Yoga-mgn.ru

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

Уникальные свойства бериллиевой бронзы

Уникальные свойства бериллиевой бронзы

Рис. 15.2. Влияние температуры на удельный модуль упругости различных материалов

Бериллий отличается высокой электро- и теплопроводностью, приближающейся к теплопроводности алюминия, а по удельной теплоемкости [≈ 2500 Дж/(кг × град)] превосходит все остальные металлы. Бериллий стоек к коррозии. Подобно алюминию, при взаимодействии бериллия с воздухом на поверхности его образуется тонкая оксидная пленка, защищающая металл от действия кислорода даже при высокой температуре. Лишь при температуре выше 700 °С обнаруживаются заметные признаки коррозии, а при 1200 °С металлический бериллий сгорает, превращаясь в белый порошок оксида бериллия.

Бериллий имеет высокие ядерные характеристики — самое низкое среди металлов эффективное поперечное сечение захвата тепловых нейтронов и самое высокое поперечное сечение их рассеяния.

Недостатками бериллия является высокая стоимость, обусловленная дефицитностью исходного сырья и сложностью его переработки, а также низкая хладостойкость. Ударная вязкость технического бериллия ниже 5 Дж/см 2 .

Несмотря на эти недостатки, уникальная совокупность технических преимуществ позволяет относить бериллий к числу выдающихся аэрокосмических материалов.

Главная сложность при легировании бериллия состоит в малых размерах его атомов, в результате чего большинство элементов при растворении сильно искажают кристаллическую решетку, сообщая сплаву повышенную хрупкость. Легирование возможно лишь теми элементами, которые образуют с бериллием механические смеси с минимальной взаимной растворимостью.

Серьезный недостаток бериллия, заключающийся в низкой ударной вязкости и хладноломкости, может быть преодолен использованием сплавов с алюминием. Из диаграммы состояния Al—Be видно, что эти элементы практически взаимно нерастворимы (рис. 15.3). В таких сплавах эвтектического типа твердые частицы бериллия равномерно распределены в пластичной алюминиевой матрице. Сплавы содержат 24–43 % алюминия, остальное — бериллий. Фирмой «Локхид» (США) разработан сплав, содержащий 62 % бериллия, названный локеллоем. Сплавы Be—Al имеют структуру, состоящую из мягкой пластичной эвтектики и твердых хрупких включений первичного бериллия. Эти сплавы сочетают высокую жесткость, прочность и малую плотность, характерные для бериллия, с пластичностью алюминия (рис. 15.4). Благодаря пластичности матрицы снижается концентрация напряжений у частиц бериллиевой фазы и уменьшается опасность образования трещин, что позволяет использовать сплавы в условиях более сложного напряженного состояния.

Для получения бериллиево-алюминиевых сплавов также используют методы порошковой металлургии. Деформацию осуществляют выдавливанием с последующей ковкой и штамповкой в оболочках. Механические свойства труб из локеллоя (Be + 38 % Al) при комнатной температуре: σв = 600 МПа, σ0,2 = 570 МПа, δ = 1 %.

Для увеличения прочности сплавы Be—Al дополнительно легируют магнием и серебром — элементами, растворимыми в алюминиевой фазе. В этом случае матрица представляет собой более прочный и вязкий сплав Al—Mg или Al—Ag.

Пластичную матрицу можно получить, используя композицию Be—Ag, содержащую до 60 % серебра. Сплавы с серебром дополнительно легируют литием и лантаном.

За исключением сплавов с пластичной матрицей, легирование другими элементами не устраняет хладноломкость бериллия. Максимальную пластичность имеет бериллий высокой чистоты.

Широкое распространение получили сплавы меди с 2–5 % бериллия, так называемые бериллиевые бронзы. В России широко применяется бериллиевая бронза БрБ2 с 2 % Be. Из диаграммы состояния (рис. 15.5) видно, что этот сплав дисперсионно-твердеющий и может упрочняться закалкой с последующим старением. Закалка с 800 °С фиксирует пересыщенный α–твердый раствор, из которого в процессе старения при 300–350 °С выделяются дисперсные частицы CuBe, образуя регулярную, так называемую квазипериодическую структуру (рис. 15.6). После закалки свойства бериллиевой бронзы БрБ2: σв = 500 МПа, δ = 30 %, после старения —
σв = 1200 МПа, δ = 4 %.

