Двери в интерьере JavaScript is currently disabled. Please enable it for a better experience of Jumi.

Бронзы оловянистые, обрабатываемые давлением.

Алюминиевая бро́нза

— вид бронзы, у которой алюминий является основным легирующим металлом, добавляемым к меди (в отличие от обычной бронзы, где медь легируется оловом, или латуни, где используется цинк). Промышленное применение нашли алюминиевые бронзы разного состава, но при этом большинство сплавов содержит алюминий в количестве от 5 % до 11 % по массе, а остальное составляет медь и другие легирующие элементы, такие как железо, никель, марганец и кремний.

Химический состав сплавов

Ниже в таблице приведены составы нескольких типовых стандартных алюминиевых бронз, которые обрабатываются давлением, и их обозначения по ГОСТ 18175-78[1] и ISO 428[2]. В процентах показан пропорциональный состав сплава по масе. Медь составляет остальную часть и в таблице не приводится:

Сплав по ISO 428Сплав по ГОСТ 18175-78
CuAl5БрА54,0…6,5 %0,5 % max.0,8 % max.0,5 % max.0,5 % max.0,4 % max.
CuAl8БрА77,0…9,0 %0,5 % max.0,8 % max.0,5 % max.0,5 % max.
CuAl8Fe36.5…8,5 %1,5…3,5 %1,0 % max.0,8 % max.0,5 % max.
CuAl9Mn2БрАМц9―28,0…10,0 %1,5 % max.0,8 % max.1,5…3,0 %0,5 % max.
CuAl10Fe3БрАЖ9―48,5…11,0 %2,0…4,0 %1,0 % max.2,0 % max.0,5 % max.
CuAl10Fe5Ni5БрАЖН10―4―48,5…11,5 %2,0…6,0 %4,0…6,0 %2,0 % max.0,5 % max.

БРОНЗА

По химическому составу бронзы могут быть оловянными и безоловянными (специальными). Кроме того, в зависимости от числа легирующих компонентов бронзы могут быть двойными и многокомпонентными. Основными легирующими компонентами бронзы являются алюминий, олово, свинец, марганец, железо и другие элементы, кроме цинка.

По техническому процессу изготовления бронзы подразделяют на деформируемые и литейные.

Бронзы, изготовленные из вторичных цветных металлов, называются вторичными.

Оловянные бронзы содержат, кроме олова, в качестве дополнительного легирующего элемента фосфор, свинец и цинк. Эти добавки улучшают антифрикционные, механические и литейные свойства медно-оловянных сплавов. Оловянные бронзы обладают хорошей коррозионной стойкостью, достаточной прочностью, хорошими литейными и антифрикционными свойствами, а часть из них в деформированном состоянии и высокими упругими свойствами.

Безоловянные (специальные) алюминиевые, кремнемарганцовые, а также ряд других бронз обладающих свойствами, близкими к оловянным, а в ряде случаев по некоторым показателям даже превосходят их. К этой группе относится бериллиевая бронза — наиболее прочный сплав на медной основе. После термической обработки твердость бериллиевой бронзы >= H V 330. а предел упругости О 0,002 >= 6,5 кГ/ мм2. Хромовая и кадмиевая бронза являются жаростойкими медными сплавами с высокой тепло- и электро — проводностью.

Оловянистые бронзы для нужд литейного производства предусмотрены ГОСТ 613-50 «Бронзы оловянные вторичные литейные, дающим номенклатуру четверных и более сложных сплавов, содержащих наряду с оловом цинк и свинец, а также никель. Минимальные механические свойства отливок из вторичных литейных оловянистых бронз: предел прочности при растяжении O вр не ниже 15 кГ/мм2, удлинение o т.е менее 4%, твердость не ниже НБ = 60.

В отдельных случаях возможно применение оловянистых бронз, изготовленных из числа исходных материалов, с более высокими механическими свойствами и более износостойкостью при трении без смазки.

Таблица 1. Химический состав в % вторичных литейных бронз (по ГОСТ 613-50 и 614-50) Таблица 2. Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением по (ГОСТ 5017-49) Таблица 3. Основные физико — химические свойства оловянных бронз (среднего состава) Таблица 4. Сортамент и механические свойства полуфабрикатов из деформируемых оловянных бронз Таблица 5. Химический состав и механические свойства литейных безоловянных бронз (по ГОСТ 493-54) Таблица 6. Химический состав и виды полуфабрикатов безоловянных бронз (по ГОСТ 493-54) Таблица 7. Основные свойства безоловянных стандартных (специальных) бронз, обрабатываемых давлением Таблица 8. Сортамент и механические свойства полуфабрикатов из безоловянных бронз

Свойства

Цвет алюминиевой бронзы соломенно-жёлтый, с красноватым оттенком, напоминающим цвет золота. Основные механические свойства в твёрдом состоянии: плотность 7500…8200 кг/м³, температура плавления 1040…1084 °C, твёрдость по Бринеллю 55…220 кгс/мм², предел прочности 20…75 кгс/мм², относительное удлинение 20…75 %[3].

