Бронза физические свойства: Бронза — состав, свойства, применение бронзы и сплавов
alexxlab | 12.04.2023 | 0 | Разное
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.
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.
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°.
– 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.
Свойства БРОНЗЫ
ПОЛИАСМЕТ
- КОНТАКТЫ
- ЛАТУНЬ
- МЕДЬ
- БРОНЗА
- АЛЮМИНИЙ
- ТИТАН
- ОЛОВО
- НИКЕЛЬ
- ЦИНК
- РАСЧЁТ ВЕСА МЕТАЛЛА
Свойства бронз и бронзового проката.
Рассмотрены химсостав и свойства бронзы БрБНТ1.9
Подробнее…
Химсостав и свойства антифрикционной бронзы БрС30
Подробнее…
Свойства бронзы БрАМц10-2, приведена табличка с химсоставом.
Подробнее…
Рассмотрены химсостав и свойства жаропрочной бронзы БрХЦр,применение БрХЦр.
Подробнее…
Рассмотрены химсостав и свойства кадмиевой бронзы БрКд1,применение БрКд 1.
Подробнее…
Рассмотрены химсостав, механические, физические и технологические свойства бронзы БрКМц3-1,применение БрКМц 3-1.
Подробнее…
Химический состав и свойства бронзы БрХ1
Подробнее…
Приведены основные марки бронзы, имеющие наибольшее распространение.
Подробнее…
Приведены таблицы со свойствами бронзы БрАЖ9-4 и БрА9Ж3Л удобные для сравнения свойств бронз этих марок.
Подробнее…
Рассмотрены химсостав, механические, физические и технологические свойства бронзы БрБ2 и применение БрБ2 в промышленности.
Подробнее…
Приведены свойства и химсостав бронзы БрОЦС5-5-5, наиболее распространенной оловянно-свинцовой бронзы.
Подробнее…
Рассмотрены основные свойства бронзы БрАМц, приведена табличка с химическим составом бронзы.
Подробнее…
Рассмотрены основные свойства бронзы БрОФ, приведены в сравнении свойства БрОФ 10-1, БрОФ 7-0,2 и БрОФ 6,5-0,15. Приведена табличка с химическим составом бронзы БрОФ.
Подробнее…
Приведены свойства и химсостав бронзы БрАЖМц10-3-1,5.
Подробнее…
Приведены свойства и химсостав бронзы БрАЖН10-4-4.
Подробнее…
Приведены таблицы со свойствами оловянистых бронз, удобные для сравнения свойств бронз разных марок.
Подробнее…
Рассмотрена технология непрерывного литья бронзовых прутков, позволяющая получать высококачественные круги больших диаметров.
Подробнее…
БРОНЗА
- БРОНЗА ПРОКАТ
- СВОЙСТВА БРОНЗЫ
- ГОСТы на БРОНЗУ
- Контакты и реквизиты
- РАСЧЁТ ВЕСА МЕТАЛЛА
МЕТАЛЛОПРОКАТ
- ЛАТУНЬ
- МЕДЬ
- БРОНЗА
- АЛЮМИНИЙ
- ТИТАН
- ОЛОВО
- НИКЕЛЬ
- ЦИНК
- РАСЧЁТ ВЕСА МЕТАЛЛА
+7(495)988-30-04
Дополнительные мобильные телефоны –
+7(915)332-61-30 +7(916)328-86-67
Бронза 220 – Материал, свойства, состав, использование
6 декабря 2022 г.
Что такое Bronze 220?
Бронза 220 — это сплав на основе меди, состоящий из меди, свинца, цинка и олова. Этот сплав известен своей механической стабильностью и прочностью, а также устойчивостью к коррозии. В этом сообщении блога мы рассмотрим физические свойства, химические свойства и механические свойства Bronze 220, а также различные области его применения. Мы также обсудим, как обеспечить наилучшую коррозионную стойкость и термическую обработку при работе с этим сплавом.