Бериллиевые бронзы обладают высокими упругими свойствами. Их используют для изготовления пружин, сохраняющих упругость в широком интервале температур, в том числе в криогенных условиях. Они хорошо сопротивляются усталости и коррозии.

Бериллиевые бронзы немагнитны и не искрят при ударе. Из них изготавливают инструменты для работы во взрывоопасных средах — шахтах, газовых заводах, где нельзя использовать обычные стали (рис. 15.7).

Литейные бериллиевые сплавы (ЛБС), состав которых приведен в табл. 15.2, используют для деталей корпусов оснований, рам, кронштейнов и др. Бериллиевые сплавы характеризуются высокими значениями теплоемкости, которые в 1,6 раза выше, чем у сплавов алюминия.

Теплопроводность и температуропроводность сплавов лишь незначительно уступает литейным алюминиевым сплавам.

Совокупность теплофизических характеристик бериллиевых сплавов в целом выгодно отличает их от других материалов (например, силуминов) и определяет высокую размерную стабильность в условиях возникновения температурных градиентов при эксплуатации изделий.

Коррозионная стойкость бериллиевых сплавов находится на высоком уровне. Анодная оксидированная пленка на поверхности и лакокрасочные покрытия дополнительно обеспечивают надежную защиту сплавов ЛБС от коррозии.

Механические свойства литейных бериллиевых сплавов при комнатной температуре приведены в табл. 15.3, а свойства при различных температурах испытания — в табл. 15.4.

Химические составы (%, остальное — Be) литейных бериллиевых сплавов

Бронза бериллиевая БрБ2

Бронза бериллиевая БрБ2 06.09.2018 12:21

Под понятием бериллиевой бронзы многие специалисты подразумевают дисперсионно-упрочняемый сплав, в состав которого входит бериллий и медь. Этот материал может активно использоваться при изготовлении различных изделий с обширным назначением, что обуславливается уникальными характеристиками бериллиевой бронзы.

Содержание в составе бронзы бериллия составляет около трех процентов. В группу сплавов с данными характеристиками могут также входить бронзы различного вида, например, МКБ, что имеет в составе медь, кобальт, бериллий, МНБ – в составе медь, бериллий и никель. В этих сплавах бериллий содержится в размере 0.8%.

Химический состав в % бронзы БрБ2

FeSiNiAlCuPbBeПримесей
до 0.15до 0.150.2 — 0.5до 0.1596.9 — 98до 0.0051.8 — 2.1всего 0.5

Примечательные свойства бериллиевой бронзы заключается в том, что во время воздействия на нее повышенной температуры, возможно изменение растворимости легирующей составляющей бронзового сплава. Если детали из такого материала подвергаются закалке на однофазной зоне, в их составе наблюдается увеличение концентрации атомов легирующей добавки. Результатом подобной термической обработки становится формирование пересыщенного твердого раствора, поскольку он не имеет никакой устойчивости относительно своих термодинамических характеристик.

В момент изменения внешних условий, дисперсионно-упрочняемый сплав подвергается процессу распада на компоненты. Когда происходит воздействие на данный сплав посредством повышенной температуры, наблюдается невероятно быстрый распад, и, соответственно, в случае воздействия на материал пониженной температуры происходит замедление процесса распада.

В зависимости от того, какая именно дисперсность выделений, будет зависеть эффект прочности материала относительно способа проведения термического воздействия. Если термообработка выполняется, так как это необходимо, то характеристики прочности не только улучшаются, но и происходит повышение предела текучести таких сплавов.

Свойства системы медь-бериллий

На сегодняшний день самая распространенная марка бериллиевого сплава — бронза БрБ2, поскольку именно она считается высоколегированной, что обуславливается довольно большим количеством основной легирующей составляющей. Низколегированными бериллиевыми бронзами можно назвать различные сплавы из таких групп как МКБ и МНБ, поскольку содержание бериллия в таких сплавах не превышает 0.8%. В том случае, когда содержание легирующей составляющей в бериллиевой бронзе составляет примерно 2,5%, данный материал считается высоколегированным.