Алюминиевые бронзы в сравнении с другими бронзовыми сплавами имеют бо́льшую прочность и коррозионную стойкость[4]. Эти сплавы демонстрируют низкий уровень поверхностной коррозии в атмосферных условиях, низкий уровень окисления при высоких температурах и слабую способность к реакциям с сернистыми соединениями и продуктами выхлопа двигателей внутреннего сгорания.

Никельсодержащие оловянные бронзы

Добавление в оловянные бронзы никеля, наделяет сплав такими свойствами как значительно высокие прочностные характеристики, отличная пластичность, хорошая деформируемость, а также устойчивость к коррозийным процессам. Благодаря особенностям структуры, оловянные бронзы с никелем, хорошо упрочняются температурным воздействием (закалка и последующее старение).

В качестве отличительной особенности данных оловянных бронз, выступает и усталостная прочность в корродирующих условиях. Возрастание этого показателя происходит при содержании в сплаве олова в пределах 4 процентов. При превышении этого порога, повышение рассматриваемой характеристики замедляется.

Применение

Алюминиевые бронзы чаще всего применяются в оборудовании, где благодаря стойкости к коррозии, они имеют преимущество в сравнении с другими конструкционными материалами. Сюда следует отнести подшипники и детали шасси в самолётах, сборочные единицы в двигателях (особенно для морских судов), погружённые в воду элементы конструкций корпусов судов, гребные винты кораблей.

Алюминиевая бронза, благодаря красивому золотисто-жёлтому цвету и высокой коррозионной стойкости, иногда также используется в качестве замены золота для изготовления бижутерии и монет[5].

Наибольшим спросом алюминиевые бронзы пользуются в следующих сферах:

  • при изготовлении оборудования, эксплуатируемого в морских условиях;
  • в оборудовании водоснабжения;
  • в нефтяной и нефтехимической промышленности (например, для изготовления инструмента, эксплуатируемого во взрывоопасных средах);
  • для изготовления оборудования, эксплуатируемого в условиях коррозионной среды;
  • для изготовления декоративных элементов строительных конструкций.

Алюминиевая бронза поддаётся сварке в среде инертного газа (аргона).

Температурная обработка оловянных бронз

Для того чтобы оловянные бронзы приобрели наиболее высокую пластичность их подвергают гомогенизационному, промежуточному и окончательному отжигу. В первую очередь выполняется гомогенизационный отжиг, который направлен на улучшение однородности структуры сплава и повышение эксплуатационных свойств. При этом, не выравненные интерметаллидные фазы исчезают в твердом растворе, а также происходит стабилизация сплава по химическому сечению кристаллитов в оловянно-медной заготовке. Данная процедура осуществляется при значительно высоких температурах, доходящих до 750 градусов. После такой операции, выполняется процесс резкого охлаждения.

На следующем этапе, оловянные бронзы подвергаются промежуточному и окончательному отжигу при температуре не превышающей 650 градусов. Данные действия позволяют избавиться от наклепа образовавшегося в результате холодной пластичной деформационной обработки оловянных бронз.

Примечания

  1. ГОСТ 18175-78 Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки.
  2. ISO 428 Wrought Copper-Aluminium Alloys — Chemical Composition And Forms of Wrought Products.
  3. ГОСТ 1628-78 Прутки бронзовые. Технические условия.
  4. [www.csunitec.com/technical/MSDS/Cast%20Aluminium-Bronze%202008.pdf Material Safety Data Sheet. Aluminium Bronze material.] (англ.)
  5. [www.coins.ru/numizm/glossary/showarticle.phtml?word=bronze_al Нумизматический словарь. Бронза алюминиевая]

Механические свойства оловянной бронзы и ее применяемость

МаркаСпособ литьяВременное сопротивление σв, МпаОтносительное удлинение после разрыва δ5, %Твердость НВОбласть применения
БрОЗЦ12С5к206560Арматура общего назначения
п176,2860
БрОЗЦ7С5Н1к206560Детали, работающие в масле, паре и в пресной воде
п176,2860
БрО4Ц7С5к176,2460Арматура, антифрикционные детали
п147660
БрО4Ц4С17к1471260Антифрикционные детали
п147560
БрО5Ц5С5к176,2460Арматура, антифрикционные детали, вкладыши подшипников
п147660
БрО5С25к137,2660Биметаллические подшипники скольжения
п147545
БрОбЦбСЗк176,2460Арматура, антифрикционные детали, вкладыши подшипников
п147660
БрО8Ц4к1961075Арматура, фасонные части трубопровода, насосы, работающие в морской воде
п1961075
БрО10Ф1к245390Узлы трения арматуры, высоконагруженные детали шнековых приводов, нажимные и шпиндельные гайки, венцы червячных колес
п215,5380
БрО10Ц2к225,51075Арматура, антифрикционные детали, вкладыши подшипников, детали трения и облицовки гребных валов
п215,51065
БрО10С10к196678Подшипники скольжения, работающие в условиях высоких давлений

Примечание. Условное обозначение способа литья: к — литье в кокиль; п — литье в песчаную форму

