Бронза: состав и маркировка, виды сплавов и их свойства, сферы применения

Бронза — состав, свойства, применение

Бронза: состав и маркировка, виды сплавов и их свойства, сферы применения

Бронза – это двойной или многокомпонентный сплав, состоящий из меди и других элементов, улучшающих основные свойства металла, кроме цинка. Такие элементы называются легирующими. В составе бронзы их более 2,5% по массе.

В качестве легирующих компонентов применяются марганец, олово, бериллий, свинец, кремний, хром, фосфор, железо, алюминий и другие элементы. Маркируют сплавы сочетанием «Бр», буквами, которые обозначают основные легирующие компоненты и цифрами, указывающими их содержание. Например: БрО5 – оловянная бронза, БрА5 – алюминиевая бронза.

Химический состав бронзовых сплавов и их марки определены соответствующими ГОСТ. Купить бронзу вы можете на нашем сайте.

Бронза на основе меди и олова – это один из наидревнейших сплавов, полученных человеком. В III тысячелетии до нашей эры в Месопотамии и Южном Иране появились изделия из бронзы. Все, необходимое для быта человека, в древности изготавливалось из этого сплава.

Археологи обнаружили оружие (кинжалы, топоры, наконечники стрел, мечи), мебель и предметы интерьера (зеркала), а также посуду (кувшины, вазы, тарелки). Кроме того, из бронзы изготавливали монеты и всевозможные украшения.

Около V-IV веков до нашей эры античные скульпторы Греции научились отливать крупные бронзовые статуи, кстати, эта технология актуальна и сегодня. В средние века бронза использовалась для производства пушек и артиллерийских снарядов. Издавна из этого сплава отливали колокола.

Изменяя состав и размер отливки, мастера создавали колокола с удивительным звучанием. 

Классификация бронзы

По химическому составу различают:

По технологическому признаку бронзы делятся на:

  • Деформируемые – хорошо поддающиеся механической обработке: штамповке, рифлению, ковке. Содержание олова в них не более 6%, что обеспечивает необходимую пластичность. Из деформируемых оловянных бронз изготавливают листы, бронзовую проволоку, бронзовый пруток, бронзовую ленту.
  • Литейные – предназначенные для фасонных отливок. Из литейных оловянных бронз делают различные детали для машин, работающих в соленой морской воде, вкладыши подшипников, шестерёнки.

Свойства бронзы

Если провести сравнение с латунью, то бронза характеризуется более высокой коррозионной стойкостью, прочностью и антифрикционными свойствами. Она довольно стойкая на воздухе, в соленой воде, углекислых растворах и растворах многих органических кислот. Большинство видов бронзы поддаётся сварке и пайке твёрдыми и мягкими припоями.

В зависимости от количества добавок цвет бронзы может быть от красного до белого. Рассмотрим, как легирующие элементы влияют на свойства бронзы. Олово, никель, кремний и алюминий увеличивают прочность, стойкость к коррозии, а также упругие свойства бронз.

В сочетании со свинцом, цинком и фосфором повышаются и антифрикционные свойства. Никель и железо значительно измельчают зерно и увеличивают температуру рекристаллизации. Кремний и марганец увеличивают жаростойкость.

Хром, цирконий и бериллий повышают жаропрочность сплавов и немного снижают электропроводность.

Давайте вкратце ознакомимся с наиболее часто используемыми видами бронзы.

  • Бериллиевая бронза является лидером по показателю твёрдости среди других сплавов меди. В закалённом состоянии обладает хорошей пластичностью, технологичностью, а в состаренном состоянии – высокими механическими свойствами. Дополнительно повысить уровень механических свойств можно при помощи пластической деформации перед старением. Из бериллиевой бронзы изготавливают пружины, мембраны и инструменты.
  • Алюминиевая бронза характеризуется высокой плотностью, устойчивостью к агрессивным факторам окружающей среды и химическим элементам, хорошей стойкостью к морской воде. Такой вид бронзы поддаётся обработке режущими инструментами. Из неё изготавливают ленты и полосы труб.
  • Кремнецинковая бронза позволяет изготавливать изделия сложных форм, за счёт повышенной текучести в расплавленном состоянии. Такая бронза обладает высокой степенью сопротивления сжатия и не искрит при механических воздействиях.
  • Свинцовистая бронза обладает отличными антифрикционными свойствами, хорошо противостоит ударным нагрузкам, а также отличается высокой прочностью и тугоплавкостью. Применяется она для сильно нагруженных подшипников.
  • Оловянная бронза обладает всеми указанными выше свойствами и является наиболее широко применяемой в современной промышленности. 

Получение

Бронзу получают путём сплавления меди и легирующих компонентов. Процесс происходит в электрических индукционных печах или в тигельных горнах. Шихта для плавки может состоять из свежих металлов, а также из отходов производства и вторичных металлов. Плавка проводится под слоем флюса или древесного угля. 

В разогретую печь помещают необходимое количество угля или флюса, а затем загружают медь. После расплавления и нагрева меди до соответствующей температуры, расплав раскисляют фосфористой медью.

Далее в расплав вводят подогретые легирующие элементы. В виде лигатур вводятся тугоплавкие легирующие элементы. Расплав перемешивают до растворения компонентов и нагревают до необходимой температуры.

Перед разливкой расплав снова раскисляют фосфористой медью для устранения её окислов.

Бронза хорошо плавится и равномерно заполняет формы для слитков. Сплавы выпускают в виде слитков плоской и круглой формы. Слитки обрабатывают прокаткой или прессованием.

В результате получается широкий ассортимент металлопроката:

Применение бронзы

Бронза используется в современном машиностроении, ракетной технике, авиации, судостроении и других отраслях промышленности.

Благодаря устойчивости к механическому истиранию и высокой коррозионной стойкости бронзовая продукция применяется для изготовления деталей машин и приборов, участвующих в подвижных узлах в процессе трения. Детали из бронзы требуют периодической замены, то есть являются расходными.

Из безоловянных бронзовых сплавов изготавливают прокат для составляющих химических приборов, регулирующей арматуры отопительных систем и трубопроводов другого назначения.