Читать еще:  Гипс алебастр: как развести, применение и характеристики

Сплав с содержанием таких элементов имеет некоторые отличительные особенности и характеризуется:

• Исключительной электропроводностью и теплопроводностью, которая сопоставима с такими же свойствами, что имеет чистая медь;

• Повышенной износостойкостью, способности противостояния таких факторов как ползучесть и усталость;

• Высоким пределом упругости;

• Отсутствием искрений во время удара бронзового изделия;

• Невероятно большой устойчивостью к воздействию коррозийного разрушения металла.

Если подвергать бериллиевый сплав дополнительным термическим обработкам, то все его основные характеристики и свойства могут существенно увеличиться. Обычно для таких целей используется закалка либо искусственное старение. Также благодаря прохождению такого рода обработки можно наделить сплав максимально возможной пластичностью и способностью без затруднения подвергаться различным деформациям посредством закаливания под воздействием температуры свыше 750 градусов по Цельсию.

Привычное состояние бериллиевой бронзы характеризуется наличием временного сопротивления, которое приравнивается к 450МПа. Во время процесса пластической деформации бронзового изделия сопротивление материала улучшится до 40 процентов. С целью значительного улучшения временного сопротивления и прочих механических характеристик бронзовых сплавов они подвергаются процедуре искусственного старения, которую предпочтительно выполнять в первые же моменты после закалки на не охлажденном и сплаве.

Комментарии

Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Бериллиевая бронза

Бериллиевая бронза представляет собой сплав меди и бериллия, подвергнутый дисперсионному упрочнению. Данный материал нашел широкое применение в процессе изготовления имеющих разнообразное назначение деталей, включая и предназначенных для установки в особо ответственные изделия, что обусловлено в первую очередь свойствами этого вида бронзовых сплавов.

Процентное содержание бериллия в таковых сплавах составляет от полутора до трех процентов, остальное – медь, а так же – кобальт или никель. При наличии кобальта бериллиевая бронза называется медно-кобальтовой, и обозначается буквами «МКБ», при наличии же никеля она называется медно-никелевой, и обозначается буквами «МНБ». В двух последних типах бронз бериллий содержится в количестве не более 0,8 процента.

Все бериллиевые бронзы обладают характерной особенностью. Она состоит в том, что способность содержащихся в ней легирующих добавок растворяться может изменяться при нагревании. Например, в процессе их термической обработки, именуемой термином «закалка», концентрация атомов легирующих элементов увеличивается, в результате чего образуется весьма неустойчивый в термодинамическом отношении пересыщенный твердый раствор, сохраняющий свои первоначальные свойства лишь при неизменности параметров, существовавших в момент его возникновения. Если же эти параметры хоть как-то будут изменены, этот раствор тут же разлагается на отдельные составляющие. В соответствии с законами термодинамики, процесс распада ускоряется при нагревании материала, и замедляется при его охлаждении. В процессе распада образуются различные выделения, от степени дисперсности которых и зависит значение достигаемого в процессе закалки бериллиевой бронзы упрочняющего эффекта. Потому этот процесс и называется дисперсионным упрочнением. Соблюдение всех правил технологии закалки увеличивает прочность изготавливаемых из этого материала деталей, и повышает предельные значения текучести медно-бериллиевого сплава.

Наиболее распространена бериллиевая бронза марки БрБ2, где буквы означают «бронза бериллиевая», а число – процентное содержание легирующей добавки. Как видно из обозначения, оно составляет примерно 2 процента, т.е. эта бронза является высоколегированной. Существует бериллиевая бронза с еще большим содержанием легирующей добавки – до 2,5 %. Она маркируется обозначением БрБ2,5. Вышеупомянутые сплавы марок МКБ и МНБ являются низколегированными бериллиевыми бронзами, поскольку легирующей добавки – бериллия – в них содержится менее одного процента (если точно – до 0,8 %).

Уникальный материал – бериллиевая бронза

Какими же уникальными свойствами обладают медно-бериллиевые сплавы? Во-первых, высокой упругостью. Они буквально «пружинят». В-вторых, бериллиевые бронзы не искрят при ударах ими или по ним, что особо важно в условиях взрывоопасных производств.