Отрывок, характеризующий Алюминиевая бронза

– Ты, Дронушка, слушай! – сказал он. – Ты мне пустого не говори. Его сиятельство князь Андрей Николаич сами мне приказали, чтобы весь народ отправить и с неприятелем не оставаться, и царский на то приказ есть. А кто останется, тот царю изменник. Слышишь? – Слушаю, – отвечал Дрон, не поднимая глаз. Алпатыч не удовлетворился этим ответом. – Эй, Дрон, худо будет! – сказал Алпатыч, покачав головой. – Власть ваша! – сказал Дрон печально. – Эй, Дрон, оставь! – повторил Алпатыч, вынимая руку из за пазухи и торжественным жестом указывая ею на пол под ноги Дрона. – Я не то, что тебя насквозь, я под тобой на три аршина все насквозь вижу, – сказал он, вглядываясь в пол под ноги Дрона. Дрон смутился, бегло взглянул на Алпатыча и опять опустил глаза. – Ты вздор то оставь и народу скажи, чтобы собирались из домов идти в Москву и готовили подводы завтра к утру под княжнин обоз, да сам на сходку не ходи. Слышишь? Дрон вдруг упал в ноги. – Яков Алпатыч, уволь! Возьми от меня ключи, уволь ради Христа. – Оставь! – сказал Алпатыч строго. – Под тобой насквозь на три аршина вижу, – повторил он, зная, что его мастерство ходить за пчелами, знание того, когда сеять овес, и то, что он двадцать лет умел угодить старому князю, давно приобрели ему славу колдуна и что способность видеть на три аршина под человеком приписывается колдунам. Дрон встал и хотел что то сказать, но Алпатыч перебил его: – Что вы это вздумали? А?.. Что ж вы думаете? А? – Что мне с народом делать? – сказал Дрон. – Взбуровило совсем. Я и то им говорю… – То то говорю, – сказал Алпатыч. – Пьют? – коротко спросил он. – Весь взбуровился, Яков Алпатыч: другую бочку привезли. – Так ты слушай. Я к исправнику поеду, а ты народу повести, и чтоб они это бросили, и чтоб подводы были. – Слушаю, – отвечал Дрон. Больше Яков Алпатыч не настаивал. Он долго управлял народом и знал, что главное средство для того, чтобы люди повиновались, состоит в том, чтобы не показывать им сомнения в том, что они могут не повиноваться. Добившись от Дрона покорного «слушаю с», Яков Алпатыч удовлетворился этим, хотя он не только сомневался, но почти был уверен в том, что подводы без помощи воинской команды не будут доставлены. И действительно, к вечеру подводы не были собраны. На деревне у кабака была опять сходка, и на сходке положено было угнать лошадей в лес и не выдавать подвод. Ничего не говоря об этом княжне, Алпатыч велел сложить с пришедших из Лысых Гор свою собственную кладь и приготовить этих лошадей под кареты княжны, а сам поехал к начальству. Х После похорон отца княжна Марья заперлась в своей комнате и никого не впускала к себе. К двери подошла девушка сказать, что Алпатыч пришел спросить приказания об отъезде. (Это было еще до разговора Алпатыча с Дроном.) Княжна Марья приподнялась с дивана, на котором она лежала, и сквозь затворенную дверь проговорила, что она никуда и никогда не поедет и просит, чтобы ее оставили в покое. Окна комнаты, в которой лежала княжна Марья, были на запад. Она лежала на диване лицом к стене и, перебирая пальцами пуговицы на кожаной подушке, видела только эту подушку, и неясные мысли ее были сосредоточены на одном: она думала о невозвратимости смерти и о той своей душевной мерзости, которой она не знала до сих пор и которая выказалась во время болезни ее отца. Она хотела, но не смела молиться, не смела в том душевном состоянии, в котором она находилась, обращаться к богу. Она долго лежала в этом положении. Солнце зашло на другую сторону дома и косыми вечерними лучами в открытые окна осветило комнату и часть сафьянной подушки, на которую смотрела княжна Марья. Ход мыслей ее вдруг приостановился. Она бессознательно приподнялась, оправила волоса, встала и подошла к окну, невольно вдыхая в себя прохладу ясного, но ветреного вечера. «Да, теперь тебе удобно любоваться вечером! Его уж нет, и никто тебе не помешает», – сказала она себе, и, опустившись на стул, она упала головой на подоконник.

Технологические свойства и температуры обработки оловянных бронз

МаркаОбрабатываемость резанием2, %Жидкотекучсть, ммЛинейная усадка, %Температура, °С
литьягорячей деформацииотжига
БрОФ4-0,25201,41250…1300700… 850600…650
БрОФ6,5-0,15201150…1250750… 850600…700
БрОФ6,5-0,42011701,451150…1250750…770600…700
Бр0ф7-0,2161170…1250750…800600…720
БрОФ8-0,31150…1250680…750600…720
БрОЦ4-3202001,451200…1250750…850600…700
БрОЦС4-4-2,51902001,491150…1200500…600
БрОЦС4-4-4902501150…1200600…700
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]