованиям полностью отвечают – например, содержащая бериллий бронза гораздо прочнее многих видов стали даже очень высокого качества.
Во-вторых, люди были заинтересованы в том, чтобы используемые ими чистые металлы и их сплавы было бы легко обрабатывать. Бронзовые сплавы полностью отвечают и этим требованиям – плавить бронзу значительно легче, чем чистую медь. А кроме того, расплав бронзы обладает высокой текучестью, что позволяло изготовлять различные виды бронзового литья – доспехи, посуду, украшения.
В-третьих, бронза практически не подвержена ржавлению, что было очень важно, например, в условиях влажного средиземноморского климата.
В-четвертых, как самим ремесленникам, так и покупателям их изделий было важно, чтобы эти товары можно было бы использовать как можно дольше. Предметы из бронзы полностью отвечают и этим требованиям – даже если они в процессе эксплуатации подвергались усиленному трению (например, втулки), то все равно сохраняли работоспособность на протяжении жизни нескольких поколений.
Разумеется, нельзя отрицать и наличие у бронзы отдельных недостатков. Какие же из них являются наиболее существенными?
Первый из них – это то, что бронзовые сплавы в холодном виде довольно трудно ковать, прокатывать, штамповать, и обрабатывать с использованием других пластических методов изменения их формы.
Во-вторых, физические свойства бронзы таковы, что обработка сплавов из нее способом резания так же вызывает значительные затруднения.
В-третьих, сделанные из бронзовых сплавов режущие инструменты и другие изделия отличаются плохими способностями к их последующей заточке.
Если вдруг возникает необходимость в изготовлении бронзового сплава на дому, то наиболее целесообразно будет использовать классическую технологию его получения.
Для этого понадобятся особая емкость для плавки, медь, и какие-либо легирующие добавки – к примеру, то же самое олово и, конечно, достаточно мощное устройство для нагрева указанной емкости – газовую горелку, горн, индукционную или муфельную печь.
При этом еще перед началом работы необходимо знать, что когда в расплав меди будет добавлено олово, технологический процесс вызывает образование в сплаве окислов, наличие которых изменяет качество готового бронзового сплава в худшую сторону. Во избежание этого необходимо как присадку-раскислитель использовать так называемую «фосфористую медь», причем – не всякую, а лишь с процентным содержанием в ней фосфора не свыше 10. Применение такой присадки вызовет образование ангидрида фосфора в газообразном состоянии, что с высокой степенью эффективности удалит из сплава все неметаллические включения.
Однако такая относительно дешевая присадка-раскислитель может применяться лишь в том случае, когда электропроводность получаемого бронзового сплава не имеет особого значения. Если же этот показатель важен, то следует использовать раскислители, цена которых будет дороже – такие, как содержащие в своей основе калий, кальций или литий.
Кроме того, поскольку емкость для плавки – открытая, расплав будет активно поглощать из атмосферы кислород и тем самым интенсивно окисляться. Во избежание этого всю поверхность получаемого сплава в процессе плавки покрывают измельченным древесным углем.
Последовательность действий по получению бронзового сплава по классическому методу такова:
— Медный компонент будущего сплава при его плавке должен быть полным покрыт древесным углем или флюсом, а температура нагрева печи должна быть не менее 1100°.
— Во избежание окисления расплава в него как раскислитель добавляется фосфористая медь, при этом масса раскислителя должна составлять не более 10 % от массы прочих компонентов.
— Олово и/или другие добавки в сплав добавляются только после того, как медь расплавится полностью. При добавлении только олова полученный бронзовый сплав называется однокомпонентным, а если вместе с оловом добавляются и другие химические элементы – то многокомпонентным.
— Поскольку полученный сплав должен быть однороден по своей структуре, его необходимо прогреть, доведя температуру до 1200°.
— В составе сплава могут находиться такие приносящие вред его качеству примеси, как алюминий, висмут, железо, кремний, марганец, сурьма, соединения водорода и кислорода. Для их удаления сплав подвергают рафинированию, окисляя основной компонент.
— Затем полученную бронзу модифицируют для улучшения ее механических свойств.
— Расплавленная бронза нагревается до температуры 1300° и разливается для получения изделий необходимых потребителю форм. Если бронзовый сплав предназначен именно для литья, то рекомендуется в медь добавлять именно олово, поскольку сплавы, содержащие алюминий, плохо переносят нагрев свыше 1200°. Оловосодержащие же бронзы более удобны в самом литейном процессе, и более устойчивы к перегреванию.

Ознакомиться с полным ассортиментом бронзового проката вы можете на страницах нашего сайта.

Читать еще:  Технология температурно-вакуумной формовки листового пластика

Популярный металлопрокат

109428, г.Москва, 1-й Вязовский проезд, д.5, строение 1

Применение и свойства бронзы БрАЖ9-4 и БрА9Ж3Л

Бронза марки БрАЖ9-4 и бронза БрА9ЖЗЛ изготавливается из медного сплава, содержащего присадки алюминия и до 2-4% примесей железа. Химический состав регулируется двумя ГОСТами:

  • ГОСТ 18175-78 на безоловянные бронзы, обрабатываемые давлением
  • ГОСТ 493-79 на бронзы безоловянные литейные

Сравнение химического состава бронзы БрАЖ9-4 (ГОСТ 18175-78) и БрА9Ж3Л (ГОСТ 493-79)

химсостав БрАЖ9-4

FeSiMnPAlCuPbZnSnПримесей
2 — 4до 0.1до 0.5до 0.018 — 1084.3 — 90до 0.01до 1до 0.1всего 1.7

химсостав БрАЖ9-3Л

FeSiMnNiPAlCuAsPbZnSbSnПримесей
2 — 4до; 0.2до 0.5до 1до 0.18 — 10.582.8 — 90до 0.05до 0.1до 1до 0.05до 0.2всего 2.7

Химический состав БрАЖ по ГОСТ613-79 и ГОСТ1875-78 в сертификатах на бронзовые прутки

Как видим из приведённых таблиц процент железа (Fe) в сплаве может быть от 2 до 4. Соответственно составители ГОСТа на литейные бронзы взяли среднее значение процентного содержания железа, а составители ГОСТа на бронзу, обрабатываемую давлением — верхнее значение. Сравните, также с химсоставом очень похожей и взаимозаменяемой с рассматриваемыми бронзы марки БрАЖМЦ (химсостав и св-ва БрАЖМц 10-3-1,5) для удобства приведённом на отдельной страницце.

Отличие БрАЖ9-4 и БрАЖ9-3 (или БрА9Ж3Л, БрА9ЖЗЛ) в долях процента на примесные элементы, а фактически — только в способе производства (прокат или литьё). Определить как маркировался сплав из которого изготовлена деталь по химическому составу практически невозможно. Круглые прутки больших диаметров всегда производятся из слитков, а марка бронзы указывается БрАЖ9-4.

Цифры 9, 4 и 3 в маркировке бронз указывают процент А — алюминия и Ж — железа, соответственно.Остальная часть сплава приходится на долю меди, но по действующим стандартам ГОСТ 493-79 и ГОСТ 18175 в нем допускается незначительное содержание других примесей.

Свойства БрАЖ 9-4 и БрА9ЖЗЛ

Физические свойства БрА9Ж3Л

ТемператураE 10 — 5 — Модуль упругости первого родаa 10 6 — Коэффициент температурного расширенияl — Коэффициент теплопроводностиr — ПлотностьC — Удельная теплоемкостьR 10 9 — Удельное электрическое сопротивление
ГрадМПа1/ГрадВт/(м·град)кг/м 3Дж/(кг·град)Ом·м
201.21658.67600110

Физические свойства БрАЖ9-4

201.16587500120
10016.2423

Из сравнения физических свойств мы видим, что эти марки бронзы — фактически абсолютно взаимозаменяемы.

Механические свойства БрАЖ при Т=20 o С

Мех св-ва БрАЖ9-4

Сортаментs в — Предел кратковременной прочностиd 5 — Относительное удлинение при разрыве
МПа%
Пруток прессованый , ГОСТ 1628-7854015
Сплав мягкий400-50035-45
Сплав твердый500-7004-6

Мех. св-ва БрА9Ж3Л

Сортаментs в — Предел кратковременной прочностиd 5 — Относительное удлинение при разрыве
МПа%
литье в кокиль, ГОСТ 493-7949012
литье в песчаную форму, ГОСТ 493-7939210

Твердость БрАЖ9-4

Твердость БрАЖ9-4 Пруток прессованный ГОСТ 1628-78HB 10 -1 = 110 — 180 МПа
Твердость БрАЖ9-4 Сплав мягкийHB 10 -1 100 — 120 МПа
БрАЖ9-4 Сплав твердыйHB 10 -1 = 160 — 200 МПа

Твердость БрА9Ж3Л

Твердость БрА9Ж3Л литье в кокиль ГОСТ 493HB 10 -1 = 100 МПа
БрА9Ж3Л литье в песчаную форму ГОСТ 493HB 10 -1 = 100 МПа

Коэффициент трения БрАЖ9-4

Коэффициент трения со смазкой :0.004
Коэффициент трения без смазки :0.18

Коэффициент трения БрА9Ж3Л

Коэффициент трения со смазкой :0.004
Коэффициент трения без смазки :0.18

Использование БрАЖ 9-4 и БрА9Ж3Л

Заготовки и полуфабрикаты из алюминиевых бронз используются в автомобильной, тракторной, авиационной, приборостроительной, станкостроительной, оборонной, нефтяной и химической промышленности, так как алюминиевые сплавы обладают высокими механическими и антифрикционными свойствами.

Бронзовые прутки БрАЖ9-4 изготовляются методом прессования и имеют диаметр 16-160 мм согласно ГОСТ 1628-78. Прутки БрАЖ9-4 применяется для изготовления деталей, подвергающихся трению и истиранию: клапаны, винты, кольца, поршневые колеса, клапаны насосов высокого давления. Востребована такая бронза и при изготовлении массивных деталей: ободьев, винтов, арматуры.

Области применения бронзы БРАЖ9-4

Благодаря своей доступности и отличным антифрикционным качествам, алюминиево-железистая бронза БРАЖ9-4 преимущественно применяется при изготовлении деталей, подвергающихся интенсивному трению и истиранию во время эксплуатации. В частности, из нее производят:

  • крышки подшипников
  • клапаны насосов высокого давления
  • винты для торпедных катеров
  • червячные колеса
  • поршневые колеса
  • контактные кольца
  • направляющие и резьбовые втулки
  • сухари муфт
  • арматура

Бронзовые червячные колеса превосходно работают при средних скоростях скольжения – до 8 м/с. Их зубья обладают необходимой стойкостью к истиранию и заеданию, позволяя увеличивать срок службы червячных передач. Небольшие по габаритам червячные колеса изготавливают целиком из бронзы, а большие по диаметру делают сборными – бронзовый венец, насаженный на чугунную или стальную ступицу.
Не менее востребована алюминиево-железистая бронза БрАЖ9-4 при производстве массивных деталей – ободьев, втулок и гаек нажимных винтов. Их отливают в песчано-глинистые формы, что позволяет получать заготовки массой свыше 2 тонн и диаметром более 2 метров. Поскольку бронза БрАЖ9-4 отличается повышенной хрупкостью, отливки, которые в дальнейшем будут испытывать ударные нагрузки, подвергают полному отжигу. В результате этого снимается внутреннее напряжение сплава и увеличивается прочность готовых литых деталей.

Прутки из коррозионностойкой бронзы БрАЖ9-4 обладают высокими механическими и антифрикционными свойствами. Добавление алюминия в бронзу БрАЖ9-4 позволяет получать высокопрочный и жаропрочный сплав с кавитационной и коррозионной устойчивостью. Прутки из бронзы БрАЖ9-4 изготавливаются прессованием. Буква А в названии БрАЖ9-4 означает, что в состав входит алюминий, а Ж – железо, цифр 9 и 4 показывают процент содержания этих легирующих компонентов соответственно.

Добавление алюминия дает возможность не использовать оловянные легирующие добавки, являющиеся дефицитными. При этом алюминиевые бронзы значительно легче по весу, дешевле, а эксплуатационные характеристики этого сплава заметно выше. За счет добавления в сплав алюминиевой бронзы железа, она становится менее пластичной, но более прочной.

Единственные недостаток алюминиевой бронзы – трудность пайки мягкими и твердыми припоями. При воздействии перегретым паром на БрАЖ9-4 устойчивость сплава также снижается. Для устранения этой особенности бронзы с алюминием в нее вводят другие добавки, а именно: свинец, никель, марганец и железо.

Бронза БраЖ9-4, обладающая повышенными антикоррозионными свойствами, идет на производство арматуры и различных изделий, которые СаНПиН разрешает использовать в пищевом производстве. В ее составе не содержится вредных примесей, плюс ко всему она великолепно противостоит различным агрессивным средам при нормальных и повышенных температурах.
Кроме этого, бронза БрАЖ9-4 востребована при изготовлении полуфабрикатов: прутков, труб, поковок. Готовые изделия отлично обрабатываются механическим способам – режутся и фрезеруются, позволяя получать износоустойчивые детали сложнейших форм.

Устойчивость сплава к коррозии позволяет использовать детали из алюминиевой бронзы в солёной морской воде, поэтому они нашли широкое применение в судостроении, а отличные антифрикционные свойства сплава позволяют использовать его вместо оловянных бронз, удешевляя стоимость деталей и, кстати говоря, их вес. Например, алюминиевые бронзы хорошо показывают себя в узлах трения различного технологического оборудования для нефтехимической промышленности.

Материал для подшипников скольжения
Бронза марки БрАЖ9-4 зарекомендовала себя как отличный материал для подшипников скольжения, которым предстоит работать на высоких скоростях и с высокими ударными нагрузками. Для подшипников используются круги и полые заготовки из алюминиевой бронзы.

Из бронзы марки БрАЖ9-4 изготавливают:
поковки, прессованные трубы, трубные заготовки и прутки;
гайки нажимных винтов, шестерни, втулки и седла клапанов для авиационной промышленности;
в машиностроении бронзу алюминиевую используют для изготовления отливок массивных деталей в землю.

Бронза марки БрА9Ж3Л используется для изготовления арматуры и антифрикционных деталей.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×