В-третьих, они практически не подвержены разрушающим воздействиям времени и коррозии, сохраняя всю свою первоначальную твердость, т.е. обладают особо высокой стойкостью к износу. И в-четвертых, тепло- и электропроводность бериллиевых бронз практически такая же, как и у меди высокой степени чистоты. Причем закаленные или искусственно состаренные медно-бериллиевые сплавы обладают еще более выдающимися качествами. Если такие сплавы закаливать, нагревая примерно до 775°, то они становятся максимально пластичными, и даже могут слегка деформироваться.

Временное сопротивление обычной бериллиевой бронзы равно 450 Мпа, а подвергнутой пластическому деформированию – на целых 40 % выше. Если же сразу после закалки такие сплавы обработать методом искусственного старения, то этот показатель увеличивается уже не на проценты, а в разы. Так, временное сопротивление обработанной таким образом бронзы марки БрБ2 достигает значения 1400 Мпа, т.е. улучшается более чем в два раза.

Высока так же и стойкость бериллиевых бронз к тепловому воздействию. Они не меняют своих свойств при нагреве до 340°. Интересно, что если нагреть их до температуры 500°, то свойства таких бронз будут аналогичны свойствам сплавов из алюминия, олова и фосфора, сплавов, работающих при комфортной температуре в 20°.

Из сплавов меди и бериллия можно изготавливать высокотехнологичное литье, однако в основном они предназначаются для производства из них заготовок в виде лент, листов, полос, проволоки и других профилей, а уже из них делают необходимые детали. Эти заготовки подвергаются предварительной пластической деформации. Детали из бериллиевой бронзы можно паять и сваривать, однако – с соблюдением определенных ограничений.

Применение бериллиевой бронзы

Основными же направлениями промышленного использования сплавов из меди и бериллия являются нижеследующие:

  1. Производство комплектующих для двигателей, электронных устройств, и других систем, предназначенных для использования в современных транспортных средствах.
  2. Производство комплектующих для воздушного транспорта, предназначенных для работы при изменяющихся нагрузках и скачущих температурах, например – устройств навигации и шасси вертолетов и самолетов.
  3. Производство сварочных стержней и электродов, используемых при контактных сварочных работах, поскольку жаропрочность, износостойкость и электропроводность бериллиевых бронз с низкой степенью легирования поистине исключительны.
  4. Производство поршней для литейного оборудования, работающего под давлением, литейных кокилей и кристаллизационных камер.

Бронзовая лента

Один из популярных видов бронзового проката – бронзовая лента, востребованность которой, обусловлена высокой устойчивостью к процессам коррозии, хорошей свариваемостью и высокой прочностью, упругостью, тепловой и электрической проводимостью. Металлопрокат хорошо обрабатывается механически и прекрасно противостоит агрессивным внешним средам – бронзовые ленты практически полностью инертны к различного рода атмосферным и химическим воздействиям. При всем этом, бронзовая лента имеет относительно невысокую цену.

Свойства бронзовых лент определяются химическим составом сплава, способом производства проката и состоянием металла.

Бронзовые ленты производят в соответствии с ГОСТ 1595-90, ГОСТ 4748-92, ГОСТ 1761-92, а также ГОСТ 1789-70.

Данный вид сортового бронзового проката может иметь только одну форму сечения – прямоугольную, а точность производства – нормальную (Н) или повышенную (П).

В зависимости от состояния материала бронзовые ленты классифицируются на:

  • особо твердые (О),
  • полутвердые (П),
  • ленты, деформированные после процесса закалки на 30-40%, твердые (Т),
  • закаленные или мягкие (М).

Изготавливают ленты из бронзы методом холодной прокатки (холоднокатаный, тянутый бронзовый прокат) с мерной длиной (МД), кратной мерной (КД) или немерной (НД).