Бронзу используют для литья скульптур и памятников, так как материал долговечен, не подвергается атмосферным влияниям и устойчив против механических повреждений. Изделия высокохудожественных форм в театрах, дворцах, залах (люстры, торшеры, канделябры) также изготавливаются из бронзы. 

Видео — как делают бронзовые статуэтки

Источник: http://cu-prum.ru/bronza.html

Классификация бронзовых сплавов

Классификацию бронзы стали изучать еще в средневековые времена. Сплавы использовали для изготовления различных предметов для быта (период был назван бронзовым веком). Об этом свидетельствуют археологические находки: посуда (сосуды для питья, чашки, блюда), оружие (мечи, наконечники для пик), предметы обихода (статуэтки), а также украшения (кольца, цепи и монеты).

В средневековье шёл активный захват земель, происходили постоянные войны, и для нужд армий в качестве оружия отливали пушки и пушечные ядра из бронзы. Наиболее распространённой являлась колокольная бронза с добавлением олова.

Бронза – это сплав на основе меди с добавлением легирующих компонентов с разным процентным соотношением. Наиболее распространённые в качестве добавок – хром, никель, алюминий, олово, свинец и другие.

Механические и физические свойства бронз отличаются в зависимости от того, какие компоненты будут введены в сплав. На оттенок будет влиять объём содержащихся в нём легирующих веществ.

Красный цвет свидетельствует о повышенном содержании меди, а серо-стальной цвет – о наличии в бронзе не более 30% меди.

Существует несколько классификаций, одна из них – по химическому составу.

Оловянные сплавы

Олово

Это сплавы, в состав которых обязательно в качестве легирующего элемента входит олово. Оно придаёт большую твёрдость и одновременно легкоплавкость. Дополнительно вводятся цинк, фосфор и свинец. Эти добавки придают сплаву устойчивость к коррозии и делают его более подходящим для процесса литья. Фосфор выступает раскислителем сплава, если его процентное содержание составляет более единицы.

Цинк способствует удешевлению материала, не влияет на качественные характеристики сплава олова с медью. Поэтому практикуется вводить в сплав до 10% цинка – это не вызовет изменений механических свойств, но уменьшится себестоимость изделий.

Наибольшее содержание олова может быть в пределах 30%, тогда бронза приобретает светло-серебристый цвет. В зависимости от процентной доли этого вещества, изменяется оттенок сплава от красного до жёлтого.

Изделия из оловянистых бронз лучше подвергаются обработке – токарной и фрезерной, а также полировке. В качестве добавочных элементов в сплав вводят:

Эти компоненты положительно влияют на механические, литейные и антифрикционные свойства (сопротивление износу) бронзы.

Сплавы с содержанием до 8% олова предназначены для технологических операций (ковка, прокатка, штамповка), т. к. имеют структуру однородного твёрдого раствора. Из таких бронз производят листы, проволоку, прутки.

Сплав с содержанием олова до 20% имеет двухфазную структуру и применяется только в литом виде.

Оловянистые бронзы полностью заполняют форму для литья, обладают небольшой усадкой, это делает возможным получать отливки сложной конфигурации.

Применяются для получения фасонных изделий и для художественного литья, а также из них изготавливают механизмы и детали агрегатов, эксплуатируемых в морской солёной воде.

Алюминиевые сплавы

Безоловянные бронзы (специальные) – которые не содержат в своём составе химического элемента олова.

Классификация безоловянных бронз составлена с учётом того, какой основной легирующий элемент присутствует в составе.

Алюминий – основной компонент легирования, содержится в составе от 6 до 12%. В индустрии применяются двух- и многокомпонентные сплавы. Более востребованы многокомпонентные алюминиевые бронзы с добавлением никеля, железа и марганца.

Al в составе оказывает значимое влияние на физические свойства бронз. По плотности алюминиевые бронзы ниже, чем медь в чистом виде. Этот фактор позволяет применять их в судостроении и в авиакосмическом секторе. А также из алюминиевой бронзы производят детали и соединения, подвергающихся большим нагрузкам и трению (для дорожных машин, станков, для теплового оборудования).

Кремнистые сплавы

Содержат примерно 3–5% кремния в составе. Они опережают оловянистые бронзы по коррозионной стойкости и механическим свойствам, имеют высокую упругость, не магнитятся. Сплавы отлично поддаются пайке и сварке. Устойчивы к щёлочи и сухой газовой среде, поэтому их используют в производстве газопроводов и сточных труб.

Марганцевые сплавы

В промышленной области применяют бронзы, содержащие 4–5% Mn. Отличаются повышенной прочностью, высокой пластичностью и стойкостью к коррозии. Предназначены для производства деталей для центробежных насосов, рабочих колёс.

Читайте также:  Тиски: назначение инструмента, слесарные и станочные виды, изготовление своими руками

Свинцовые сплавы

Структура такого сплава даёт возможность получать высокие антифрикционные свойства. Данная бронза идёт на изготовление вкладышей подшипников скольжения, функционирующих под высоким давлением при большой скорости.

Бериллиевые сплавы

Сплавы обладают повышенными прочностными характеристиками, а также высоким пределом текучести, упругости, отличаются высокой электропроводностью и теплопроводностью, высоким сопротивлением ползучести и коррозии.

Из них изготавливают пружины и детали ответственного назначения. Основным сектором применения является электротехника – производят оптоволоконные кабеля и интегральные схемы.

Бериллиевый сплав позволяет производить детали малых размеров для электронных устройств (мобильных телефонов, планшетов и т. д.).

Маркировка

Все марки сплавов бронз выпускаются заводами со строгим соблюдением требований нормативной документации (ГОСТов).

Маркировка бронзы начинается с аббревиатуры Бр, после следует буква основного легирующего компонента, затем остальных, а цифры обозначают процентный состав легирующих добавок. Например, марка БрАЖН 10-4-4 – это алюминиевая бронза, содержащая алюминий –10%, железо – 4%, никель – 4%, остальное – медь.

При маркировке бронз приняты следующие обозначения легирующих элементов:

А алюминий Ц цинк
Б бериллий Су сурьма
В вольфрам X хром
О олово Н никель
Мг магний С свинец
Мц марганец Ко кобальт
М медь
К кремний
Ф фосфор

Маркировка нужна как для определения свойств и состава бронзы, так и для определения удельного веса. Для этого составлены таблицы в технических справочниках. Если марка сплава неизвестна, тогда делается химический анализ.

Эти данные нужны для определения объёма заготовки (формула представлена соотношением массы к объёму).

Имея значения удельного веса сплава, можно высчитать объём детали с заданной массой, и наоборот: можно узнать вес бруска с определёнными параметрами.

Виды легирующих добавок

Легирующие добавки сплавов в бронзе

Бериллий значительно влияет на прочность и твёрдость. Если бериллиевой бронзе провести закалку, то она вместе с прочностью приобретёт высокую упругость, поэтому из данной бронзы изготавливают пружинистые детали (рессоры, мембраны) и сами пружины.

Алюминий и никель придают бронзовому сплаву высокое упрочнение и коррозионную устойчивость. Из бронз, в составе которых присутствуют указанные химические элементы, изготавливают детали и механизмы, предназначенные для работы в критических условиях (морская вода, щёлочи). Например, части нефтяных платформ на океанских прибрежьях.

Свинец добавляют в бронзовый сплав для получения отличных антифрикционных и противоударных свойств. Изделия из свинцовых бронз могут подвергаться значительным длительным нагрузкам (например, подшипники в механизмах).

Бронзы, легированные кремнием и цинком, обладают повышенными свойствами текучести в жидком (расплавленном) виде, поэтому из них изготавливают детали сложной формы методом литья.

Особенности производства

Процесс выплавки происходит следующим образом:

  • печь выводят на требуемый температурный режим, затем в неё помещают тигель с сырьём (медью);
  • во избежание раскисления металла после расплавления, в него добавляют плавень (древесный уголь);
  • когда металл в полном объёме расплавится и прогреется, в него вводят фосфористую медь, которая является кислотным катализатором;
  • далее в расплавленный металл вводят легирующие элементы и связующие (лигатуры), после этого полученный состав тщательно перемешивается;
  • окончательной операцией является разливка металла, но перед её совершением в расплав ещё раз добавляют фосфористую медь для предотвращения возникновения окислов.

На всех этапах выплавки бронзы особенно тщательно необходимо следить за соблюдением температуры плавления. Следует также правильно дозировать количество легирующих веществ и лигатуры, добавляемых в сплав.

Сфера применения

Бронза легко плавится и с равномерностью заполняет форму для слитка. Получаются слитки круглой и плоской конфигурации. Далее их подвергают ковке, прокатке, прессованию. Широк сортамент бронзового проката:

  • лента и проволока;
  • трубы;
  • втулки;
  • прутки.

Свойства и применение бронз

Классификация бронзы помогает определить, какие изделия для какой отрасли нужно изготовить.

Используют бронзовые сплавы в машиностроительной и судостроительной отрасли, авиационной технике и при изготовлении ракет.

Виды бронзы

Устойчивость к механическим и динамическим нагрузкам и высокая стойкость к коррозии, позволяет применять детали из бронзы в механизмах машин и приборов в подвижных узлах, подверженных усиленному трению. Из безоловянных бронз с содержанием алюминия производят изделия для приборов, используемых в химической отрасли, а также регулирующей и запорной арматуры в системах отопления и трубопроводах.

Бронзовый сплав устойчив к механическим повреждениям и неблагоприятным внешним метеоусловиям, поэтому его применяют для отливки скульптур, статуй и барельефов. Бронза обладает хорошими текучими свойствами, аккуратно и точно заполняет формы для заливки, поэтому из неё получаются изделия сложных конфигураций (художественное литьё – люстры, торшеры, статуэтки, картины-миниатюры и др.).

Великолепно смотрятся бронзовые балюстрады, декоративные элементы лестниц и карнизов. Предметы интерьера – подсвечники, вешалки, рамы для зеркал и картин. Бронзовые детали мебели придают некоторую винтажность и роскошь помещению.

Видео по теме: Плавка и отливка цветных металлов (бронза)

Источник: https://promzn.ru/metallurgiya/klassifikatsiya-bronzovyh-splavov.html

Свойства и классификация бронзовых сплавов. — DRIVE2

Для тех кто интересуется свойствами бронз разных марок выкладываю эту статейку. Материал для шатунных втулок я подбирал исходя из описанных ниже данных.

БРОНЗА

Классификация бронзовых сплавов Бронзами называются сплавы на основе меди, в которых основными легирующими элемен-тами являются олово, алюминий, железо и другие элементы (кроме цинка, сплавы с которым относятся к латуням).

Маркировка бронз состоит из сочетания «Бр», букв, обозначающих основ-ные легирующие элементы и цифр, указывающих на их содержание.По химическому составу бронзы классифицируются по названию основного легирующего элемента. При этом бронзы условно делят на два класса: оловянные (с обязательным присут-ствием олова) и безоловянные.

По применению бронзы делят на деформируемые, технологические свойства которых допускают производство проката и поковок, и литейные, используемые для литья. В то же время многие бронзы, из которых производится прокат, используются и для литья.

Химический состав и марки бронзовых сплавов определены в следующих ГОСТах:Литейные: оловянные в ГОСТ 613-79, безоловянные в ГОСТ 493-79.Деформируемые: оловянные в ГОСТ 5017-2006, безоловянные в ГОСТ 18175-78

Многообразие бронз отражает приведенная ниже таблица. В ней представлены практически все деформируемые и часть литейных бронз. Бронзы, используемые исключительно как литейные, помечены «звездочкой». В дальнейшем будут рассматриваться преимущественно деформируемые бронзы. Структура бронзовых сплавов кратко рассмотрена в — Структура и свойства сплавов.