Физические свойства бронзы 220
Бронза 220 имеет температуру плавления 930°C (1706°F) и плотность 8,8 г/см3. Он классифицируется как альфа-бета-латунь, поскольку в своей микроструктуре содержит как альфа-(α), так и бета-фазы (β). Диапазон твердости составляет от 70 до 95 по Бринеллю (HBW) с пределом прочности на разрыв 600 МПа (87 фунтов на квадратный дюйм). Обладает хорошей износостойкостью благодаря высокому содержанию свинца, что делает его идеальным материалом для использования в подшипниках и втулках.
| Физические свойства 220 | |||||
| Плотность | 0,318 фунта/дюйм3 | ||||
| Предел прочности при растяжении | 45 тысяч фунтов/кв. дюйм | ||||
| Предел текучести при растяжении | 34,8 тыс.фунтов/кв.дюйм | ||||
| Прочность на сдвиг | 33,4 тыс.фунтов/кв.дюйм | ||||
| Модуль сдвига | 6380 тыс.фунтов/кв.дюйм | ||||
| Твердость по Роквеллу | Бринелл | Б42 | 76 | ||||
| Относительное удлинение при разрыве | 25% | ||||
| Модуль упругости | 16 700 тыс. фунтов/кв.дюйм | ||||
| Коэффициент Пуассона | 0,31 | ||||
| Обрабатываемость в процентах | 20% | ||||
| Точка плавления | 1870–1913 °F | ||||
| Удельная теплоемкость | 92-°F|||||
| Электропроводность | 44% МАКО | ||||
Химические свойства Класс 220
Основными элементами, присутствующими в бронзе 220, являются медь (Cu), свинец (Pb), цинк (Zn) и олово (Sn). Химический состав этого сплава включает 67% меди, 28% цинка, 5% свинца, 0,25% олова и другие микроэлементы, такие как железо (Fe), марганец (Mn), никель (Ni), сера (S) и фосфор. (П). Эти элементы объединяются, чтобы создать сплав, обладающий высокой устойчивостью к коррозии от большинства кислот и щелочей при комнатной температуре.
| Информация о химии | |
| Элемент | Процент |
| Медь | 90 |
| Цинк | 10 |
Механические свойства бронзы 220
Механические свойства бронзы 220 включают высокий уровень прочности благодаря сочетанию металлов, что помогает повысить пластичность материала. Он также обладает отличной термической стабильностью, что делает его пригодным для использования в высокотемпературных устройствах, таких как газовые турбины или котлы, где температура может достигать 450°C (842°F). Кроме того, этот материал обладает хорошей обрабатываемостью, что позволяет легко придавать форму во время производственных процессов, таких как ковка или литье.
| Характер | Прочность на растяжение | Предел текучести * | Удлинение в 2 дюйма | Твердость по Роквеллу (F) | Твердость по Роквеллу (B) | Твердость по Роквеллу (30T) | Прочность на сдвиг |
| 0,035 мм | 38,0 тысяч фунтов на квадратный дюйм | 12,0 тысяч фунтов/кв. дюйм | 50 % | 57 | — | 12 | — |
Технические характеристики
- УНС С22000
- АСТМ В130
- АСТМ В372
- МИЛ B-20292
- МИЛ С-3383
- QQ W321
- САЕ Дж461
Области применения и коррозионная стойкость бронзы 220
Бронза 220 имеет множество возможных применений благодаря своим сильным физическим свойствам, таким как устойчивость к коррозии от большинства кислот и щелочей, а также отличная термическая стабильность, что позволяет использовать ее в высокотемпературных применениях, таких как газовых турбин или котлов без ущерба для их качества или целостности с течением времени. Другие распространенные области применения включают, среди прочего, штоки клапанов, корпуса замков, поршневые кольца, подшипники, втулки и электрические фитинги. Чтобы обеспечить максимальную коррозионную стойкость при использовании Bronze 220, перед нанесением его следует подвергнуть термообработке, чтобы максимизировать положительные эффекты, обеспечиваемые химическим составом сплава, включая повышенную твердость и улучшенную прочность на растяжение.
Заключение:
В целом Bronze 220 является отличным выбором для многих применений благодаря своей долговечности и способности противостоять коррозии от большинства кислот при комнатной температуре, а также хорошей термической стабильности, позволяющей использовать ее в высокотемпературных приложениях без ущерба для качества или целостность во времени. Сочетание его физических свойств делает его идеальным для использования в таких элементах, как штоки клапанов, корпуса замков, поршневые кольца, подшипники, втулки и электрические фитинги. Чтобы обеспечить максимальную коррозионную стойкость при использовании бронзы 220, перед нанесением следует применить термообработку, чтобы максимизировать положительные эффекты, обеспечиваемые химическим составом сплава, включая повышенную твердость и улучшенную прочность на растяжение.
суровый джайн
Pipingmart — это портал B2B, специализирующийся на металлических, промышленных и трубопроводных изделиях. Кроме того, мы делимся последней информацией и информацией о материалах, продуктах и различных типах марок, чтобы помочь предприятиям, которые занимаются этим бизнесом.
Теги: сплав бронзы 220, Сплав бронзы NES833
Все о кремниевой бронзе (свойства, прочность и применение)
Бронза может показаться простым металлом, открытым еще в древности, но она представляет собой разнообразный класс технических материалов .
Бронза, как и любой другой сплав, представляет собой смесь определенных металлических элементов, которые вместе обладают повышенными материальными свойствами по сравнению с их чистыми формами. Эта смесь может быть изменена для получения новых новых сплавов, и по этой причине у бронзы есть десятки полезных смесей. Одним из примеров является кремниевая бронза, которой будет посвящена эта статья. Изучая рабочие характеристики этого класса сплавов, эта статья надеется проинформировать читателей о кремниевой бронзе и помочь им решить, является ли она хорошим выбором для их проектов.
Физические свойства кремниевой бронзы
Мы рекомендуем прочитать нашу статью о типах бронзы , чтобы вы могли ознакомиться с общими характеристиками всех бронз, а также с их общим применением.
Ниже на рис. 1 приведено качественное описание состава большинства кремниевых бронз:
Рисунок 1: Качественный анализ кремниевой бронзы.
Кремниевая бронза, как и большинство других бронз, представляет собой медный сплав, то есть основным легирующим металлом является чистая медь, пропитанная другими элементами. Это сделано с использованием около 94-96% меди по весу, а остальное обычно составляет 2,5-6% кремния и смеси других металлов, таких как алюминий, цинк, свинец, железо, марганец и другие.
Плотность кремниевой бронзы составляет 8,53 г/см 3 (0,308 фунта/дюйм 3 ), и сплавы этого класса получают преимущества как при холодной, так и при горячей обработке давлением, а также в процессе термообработки. Он легко поддается сварке, соединению, пайке и литью и, как правило, является одним из самых простых материалов на основе меди для формовки / заливки. Он обладает хорошей коррозионной стойкостью, прочностью и формуемостью, а также считается одним из самых красивых медных сплавов.
Его формуемость в сочетании с эстетикой позволяет кремниевой бронзе находить множество применений в декоративных и архитектурных целях, поскольку она имеет привлекательный красновато-золотой цвет и устойчива к деформации. Он имеет низкую магнитную проницаемость и является проводящим (хотя его способность проводить ток обычно не указывается). Это основа большинства кузнечных кузниц, поскольку кремниевая бронза особенно хорошо работает при высоких температурах и может подвергаться холодной штамповке между отжигами. Помимо декоративного металла, кремниевая бронза находит применение в морском оборудовании, электрических компонентах и оборудовании для химической обработки, и это лишь некоторые из ее применений.
Сопротивления и слабости
Кремниевая бронза более устойчива к водной коррозии, чем латунь, что делает ее очень полезной для морских применений. Он устойчив к пресной воде, соленой воде, туману/туману, щелочам, кислотам и органическим химическим веществам и подвержен воздействию только сульфидов, азотной кислоты, хроматов, хлорида железа и других окисляющих солей.
Кремниевая бронза также предотвращает биообрастание, то есть она по своей природе является противомикробной и пассивно защищает от распространения микробов. Единственными серьезными недостатками этого сплава являются его высокая цена, а также сложность его переработки, поскольку кремний трудно удалить из матрицы, образующейся в процессе легирования. Однако, помимо этих незначительных недостатков, кремнистая бронза превосходит традиционные сплавы как исключительно стойкий, но красивый материал для морских применений.
Механические свойства
В приведенной ниже таблице 1 показаны некоторые механические характеристики кремниевой бронзы и ее свойства. Эти значения были усреднены для ряда конкретных сплавов кремниевой бронзы, используемых в промышленности, и предназначены для обеспечения расчетного диапазона. Могут быть определенные сплавы, которые выходят за эти пределы, но это будет зависеть от производителя, термической обработки и других переменных, поэтому примите это во внимание при рассмотрении следующих свойств:
Таблица 1: Сводка механических свойств алюминиевой бронзы; обратите внимание, что эти значения суммированы для разных сплавов.
Механические свойства | Метрическая система | Английский |
Предел текучести при растяжении | 105-415 МПа | 15200-60200 тысяч фунтов на квадратный дюйм |
Модуль упругости | 115 ГПа | 16700 тысяч фунтов на квадратный дюйм |
Удлинение при разрыве | 16,2 мкм/м-°C | 9,00 мкдюйм/дюйм-°F |
Твердость (по Роквеллу B) | 60-95 | |
Обрабатываемость | 30-60% | |
Предел текучести кремнистой бронзы при растяжении находится в широком диапазоне, но сплавы кремниевой бронзы с более высоким содержанием кремния обладают впечатляющей прочностью (~ 400 МПа).
Предел текучести при растяжении является мерой того, какое напряжение (или силу на единицу площади) может выдержать образец металла без пластической (постоянной) деформации при растяжении. Это значение необходимо понимать при внедрении материала в любое приложение, несущее нагрузку, и используется, чтобы увидеть, может ли материал выдерживать нагрузки конкретного проекта. Кремниевая бронза имеет диапазон прочности на растяжение, но при правильном отпуске она может легко превзойти некоторые другие алюминиевые сплавы и углеродистые стали. Если вы ищете эстетически приятный металл, который может держать себя в руках, подумайте о высоколегированной кремниевой бронзе.
Модуль упругости материала — это мера того, насколько жестким/эластичным является материал, другими словами, как он реагирует на нагрузку и насколько вероятно, что он вернется к своей первоначальной форме. Высокий модуль упругости предполагает жесткий, часто хрупкий материал, в то время как более низкое значение соответствует упругому материалу.
Кремниевая бронза имеет модуль упругости, который вдвое меньше, чем у некоторых сталей, что показывает, что она пластична и труднее поддается механической обработке, поскольку машинисты предпочитают металлическую «стружку», а не тягу. Это не означает, что кремнистая бронза не поддается механической обработке, но мы объясним это подробнее, когда перейдем к рейтингу обрабатываемости.
Твердость — это значение, зависящее от шкалы и характеризующее устойчивость материала к деформации поверхности (царапанию, травлению и т. д.). Шкала, используемая в Таблице 1, представляет собой шкалу твердости Роквелла B, которая просто означает, что многие материалы оцениваются стандартным индентором твердости Rockwell B и помещаются в сравнительную матрицу. Для справки: твердость меди по Роквеллу B составляет 51, что показывает, что сплавы кремниевой бронзы более устойчивы, чем ее чистый основной металл. Твердость также описывает, насколько хрупким является материал, поскольку очень твердые материалы (стекло, керамика, кварц) имеют тенденцию к разрушению и не поддаются нагрузке.
Это означает, что кремниевая бронза обычно не растрескивается под напряжением при изгибе, но учтите, что перегруженный кусок кремниевой бронзы может сломаться, поэтому осторожно используйте этапы отжига, чтобы этого не произошло.
Обрабатываемость — это процент, который показывает, насколько хорошо материал обрабатывается, и относится к стандартному обрабатываемому материалу. В случае бронзы этот стандартный материал представляет собой латунь для свободной резки UNS C36000, которая имеет рейтинг обрабатываемости 100%. Проценты ниже 100 % предполагают, что выбранный металл труднее обрабатывать, в то время как проценты выше 100 % говорят об обратном; из этого объяснения видно, что кремнистая бронза имеет некоторые трудности с процессами механической обработки. Это не означает, что его нельзя обрабатывать, но производители должны быть осторожны при использовании фрезерных станков, токарных станков и штампов с кремниевой бронзой, поскольку существует низкая терпимость к грязной работе.
Этот рейтинг обрабатываемости компенсируется исключительной формуемостью и свариваемостью кремниевой бронзы, что означает, что механическая обработка может не потребоваться в зависимости от применения. Таким образом, хотя кремниевая бронза не имеет высоких оценок в этой категории, это не означает, что кремниевой бронзе трудно придать форму.
Применение кремниевой бронзы
Как и другие медные сплавы, кремнистая бронза с каждым днем находит все более широкое применение. В настоящее время он наиболее полезен для декоративных, архитектурных и морских применений, но он, безусловно, найдет больше ниш по мере развития технологий и потребности в более специализированных сплавах. На данный момент основными сферами применения этого привлекательного металла являются:
- Архитектурные и декоративные украшения
- Гидравлические системы
- U-образные болты
- Трубка
- Сварочные стержни
- Судовые валопроводы и оборудование
и более.
Рассмотрите возможность использования кремниевой бронзы, если она применима к вашим проектам, и не стесняйтесь обращаться к поставщику за дополнительной информацией.
Резюме
В этой статье представлен краткий обзор свойств, прочности и областей применения кремниевой бронзы. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.
Источники:
- https://www.avivametals.com/collections/silicon-bronze
- https://medium.com/@pipingmart1/features-and-applications-of-silicon-bronze-dd8734b6a528
- https://www.diversifiedmetals.com/product/bronze-cda-65500/
- https://elginfasteners.com/resources/materials/material-specifications/silicon-bronze-655/
- http://www.legendvalve.com/images/technical/No-Lead-Brass-and-Bronze-Alloys.