Читать еще:  Особенности восстановления хромированных дисков

В зависимости от входящих в состав бронзового сплава химических элементов, различают бронзовые ленты:

  • бериллиевую (БрБНТ1,9, БрБ2). Лента БрБ2 характеризуется высокой тепловой и электрической проводимостью, износостойкостью, прочностью. Широко используется в машиностроении и конструировании различных приборов. Бронзовая лента из бериллиевой бронзы БрБ2 обладает также высокими пружинящими свойствами, хорошо режется и сваривается, легко обрабатывается давлением в закаленном состоянии. Продается в основном толщиной от 0,1 мм до 1 миллиметра. С толщиной 0,05 мм в ООО «ЦветМетСнаб» можно купить бронзовую ленту-фольгу БрБ2т;
  • оловянно-фосфористую (БрОФ6,5-0,15). Данный вид бронзового проката используется для изготовления токопроводящих пружин, подшипников, втулок, деталей и полуфабрикатов в машиностроении. Характеризуется таким набором уникальных свойств, как высокие коррозионная стойкость и износостойкость, устойчивость к трению, пластичность, высокая прочность на разрыв, продолжительный срок службы. Изделия из бронзовой ленты БрОФ могут продолжительный период работать в условиях высоких механических нагрузок;
  • кремниево-марганцевую (БрКМц3-1). Отличается высокими пружинящими и механическими свойствами, высокой жесткостью и упругостью, а также отличной стойкостью к процессам коррозии. Поскольку сплав БрКМц характеризуется минимальной теплопроводностью – процесс сваривания значительно облегчается. Лента из бронзы БрКМц3-1 не меняет своих характеристик при воздействии высоких температур, поэтому нашла широкое применение в химической отрасли;
  • цинково-оловянную (БрОЦ4-3, БрОЦС5-5-5, БрОЦС4-4-4). Лента из бронзового сплава, содержащего олово, характеризуется долговечностью, плотностью и пластичностью, хорошо поддается обработке давлением. Данный вид бронзового проката не рекомендуется применять в узлах с повышенными механическими нагрузками;
  • алюминиево-марганцевую (БрАЖМц 10-3-1,5);
  • хромово-циркониевую (БрХ1Цр).

В маркировке бронзового проката указывается в процентах содержание в сплаве основных легирующих элементов.

Особо прочными считаются ленты из бронзы, содержащей бериллий и никель. Для повышения прочностных характеристик лент их дополнительно подвергают термообработке.

Кроме уже обозначенного применения из бронзовых лент изготавливают, например, трубы для водоснабжения, отопления и канализации. Такие системы очень долговечны и надежны, даже в сравнении с трубами из высококачественных нержавеющих сталей. Кроме того, бронзовые ленты используются для штамповки и резки разных элементов декора, предметов интерьера. На производствах посуды и домашней утвари бронзовую ленту используют для вырезки декоративных элементов и некоторых составляющих деталей.

Компания «ЦветМетСнаб» предлагает бронзовую ленту в Красноярске по самым выгодным ценам. Разных сплавов, толщины ширины. У нас Вы можете заказать резку и доставку бронзового проката. Узнать складские остатки и условия сотрудничества можно по телефонам: (391) 2181-333, (391) 2181-555.

Новости

ВЕЧНЫЕ ПОДШИПНИКИ ИЛИ КОЕ-ЧТО О.

Интеграция России в мировую систему с ожесточенной и изощренной конкурентной средой, не оставляют перед российскими производителями оборудования другого выбора, нежели увеличение конкурентоспособности до уровня, а лучше выше уровня западных аналогов.

Высоколегированная бериллиевая бронза, обладающая уникальным набором свойств, позволяет это сделать, увеличив в несколько раз такие показатели, как долговечность и надежность ответственных узлов машин и оборудования.

Что у них?

У них, то есть у западных производителей, бериллиевая бронза используется практически во всех отраслях (производство компьютеров, средств телекоммуникации, автомобилестроение, машиностроение, самолетостроение и т.д.). Годовой объем производства и потребления различных видов проката бериллиевой бронзы составляет:

  • в США: 10-12 тысяч т;
  • в странах Евросоюза: 6-8 тысяч т;
  • в Японии: около 5 тысяч т;
  • в Китае: около 2 тысяч т.

На самом динамично развивающемся, китайском рынке, ежегодный прирост потребления бериллиевой бронзы составляет более 15%.

А у нас?