таблица

Физические свойства бронзовых сплавов

Модуль упругости Е разных марок меняется в широких пределах: от 10000 (БрОФ, БрОЦ) до 14000 (БрКН1-3, БрЦр). Модуль сдвига G меняется в пределах 3900-4500. Эти величины сильно зависят от состояния бронзы (литье, прокат, до и после облагораживания). Для нагартованных лент наблюдается анизотропия по отношению к направлению прокатки.

Обрабатываемость резанием практически всех бронз составляет 20% (по отношению к ЛС63-3). Исключение составляют оловянно-свинцовые бронзы БрОЦС с очень хорошей обраба-тываемостью ( 90% для БрОЦС5-5-5).

Ударная вязкость меняется в широких пределах, в основном она меньше, чем для меди (для сопоставимости результатов все значения приведены для литья в кокиль):

Ударная вязкость

Электропроводность большинства бронзовых сплавов существенно ниже, чем у чистой меди и многих латуней (значения удельного сопротивления приведены в мкОм*м):

Электропроводность

Сопротивление серебряной бронзы (медь легированная серебром до 0.25%) такое же как у чистой меди, но такой сплав имеет большую температуру рекристаллизации и малую ползучесть при высоких температурах.

Низкое удельное сопротивление имеют низколегированные бронзовые сплавы БрКд, БрМг, БрЦр, БрХ.

Величина электропроводности имеет существенное значение для бронз, используемых для изготовления коллекторных полос, электродов сварочных машин, для пружинящих электрических контактов. Приведенные значения являются ориентировочными, т.к.

на величину сопротивления оказывает влияние состояние материала. Особенно сильно оно может измениться под влиянием облагораживания (в сторону уменьшения, это касается БрХ, БрЦр, БрКН, БрБ2 и др.). Например электросопротивление БрБ2 до и после облагораживания составляют 0.1 и 0.07 мкОм*м.

Теплопроводность большинства бронз существенно ниже теплопроводности меди и ниже теплопроводности латуней (значения приведены в кал/cм*с*С):

Теплопроводность

Высокую теплопроводность имеют низколегированные бронзы. Облагораживание улучшает теплопроводность. Высокая теплопроводность особенно важна для обеспечения отвода тепла в узлах трения и в электродах сварочных машин. Низкая теплопроводность облегчает процесс сварки бронзовых деталей.

Механические свойства бронзового проката

Если из всего разнообразия латуней массово производится прокат только двух марок (ЛС59-1 и Л63), то для массового производства полуфабрикатов из бронзы используется значительно большее количество марок. Бронзовый прокат включает в себя круги, трубы, проволоку, ленты, полосы и плиты.
Бронзовые круги

Бронзовые круги выпускаются прессованными, холоднодноформированными и методом непрерывного литья. Способ производства и диапазон производимых диаметров определяется технологическими свойствами конкретной бронзы. В таблице указано соответствие между марками бронз, диаметром прутка и способом производства.

Общее представление об основных механических свойствах бронзовых кругов дает следующая гистограмма.

гистограмма

Непрерывнолитые круги. Методом непрерывного литья массово производятся БрОЦС5-5-5, БрАЖ9-4, реже БрОФ10-1 и БрАЖМц10-3-1.5. В изделиях, полученных этим способом, отсутствуют дефекты, характерные для литья в кокиль или песчаную форму.

Поэтому по своим свойствам непрерывнолитые полуфабрикаты существенно превосходят отливки в кокиль и близки к прессованным полуфабрикатам.Круги из БрОЦС5-5-5 и БрОФ10-1 имеют относительно гладкую поверхность, нарушаемую неглубокими вмятинами от тянущего устройства.

Круги этих марок производятся только непрерывнолитым способом.

Круги из БрАЖ и БрАЖМц, полученные методом непрерывного литья, могут иметь на поверхности опоясывающие трещины глубиной до 1 мм.

По твердости, прочности и пластичности непрерывнолитые круги незначительно уступают прессованным, антифрикционные свойства у них практически одинаковы, а стоимость их существенно ниже.

Читайте также:  Технические характеристики токарно-винторезного станка 1к62 и особенности конструкции

При необходимости качественные круги больших диаметров (свыше 100 мм) и короткой длины можно отливать методом центробежного литья.

Прессованные и холоднодеформированные круги.
Они производятся по ГОСТ 1628-78, а также ГОСТ 6511-60 (БрОЦ4-3), ГОСТ10025-78 (БрОФ6.5-0.15 и БрОФ7-0.2) и ГОСТ 15835-70 (БрБ2) и многочисленным ТУ.

Массово производятся и имеются в свободной продаже прессованные круги из БрАЖ9-4 диаметром 16-160 мм.
Доступны также круги из БрАЖМц10-3-1.5, БрАЖН10-4-4 и БрАЖНМц9-4-4-1, но они значительно дороже. Прессованные круги других марок выпускаются под заказ.

Холоднодеформированные (тянутые) круги выпускаются в разном состоянии поставки диаметром до 40 мм. На гистограмме представлены данные для прутков из БрОЦ4-3. БрКМц3-1, БрОФ7-0.2 (твердое состояние), БрАМц9-2 (полутвердое состояние) и прутков БрБ2 в состояниях «М» и «Т» Следует отметить, что холоднодеформированные круги производятся под заказ и являются большим дефицитом.

Бронзовые трубы и заготовки для втулокПрессованные трубы общего назначения производятся из БрАЖМц10-3-1.5, БрАЖН10-4-4 (ГОСТ 1208-90).

Трубы специального назначения выпускаются из других марок по различным ТУ. Методом непрерывного литья выпускаются трубные заготовки из БрОЦС5-5-5, БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1.5.

Механические свойства труб практически совпадают с таковыми для соответствующих кругов.

Заготовки для втулок отливаются в кокиль или методом центробежного литья. При этом чаще используются марки БрАЖ9-4, БрОЦС5-5-5, БрОФ10-1, БрОЦ10-2.

Особенности свойств различных бронзовых сплавов

Выбор бронзы для использования в конкретных целях не определяется только величинами ?в и НВ, которые отражают лишь часть механических свойств.

Выбор той или иной марки производится с учетом всего комплекса физических, механических, технологических и антифрикционных свойств, коррозионной стойкости, поведения при высоких или низких температурах и т.д.

Ниже в таблице сопоставлены свойства и марки бронзовых сплавов.

ПРИМЕНЕНИЕ БРОНЗОВЫХ СПЛАВОВ В УЗЛАХ ТРЕНИЯ

Антифрикционные бронзы

Бронзы очень широко используются в качестве антифрикционных материалов.

К числу бронз, которые импользуются в качестве антифрикционных материалов относится большинство оловянных (кроме БрОЦ4-3) бронз, а из безоловянных — БрАМц, БрАЖ, БрАЖМц, БрАЖН.

Эти бронзы применяются главным образом для изготовления 1) опор подшипников скольжения, 2) колес (венцов) червячных передач и 3) гаек в передачах «винт-гайка».

Анти-фрикционные свойства составляют отдельную группу свойств и не связаны напрямую с их механическими свойствами. Антифрикционные свойства определяются свойствами поверхностного слоя, тогда как механические свойства определяются объемными свойствами материала.

Это неочевидное утверждение можно проиллюстрировать на примере двух бронз — БрС30 и БрАЖ9-4 при их использовании в подшипниках скольжения. БрС30 существенно уступает бронзе БрАЖ9-4 по всем механическим показателям (прочность, твердость, относительное удлиение).

Однако, именно она применяется в особо ответственных подшипниках, допускающих высокие скорости и высокие нагрузки ( в т.ч. ударные).

Поэтому при выборе бронзы для использования в узлах трения учитывают прежде всего антифрикционные, а затем — механические свойства. Для этих целей массово используются круги и полые заготовки БрАЖ9-4 и БрАЖМц10-3-1.5 БрОЦС5-5-5, БрОФ10-1.

Для направляющих используются катаные полосы из БрАМц9-2 и плиты (литые и отфрезерованные) из БрАЖ9-4 и БрОЦС5-5-5.
Критерии выбора той или иной марки бронзы зависят от вида узла трения и условий его работы.

Для наиболее распространенных случаев общие рекомендации могут быть следующими.

Подшипники скольжения.При скоростях скольжения > 5-6 м/с предпочтительно применять БрОФ10-1. При скоростях < 5-6 м/с можно применять БрАЖ9-4 или БрОЦС5-5-5. Если опорная поверхность вала закалена, то можно применять любую из этих бронз, но БрАЖ допускает вдвое большие радиальные нагрузки. Если опорная поверхность вала незакалена, можно применять только БрОЦС.

Колеса (венцы) червячных передач.

При скоростях скольжения > 8-12 м/с применяется БрОФ10-1. При скоростях 4-10 м/с применяется БрОЦС5-5-5. При скоростях

Источник: https://www.drive2.ru/b/2748209/

Свойства бронз

                                              ОЛОВЯННЫЕ БРОНЗЫ 
      БрО5    БрОФ4-0.25     БрОЦ4-3        БрОС8-12
     БрО10    БрОФ6.5-0.15     БрОЦ8-4        БрОС5-25   БрОЦС4-4-17
     БрО19    БрОЦ10-2       БрОС10-10   БрОЦС5-5-5
     БрОФ10-1        БрОС6-15   БрОЦС6-6-3
                                                     АЛЮМИНИЕВЫЕ БРОНЗЫ
      БрА5     БрАМц9-2     БрАЖ9-4    БрАЖМц10-3-1.5   БрАЖН10-4-4
      БрА7    БрАМц10-2   БрАЖНМц10-4-4-1   БрАЖН11-6-6
 КРЕМНИСТЫЕ   БЕРИЛЛИЕВЫЕ   КАДМИЕВЫЕ        МАГНИЕВЫЕ    ХРОМОВЫЕ
   БрКМц3-1         БрБ2      БрКд1   БрМг0.3 (0.5 и 0.8)       БрХ0.8
    БрКН1-3       БрБ2.5  БрКдХ0.5-0.15         БрХ1
   БрКН0.5-2     БрБНТ-1.9       БрХ1Цр
 СЕРЕБРЯНЫЕ  ЦИРКОНИЕВЫЕ     СВИНЦОВЫЕ     МАРГАНЦЕВЫЕ
    БрСр0.1      БрЦр0.2      БрС30           БрМц5

 

            Они производятся по , а также (БрОЦ4-3), (БрОФ6.5-0.15 и БрОФ7-0.2) и (БрБ2) и многочисленным ТУ. 

ПРИМЕНЕНИЕ БРОНЗОВЫХ СПЛАВОВ В УЗЛАХ ТРЕНИЯ

К числу бронз, которые импользуются в качестве антифрикционных материалов относится большинство оловянных (кроме БрОЦ4-3) бронз,  а из безоловянных — БрАМц, БрАЖ, БрАЖМц, БрАЖН. Эти бронзы применяются главным образом для изготовления 1) опор подшипников скольжения, 2) колес (венцов) червячных передач и 3) гаек в передачах «винт-гайка».

        Более подробно  вопросы применения бронз в узлах трения рассматривается на странице . Соответствующие рекомендации могут быть полезны при проведении ремонтных работ в отсутствии технической документации на изделие.

        Круги и заготовки из основных марок бронз имеются на складе — см. стр. сайта<\p>

                                       

                                                   ПРИМЕНЕНИЕ БРОНЗОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУЖИН

?0.005, МПа   
?0.2 , МПа  
?В , МПа  
?


ПРИМЕНЕНИЕ БРОНЗОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ И ПРОВОДНИКОВ ТОКА

                                            НАЗАД на<\p>

Источник: http://normis.com.ua/bronz

Классификация и применение бронз

Главная  / Справочник  / Классификация и применение бронз

При маркировке бронзы приняты определенные правила: Бр (первые две буквы)- бронза, далее буквы, означающие список легирующих элементов в нисходящем порядке их содержания, и цифры, соответствующих их количеству в процентах. Сплавы на основе олова и свинца с добавкой меди называются баббитами. Они весьма дороги, поэтому чаще всего заменяются алюминиевыми сплавами. Бронзы делятся на оловянные и безоловянные.

Оловянные бронзы

Основными легирующими элементами оловянных бронз являются цинк, никель и фосфор. Содержание цинка составляет до 10 процентов, при этом свойства бронзы практически не изменяются, но снижается цена. Свинец и фосфор улучшают антифрикционные свойства бронзы и ее обрабатываемость резкой.

Применение некоторых видов литейных оловянных бронз

Деформируемые бронзы:

— БрОФ6,5-0,4 – пружины, мембраны, антифрикционные детали, вкладыши

— БрОЦ4-3 – плоские и круглые пружины и пружинные контакты

— БрОЦС4-4-2,5 – антифрикционные детали, втулки, муфты, рубашки и так далее

Литейные бронзы:

— БрО3Ц12С5 – арматура общего назначения

— БрО5ЦНС5 – антифрикционные детали, вкладыши подшипников, сепараторы

— БрО4Ц4С17 – антифрикционные детали втулки, подшипники, сепараторы подшипников, вкладыши, шестерни, червячные пары и прочее.

Бронзы безоловянные

Существуют марки бронзы, не содержащие олова. Это двойные или многокомпонентные сплавы меди с алюминием, марганцем, железом, свинцом, никелем, бериллием или кремнием.

Свойства алюминиевых бронз: хорошая устойчивость к коррозии в морской воде, высокие механические свойства, хорошая пластичность, высокая плотность.

Свойства кремнистых бронз (содержащих никель и марганец): высокая механическая прочность и пластичность, хорошие механические и антикоррозионные качества.
Свойства бериллиевых бронз: улучшенная коррозийная стойкость и свариваемость.

Свойства свинцовых бронз: отличные антифрикционные свойства, хорошая теплопроводность.

Применение безоловянных бронз:

Алюминиевые бронзы

— БрАЖ9-4 – Для обработки давлением и механически ( прутки, трубы, листы)

— БрАЖН10-4-4 – Изделия для химической аппаратуры

— БрА9Ж3Л – Арматура, антифрикционные детали

— БрА10Ж3Мц2 – Арматура, антифрикционные детали

Кремнистые бронзы

  • БрКМц3-1 – Прутки, ленты, проволока для пружин

Бериллиевая бронза

  • БрБ2 – Полосы, прутки, лента, проволока для пружин

Свинцовая бронза

  • БрС30 – Антифрикционные детали, прокладки, втулки

Маркировка бронз

Безоловянные (ГОСТ 493, ГОСТ 17328,ГОСТ 18175)
Марка Краткое обозначение марки
БрА5БрА7 БА5БА7
БрАЖ9—4;БрА9ЖЗЛ;БрА10ЖЗ;БрА10ЖЗр БАЖ
БрАЖН10—4—4;БрАЖНМц9—4—4—1;БрА10Ж4Н4Л;БрА9Ж4Н4Мц1;БрА11ЖбНб БАЖН
БрАЖМц10—3—1,5;БрА10ЖЗМц2 БАЖМц
БрМц5БрКд1БрБ2 БМцБКдББ
БрБНТ1,7;БрБНТ1,9;БрБНТ1,9Мг ББН
БрКН1-3БрКМцЗ—1БрМг0,ЗБрСр0,1БрХ1 БКНБКМцБМгБСрБХр
БрХ1Цр;БрХЦрКа;БрЦр БЦр
БрАМц10—2;БрА10Мц2Л;БрАМц9—2;БрА9Мц2Л БАМц
БрА7Мц15ЖЗН2Ц2БрС30БрСуЗНЗЦЗС2ОФБрНК1,5—0,5 БАМц15БСБСуСБНК
Оловянные (ГОСТ 613, ГОСТ 5017)
Марка Краткое обозначение марки
Бр0ЗЦ12С5 Б0З
БрОЦС4—4—2,5;БрОЦС4—4—4;Бр04Ц7С5 Б04
Бр05Ц5С5 Б05
Бр06Ц6СЗ;Бр06Ц6С2х Б06
Бр0Ц4—3Бр08Ц4Бр010Ц2Бр0ЗЦ17С5Н1Бр04Ц4С17Бр05С25 Б0Ц4Б0Ц8Б0Ц10Б0ЗНБ04СБ05С
Бр08С12;Бр08С21 Б08С
Бр010С10Бр010Ф1Бр0Ф2—0,25Бр0Ф4—0,25Бр0Ф6,5—0,15Бр0Ф6,5—0,4Бр0Ф7—0,2Бр0Ф8,0—0,3БрМц07—3 Б0С10Б0ЮБ0Ф2Б0Ф4Б0Ф6Б0Ф6Б0Ф7Б0Ф8Б0Мц

Источник: http://dianit2007.ru/klassifikaciya-i-primenenie-bronz

Сплавы на основе меди: классификация, маркировка, свойства, применение

45951

Сплавы на основе меди: классификация, маркировка, свойства, применение

Доклад

Производство и промышленные технологии

По техническим свойствам медные сплавы делятся на деформируемыеГОСТ1817578 и литейные ГОСТ61383; по способности к закалке термоупрочняемые и нетермоупрочняемые; по химическому составу на бронзы Cu другие элементы кроме Zn и латуни СuZn и другие элементы.

Бронзы маркируются буквами Бр бронза и буквами и цифрами: буквы означают название элемента а цифры его количество в сплаве в процентах. Бронзы имеют более высокие по сравнению с латунями прочностные антифрикционные коррозионостойкие свойства но являются более..

.

Русский

2013-11-18

21.83 KB

186 чел.

5. Сплавы на  основе меди: классификация, маркировка, свойства, применение.

Свойства меди. Медь – металл красновато – розового цвета, имеет гранецентрированную кубическую решетку с параметром а=3,60 нм. Плотность меди 8,94 г/см3, Тпл=1083°С.

В зависимости от химического состава медь выпускается в виде технических марок МОО, МО, М1 (99,9 %Сu),М2, М3, М4(99,0 %Cu).

Медь имеет высокую тепло и электропроводность (100 %- эталон электропроводности), пластичность, коррозионную стойкость, легко обрабатывается давлением, но плохо – резанием. Отожженная при Т=600°С медь имеет следующие свойства: σb=220МПа, δ=50 %.

Медь прокатывается в тонкие листы, ленту, проволоку микронной толщины, склонна к наклепу. Медь легко полируется, хорошо паяется, сваривается. Примеси резко снижают тепло и электропроводность меди. Литейные свойства меди низкие из-за высокой усадки и низкой жидкотекучести.

Классификация и маркировка медных сплавов. По техническим свойствам медные сплавы делятся на деформируемые(ГОСТ18175-78) и литейные (ГОСТ613-83); по способности к закалке – термоупрочняемые и нетермоупрочняемые; по химическому составу на бронзы (Cu +другие элементы, кроме Zn) и латуни (Сu+Zn и другие элементы).

В медных сплавах легирующие элементы обозначаются следующим образом: О-олово, С-свинец, А-алюминий, Ж-железо, Мц-марганец, Н-никель, К-кремний, Ф-фосфор,  Б-бериллий,  Мн-марганец. Бронзы маркируются буквами «Бр» (бронза) и буквами и цифрами: буквы означают название элемента, а цифры – его количество в сплаве в процентах.

Например, Бр05Ц5С5  содержит 5 % олова, 5 % цинка, 5 %свинца, остальное – медь.

  Латуни маркируются буквой «Л» (латунь) и цифрой, показывающей содержание легирующего элемента в процентах. В марках легированных латуней кроме цифры, указывающей содержание цинка, даются буквы и цифры, обозначающие название и количество в процентах легирующих элементов. Например, ЛЦ35А3Ж2Мц1 содержит: 35%Zn, 3 %Al, 2 %Fe, 1%Mn, остальные 59 % составляет Cu.

 Бронзы имеют более высокие по сравнению с латунями прочностные, антифрикционные, коррозионостойкие свойства, но являются более дорогими.

Латуни. Медь с цинком образует твердый раствор высокой концентрации. Латуни(ГОСТ17711-74) бывают двойные (Сu+Zn) и многокомпонентные (Cu+Zn+Pb,Ni,Si и т.д.). Двойные латуни делятся на две группы:

1. Однофазные (Zn < 39 %), имеющие  структуру –ά твердого раствора (Л62, Л68 и др.).

         2.Двухфазные (Zn >39 %), имеющие структуру (α+β) твёрдого раствора (Л60 и др.)

   Однофазные латуни пластичны, хорошо поддаются пластической деформации в холодном, и хуже в горячем состоянии, поэтому латунь применяется для изготовления листов, проволоки, ленты путем холодной прокатки. Для прокатки в горячем состоянии применяется двухфазная латунь.

   Латуни имеют хорошие литейные свойства, хорошо обрабатываются резанием, хорошо прирабатываются, полируются и противостоят износу. Электро и теплопроводность составляет 20-50 % от меди, коррозионная стойкость хуже, чем у меди из-за наличия примесей.

    Механические свойства латуней невысоки:       

для α–латуней: σb =260-300 МПа, δ %=40-50 %;

для α+β латуней: σb=350-400 МПа, δ %=20-30 %.

      Многокомпонентные латуни относятся к специальным, имеющим дополнительно те или иные свойства. Обычно латуни легируются Pb, Sn, Si, Ni, Al и др.

      Алюминий повышает прочность, твердость и коррозионную стойкость. Алюминиевая латунь ЛЦ21А2 обладает высокой коррозионной стойкостью в морской воде.

      Олово повышает коррозионную стойкость в морской воде, поэтому оловянные латуни называются «морскими» и применяются в судостроении (ЛЦ8701, ЛЦ2901 и др.)

Кремний улучшает коррозионную стойкость, жидкотекучесть, свариваемость, способность к деформации как в холодном, так и горячем состоянии, поэтому кремнистые латуни.(например,ЛЦ17К3) применяются в виде сложных фасонных отливок, поковок, прутков, штамповок и т.д.     

Свинец улучшает обрабатываемость резанием, поэтому свинцовую латунь (например, ЛЦ40С) называют «автоматной»,то есть предназначенной для обработки на станках-автоматах.

     Никель улучшает механические свойства и повышает коррозионную стойкость, поэтому никелевые латуни типа ЛЦ30Н5 применяются в морском судостроении и в химическом машиностроении.

Бронзы. Бронзы — двойные или многокомпонентные сплавы на основе меди. В качестве легирующих элементов применяется  олово (О), свинец (С), алюминий (А), железо (Ж), марганец (Мц), никель (Н), кремний (К), фосфор (Ф), бериллий (Б) и другие элементы.

Sn, Al, Ni, Si увеличивают прочность, упругость и коррозионную стойкость; Pb, P, Zn придают бронзе антифрикционные свойства; Mn и Si – жаростойкость, Fe и Ni – измельчают зерно и повышают твёрдость и прочность; Be повышает упругость и прочность.

     По химическому составу бронзы делятся на оловянные (до 10 % Sn по ГОСТ 613-79) и безоловянные(ГОСТ18175-78), а по технологическим признакам — на литейные и обрабатываемые давлением.

    Оловянные бронзы хорошо обрабатываются резанием, хорошо паяются, хуже свариваются, имеют очень малую усадку (

Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=45951

Маркировка бронзы по ГОСТ – Всё, что нужно знать!

Маркировка бронзы по ГОСТ – Всё, что нужно знать!

Маркировка бронзы по ГОСТ – это набор букв и цифр, каждый из которых обозначают некий элемент. Но что же такое сама бронза? Это цветной сплав, состоящий из меди и других легирующих элементов. Самые распространенные сплавы происходят с:

  • Оловом (Улучшает твердость и антифрикционные качества);
  • Никелем (Измельчает сырье, повышает температуру и рекристаллизацию);
  • Бериллием (Улучшает надежность и электропроводимость);
  • Марганцем (Повышает качество жаропрочности);
  • Кремнием (Помогает увеличить износостойкость, текучесть)

Давайте подробней узнаем про металл и из чего он создается.

Классификация, марки, характеристики бронзы

В соответствии со стандартом ГОСТ, материал имеет следующую классификацию:

По типу

Оловянный

Безоловянный

По применению

Деформируемый

Литьевой

По структуре

Однофазный

Двухфазный

Маркировка бронзы оловянной

Это смесь меди и олова. Имеют хорошие качественные характеристики (высокую надежность, стойкость и легкоплавкость). В сплав зачастую добавляют элементы: мышьяк, свинец, цинк. Такие добавки усовершенствуют имеющиеся механические, литейные, антифрикционные качества.

Усадка металла – минимальная (1%), поэтому они востребованы при получении отливок, художественного литья.  Также популярные при производстве плоских и круглых пружин, мембран, пружинящих контактов.

Маркировка бронзы безоловянной

Это сплавы, не имеющие олова в своем составе. Они совершенно не отличаются по свойствам от оловянных, а по определенным даже превышают их.

Безоловянные бронзы бывают многокомпонентными – это смесь с:

  • Алюминием;
  • Кремнием;
  • Бериллием;
  • Свинцом.

Самый известный из них – Латунь.

Цветовая маркировка бронзы (безоловянной)

Алюминиевые бронзы

Такая разновидность имеет хорошие механические и антифрикционные качества, переносимость коррозионных процессов. Среди преимуществ выделяют следующие свойства бронзы:

  • Механические и технологические свойства;
  • Невысокая стоимость.

Однофазные алюминиевые бронзовые сплавы отличаются хорошей пластичностью и принадлежат к типу деформируемых (обрабатываемых давлением). В свою очередь, двухфазные имеют не такую хорошую пластичность и применяются как литейные.

Весь тип алюминиевых материалов используют для фланцев, втулок, шестерен, работающих до 400-500 градусов.

Кремнистые бронзы

Имеют хорошие механические, пружинящие антифрикционные свойства. Устойчивы к коррозионным процессам и износоустойчивы. Не магнитятся, не выявляют искры при ударах, не теряют пластичности при пониженных температурах. Соединение обрабатывается к холодном и горячем состоянии.

Кремнистые бронзы применяются для создания пружинистых элементов, которые могут эксплуатироваться при температуре до 250 градусов и в агрессивных средах (воде).

Маркировка бронзы бериллиевой

Термообработаны и характеризуется повышенной упругостью, надежностью и твердостью. Имеют исключительную электропроводность, износостойкость, твердость. Не выявляют искр при ударах. Легко переносят процессы коррозии.

Сплав используется для пружин, элементов работающих на износ, электронной техники.

Свинцовые бронзы

Антифрикционный материал, имеющий высокое качество. Предназначен для изготовления подшипников, работающих с высокой скоростью и при высоком давлении.

Технология получения и применения бронзы

Технология производства бронзовых сплавов

В качестве заготовок, точнее сырья, выступают отходы из бронзы или шихта. Обязательно применение древесного угля, который предотвращает оксидирование получаемого материала.

Процесс производства бронзы состоит из следующих этапов:

  • Контейнер с сырьем размещают в специализированную печку, которую изначально разогрели до необходимой температуры;
  • Добавляют к сырью древесный уголь;
  • Как только все содержимое хорошенько разогреется и расплавится, добавляется кислотный катализатор (фосфористая медь);
  • Далее добавляются легированные и добавочные примеси, придающие материалу большее количество качественных свойств. Приобретенная смесь перемешивается;
  • Перед формированием расплава добавляют фосфористую медь, снижающую влияние процесса оксидирования.

Бронза — применение

Качественные характеристики металлов полностью зависят от добавленных легирующих элементов. Применение бронзы в разных областях возможно в разных вариациях:

  • Технические изделия в электрической сфере, детали навигационных аппаратов;
  • Фурнитура, фитинги, сантехнические товары – в бытовом применении;
  • Изготовление ювелирных изделий;
  • Скульптуры, декорирование;
  • Пружины, мембраны;
  • Шестеренки, зубчатые колеса;
  • Аппараты, которые эксплуатируются в агрессивных или влажных средах;
  • Элементы, которые применяются при переменчивых нагрузках;
  • Антифрикционные детали, подвергающиеся постоянному трению;
  • Отливки высокой точности.

Химический состав бронзы

Как говорилось ранее, сплав состоит из меди и олова, которые добавляются в различных пропорциях. Чтобы придать ему лучшие свойства, в сплав добавляют магний, свинец, фосфор, кремний. Наличие других примесей сведено к минимуму.

Небольшое отклонение от указанного отношения приводит к возникновению проблем, которые могут стать даже причиной ликвидации.

Классификация и маркировка бронзы по ГОСТу — Расшифровка

  1. При расшифровке маркировки бронзы по ГОСТ сразу можно обратить внимание на первые две буквы «Бр», которые по-любому там присутствуют.
  2. После этого добавляются заглавные буквы название легирующих элементов.

  3. После всех прописанных в маркировке элементов указывают цифры, показывающие процентное содержание добавки в материале.
  4. Для литейных количество легирующего элемента пишется после букв.

    К примеру БрО3Ц6С5 – Это литейный оловянный сплав, содержащий 3% олова, 6% цинка и 5% свинца, остальная часть – медь. Для деформируемых цифры прописываются в самом конце, в том порядке, а каком были прописаны добавленные компоненты. К примеру, БрАЖ8-3.

    Это деформируемый безоловянный сплав из меди, 8% алюминия и 3% железа.

Маркировка бронзы по ГОСТ содержит только несколько элементов. Но не нужно думать, что кроме них больше ничего не добавляют. Конечно добавляют, только совсем в незначительном количестве.

Надеемся, Вы теперь понимаете, что из себя представляет маркировка бронзы, как она расшифровывается и что входит в состав её сплава.

Источник: http://metallservice24.com/markirovka-bronzy-gost

Ссылка на основную публикацию