В 2006 году объем потребления бериллиевой бронзы на российском рынке составил около 250т…

Разрыв колоссальный! Конечно, если не принимать во внимание производство компьютеров, мобильных телефонов и телекоммуникационных средств, сложной бытовой техники, т.е. продуктов, производство которых в России, по-видимому, утрачено надолго, разрыв уменьшится. Однако на западе, основная весовая доля потребления бериллиевой бронзы приходится как раз на производство оборудования, машин и устройств, а эти отрасли в России не умерли.

Почему это произошло?

В 70-е годы прошлого столетия производством бериллия по полному технологическому циклу обладали только СССР и США. Бериллий и материалы на его основе считались одними из наиболее передовых, призванными осуществлять подлинную революцию в науке, технике и технологии. И конечно одними из главных потребителей были военные предприятия.

Технологи и конструктора советской школы прекрасно знали и знают, что такое бериллиевые бронзы, однако препятствием для широкого их внедрения была закрытая система распределения бериллиевой продукции.

Что делать?

Решать Вам! Мы лишь можем снабдить Вас необходимой информацией для принятия решения. Для начала остановимся лишь на одном из способов применения бериллиевой бронзы – в опорах скольжения.

Основные свойства высоколегированной бериллиевой бронзы (БрБ2).

Сплав БрБ2 является весьма специфичным, отличным от других медных сплавов. Специфика этого сплава обусловлена содержащимся в нем бериллия (Ве). Бериллиевые бронзы относятся к классу так называемых дисперсионно-упрочняемых сплавов, особенностью которых является зависимость растворимости легирующих компонентов от температуры, что позволяет управлять свойствами бронз, как при производстве проката, так и при изготовлении изделий.

В промышленных сплавах системы Cu-Be, как и в большинстве материалов с эффектом дисперсионного упрочнения, концентрационная область располагается возле границы максимальной растворимости в твердом растворе, и соответствует примерно 2% содержания Be (рис. 1)

Содержание Ве, %

Рис. 1 Диаграммы состояния системы Cu-Be

При концентрации бериллия от 1,6 до 2,0% веса, модификация бериллия, известная как β — фаза, присутствует при температуре ниже 600˚С. Эта фаза формируется как результат ограниченной твердой растворимости бериллия. В этот фактор более всего способствует отвердению при термообработке («старении») . Бинарная диаграмма показывает, что нагревание сплава до температуры 780˚С заставит бериллий раствориться в α -фазе (твердый раствор α + β). Резкое охлаждение до комнатной температуры поддерживает бериллий в твердом растворе. Этот процесс, называемый отжигом и делает сплав мягким и тягучим, помогает регулировать размер кристаллов, подготавливает сплав к операции «старения». Нагревание насыщенного твердого раствора до температуры 315 ˚С с выдержкой на этой температуре 2-3 часа вызывает осаждение упрочняющей фазы и придает сплаву высокую твердость.

Одним из важных свойств материала, используемого для опор скольжения, является устойчивость к нагреву.

В табл.1 приведено изменение механических свойств сплава БрБ2, содержащего 2% Ве, в зависимости от температуры и продолжительности нагрева. Перед нагревом образцы были подвергнуты старению при температуре 320°C в течение 2 часов

Таблица 1. Изменение механических свойств образцов сплава БрБ2 с повышением температуры и продолжительности выдержки при заданной температуре

Температура °C

Продолжительность выдержки, час

Предел прочности, МПа

Условный предел текучести, 0,2% МПа

Бронза

  • Алюминий
    • Д16
    • Д16т
    • В95
    • АД31
    • АМг1
    • АМг2
    • АМг3
    • АМг4
    • АМг5
    • АМг6
  • Бронза
    • БрБ2
    • БрАЖ9-4
    • БрАЖН10-4-4
    • БрОФ
    • БрОЦС5-5-5
    • БрАЖМц10-3-1,5
  • Латунь
    • Л63
    • Л68
    • ЛС59-1
  • Медь
    • М1
    • М2
    • М3

Бронза — это многокомпонентное соединение, которое состоит из меди с добавлением различных металлов и неметаллов. Открыли бронзу еще в 5 тысячелетии до н.э., а активно применять начали в 4 тыс. до н.э. с чем связывают начало бронзового века. За это время люди создали множество бронзовых сплавов с разными легирующими элементами: алюминием, свинцом, фосфором, бериллием, марганцем, кремнием, железом, хромом, оловом.

Читать еще:  Физические свойства молибдена и химические свойства молибдена

Виды бронзы

Бронза классифицируются по наличию олова в составе, способности к механической деформации, типу главного легирующего элемента. В зависимости от состава бронза бывает двух категорий:

  • Оловянная. В эту категорию входят сплавы, в которых содержится более 4% олова. Изделия из оловянных бронз отличаются минимальным уровнем усадки в процессе литья, податливостью к обработке, износостойкостью.
  • Безоловянная. В ней нет олова, при этом по физико-механическим качествам она не уступает оловянным сплавам, а по некоторым показателям и превосходят их.

По технологичности бронза делятся на:

  • Деформируемую. Материал без ограничений поддается механообработке, включая штамповку, гибку, ковку, нанесение перфорации. Олова в нем не более 6%, что объясняет наличие необходимых пластических свойств заготовок.
  • Литейную. Предназначается для отливки фасонных металлоизделий со сложным профилем. Ее использование позволяет получать детали машин и механизмов, работающих при контакте с агрессивными средами, в условиях трения и износа.

Область применения бронзовых металлоизделий зависит от типа присадки, которая использовалась в их создании:

  • Бериллиевая бронза. Характеризуется хорошими пружинящими качествами, жаропрочностью, устойчивостью к коррозии, сохраняет первоначальные характеристики при отрицательных температурах.
  • Алюминиевая бронза. Ее ключевые особенности — это плотность, небольшой удельный вес, стойкость к химически активным веществам и негативному воздействию атмосферных явлений.
  • Кремниевая бронза. К плюсам кремниевых соединений относится упругость, к тому же они не магнитятся, не искрят при ударах.
  • Свинцовая бронза. Среди преимуществ можно выделить низкий коэффициент трения, устойчивость к термическим и ударным нагрузкам.
  • Оловянная бронза. Сочетает в себе все вышеперечисленные характеристики и относится к наиболее востребованной во всех сферах промышленности.

Физико-химические свойства

По внешним признакам бронзовые, латунные, медные и алюминиевые изделия имеют много схожих признаков. В сравнении с латунью продукция из бронзы характеризуется более выраженной стойкостью к абразивному износу. Медный металлопрокат имеет более высокую тепло- и электропроводность, а если сравнивать бронзу с алюминием, то она будет иметь большую плотность.

На свойства продукции оказывает прямое влияние ее химический состав. Введение даже незначительного объема легирующих веществ меняет физические характеристики металла.

Влияние легирующих компонентов:

  • олово, фосфор и железо — повышают коррозионную устойчивость, прочность и твердость;
  • свинец — увеличивает податливость материала к раскрою и резке;
  • цинк и хром — отвечают за литейные качества и жаропрочность;
  • никель, кремний, марганец и цирконий — повышают упругость, способность к пластической деформации;
  • бериллий — образует на поверхности изделий защитную пленку, которая препятствует окислению.

Методы получения

В производстве бронзы применяется несколько технологий. Классический способ заключается в плавке меди и дополнительных элементов во вращающихся втулках из стали или чугуна. В процессе плавки безоловянных сплавов самый важный параметр — это контроль температуры и однородности расплава, который заливается в формы. Бериллиевые и кремнистые сплавы выплавляются в электрических индукционных печах с использованием древесного угля. Конечным продуктом переплавки сырья является получение чушек и слитков, которые идут на дальнейшую переработку.

Сфера применения

Бронзовый прокат востребован во многих сферах деятельности человека. Его популярность обусловлена широким сортаментом и большим выбором типоразмеров металлопродукции. Самые распространенные виды металлопроката из бронзы:

  • Втулки относятся к расходникам в машиностроении и приборостроении. Они используются как подшипники скольжения для бытовых приборов и различного оборудования, включая насосы, паровые турбины, металлопрокатные станы, редукторы, генераторные установки. В машиностроительной отрасли они служат для оснащения тяжелой техники, экскаваторов, бульдозеров.
  • Круги в зависимости от диаметра поставляются в бухтах и в виде профилей. Они используются в производстве комплектующих и запасных частей для механизмов и установок в железнодорожной, автотракторной, машиностроительной промышленности.
  • Трубы из бронзы обладают хорошей пропускной способностью. Они незаменимы в создании систем водоснабжения, отопления, а также топливных систем, сточных и водосборных, вентиляционных и климатических. Манометрические трубки применяются в изготовлении пружинной продукции для точных приборов.
  • Проволока служит для полуавтоматической сварки, а также идет на изготовление сварочных электродов, обмотки, кабелей, проводов. Из нее делают ювелирные украшения и бижутерию, тканую сетку для фильтрации и очистки газов, жидкостей и суспензий, деления на фракции материалов с сыпучей структурой.
  • Лента выполняет роль полуфабриката для упругих чувствительных элементов в приборостроении. Благодаря внешней привлекательности бронзовый прокат нашел применение в создании интерьерного и архитектурного декора.
  • Прутки с квадратным и шестигранным сечением используются как заготовки для крепежа и метизов — болтов, гаек, шурупов, заклепок.

Расшифровка маркировки бронзовых сплавов

В маркировочном коде каждой марки бронзы с помощью букв и цифр зашифрована информация, которая характеризует тип сплава, обозначения легирующих компонентов и примесей по нисходящей. Буквы указывают на вид легирующего компонента, а цифры — на его усредненное содержание в процентах.

Например, марка БрОЦС4-4-2,5 — это бронза (Бр), легированная оловом (О), цинком (Ц) и свинцом (С). Олова и цинка в сплаве по 4%, свинца 2,5%. Соответственно процентное содержание меди в данном сплаве будет составлять 100 — (4 + 4 + 2,5)= 89,5%.

У деформируемых бронз сначала идет подряд буквенное обозначение, а потом проставляются цифры, к примеру, как у сплава БрОФ2-0,25. У литейных марок после обозначения каждого легирующего элемента проставляется его объем в процентах. Примером может служить литейный сплав БрА10Ж3Мц2, где:

  • Бр — это бронза;
  • А10 — 10% алюминия;
  • Ж3 — 3% железа;
  • Мц2 — 2% марганца.

Отличия бронзовых сплавов

Каждый тип бронзы отличается набором уникальных характеристик, которые определяются содержанием химических элементов.

  • БрБ2. К ценным свойствам можно отнести податливость сварке и пайке серебряными припоями, высокие показатели электро- и теплопроводности, отсутствие искрения. Это позволяет использовать ее для изготовления инструментов, применяемых для работы на взрывоопасных предприятиях — в шахтах, на рудниках, заводах по переработке нефти и газа.
  • БрАЖ9-4. Алюминиево-железные бронзы улучшаются под действием термообработки, закалке и отпуску, в результате у материала повышается пластичность, твердость и устойчивость к истиранию.
  • БрАЖН10-4-4. Для металла, легированного алюминием, никелем, железом, характерна жаропрочность, прочность на разрыв, атмосферостойкость, низкая электропроводность, стойкость к эрозии.
  • БрОФ. Применяется в промышленном производстве металлоизделий путем прессования, волочения, холодной прокатки под давлением. Главной особенностью марок БрОФ является коррозионная стойкость.
  • БрОЦ4-3. Бесспорный плюс оловянисто-цинковых бронз — отличная деформируемость. Они хорошо поддаются обработке как в холодном, так и в горячем состоянии.
  • БрОЦС4-4-2,5. Преимущества деформируемых сплавов — это отличные антикоррозионные, антифрикционные и пружинящие показатели, податливость токарной и фрезерной обработке.
  • БрОЦС5-5-5. Литейные бронзы, обладающие универсальными эксплуатационными параметрами, прекрасно режутся, не боятся трения и термического воздействия, хорошо поддаются плавке, равномерно заполняя изложницы любой конфигурации.
  • БрАЖМц. Медь с присадками алюминия, железа и марганца сохраняет исходный уровень прочности при нагреве, длительном воздействии агрессивных сред, включая морскую воду, растворов большинства кислот и щелочей, продуктов нефтепереработки, органических веществ.

Заполните данные ниже и наши менеджеры обязательно свяжутся с Вами в самое ближайшее время, а также проконсультируют по интересующим вопросам

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector