Твердость бронзы: Твердость оловянистой бронзы – Термообработка

alexxlab | 08.03.1982 | 0 | Разное

Бронза

Изначально бронза – это сплав меди и олова. Сплавы меди с алюминием, бериллием, кремнием и т.д. тоже называют бронзами. Иногда говорят, что бронзы – это сплавы меди со всеми элементами кроме цинка. До известной степени это так. Их называют: оловянистые, алюминиевые, кремнистые, бериллиевые, свинцовистые бронзы.

Бериллиевая бронза (сплав меди с 2% Be, маркировка БрБ2) отличается от остальных бронз высокой твердостью и упругостью, прочностью, химической стойкостью. Поэтому этот сплав используют в электротехнике для пружинных контактов, мембран и т.п.
Интересно то, что растворимость бериллия в меди при понижении температуры снижается (рис. 1) и при комнатной температуре не превышает 0,2%. Поэтому есть возможность упрочнять сплав при помощи закалки и старения. После закалки бериллиевой бронзы от 780^оС в сплаве существует пересыщенный твердый раствор бериллия в меди (рис. 2 а). После старения закаленного сплава при 350^оС происходит распад твердого раствора и в сплаве формируется упрочняющая фаза состава CuBe

2 (рис. 2 б). Выделение фазы по границам зерен называется прерывистым распадом. Такое расположение фазы плохо, поскольку не обеспечивает необходимых прочностных и упругих свойств.

Рисунок 1. Диаграмма состояния сплавов системы Cu – Be.

Для того, чтобы свойства были высокими, распределение упрочняющей фазы в сплаве должно быть равномерным. Прерывистый распад определяется температурой старения. При 300^оС происходит непрерывный распад, при котором фаза распределяется равномерно по телу зерна. При повышении температуры до 400…450^оС происходит прерывистый распад. Доля прерывистого распада при повышении температуры возрастает от 10-15% при 400^оС до 90% при 450^оС.

Рисунок 2. Структура бериллиевой бронзы после закалки (а), закалки и старения при 400

оС (б)

На рис.3 показано изменение твердости бериллиевой бронзы при различных температурах старения. Самая высокая твердость получается при старении 270…300^оС, когда происходит непрерывный распад. 

Рисунок 3. Изменение твердости бериллиевой бронзы БрБ2 при старении: 1 – 350 ^оС, 2 – 300 ^оС, 3 – 275 ^оС,  4 – 450 ^оС, 5 – 225 ^оС, 6 – 150^оС.

 (Этот материал будет продолжен)

Бронза прочность – Справочник химика 21

    Бериллий используют в качестве легирующей добавки к сплавам, придающей им повышенную коррозионную стойкость, высокую прочность и твердость. Наиболее ценны сплавы Си — Ве бериллиевые бронзы), содержащие до 2,5% Ве. Сплавы бериллия применяют в самолетостроении, электротехнике и др. [c.471]

    Соединения на эпоксидном клее характеризуются пределом упругости на сдвиг стали со сталью —20,0—30,0 МПа стали с чугуном или чугуна с чугуном — 15,0—20,0 МПа стали с бронзой или бронзы с бронзой — 10,0—13,0 МПа. Эти клеи обладают антикоррозионными свойствами, устойчивы против воздействия щелочей, кислот, керосина, бензина и смазочных масел. Прочность клеевого соединения практически не изменяется с повышением температуры до 100 °С. 

[c.187]

    Повышения коррозионно-кавитационной стойкости деталей машин достигают а) правильной конструкцией деталей (для уменьшения кавитационных эффектов) б) повышением прочности (твердости) й коррозионной устойчивости сплава (применение алюминиевых бронз, хромистой, хромоникелевой и хромомарганцевой стали и др.)  [c.341]

    Наряду с высокой механической прочностью без снижения коррозионной стойкости, сплав Бр.АЖ9-4 обладает высокими антифрикционными свойствами. При введении в этот сплав 4—6 /о N1 сохраняются основные свойства алюминиевых бронз, а также приобретается стойкость к газовой коррозии до температур — 500° С. 

[c.251]

    При повышенных температурах в среде окиси углерода следует применять стали, облицованные медью, алюминием и алюминиевой бронзой. Такие данные получены при давлении 100 МПа. Отмечается высокая прочность облицовки из меди и ее сплава с содержанием 1,2—2% Мп до 600 °С в среде окиси углерода при синтезе метанола. Допустимо применение только обескислороженной меди. Алюминиевые покрытия устойчивы до 550 С. [c.230]

    Кавитация приводит к эрозионному и коррозионному разрушению металлов, особенно чугуна и углеродистой стали. Более устойчивы к кавитационному разрушению материалы, которые наряду с механической прочностью (противодействие эрозии) обладают химической стойкостью (противодействие коррозии), например, нержавеющая сталь и бронза. [c.64]

    Исследованиями, проведенными с образцами углеродистой, никелевой и аустенитной нержавеющей сталей, а также с образцами цветных металлов и сплавов (меди, латуни, алюминиевой бронзы и дюралюминия), установлено, что с понижением температуры предел текучести и предел прочности этих металлов возрастают. 

[c.134]

    Оловянистые бронзы представляют собой сплавы медь—олово, отличающиеся высокой прочностью. Сплавы, содержащие более 5 % 5п, особо устойчивы к ударной коррозии. По сравнению с медью сплавы медь—кремний, содержащие 1,5—4 % 51, имеют лучшие физические свойства и идентичны по стойкости к общей коррозии. При содержании 1 % 51 стойкость сплавов к КРН недостаточна, но у сплава с 4 % 51 она становится вполне удовлетворительной [2]. Проведенные в Панаме испытания в морской воде показали, что наиболее стойкими из всех медных сплавов является сплав А1—Си с 5 % А1. Потеря массы этого сплава при испытаниях в течение 16 лет составила 20 % от соответствующей потери меди [15]. [c.330]

    Бронза представляет собой сплав меди с оловом. Олово обеспечивает повышенную прочность и твердость сплава, но резко снижает его пластичность. 

[c.32]

    Поршневые кольца для поршней ступеней сверхвысокого давления (рис. VII,104, б и VII.109, б, вариант V ) выполняются из чугуна с содержанием 2,8—3,1 % С 1,9—2,5% 51 0,7—1,0% Мп 0,3—0,45% Р 0,3% N1 0,75—1,15% Сг 0,8—1,0% Мо 5 не более 0,08%, В структуре чугуна — равномерно распределенный игольчатый карбид в перлитной основе. Количество связанного углерода 0,8—1,0%, Механические свойства предел прочности при растяжении = 340 А1н/м модуль упругости = = 0,14-10 Мн м твердость НВ 269—302. Состав бронзы в поясках этих колец 80% Си 12% РЬ 8% 5п. Ее твердость НВ 70. [c.409]

    Пористость графитовых материалов увеличивает их газопроницаемость и снижает прочность. Наиболее высококачественные графитовые кольца получаются из графита, пропитанного в вакууме расплавленным металлом (баббитом, свинцовистой бронзой и др.). [c.646]

    Простой, но менее чувствительный метод определения вязкости монослоя состоит в применении горизонтального кольца или диска, соприкасающегося с измеряемой поверхностью (колебательный вискозиметр). Этот метод был применен Трапезниковым [12, 13] для изучения вязкости, прочности и упругости монослоев. Схема прибора изображена на рпс. 24. Диск висит на крутильной нити (проволока из фосфористой бронзы), прикрепленной к опоре над кюветой горизонтальных весов. Он снабжен маленьким зеркалом, отражающим луч света на шкалу 5. [c.64]

    ЯВЛЯЮТСЯ сплавы, в которые этот металл вводится как легирующая добавка. Кроме бериллиевых бронз, применяются сплавы никеля с 2—4% (масс.) Ве, которые по коррозионной стойкости, прочности и упругости сравнимы с высококачественными нержавеющими сталями, а в некоторых отношениях превосходят их. Они применяются для изготовления пружин и хирургических инструментов. Небольшие добавки бериллия к магниевым сплавам повышают их коррозионную стойкость. Такие сплавы, а также сплавы алюминия с бериллием применяются в авиастроении. Бериллий — один из лучших замедлителей и отражателей нейтронов в высокотемпературных ядерных реакторах. В связи с ценными свойствами бериллия производство его быстро растет. 

[c.389]

    БЕРИЛЛИЯ СПЛАВЫ — наиболее распространены Б. с. на основе меди, содержащие 2—2,5% Ве и известные под названием бериллиевые бронзы. Они отличаются большой прочностью, упругостью, электро- и теплопроводностью, а также высокими антифрикционными свойствами. Б. с. имеют большое значение в технике. [c.43]

    МЕДИ СПЛАВЫ — сплавы на основе меди, содержащие олово, цинк, алюминий, никель, железо, марганец, кремний, бериллий, хром, свинец, золото, серебро, фосфор и другие легирующие элементы. Добавки повышают прочность и твердость, стойкость против коррозии, улучшают антифрикционные свойства. М. с. делят на латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы. Латуни — М. с., в которых главным легирующим элементом является цинк. Самыми распространенными латунями являются томпак (80  

[c.156]

    Марганец — один из важнейших металлов современности. Около 90% его идет на изготовление высококачественных сталей на основе железа. Введение марганца в сталь придает ей исключительную твердость, прочность и повышает стойкость к ударам и изнашиванию. Твердость марганцовой стали столь велика, что ее можно обрабатывать лишь с большим трудом. Широко применяется в машиностроении и как броневая сталь. Марганец входит в состав многих электротехнических сплавов. В качестве примера укажем на манганин (85% Си, 13% Мп и 2% N1). Его электропроводность мало изменяется при изменении температуры. Сплав применяется для изготовления реостатов, измерительных приборов и т. д. Из сплавов Си + Мп (так называемая марганцовистая бронза) изготовляются детали, работающие при высокой температуре (патрубки, краны и т. д.). [c.532]

    Наибольшее значение в технике имеют сплавы на основе бериллия и в особенности магния. Эти металлы обладают небольшой плотностью. Бериллий вводится в качестве легирующей добавки к различным сплавам. Он сообщает им твердость и прочность, коррозионную устойчивость, увеличивает тепло- и электропроводность. К наиболее важным сплавам относятся бериллиевые бронзы, содержащие до 2,5% Ве сплавы с никелем (до 4% Ве), по свойствам сравнимые с высококачественными нержавеющими сталями. 

[c.54]

    Сплав меди с оловом, содержащий 10% 5п, характеризуется прочностью, твердостью, ковкостью, способностью легко поддаваться штамповке. Количество олова в сплаве с медью можно варьировать в довольно широких пределах. При этом получают колокольную бронзу или орудийную бронзу. [c.398]

    Прибавка следов фосфора к бронзе придает ей особую прочность и устойчивость вследствие отсутствия в ней оксидов. [c.398]

    Хром входит в состав многих железных сплавов, придавая им прочность и твердость, но снижая пластичность. Инструментальный сплав содержит 12% Сг (с V или Мо) при введении более 12% Сг получается нержавеющая сталь. Сплавы Сг с N1 (с добавками Мо, Т1, В или 81) называют нихромами и исполь- зуют как конструкционные материалы, сохраняющие прочность до 1200°С. Из сплавов Сг на основе Си — хромистых бронз — делают трущиеся электрические контакты. Широко используется хромирование — нанесение на поверхность металла упрочняющего, декоративного и коррозионно-стойкого покрытия из хрома. 

[c.313]

    Бериллий, образуя сплавы со многими металлами, придает им твердость, прочность, жаростойкость и коррозионную устойчивость. Сплавы меди с 1—3% Ве, называемые бериллиевыми бронзами, при старении становятся прочнее. Они в 2 раза тверже нержавеющей стали, не искрят при ударе, в 2,5 раза быстрее, чем сталь, проводят звук. Поэтому из них делают пресс-формы, ударные наконечники шахтерских молотков, гонги, музыкальные трубы, подшипники, пружины, шестерни. Сталь с добавкой 1% Ве сохраняет упругость при температурах красного каления и называется рессорной сталью. Легкие, прочные и жаростойкие спл шы бериллия на основе алюминия, магния или титана применяют в авиа- и ракетостроении. [c.400]

    Высокие прочности соединения резины с металлом достигаются при использовании триизоцианатов. Клеи Лейконат и Десмодур К (см. стр. 142), представляющие собой растворы п,л, л”-триизоцианата трифенилметана в органических растворителях, пригодны для приклеивания резин к стали, чугуну, алюминию, алюминиевым сплавам, латуни и бронзе прочность склеивания с медью и магниевым сплавом недостаточна. [c.338]

    Высокие показатели прочности соединения резины с металлом достигаются при использовании, триизоцианатов. Клеи Лейконат и Десмодур К, представляющие собой растворы п,л, п”-триизоциа-ната трифенилметана в органических растворителях, пригодны для приклеивания резин к стали, чугуну, алюминию, алюминиевым сплавам, латуни и бронзе прочность склеивания с медью и магниевыми сплавами недостаточна. При склеивании этими клеями требуется тщательная подготовка поверхности металла. Ее сначала обезжиривают с помощью растворителя, пара или горячей воды, затем обрабатывают пескоструйным аппаратом, промывают бензином (или бензолом) и сушат. Клеи наносят в один слой кистью, напылением нли маканием. Открытая выдержка составляет 30—10 мин при комнатной температуре, после чего рекол1ен-дуется сразу же накладывать приклеиваемую резину. Вулканизация проводится через 6—8 ч после нанесения клея на поверхность металла в формах под давлением илп в котлах — с помощью горячего воздуха. Нижний предел давления 7—10 кгс/см . Клеевые соединения отличаются очень высокой стойкостью к действию хо-лодно11 и горячей воды, масел, топлив, растворителей и растворов кислот и щелочей. [c.379]

    Политетрафторэтилен — пластичный материал, известный также под названиями фторопласт-4 и тефлон, применяют для поршневых колец и уплотняющих элементов сальников не в чистом виде, а с различными наполнителями, повышающими его прочность, износоустойчивость и теплопроводность. В качестве наполнителей используют стекловолокно (15—25%), бронзу (до 60%), двухсернистый молибден (5%), графит или порошковый кокс. Отечественные заводы чаще всего применяют для колец фторопластовые материалы двух марок для влажных газов 4К-20 (фторопласт-4 с добавкой порошкового кокса) и для сухих газов АФГМ (фторопласт-4 с добавкой графита и двухсернистого молибдена). Фторопластовые кольца изготовляют с одним разрезом, а при диаметрах более 620 мм применяют сегментные кольца, состоящие из трех частей. Вследствие малой упругости фторопласта уплотняющие кольца устанавливают вместе с экспандером из нержавеющей стали или из бронзы. Для направления поршня в цилиндре служат направляющие кольца, выполненные из тех же композиций, что и уплотняющие. ЬЕаправляющие кольца могут быть цельными и с разрезом. Цельные кольца напрессовывают на поршень в холодном состоянии. [c.243]

    Кадмий сильно поглощает медленные нейтроны. Поэтому кадмиевые стержни применяют в ядерных реакторах для регулирования скорости цепной реакции. Кадмий используется в щелочн(.1х аккумуляторах (см. 244), входит как компонент в некоторые сплавы. Например, сплавы меди, содержащие около 1% d (кау(,-миевая бронза), служат для изготовления телеграфных, телефонных, троллейбусных проводов, так как этн сплавы обладают большей прочностью и износостойкостью, чем медь. Ряд легкоплавких сплавов, например, применяющиеся в автоматических огнетушителях, содержат кадмий. Несмотря на сравнительно высокую стоимость, кадмий применяется для кадмирования стальных изделий, так как он несет на своей поверхности оксидную пленку, обладающую защитным действием. В морской воде и в некоторых других условиях кадмирование более эффективно, чем цинкование. [c.625]

    С целью придания оловянистым литейным бронзам повышенной механической прочности их подвергают специальной термической обработке — гомогенизационному отжигу, в результате которого предел прочности оловянистой бронзы с 14% 8п возрастает с 250—300 до 330—350 Мн1л , а удлинение — с 1—5 до 10—20%. [c.250]

    Прочность (500—700 Мн/м ) и более высокую коррозионную стойкость. При содержании в алюминиевой бронзе 5% А1 сплав характеризуется высокими антифрикционными и пластическими свойствами. Снятие внутренних нлпряжений осуществляется путем низкотемпературного отжига бронзы при 360—460° С. Особенно высокой коррозионной стойкостью отличается алюминиевая бронза с содержанием 9,8% А1 и алюминиевая бронза, содержащая дополнительно 4% железа (Бр.АЖ9-4). Хотя этот спла является многофазным, но фазы в нем распределены равномерно и он имеет мелкозернистое строение. [c.251]

    Сетчатые фильтры грубой очистки нашли применение в систе1мах смазки судовых, тепловозных, стационарных дизельных двигателей, а также различного промышленного оборудования. Фильтрующие элементы таких фильтров могут быть цилиндрическими, тарельчатыми и дисковыми. Тонкость фильтрования этих элементов зависит от размеров ячейки металлических сеток, применяемых в элементах. Сетчатые цилиндрические фильтрующие элементы изготавливают в виде перфорированного или гофрированного в поперечном сечении цилиндрического каркаса, обернутого металлической сеткой (из латуни, меди, фосфористой бронзы, конструкционной стали с противокоррозионны1М покрытием, нержавеющей стали, никеля, монель-металла и других металлов и сплавов). Неметаллические сетки (пластмассовые, стеклянные и т. д.) в фильтрах грубой очистки не получили распространения ввиду их пониженной прочности и меньшей способности к регенерации по сравнению с металлическими. [c.256]

    Введеш1е до 1 7о марганца в сталь не изменяет ее свойств, но при больших содержаниях пли в сочетании с другими легирующими металлами марганец упрочняет сталь, делает ее более твердой и увеличивает сопротивление износу, однако при этом пластичность стали снил(ается. В цветной металлургии марганец применяется для получения бронз и специальных латуней. Бронза, содержащая 20% марганца, по прочности не уступает стали. Марганец вводят также в сплавы с медью и никелем например, сплав манганин содержит 12% марга1ща и обладает высоким элекгри-ческим сопротивлением. [c.296]

    Фторопласту-4 присущи недостатки он имеет малую твердость, плохо сопротивляется деформациям, при работе без смазки быстро изнашивается. Теплопроводность фторопласта-4, составляющая X = = 0,25 втЦм-град), исключительно мала — приблизительно в 180 раз меньше, чем у стали. Линейный же коэффициент теплового расширения этого материала весьма высок — в области температур, при которых в компрессоре работают подвижные уплотнения, он находится в пределах (110—150) 10 град , т. е. более чем в 10 раз выше, чем для стали и чугуна. В связи с такими недостатками фторопласт-4 для поршневых колец и уплотняющих элементов сальника применяют не в чистом виде, а с различными наполнителями, повышающими его износоустойчивость, прочность и теплопроводность. Наполнителями являются стекловолокно (15—25%), бронза (до 60%), графит или порошковый кокс. Применяются и композиции с комбинированными наполнителями — стекловолокно (20%) и графит, стекловолокно (15%) и двусернистый молибден (5%). Добавка стекловолокна чрезвычайно увеличивает износоустойчивость фторопласта-4 (в 200 раз), повышая одновременно его твердость и прочность. Графит и кокс также повышают механические свойства фторопласта-4, увеличивая одновременно его теплопроводность. Наибольшее повышение теплопроводности и износоустойчивости достигается при добавке бронзы, но ее нельзя применять при возможности коррозии или образования взрывоопасных соединений с газом. [c.647]

    Самой серьезной из новых разработок следует считать создание под руководством инженера В.Д. Белогорского группы антифрикционных материалов — обожженных и графитированных соответственно марок АО и А Г. Они были изготовлены по технологии, близкой к технологии материала МГ-1, но имеют более тонкую структуру, обладают очень высокой прочностью и износостойкостью. Затем была разработана и технология пропитки таких материалов жидкими металлами и сплавами — оловом, медью, бронзой, баббитами, серебром, что резко расширило область их применения. Производство новых материалов сразу же освоили на МЭЗе. Потребителями стали многие направления машиностроения, например судостроение. Инженером Юдицким был оперативно издан объемный справочник по применению антифрикционного графита в судостроении. [c.43]

    Бериллий используется для получения сплавов, обладающих высокой электропроводностью и механической прочностью, а также в качестве покрытия, наносимого, в частности, термодиффузионным способом. Широкое распространение находят бериллие-вые бронзы (1—3% Ве), которые отличаются высокой твердостью и упругостью. Добавление 0,01% Ве предохраняет магний от воспламенения. В связи с гем, что бериллий даже при 500 °С не меняет своих механических свойств, тогда как алюминий теряет их уже при 200 °С, конструкционным бериллсодержащим материалам предсказывают большое будущее в новой технике. [c.529]

    Известны меднокремнистые сплавы — бронзы (2—5% Si), сплавы алюминия с кремнием — силумины (4,5—14% Si), кремнистая сталь (0,5—2% Si) и кремнемарганцовая сталь (2% Si). Все марки чугуна содержат добавки кремния, что усиливает гра-фитизацию углерода, а следовательно, повышает механическую прочность. [c.8]

    Среди проводников высокой проводимости практическое применение имеют чистые металлы Си, А1, Ре сплавы латунь, бронзы, алюминиевые сплавы. Сплавы меди, содержащие около 1% Сс1 (кадмиевая бронза), служат для изготовления телеграфных, телефонных, троллейбусных проводов, так как эти сплавы обладают большей прочностью и износостойкостью, чем медь. Для проводов линий электропередач используется сплав А1—Mg—31, который более прочен, чем чистый а.люминий. Алюминий покрыт оксидной пленкой, защищающей его от коррозии. Но в контакте с медью (что часто бывает при соединении проводников) во в.лажной атмосфере алюминий быстро электрохимически корродирует. Поэтому для защиты от коррозии места такого контакта покрывают лаком. Для пайки алюминиевых проводов используют специальный припой или ультразвуковые палльники. [c.637]

    Основная масса марганца (около 90%) применяется в металлургии для легирования сталей. Он придает железным сплавам коррозионную стойкость, вязкость н твердость. Важное значение имеет марганцевая сталь (83—87% Ре, 12—15% Мп, I—2% С), которая идет главным образом для изготовления железнодорожных зельсов. Большое значение имеют и другие сплавы зеркальный чугун (15—20% Мп), марганцевая бронза (95% Си и 5% Мп), обладающая высокой механической прочностью. Из сплава ман- [c.391]

    Кадмий применяют в процессах кадмирования аналогично тому как цинк — в процессах цинкования. Поскольку электродный потенциал кадмия положительнее электродного потенциала цинка, кадми-рованные поверхности железных (стальных) деталей более стойки по отношению к агрессивным средам. Такие детали используются в автомобилях, самолетах и др. В металлургических процессах кадмий используют для получения легкоплавких сплавов. К ним относится, например, сплав Вуда (т. пл. 70 С), состоящий из 50% В1 (т. пл. 27ГС), 25% РЬ (т. пл. 327 С), 12,5% Зп (т. пл. 232°С) и 12,5% СсЗ (т. пл. 321°С). Важной в технике является кадмиевая бронза ( 1% Сё), из которой делают телеграфные, телефонные, троллейбусные провода, поскольку кадмиевая бронза характеризуется большей прочностью и износостойкостью, чем медь. Кадмий используется в щелочных аккумуляторах. Чрезвычайно интересна способность Сс1 поглощать медленные нейтроны, благодаря чему он применяется в ядерных реакторах для регулирования скорости распада ядерного топлива. Соединения кадмия очень ядовиты и могут вызвать отравление организма. [c.309]

    Благодаря небольшой плотности бериллий пpимeняюt для изготовления легких сплавов. Сплавы Си Ч- Ве (около 4% Ве) — бериллиевые бронзы. Отличаются высокими механическими свойствами и при повышенных температурах (упругость, прочность, твердость стали). [c.412]

    В цветной металлургии марганец применяют для получения бронз и специальных латуней. Обозначение Мп в марках сплавов Мц . Например, бронза БрМц-5 содержит 4,5—5,5% Мп, а БрМц-20—20% Мп и по прочности не уступает стали. Кроме того, марганец входит в сплавы с медью и никелем. Например, манганин содержит 12% Мп, 3% N1 и обладает высоким электрическим сопротивлением. Самостоятельно марганец как конструкционный металл не употребляется. [c.124]

    Среди этих металлов по техническому значению первое место занимает медь. Мировая добыча меди составляет свыше 4,4 млн. т. В больших количествах медь 99,9%-ной чистоты используется в электротехнике (электрические провода, контакты и др.). Сплавы меди применяют в различных областях техники и промышленности в суде-, авиа-, авто-, станко- и аппаратостроении, для художественнога литья, изготовления посуды, фольги и пр. Содержание легирующих добавок может доходить до 50%. Добавки повышают твердость и прочность, устойчивость по отношению к коррозии, пластичность и другие свойства. Если основным легирующим металлом в сплаве с медью является цинк, то такие сплавы называются латунями, никель — мельхиорами и нейзильберами, другие легирующие добавки — бронзами. Из бронз наибольшее значение имеют оловянистая, свинцовая алюминиевая, бериллиевая, марганцовая, фосфористая. [c.158]

    Бериллий используют для легирования сплавов добавка его придает сплавам повышенную коррозионную стойкость, высокую прочность и твердость. Наиболее ценными являются сплавы меди с бериллием Си—Ве (бериллневые бронзы), содержащие до 2,5 % Ве. Сплавы, легированные бериллием, применяют в самолетостроении, электротехнике и др. Бериллий, являясь высококачественным замедлителем и отражателем нейтронов, широко применяется в высокотемпературных ядерных реакторах. Через тонкие пластины бериллия легко проникают рентгеновские лучи, поэтому его используют для изготовления окон> рентгеновских трубок. [c.262]

    Кадмий применяют в процессах кадмирования аналогично тому, как цннк — в процессах цинкования. Поскольку электродный потенциал кадмия положительнее электродного потенциала цинка, кадмнрованные поверхности железных (стальных) деталей более стойки по отношению к агрессивным средам. Такне детали используются в автомобилях, самолетах и др. В металлургических процессах кадмий идет для получения легкоплавких сплавов. Важной в технике является кадмиевая бронза (- % d), из которой делают телеграфные, телефонные, троллейбусные провода, поскольку кадмиевая бронза характеризуется большей прочностью и износостойкостью, чем медь. Кадмий используется в щелочных аккумуляторах. Чрезвычайно интересна способность d поглощать медленные нейтроны, вследствие чего он применяется в ядерных реакторах для регулирования скорости распада ядерного топлива. [c.339]

    Олово используют для покрытия (лужения) железа, при этом получается белая жесть, на изготовление ко орой расходуется около половины производимого, олова. Из белой жести делают консервные банки. Оловянная фольга (станиоль) применяется в производстве электроконденсаторов. Оловянные сплавы не обладают высокой прочностью, и их употребляют как антифрикционные материалы и припои. К “первым относятся оловянные баббиты (сплавы на основе свинца), ко вторым — свинцово-оловянные припои (третник), хорошо смачивающие поверхности большинства металлов. Олово входит в состав типографского сплава гарта, расширяющегося при затвердевании, и в состав бронз — сплавов на основе меди. [c.306]

---

цвет, плотность, марки, маркировка, применение. Удельный вес бронзы

Стремительное развитие металлургии требует от нас изучения характеристик разных металлов и их сплавов, и в этой статье будут подробно рассмотрены свойства бронзы и ее применение. Кроме того, скажем пару слов об ее видах и, конечно же, особенностях каждого из них.

1

У этого сплава длинная и интересная история, ведь в честь него даже назвали один из веков – бронзовый, и свою популярность он не утратил вплоть до наших времен. Бытует мнение, что само слово произошло от итальянского созвучного “bronzo”, а последнее имеет персидские корни. Итак, это сплав меди с иными металлами, в основном оловом, причем их весовое соотношение может быть различным. В зависимости от процентного содержания того либо иного элемента получается различный цвет бронзы – начиная от красного (при большом содержании меди) и заканчивая стальным серым (в этом случае в сплаве не более 35% Cu).

Однако сочетание не всех металлов с медью называется бронзой. Так, например, если легирующим элементом выступает цинк, то полученный сплав желто-золотистого цвета будет носить название латунь. А вот если сплавлять Ni и Cu, образуется мельхиор, из которого чеканят монеты. Этот материал красивого серебристого цвета, который сохраняет внешний вид очень долго. Но в этом разделе остановимся на видах именно бронзы. Как уже было сказано в основном это сочетание меди с оловом, такие варианты называются оловянными. Это один из первых видов, который был освоен человеком.

Самое большое содержание олова достигает 33%, тогда материал имеет красивый белый, немного серебристый цвет. Далее же содержание этого элемента снижается. Меняется, конечно, и цвет, палитра тут довольно разнообразная – от красного до желтого. Твердость такой бронзы превышает показатель для чистой меди, кроме того, она имеет лучшие прочностные характеристики, при этом являясь более легкоплавким материалом. В этом случае олово выступает первым легирующим элементом, кроме него в сплаве могут присутствовать еще и мышьяк, свинец, цинк, но это вовсе не обязательно.

Также существует и еще ряд сплавов меди с иными металлами (алюминием, железом, кремнием, свинцом и т. д.), но уже без участия Sn. Они также имеют ряд достоинств, причем по некоторым параметрам им даже уступают оловянные бронзы, еще большим разнообразием характеризуется их палитра. Поэтому работа по созданию цветных сплавов сродни творчеству. Рассмотрим в следующем пункте более подробно свойства различных материалов, которые мы можем получить из меди с применение добавок.

2

Итак, не только цвет меняется из-за добавок. В случае с оловянными бронзами технические характеристики напрямую зависят от весового содержания главного и дополнительных легирующих элементов. Так, например, при 5% Sn пластичность сплава начинает падать, а если количество олова достигнет 20%, то резко ухудшаются и механические свойства материала, и он становится более хрупким, снижается твердость. Вообще, бронзы, в состав которых входит более 6 весовых процентов Sn, используются в литейном производстве, для ковочных же и прокатных работ они непригодны.

Если же добавить в сплав до 10% по весу цинка, то он практически не произведет никакого влияния на механические свойства оловянной бронзы, только лишь несколько удешевит ее. Чтобы улучшить обрабатываемость материала в него вводят до 5% свинца, благодаря включениям которого облегчается стружколомание. Ну а фосфор выступает в качестве раскислителя, и если в сплаве содержится более одного процента этого элемента, то такие бронзы часто называют фосфористыми.

Сравнивая оловосодержащие бронзы со сплавами, в состав которых не входит Sn, то первые значительно выигрывают по величине усадки, она у них минимальная, зато вторые имеют иные преимущества . Так, механические свойства алюминиевой бронзы значительно превосходят характеристики оловянной, кроме того, она имеет еще и большую химическую стойкость. Кремнецинковая же более жидкотекучая, а бериллиевая наделена высокими показателями упругости, на таком же уровне находится и ее твердость.

Для сфер, где применяются бронзы, особенно важна теплопроводность. Мы привыкли, что этот показатель для металлов довольно высокий. Но особенность всех сплавов в том, что, как правило, теплопроводность при введении добавок падает. Не стала исключением и обсуждаемая нами разновидность сплавов. Всем хорошо известно, насколько высока теплопроводность чистой меди, часто это даже становится причиной ограничений в ее использовании. А вот для бронз все совсем по-другому, это качество проявляет себя значительно меньше. Даже по сравнению с похожим теплопроводность бронзы в большинстве случаев заметно ниже. Исключением являются лишь низколегированные сплавы меди, естественно, они приближаются по этому показателю к чистому металлу.

Низкая теплопроводность становится причиной затрудненного отвода тепла, поэтому бронзы не используются в узлах трения, в качестве электродов для сварки или других механизмах, где устранять перегрев нужно максимально быстро.

3

Бронза широко используется в разных промышленных областях, причем и применение ее весьма различно. Так, например, литые оловосодержащие сплавы с высокой стойкостью против истирания являются прекрасным антифрикционным составом, и их используют в качестве подшипниковых материалов. Благодаря же великолепной стойкости бронзы вполне целесообразно делать арматуру и , твердость и механические показатели которых будут довольно высокие.

Также стоит отметить , отличающиеся прекрасной свариваемостью, химической стойкостью, поддающиеся обработке режущим инструментом. Все эти свойства делают данный материал пригодным для изготовления ответственных элементов, таких, как мембраны, пружины, пружинящие контакты и т. д. Так как теплопроводность большинства бронз невелика, то детали, сделанные из такого материала, легко свариваются.

Чтобы определить состав сплава, достаточно посмотреть на его маркировку, которая состоит из набора цифр и букв. Так, первым в обозначении всегда идет сочетание букв “Бр”. Далее следуют обозначения веса легирующих добавок в процентном содержании, причем сначала буквенные символы, а за ними уже численные значения, разделенные дефисом в соответствующем порядке. Стоит отметить, что в бронзах не указывается количество меди.

Маркировка необходима не только чтобы узнать состав сплава и его характеристики (твердость, теплопроводность и другие), с ее помощью определяют и удельный вес любого вида бронзы. Для этого придется воспользоваться специализированными справочниками, если же марка сплава неизвестна, тогда следует сделать химический анализ. К слову, удельный вес этого сплава используется еще и при подготовке каких-либо работ. Если углубиться в формулу, то видно, что это отношение массы заготовки к ее объему. Следовательно, узнав из таблицы удельный вес любого типа этого “цветастого” сплава, мы можем оценить, какой объем будет иметь деталь определенной массы, или, наоборот, сколько будет весить брусок заданного объема.

Бронза представляет собой многокомпонентный или двойной сплав меди и другого вида элементов, кроме цинка, для улучшения свойств металла. Такого вида элементы, которые составляют 2,5 процента от общей массы, относят к легирующими типам. Это могут быть: олово, свинец, хром, железо, марганец, бериллий, кремний, фосфор, алюминий, а также другие похожие элементы.

Маркировка бронзы происходит по двум параметрам: буквами обозначают сам сплав, а цифрами – содержание компонентов легирующего типа. Например, БрА5 представляет собой бронзу алюминиевого типа, а БрО5 – бронзу оловянного типа.

Бронза является одним из самых старейших материалов в мире. В давние времена из него изготовлялись различного вида орудия труда, оружия и предметы интерьера.

Таблица удельного веса бронзы

Так как, бронза является сложным материалом, рассчитать удельный вес бронзы в полевых условиях самостоятельно не представляется возможным. Эти вычисления проводят в специальных химических лабораториях. Однако, при этом его средний удельный вес известен и равен диапазону от 8,7 до 8,9 г/см3.

Расчет веса бронзы будет легче производить благодаря представленной таблицы с значениями удельного веса и такого параметра, как вес бронзы в зависимости от единиц исчисления.

Таблица веса бронзы

Классификация бронзы

Бронзу классифицируют исходя из двух признаков: технологический и химический.

По технологическому признаку бронза разделяется на два вида:

Бронза деформируемая. Отличный вид бронзы для обработки механическим типом, таким как ковка, штамповка или рифление. Отличается данный вид малым наличием олова в составе, не более 6 процентов, что делает исходный материал очень пластичным.

Бронза литейная. Специальный вид бронзы для отливок фасонного типа. Применяется в производстве деталей машин для работы соленной воде, изготовление шестеренок и вкладышей для подшипников.

По химическому признаку бронзу разделяют на:

Бронза оловянная. Этот тип представляет собой сплав бронзы с основным компонентом – оловом, а также, в качестве дополнительных примесей, может использоваться фосфор, свинец и цинк. Олово помогает материалу приобрести упругость, легкоплавкость и твердость, что отлично отражается на процессе полировки. Дополнительные компоненты применяются для улучшения литейных, механических и антифрикционных свойств.

Бронза специальная, безоловянная. Это вид бронзы представляет собой сплав без использования компонента – олова. По сравнению с бронзой оловянной ничем ей не уступает, а где-то даже превосходит ее показатели.

Свойства бронзы

Бронза отличается высокой прочностью, стойкостью к коррозии, а также отличными антифрикционными свойствами. Этот вид материалов обладает повышенной стойкость к соленной воде, воздуху, растворов кислот и углекислых растворах. Бронза отлично подходит для обработки пайкой и сваркой мягкими и твердыми припоями.

Цвет бронзы зависит от типа легирующих компонентов в составе, и может варьироваться от белого до красного. Также благодаря последним отличаются и свойственные показатели:

При добавлении никеля, олова, алюминия и кремния улучшается стойкость к коррозии, упругость и прочность

При добавлении фосфора, цинка и свинца к свойствам предыдущего типа добавляются улучшенные антифрикционные свойства

При добавлении железа и никеля получается мелкозернистый рекристаллизационный сплав

При добавлении бериллия, циркония и хрома улучшается стойкость к жару и снижается проводимость электричества

Физико-химические особенности бронзы

Бронза – материал, известный человечеству на протяжении многих веков. Этот своеобразный сплав олова и красной меди когда-то ценился на уровне с золотом и серебром. В древние времена из этого сплава изготавливались украшения различные виды оружия и орудия труда.

Современный сплав считается высокотехнологичным материалом, легирующимся алюминием, цинком, никелем, кремнием и фосфором, в результате чего образовавшийся металл обладает различными физико-химическими свойствами. К основным характеристикам полученных сплавов можно отнести:

Высокая прочность;

Достаточно хорошая электропроводность;

Высокая степень теплопроводности.

Способы определения удельного веса

Для определения степени соответствия сплава планируемым работам необходимо узнать его марку и в зависимости от марки можно определить удельный вес и другие характеристики бронзы, в том числе чтобы расчитать вес какого-либо проката из нее. Все расчеты производятся с применением законов физики и знаний в химии. Для проведения химического анализа бронзу берут на пробу и определяют состав металлов.

Вообще удельный вес можно определить и опытным путем, так как известно, что все тела одинакового объема отличаются различной величиной массы. Другими словами, соотношение объема и массы сплава – постоянная величина, характеризующая исследуемое вещество. За основу удельного веса вещества принимается сила тяжести данного сплава, взятого за основу объема вещества.

Соотношение удельного веса сплава и его плотности соответствуют соотношению веса и массы тела, взятого за основу исследования. Для определения удельного веса бронзы тело, изготовленное необходимым способом, сначала взвешивается в воздухе, а потом опускается в воду. По закону Архимеда тело теряет в весе и поэтому привязанная к нему чаша весов поднимается, а на нее укладывается груз извесного веса для определения значения веса бронзы.

Значение удельного веса можно определить по формуле

γ=Р/V или Удельный. Вес = Вес/Объем

Таким образом можно и своими руками определить удельный вес конкретного бруска бронзы, но конечно на практике используется химический анализ проката или просто справочные данные из таблицы если марка уже известна.

Бронзовый прокат и примеры расчета его веса

Так как при получении бронзового проката сплав подвергается необходимым технологическим процессам, связанным с добавлением различных химических элементов, изменяющих свойства бронзы, то и процесс расчета удельного веса проводится заново в заивсимости от добавленных легирующих элементов.

Для удобства расчета удельного веса различных бронзовых сплавов существуют специальные калькуляторы расчета удельного веса веществ и системы табличных значений для конкретных марок см. ниже. Покупателям металла нет необходимости проводить расчеты самостоятельно, чем значительно упрощается выбор необходимого материала для планируемого вида производства, но вес бронзы можно посчитать и вручную, зная удельный вес имеющейся марки.

Пример 1: Расчитаем вес бронзового круга диаметром 70 мм марки БрА9Ж4 длиной 4 метра в количестве 18 штук

В начале высчитаем площадь поперечного сечения круга S=πR 2 значит S=3,1415·3,5 2 =38,465 см 2

Расчитаем массу одного прутка зная что удельный вес марки БрА9Ж4 = 7,6 гр/см 3

M = 7,6·38,465·400 = 116933,6 грамм = 116,933 кг

Итого масса всего проката М = 116,933·18 = 2104,80

Пример 2: Расчитаем вес бронзового листа толщиной 50 мм марки БрХ1 раскроем 500х1000 мм в количестве 7 штук

В начале высчитаем объем одного листа V = 5·50·100 = 25000 см 3

Следовательно, при удельном весе марки БрХ1 = 8,9 гр/см 3

Вес одного листа будет М = 8,9·25000 = 222500 грамм = 222,5 кг

Итого всей партии будет М = 222,5·7 = 1557,5 кг

Виды бронзы в нашем марочнике металлов:

Именно свойства бронзы определяют популярность этого хорошо известного материала, не снижающуюся уже на протяжении нескольких тысячелетий. В результате активного развития металлургической отрасли были разработаны различные марки данного сплава, каждая из которых отличается своими особенностями и сферами применения.

Типы бронзовых сплавов

О том, насколько популярной была и остается бронза, говорит и тот факт, что целый период в истории человечества был назван бронзовым веком. Ученые считают, что само слово «бронза» обязано своим происхождением старому названию итальянского города Бриндизи, известного своими литейными мастерскими.

Изначально бронзу получали в процессе расплавления и смешивания таких металлов, как . Из нее часто отливали колокола, поэтому она получила название «колокольная». Она также использовалась для изготовления оружия и орудий труда, различной домашней утвари, скульптурных композиций и предметов интерьера.

На многих старинных фото можно увидеть интерьерные , которые и сейчас поражают своей красотой. С развитием металлургической промышленности появились и другие виды бронзы, в которые вместо олова стали вводить алюминий, железо, бериллий, кремний, цинк, свинец, фосфор и др.

Изменение традиционного химического состава бронзы позволило не только улучшить ее механические свойства (твердость, прочность, износостойкость и устойчивость к воздействию агрессивных сред), но и изменить ее цвет. Так, цвет поверхности бронзовых изделий может варьироваться от красного (если в бронзе содержится большое количество меди) до серого и даже черного. Изменение цвета данного сплава при варьировании его химического состава является очень важным его свойством при изготовлении изделий декоративного назначения.

Многие путают , хотя это совсем другой медный сплав с другими свойствами, в химическом составе которого, кроме основного металла, присутствует цинк. Хотя по цвету латунь можно спутать с некоторыми марками бронзы, по многим из своих характеристик это разные материалы, поэтому и сферы их применения различаются.

Еще один распространенный сплав меди, основным легирующим элементом которого является никель, – это мельхиор. Поверхность изделий из него отличается красивым серебристым цветом. Мельхиор активно используется для чеканки монет и изготовления столовых приборов.

В зависимости от того, содержится в бронзе олово или нет, она может относиться к оловянному или безоловянному типу.

Если говорить о бронзах первого типа, то максимальное количество олова в их химическом составе может доходить до 33%. Увеличение содержания олова несколько снижает удельный вес и плотность основного металла, но увеличивает такие свойства итогового материала, как твердость и прочность. Кроме того, с увеличением олова в составе бронзы цвет изделий, которые из нее изготовлены, становится светлее, что заметно даже по их фото. Кроме олова, которое также снижает температуру плавления готового сплава, в химическом составе такого металла могут содержаться и другие химические элементы – мышьяк, свинец, цинк и др.

Если говорить о безоловянных бронзах, удельный вес и плотность которых незначительно отличаются от аналогичных характеристик сплавов первого типа, то по многим из своих механических свойств они могут превосходить не только оловянные бронзы, но и некоторые марки стали. Естественно, что и цвета изделий, изготовленных из таких сплавов, могут серьезно разниться.

Теплопроводность и другие характеристики бронзы

Как уже говорилось выше, процентное содержание основного легирующего элемента в химическом составе бронзы меняет не только ее цвет, но и механические свойства. При этом плотность и удельный вес, если сравнивать их с аналогичными характеристиками материалов других марок, меняются незначительно. Такая закономерность актуальна не только для бронзы, но и для латуни, а также для других медных сплавов.

Если говорить о бронзах оловянного типа, то такое их свойство, как пластичность, начинает снижаться в том случае, если процентное содержание олова в них превышает 5%. Если же содержание олова довести до 20%, то одновременно со снижением твердости увеличится и хрупкость такого материала. Именно поэтому для выполнения литейных операций и обработки металла методом пластической деформации можно использовать только ту бронзу, в которой содержится не более 6% олова.

В химический состав отдельных марок бронзы водят цинк, содержание которого может доходить до 10%. Такое легирование практически не меняет удельный вес и плотность металла, а также не оказывает значительного влияния на его механические свойства, но удешевляет его стоимость.

Чтобы улучшить такое свойство бронзы, как обрабатываемость резанием (в частности, облегчить процесс ломания стружки), в нее вводят незначительное количество свинца (до 5%). Фосфор, присутствующий в некоторых марках бронзы, которые и называются фосфористыми, выступает в них в качестве раскислителя.

Важным свойством бронзы, в которой содержится олово, является минимальный коэффициент усадки. По большинству остальных характеристик бронзы безоловянного типа превосходят оловянные. Так, сплавы, основным легирующим элементом в которых является алюминий, отличаются улучшенными механическими свойствами, а также более устойчивы к воздействию даже очень агрессивных сред. Сплавы, в которых медь смешана с кремнием и цинком, отличаются высокой текучестью в расплавленном состоянии, что предопределило сферу их применения – изготовление различных предметов методом литья. Бронзы с содержанием бериллия – это прочные и твердые материалы, изделия из которых также отличаются высокой упругостью.

При смешивании меди с легирующими добавками, что происходит при создании бронзы, снижается такое свойство основного металла, как теплопроводность. В частности, те химические элементы, которые используются при изготовлении бронзы, делают ее теплопроводность даже ниже, чем у другого медного сплава – латуни. Исключение составляют лишь те марки бронз, в которых содержание меди очень значительно.

Такое свойство большинства марок бронз, как невысокая теплопроводность, несколько ограничивает сферу их применения. Из-за того, что они не очень хорошо отводят тепло, изделия из них не используют в сильно нагруженных узлах трения, из таких бронз не делают сварочные электроды, а также элементы механизмов, которые должны обеспечивать оперативный отвод тепла.

Сферы применения и правила маркировки

Разнообразие сфер объясняется ее уникальными свойствами. Современный ассортимент ее марок позволяет оптимально подбирать их для решения тех или иных технологических задач.

Из бронзовых сплавов различных марок производят элементы зубчатых, винтовых и червячных соединений, детали, подвергаемые в процессе эксплуатации значительному трению, электротехнические и сантехнические изделия, различные мембраны, пружины, соединительные элементы. Кроме того, из бронзы делают корпусные детали различного оборудования, ее используют в судо- и автомобилестроении и даже в аэрокосмической промышленности. Издавна из бронзы изготавливали интерьерные композиции, скульптуры, сейчас ее применяют также при производстве мебельной фурнитуры, сантехники и различных декоративных предметов.

Только очень опытные специалисты способны даже по фото бронзового изделия определить, из какой марки сплава оно изготовлено. А решить такую задачу непрофессионалам помогает маркировка, состоящая из буквенно-цифрового обозначения. В нем всегда присутствуют буквы «Бр», которые и свидетельствует о том, что перед вами именно бронза. Кроме того, в маркировке есть и другие буквы, каждая из которых обозначает химический элемент, который входит в состав бронзового сплава. При этом процентное содержание меди в маркировке не указывается, его можно определить, если отнять от 100% (весь объем бронзы) суммарное количество остальных элементов.

Маркировка бронзового сплава, кроме подробностей его химического состава, позволяет определить и основные свойства, которыми он обладает. К таким свойствам, в частности, относятся плотность материала, а также его удельный вес. Данная информация имеет чисто практическое значение. Зная удельный вес, которым обладает определенный бронзовый сплав, можно без особого труда рассчитать точный вес предмета, который из него изготовлен.

Все подобные сведения, как и точный химический состав бронзы различных марок, содержится в специальных таблицах.

Способ выбора режимов термической обработки упругих элементов из бериллиевой бронзы бр.б2

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке упругих элементов из бериллиевой бронзы марки Бр.Б2.

Бериллиевая бронза обладает оптимальными электрическими, антикоррозионными, прочностными и упругими характеристиками, в связи с чем данный материал находит большое применение в приборостроении, компьютерной технике, в автомобильной и электронной промышленности для изготовления контактных упругих элементов. С целью получения оптимального сочетания прочностных, пластических и упругих характеристик упругие элементы, изготовленные из бериллиевой бронзы (Бр.Б2), подвергаются термической обработке. Основными видами термообработки являются закалка (приведение в мягкое состояние), как промежуточная операция, и дисперсионное твердение или старение (придание материалу прочностных и упругих свойств).

По использованию режимов проведения операции термической обработки существует несколько рекомендаций:

1. Температура нагрева под закалку – 780±10°С, выдержка при данной температуре в течение 10-20 мин, затем быстрое охлаждение в воде. Температура старения (дисперсионного твердения) – 320±10°С в течение 3 часов [1].

2. 3акалка с 760-780°С в воде и старение при температуре 300-350°С в течение 2 часов [2].

3. Закалка с 770-790°С в воде, старение 310-340°С в течение – 60-240 мин [3].

Вышеприведенные режимы термообработки имеют некоторые недостатки. Во-первых, нет общих, четко установленных температурных и временных режимов дисперсионного твердения, а именно, температура старения колеблется в интервале 300-350°С, а время процесса термообработки – от одного до четырех часов. Во-вторых, контроль качества термообработанных деталей производится путем замера их твердости на образцах-свидетелях. Партия термически обработанных деталей считается качественной, если их твердость составляет не менее 320 HV [3]. Как показала практика, если соблюдать вышеприведенные режимы старения, то значение твердости может достигать 440 HV. Так как твердость служит характеристикой прочности детали, то такой расширенный разброс этого параметра нежелателен, потому что и пределы параметров прочности будут также увеличиваться. Выходит, что одну партию деталей можно получить значительно менее прочную, чем другую, но обе партии будут считаться качественными. Согласно утверждению А.Г. Рахштадта и его коллег [4], измерение твердости является всего лишь методом определения качества процесса термообработки, а не качества детали. Кроме того, для пружин наиболее информативными показателями являются показатели упругости, так как именно они в основном участвуют в расчетах на стадии проектирования и в большей степени характеризуют качество упругих элементов.

В настоящее время на стадии проектирования пружин значения показателей модуля нормальной упругости (Е, ГПа) и модуля сдвига (G,ГПа) берутся из справочных материалов или ГОСТ 15834-77. Эти показатели имеют постоянное установленное значение.

Бериллиевая бронза может эксплуатироваться при повышенных температурах, в слабоагрессивных срезах и под действием токов высокой частоты. Поэтому, учитывая условия работы упругих элементов, важно просчитывать их физико-механические свойства с высокой степенью точности. Для определения жесткости пружин используются формулы [5], в которые подставляются только линейные размеры пружин и значение модуля нормальной упругости или модуля сдвига, в зависимости от типа пружины. Если расчетная жесткость упругих элементов имеет неудовлетворительный результат, то для получения необходимого ее значения, так как значения модулей упругости считаются постоянными величинами, приходится изменять размеры пружин. Подобный метод получения необходимого значения жесткости может вызвать определенные конструктивные трудности, так как изменение размеров пружины в некоторых случаях приводит к изменению размеров контактирующих деталей. Кроме того, пружины обладают частотой собственных колебаний, и если в процессе эксплуатации собственная частота колебаний детали совпадает с частотой вынужденных колебаний, то происходит резонанс, при этом резко сокращается срок службы упругого элемента. Во избежание эффекта резонанса изменяют частоту собственных колебаний пружины, которая также определяется жесткостью, изменение которой опять же создает определенные конструктивные трудности. Из вышесказанного следует, что достоверность максимально точного расчета пружины во многом определяется значением упругих модулей.

Согласно ГОСТ 15834-77 бериллиевая бронза поставляется либо в мягком (закаленном при температуре 770-790°С) состоянии, либо в твердом (закаленном при температуре 770-790°С и деформированном на 30-40% волочением). Значения модуля нормальной упругости бериллиевой бронзы в этих состояниях считаются одинаковыми [1].

Однако при измерении модуля нормальной упругости акустическим методом, он будет определяться формулой:

где ρ – плотность материала, кг/м³, ν – коэффициент Пуассона, равный

а v_l и v_τ – соответственно скорости продольных и поперечных волн, проходящих через материал, м/с, [5], и, как видно из уравнения 1, модуль нормальной упругости прямопропорционален плотности металла. Значения плотности бериллиевой бронзы в мягком и твердом (закаленном и продеформированном) состояниях будут различными. Кроме того, скорости акустических волн, проходящих через материал, также будут разными, так как они являются структурно чувствительными показателями. Отсюда следует, что значение модуля нормальной упругости бронзы Бр.Б2 в мягком и твердом состояниях не может быть одинаковым.

Была проведена работа по определению значений упругих модулей бронзы при различных температурных и временных режимах дисперсионного твердения. Для выявления связи между физическими свойствами бериллиевой бронзы и механическими проводились испытания образцов на растяжение и замер твердости. Образцы подвергались старению при температурах 320±2°С и 340±2°С от 0 до 4 часов с шагом 0,5 часа с мягкого и твердого исходных состояний.

Определение модулей упругости проводилось в два этапа: определение скорости продольных и поперечных волн, проходящих через образец, и определение плотности данных образцов, которая измерялась гидростатическим методом [6]. Максимальная относительная погрешность измерений составляла 0,015%. Известно, что плотность материала зависит от его структурного состояния, так как она определяется межатомным расстоянием кристаллической решетки, которое, в свою очередь, изменяется с изменением структуры материала. Для бериллиевой бронзы марки Бр.Б2 плотность с увеличением времени старения повышается с 8210 кг/м³ до 8310 кг/м³. В металлургической промышленности изменением плотности пренебрегают, так как во время выплавки и изготовления проката, в процессе термической и пластической обработки она изменяется в пределах 0,1-1,2%. Непостоянство значений плотности можно объяснить наличием металлургических дефектов (пористость, неметаллические включения и т.д.), а также вследствие изменения микроструктуры сплава при проведении операции термообработки. В проведенных исследованиях изменение плотности измерялось с целью снижения погрешности полученных значений упругих модулей. Максимальная относительная погрешность измерения упругих модулей составила 0,3%.

Твердость образцов измерялась на микротвердомере типа ПМТ-3 по ГОСТ 2999-75 «Метод измерения твердости по Виккерсу».

Механические свойства бериллиевой бронзы определялись испытанием термически обработанных образцов на растяжение. Тип образцов, методика проведения испытаний и методика расчетов соответствовали требованиям ГОСТ 1497-84 «Методы испытаний на растяжение».

Исследования показали, что:

1. Так как большой разброс температуры оказывает заметное влияние на изменение скорости фазовых превращений, в результате чего повышается разброс значений механических и физических характеристик изделий из бериллиевой бронзы, то температурная погрешность дисперсионного твердения не должна превышать ±4°С (при разнице температуры старения в 20°С время фазовых превращений изменяется примерно на 30 минут).

2. Для определения режимов дисперсионного твердения необходимо руководствоваться не столько достижением определенных значений твердости, сколько значениями модулей упругости, поскольку они являются более информативными и важными для упругих элементов.

3. Возможны несколько вариантов достижения необходимых значений упругих модулей: с помощью повышения температуры старения или увеличением продолжительности времени старения. Поэтому при выборе оптимальных режимов термообработки следует учитывать как экономический, так и технологический факторы.

4. Значения упругих модулей носят переменный характер и зависят от степени деформации и режимов термообработки, а это означает, что определенные показатели упругих модулей можно получать не за счет изменения размеров детали, а в большинстве случаев за счет правильно подобранного исходного состояния материала (твердого или мягкого) и режимов термообработки.

Сущность изобретения заключается в том, что при расчетах упругих элементов в большинстве случаев можно манипулировать не размерами элементов, а конкретным значением упругих модулей, достигаемым определенным режимом термообработки, выбираемым по разработанным диаграммам зависимости изменения упругих модулей от режимов термообработки.

Техническим результатом заявляемого способа является обоснованный выбор режимов термической обработки, в частности, режимов дисперсионного твердения упругих элементов из Бр.Б2 для достижения необходимых физико-механических характеристик с максимальной точностью.

Для получения вышеуказанного технического результата на стадии разработки упругих элементов при расчете, в зависимости от типа детали, выбирается определенное, требуемое значение модуля нормальной упругости или модуля упругости при сдвиге. Это значение отражается в конструкторской документации вместо требования по твердости. В дальнейшем, по разработанным диаграммам (фигуры 1, 2) для получения требуемых свойств разрабатываемых элементов выбираются исходное состояние материала (мягкое или твердое) и режимы дисперсионного твердения.

Например, (фиг.3) в конструкторской документации предъявляется требование по модулю нормальной упругости Е=(129,5-130) ГПа. Согласно диаграмме на фигуре 1 заложенное значение модуля упругости можно получить несколькими способами:

1. Состояние поставки (твердое), старение при температуре 340±4°С с выдержкой 40-45 мин.

2. Состояние поставки (твердое), старение при температуре 320±4°С с выдержкой 70-80 мин.

3. Закалка 780±4°С, охлаждение в воде или состояние поставки (мягкое), старение при температуре 340±4°С с выдержкой 70-80 мин.

4. Закалка 780±4°С, охлаждение в воде или состояние поставки мягкое, старение при температуре 320±4°С с выдержкой 120-150 мин.

Исходное состояние материала определяется типом упругого элемента, так, если элемент имеет сложную форму, подвергается в процессе изготовления значительным пластическим деформациям, то необходимо применять бронзу в мягком (закаленном) состоянии, так как бронза в твердом состоянии уже деформирована на 30-40% [1] и дальнейшая деформация может привести к образованию микротрещин в структуре материала, что резко понизит ее физико-механические свойства и сократит срок эксплуатации детали. В связи с этим наилучшим режимом термообработки (упрочнением бронзы) является режим способов по пунктам 3 и 4, но, исходя из экономических соображений, оптимальным вариантом будет способ пункта 3, так как процесс старения по нему сокращается примерно на один час, по сравнению со способом пункта 4.

В случае, если деталь на стадии изготовления не подвергается значительным пластическим деформациям, то оптимальными являются способы упрочнения пунктов 1 и 2. Однако способ по п.1 наиболее целесообразен в экономическом и технологическом планах.

Аналогично выбираются исходное состояние бронзы и режимы ее упрочнения (термообработки) для других заданных значений упругих модулей.

Таким образом, с помощью предлагаемого способа можно получать значения упругих модулей деталей из бериллиевой бронзы в пределах 127-133 ГПа для модуля нормальной упругости и 47,5-49,5 ГПа для модуля сдвига. Манипулируя этими значениями, можно варьировать в определенных пределах значениями жесткости и частотами собственных колебаний. При изменении значений упругих модулей в вышеуказанных интервалах твердость детали будет составлять не менее 320 HV, а предел прочности – не менее 1060 МПа. Это означает, что при использовании заявляемого способа выбора режимов термообработки упругих элементов из бериллиевой бронзы марки Бр.Б2 существующие требования к качеству изготавливаемых деталей удовлетворяются.

Контролировать качество упругих элементов рекомендуется ультразвуковым методом. Этот метод является неразрушающим, наиболее технологичным, поэтому его можно использовать как после операции термообработки, так и после нанесения гальванического покрытия (в конечной стадии изготовления пружины), которое влияет на упругие и прочностные характеристики пружин [3].

Список использованной литературы

1. ГОСТ 15834-77. Проволока из бериллиевой бронзы. Технические условия.

2. Ю.М. Лахтин. «Металловедение и термическая обработка металлов». Изд. 2-е, перераб. и доп.: М., «Металлургия», 1979.

3. Р4. 054. 035 – 89 «Рекомендации. Элементы пружинные из сплавов черных и цветных металлов. Термическая обработка».

4. Ж.П. Пастухова, А.Г. Рахштадт. «Пружинные сплавы цветных металлов»: М., «Металлургия», 1983.

5. ОСТ4 Г0.838.200 «Пружины. Методика расчета и указания по проектированию».

6. «Испытание материалов». Справ. изд. под ред. X. Блюменауэра: М., «Металлургия», 1979.

СпособвыборарежимовтермическойобработкиупругихэлементовизбериллиевойбронзыБр.Б2,отличающийсятем,чторежимтермическойобработкивыбираютвзависимостиоттребуемыхзначениймодулянормальнойупругостиилимодулясдвигапоразработаннымдиаграммам,описывающимзависимостьизменениямодулянормальнойупругостиилимодулясдвигаотрежимадисперсионноготверденияиисходногосостоянияматериалаупругогоэлемента,закаленногоилизакаленногоипродеформированного,приэтомисходноесостояниематериалаупругогоэлементавыбираютвзависимостиоттипаупругогоэлемента.

Археологи протестировали бронзовые мечи в бою

Мечи Бронзового века, копии которых использовали в экспериментах

Raphael Hermann et al. / Journal of Archaeological Method and Theory, 2020

Археологи в полевых экспериментах установили происхождение 14 типов вмятин и зазубрин, которые характерны для мечей Бронзового века. Воины этой эпохи, по всей видимости, избегали резких ударов, которые могли повредить мягкие клинки, и в основном пользовались техникой скрещивания мечей. Ближе к концу Бронзового века отметины стали теснее группироваться по длине клинков — боевое искусство развивалось, и мечники учились наносить удары все точнее. Исследование опубликовано в журнале Journal of Archaeological Method and Theory.

Экспериментальная археология — наука, которая позволяет, например, понять область применения и характеристики археологических находок. Исследователи пытаются применять найденные предметы так, как их использовали первоначально. В том числе экспериментальная археология может рассказать нам о том, как воины Бронзового века орудовали своими бронзовыми мечами. Ученые создают копии древнего оружия и пытаются повторить движения первобытных мечников.

Другой подход к изучению оружия — анализ износа металла. На мягкой бронзе остается множество следов, царапин и зазубрин; по ним можно восстановить, как использовали то или иное орудие. Теорию проверяют на практике, для этого снова обращаются к экспериментальной археологии и пытаются создать на современных копиях древних мечей такие же отметки, как и на оригиналах.

В рамках проекта по изучению оружия Бронзового века (Bronze Age Combat Project) группа археологов из Великобритании, Германии и Китая под руководством Рафаэля Германа (Raphael Hermann) из Гёттингенского университета исследовала мечи Бронзового века. Кузнец Нил Барридж (Neil Burridge), который специализируется на изготовлении оружия из бронзы, изготовил копии семи мечей, которые нашли на территории Британии и Италии и датировали 1300-925 годами до нашей эры. Состав сплава, микроструктуру и микропрочность реплик исследовали на соответствие оригиналу.

Опытные фехтовальщики наносили удары различными мечами, наконечниками и древками копий, деревянными, кожаными и бронзовыми щитами. Каждый удар и парирование записывали на видео, отметины на мечах фотографировали. Оружие использовали согласно руководству по фехтованию 15 века за авторством Андре Лигницера. Затем отметки, которые появились на мечах в результате ударов, сравнили со следами износа на 110 мечах Бронзового века из музейных коллекций Великобритании и Италии.

Экипировка фехтовальщиков во время эксперимента

Raphael Hermann et al. / Journal of Archaeological Method and Theory, 2020

На мечах Бронзового века выделили 23 типа отметок, 14 из них удалось воспроизвести в ходе экспериментов. Широкоугольные зазубрины получались, когда острый край меча попадал на острие наконечника копья, а пологие вмятины — при ударе о широкую часть наконечника или древко копья. Первый тип отметок встречался редко, потому что попасть по тонкому кончику непросто.

При скрещивании острых краев двух мечей возникали зазубрины, вокруг которых металл смещался и наплывал на края. Мечники прокомментировали, что с бронзовым оружием техника скрещивания мечей особенно удобна, так как такие клинки из-за своей мягкости лучше контактируют друг с другом, чем стальные. Судя по отметинам, воины Бронзового века берегли свои мечи от повреждения и вместо широких сильных ударов использовали контактную технику контроля оружия противника.

Зазубрины от скрещивания мечей. Слева реконструкция, справа меч бронзового века

Raphael Hermann et al. / Journal of Archaeological Method and Theory, 2020

Пологая вмятина от удара о древко копья. Слева реконструкция, справа меч бронзового века

Raphael Hermann et al. / Journal of Archaeological Method and Theory, 2020

При ударе мечей о щиты либо сминался кончик клинка, либо на режущей поверхности появлялась неравномерная длинная зазубрина. При парировании удара плоской стороной меча клинок гнулся (примерно на десять градусов), на нем появлялись длинные царапины. Такие следы нашли всего на четырех мечах: видимо, воины избегали столь резкого блокирования ударов, которое приводило к повреждению меча.

На оригинальных мечах обнаружили множество кластеров отметин, когда на небольшом участке меча находилось сразу несколько (до пяти) вмятин. Всего на 110 клинках нашли 325 кластеров. Вероятно, это свидетельствует о том, что воины в совершенстве владели оружием, использовали для удара отточенные движения и поражали противника одним и тем же участком меча.

Кластер из четырех отметин на мече бронзового века

Raphael Hermann et al. / Journal of Archaeological Method and Theory, 2020

Исследователи проанализировали распределение отметин разных типов по длине клинков. Ученые заметили, что паттерн менялся со временем: ближе к концу Бронзового века отметины группировались все теснее и ближе к концу меча. Видимо, постепенно техники боя развивались, и воины учились все более искусно контролировать мечи. С наступлением железного века отметки снова стали распределяться шире, что может быть связано с появлением железных мечей, владение которыми еще не было отточено.

Распределение вмятин на мечах разных периодов бронзового века. Слева находки из Британии, справа — из Италии

Raphael Hermann et al. / Journal of Archaeological Method and Theory, 2020

Следы на мечах нельзя классифицировать на возникшие в результате атакующих или защитных ударов. В отличие от общепринятого представления, в исторических боях на мечах удары, по-видимому, были одновременно и атакующими, и защитными, эти две стратегии не чередовались.

Основной целью ударов вряд ли было сердце, так как высок риск погнуть оружие о кости противника или его доспехи. Скорее всего, воины Бронзового века целились в шею или живот. Эту гипотезу подтверждают археологические находки обломков мечей и копий, которые застряли в костях, а также изображения битв на минойских и микенских драгоценных камнях.

Репродукция сцены боя с пилосского агата

Raphael Hermann et al. / Journal of Archaeological Method and Theory, 2020

Одна из самых богатых археологических находок Бронзового века — погребение воина в древнем греческом городе Пилос. В захоронении нашли украшенный золотом бронзовый меч и множество драгоценностей. Об этой находке мы писали в материале «Воин с грифоном и бусами».

Алиса Бахарева

расшифровка марок оловянистой и другой бронзы, классификация. Что входит в состав по ГОСТу?

Металлы и сплавы

Под бронзой следует понимать металлический сплав, в основе которого лежит медь, а к ней добавляются легирующие компоненты, повышающие твердость готового материала. В виде лигатуры чаще всего применяют олово, хром, свинец, никель, алюминий и другие металлы. Физические свойства бронзового сплава, а также его цвет и твердость будут иметь различные характеристики, которые зависят от процентного состава компонентов лигатуры.

Бронза, имеющая выраженный красный оттенок, состоит из повышенного количества меди, а если у сплава получился сероватый оттенок стали, значит, содержание меди в нем снижено до 30-35%. Бронза является востребованным материалом, который применяется в различных хозяйственных и промышленных сферах.

Особенности

Бронзовый сплав состоит из меди и лигатуры, которая может быть как в виде металлов, так и неметаллов – от этого состава и зависят марки бронзы. Путем технологических экспериментов и научных исследований найдены оптимальные соотношения между бронзовой основой и ее компонентами. В качестве добавок чаще всего применяются:

• бериллий;
• алюминий;
• цинк;
• олово;
• кремний;
• фосфор;
• железо;
• марганец;
• свинец;
• никель.

По историческим свидетельствам, первый бронзовый материал был создан еще 3000 лет назад и состоял он из меди и олова. В небольших пропорциях олово придает переплавленному веществу твердость, гибкость и облегчает сам процесс плавления. Такие свойства олово проявляет, если его концентрация в материале не превышает 4-4,8%. Если взять олова около 5% и более, готовый сплав потеряет свою гибкость, а при концентрации олова более 20% полученный материал будет хрупким. Если в переплавку к меди добавить бериллий, то на выходе получится твердый материал, обладающий физической и химической повышенной стойкостью.

Изделия из такого металлического сплава можно резать или сваривать при помощи любого вида сварки.

При сочетании меди с кремнием и цинком у готового материала будет хорошая пластичность, что отлично подойдет для литья изделий. Готовая продукция имеет повышенную износостойкость и не искрит при механической обработке. Кроме того, бронза с лигатурой из кремния и цинка имеет высокий уровень сопротивления температурному сжатию металла.

Если же к меди добавить свинец, то получится металл, обладающий противокоррозионными качествами, устойчивый к скольжению и трению, прочный и плохо поддающийся плавлению.

Сочетая медь с алюминием, можно получить материал, у которого будет высокая плотность, пониженный показатель скольжения, повышенная стойкость к образованию ржавчины и стойкость к химическим агрессивным средам. Такой металл пригоден для резки. Если же к меди добавить фосфор, то в совокупности с некоторыми другими составами лигатуры этот ингредиент позволит снизить кислотные показатели сплава.

Когда к меди добавляются любого вида лигатуры, у нее в значительной мере ухудшается такое свойство, как способность проводить тепло. Чем больше лигатуры в составе сплава, тем хуже у него показатель уровня теплопроводности.

Что касается внешнего вида бронзового сплава, то при содержании в нем до 90% меди металл будет иметь красный оттенок, а при содержании меди до 85% материал получится с желтым оттенком.

Замечено, что если сплав состоит из меди только на 50%, то материал из него будет белого стального цвета, а чтобы получить черную окраску, концентрацию меди снижают до 35%. С течением времени все медные материалы меняют свою окраску: она темнеет под действием перепадов температур, кислот, солей, щелочей различной концентрации.

Основная классификация сплавов

В соответствии с тем, сколько компонентов входит в состав бронзового сплава, бронзу условно подразделяют на двухкомпонентную (металл и лигатура, состоящая из 1 компонента) или многокомпонентную. Кроме того, бронзовые материалы делятся на безоловянные и оловянные составы. Безоловянные составы не содержат олова. Их классификация делается с учетом того, какой именно металл вместо олова выполняет функцию лигатуры.

Оловянные

Добавляя к меди олово, можно получить литейный сплав. Но, помимо высокого показателя плавкости, этот состав обладает и хорошей твердостью. Нередко в такой металл добавляют еще цинк, свинец и фосфор. Подобная лигатура наделяет готовый материал стойкостью к коррозии и делает его еще более пригодным для плавильно-литейных работ.

В оловянном сплаве фосфор выступает в роли раскислителя металла, а цинк снижает себестоимость материала из-за своей небольшой цены, причем на характеристики получившегося металла он особого воздействия не оказывает. В целях экономии в оловянные сплавы допускается включать до 10% цинка. Марки бронзы с содержанием олова являются подходящим вариантом для выполнения механических обработок и полировки. Готовые изделия из оловянных марок будут очень износоустойчивыми.

Бронзовый сплав, который содержит в себе до 8% примеси олова, применяют для штамповочных работ, прокатки и ковки. Из такого материала делают проволоку, прутки различной формы, а также листовой прокат. Сплав, где олово занимает до 20% в виде лигатуры, применяется для изготовления литых изделий. В процессе литья такая бронза полностью заполняет форму и обладает при этом незначительной долей усадки. Подобный материал позволяет изготавливать сложные фасонные изделия, а также предметы художественной значимости.

Кроме того, оловянистую бронзу применяют для изготовления узлов и механизмов, которые будут работать в морской воде.

Алюминиевые

В сплавах бронзы часто применяют алюминий. Лигатура содержит от 6 до 12% такого материала. Бронзовые алюминиевые сплавы могут состоять из одного компонента (алюминия) или же многих добавок, когда в сплаве также присутствуют железо, никель и марганец. Добавление алюминия к бронзе снижает плотность готового материала, поэтому облегченный сплав нашел широкое применение в кораблестроении и авиакосмической промышленности.

Материал с добавлением алюминия имеет большую прочность при трении, поэтому сплав также используют для изготовления деталей для станков, узлов теплооборудования, автодорожных машин.

Кремнистые

К бронзе в пропорции от 3 до 5% может быть добавлен кремний. Готовый сплав превосходит по своим антикоррозийным свойствам оловянные сплавы, а также имеет высокие показатели механической устойчивости и упругости. Кроме того, сплавы с кремнием не намагничиваются и хорошо поддаются электросварке и пайке.

Готовые изделия из меди с кремнием имеют высокие показатели стойкости к агрессивным химическим средам в виде кислот и щелочей, а также к газам. Такой материал применяют для изготовления газопроводных магистралей или сточной системы водопровода.

Кремнистая бронза может быть дополнительно легирована марганцем.

Марганцевые

В различных сферах промышленности востребован бронзовый сплав, содержащий в своем составе марганец: от 4 до 5%. Материал имеет характерные особенности: высокую прочность, гибкость и антикоррозийную устойчивость. Из таких сплавов делают детали для различных механизмов. При содержании марганца в бронзовом сплаве более 1%, твердость материала увеличивается, но снижается вязкость и плавкость вещества.

Кроме того, сплавы с марганцем плохо поддаются сварке.

Свинцовые

При добавлении к меди свинцового компонента получается высокопрочный, устойчивый к истиранию сплав. Его применяют при изготовлении подшипников, которые вращаются длительное время, под большим давлением и при больших скоростных режимах. Бронзу со свинцовой лигатурой используют для изготовления деталей аппаратов, работающих в агрессивных химических средах, материал применяют для защиты от радиационного излучения, при изготовлении боеприпасов, стекла, в качестве различных красящих пигментов типографской краски.

Бериллиевые

Добавление бериллия к меди образует бронзовый сплав, у которого отмечают повышенные характеристики прочности, гибкости и текучести. Кроме того, материал обладает хорошей электропроводностью и является проводником тепла. Сплав устойчив к коррозии, из него выпускаются изделия в виде пружин и сложных механизмов, материал применяют в электротехнике при изготовлении оптоволоконной продукции и микросхем.

Бронзовый сплав с бериллием позволяет выполнять из него мельчайшие детали, которые могут быть использованы в приборостроении, компьютерной и телефонной технике, мультимедийных устройствах и так далее. Норма содержания бериллия в сплаве колеблется в пределах 0,7-2,5%.

После специальной термической обработки сплав закаляется, что придает ему свойства повышенной твердости.

Маркировка

С целью отличия сплавов из бронзы друг от друга была введена определенная их маркировка. А также существуют специальные таблицы технического назначения, по которым технолог может определить, какой именно марки бронзу ему применять для выполнения той или иной задачи, уточнить табличные данные о составе сплава, его физико-химических свойствах и возможностях применения.

Друг от друга существующие марки бронзы отличаются составом лигатуры в процентном соотношении к меди. Маркировка бронзовых сплавов имеет буквенное и цифровое обозначение. Например, расшифровка такой марки может означать, что буквы в названии будут соответствовать химическим элементам, а цифры сообщат о долях процентного содержания лигатуры. По ГОСТу, цифровые данные не содержат указаний о содержании в сплаве меди, поскольку понятно, что она является основным компонентом.

А вот все нормы лигатуры должны соответствовать установленным государственным стандартам.

Бронзовый сплав маркируется аббревиатурой Бр. Далее идет буква, указывающая основной компонент лигатуры, а затем и остальные составляющие части. Что касается цифр, то они расположены в порядке их убывания, указывая на процентное соотношение лигатурных компонентов. Например, бронза марки БрАЖН 10-4-5 – это сплав из меди с алюминием, железом и никелем. Причем алюминия в составе сплава находится 10%, железа – 4%, никеля – 5%. Всю остальную часть занимает медь.

Когда марка бронзового сплава неизвестна, материал подлежит химическому и физическому анализу. Точные данные нужны для работников, которым требуется определить вес заготовки через удельный вес сплава. На каждом сталеплавильном производстве имеется своя техническая лаборатория, которая и помогает решить задачи подобного рода.

Бронза – что за металл и где используется – смотрите в видео ниже.

Влияние содержания никеля на твердость и пористость инфильтрованных бронзой порошковых материалов железо

УДК 621.762

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИКЕЛЯ НА ТВЕРДОСТЬ И ПОРИСТОСТЬ ИНФИЛЬТРОВАННЫХ БРОНЗОЙ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ЖЕЛЕЗО – НИКЕЛЬ

© 2011 г. О.Н. Гончарова

Южно-Российский государственный South-Russian State

технический университет Technical University

(Новочеркасский политехнический институт) (Novocherkassk Polytechnic Institute)

Представлены результаты исследования влияния содержания никеля на твердость и пористость инфильтрованных бронзой порошковых материалов железо-никель. Проведена многокритериальная оптимизация технологических параметров инфильтрации, обеспечивающая повышенный комплекс механических свойств псевдосплавов железо-никель-бронза. Введение 2 – 4 % по массе никеля в шихту на основе восстановленного порошка железа (ПЖВ 3.160.26) обеспечивает снижение пористости ин-фильтрованного материала, повышение твердости поверхностных слоев и усадки порошковой формовки в процессе инфильтрации, совмещенной со спеканием.

Ключевые слова: порошковые материалы; железо; никель; бронза; инфильтрация; твердость; пористость.

The results of studying the effect of nickel content on the hardness and porosity of iron-nickel powder materials with bronze infiltration are presented. Multiobjective optimization of technological parameters of infiltration, providing the range of mechanical properties of iron-nickel-bronze pseudoalloys has been carried out. nIntroduction of 2-4 % wt. nickel in the powder mixture on the basis of restored iron powder provides decreasing of porosity of infiltrated material, increasing the surface layers’ hardness and shrinkage of powder molding in the process of infiltration combined with sintering.

Keywords: powder materials; iron; nickel; bronze; infiltration; hardness; porosity.

Введение

Получение качественных конструкционных материалов с повышенной плотностью при снижении затрат на исходное сырье обеспечивается путем использования технологии инфильтрации. Повышенный интерес к методу пропитки в большой степени связан с тем, что он позволяет изготавливать композиции, получение которых другими методами либо невозможно, либо нерационально. Уникальность инфильт-рованых материалов заключается в возможности обеспечения широкого спектра свойств путем варьирования значениями технологических параметров при неизменном составе компонентов. Формирование свойств материалов обусловлено протеканием процессов взаимодействия между их составляющими [1].

Легирование порошковых сталей никелем и бронзой обеспечивает упрочнение металлической матрицы и повышает плотность при прессовании и спекании. Активация процессов уплотнения при спекании порошковых материалов обеспечивается при жидкофаз-ном спекании, а также при инфильтрации расплавами медных сплавов тугоплавких пористых основ. Псевдосплавы «железо – бронза» характеризуются повышенными антифрикционными свойствами и коррозионной стойкостью [2]. Никель образует с железом неограниченный ряд растворов в твердом и жидком состоянии, оказывая значительное влияние на все превращения, протекающие в процессе нагрева и

охлаждения. В присутствии меди, которая образует с никелем непрерывный ряд твердых растворов, значительно активируются диффузионные процессы и улучшаются условия гомогенизации сталей при спекании. Поэтому никель – медистые стали нашли большее распространение, чем никелевые.

Цель работы – установить влияние содержания никеля на твердость и пористость инфильтрованных бронзой порошковых материалов системы железо -никель.

Методики исследования

В качестве исходных материалов использовались металлические порошки железа: ПЖВ 3.160.26 (ГОСТ 9849-86), ПЖР 2.200.26 (ГОСТ 9849-86) (табл. 1), АНС 100.29, АВС 100.30 (табл. 2), АпсоЫее1 1000С (табл. 3), бронзы – Бр010С1,5ЦФ (табл. 4) и никеля -ПНК-УТ1 (ГОСТ 9722-79) (табл. 5).

Таблица 1

Химический состав восстановленных и распыленных порошков на основе железа

Марка порошка Массовая доля, % не более

С Si Mn S P

ПЖВ 3.160.26 0,05 0,15 0,40 0,02 0,02

ПЖР 2.200.26 0,02 0,05 0,15 0,02 0,02

Таблица 2

Химический состав чистых железных порошков

Марка порошка Массовая доля, % не более

Кислород, общий Углерод Fe

Минимум Максимум Минимум Максимум

АВС 100.30 0,05 0,07 0,002 0,010 Основа

АНС 100.29 0,12 0,17 0,003 0,024 Основа

Таблица 3

Химический состав порошка Ancorsteel 1000 С

Марка порошка Массовая доля, % не более

C S Si P Mn O Cu

Ancorsteel 1000С 0,002-0,020 0,010-0,015 0,015-0,017 0,006-0,010 0,110-0,150 0,10 0,059-0,08

Таблица 4

Химический состав порошка бронзы

Марка порошка Массовая доля, % не более

Sb Ni Al Pb Zn Sn Cu

Бр010С1,5ЦФ 0,1 0,2 0,2 0,05 0,2 10 основа

Таблица 5

Химический состав порошка никеля

Марка порошка Массовая доля, % не более

C S Si P Mn Cu Ni

ПНК-УТ1 0,09 0,00007 0,001 0,0003 0,0003 0,0003 99,9

Технологический процесс изготовления образцов включал: приготовление шихты Fe—Ni, ее засыпку в металлическую матрицу, предварительную подпрес-совку (0,5 МПа), засыпку порошка инфильтрата БрО10С1,5ЦФ (10 % от массы порошка железа), окончательное доуплотнение (400 МПа) биметаллических заготовок, их спекание (СП) (1432К; 7,2 кс) совмещенное с инфильтрацией, в среде диссоциированного аммиака [3]. Пористость (Пипм) спеченного ин-фильтрованного образца: Пипм = (1 -9ипм)100%, где

Пипм – пористость инфильтрованного образца после СП, %; 9ипм – относительная плотность инфильтро-

ванного спеченного образца: 6ипм =

Ри

Рк

где Рипм –

плотность спеченного инфильтрованного образца, кг/м3; рк – компактная плотность образца, кг/м3.

Твердость по Роквеллу (ГОСТ 9013-59) определяли после спекания образцов и измерения размеров на твердомере ТР5006 УХЛ = 1,588 мм, нагрузка 60 кг).

Степень неоднородности твердости оценивали ко-

тг hrbb

эффициентом: Кн =–

н ERB,,

где ERBB и HRBH – твер-

дость материала верхнего и нижнего торцов образца соответственно.

Микроструктуру образцов исследовали на металлографическом микроскопе Альтами МЕТ 1М.

Результаты экспериментальных исследований

В результате проведенных исследований установлено влияние содержания никеля на твердость и пористость инфильтрованных порошковых материалов (табл. 6).

Анализ полученных результатов показал, что повышенное значение пористости наблюдается при инфильтрации железного каркаса на основе порошка ПЖВ 3.160.26 (CNi = 0 % по массе), тогда как пониженное – при использовании ПЖР 2.200.26 (CNi = 6 % по массе). Зависимость пористости после спекания от содержания никеля для порошков марок ПЖВ 3.160.26, ПЖР 2.200.26, АНС 100.29 носит экстремальный характер. Минимальное значение пористости наблюдается при использовании ПЖВ 3.160.26, ABC 100.30, АНС 100.29 при 2 % по массе никеля, а для ПЖР 2. % Кн ERBB Пипм, % Кн ERBB Пипм, % Кн

0 73 18 1,43 73 15 1,14 63 15 1,4 54 14 1,10 56 16 1,19

2 77 14 1,20 73 15 1,22 64 15 1,19 68 14 1,11 68 14 1,33

4 85 15 1,16 73 16 1,14 75 15 1,19 73 15 1,09 77 16 1,16

6 89 15 1,09 74 17 1,0 84 13 1,42 80 16 1,11 78 17 1,04

8 86 15 1,02 69 15 0,95 66 17 0,93 82 15 1,06 80 14 1,0

а б в

Микроструктура материала на основе порошка ПЖВ 3.160.26 с содержанием никеля 2 % по массе:

а – низ; б – середина; в – верх

Использование порошка ПЖВ 3.160.26 приводит к повышению неоднородности распределения твердости. = 8 % по массе. Увеличение содержания никеля до 8 % по массе в ПЖР 2.200.26 приводит к формированию материала с однородной твердостью как верхних, так и нижних слоев. Введение никеля больше 6 % по массе в порошок ABC 100.30 повышает однородность распределения твердости. Исходя из вышесказанного, можно выдвинуть гипотезу о том, что введение никеля повышает степень однородности структуры порошкового материала.

Инфильтрация тугоплавкого каркаса на основе порошка ПЖВ 3.160.26 и никеля (6 % по массе) формирует порошковые материалы с повышенной твердостью. Инфильтрованный материал на основе порошка Ancorsteel 1000С (С№ = 0 % по массе) характеризуется минимальной твердостью. Наибольшее значение твердости по сравнению с другими порошками наблюдается при использовании ПЖВ 3.160.26 во всем исследуемом диапазоне никеля. Увеличение содержания никеля до 8 % по массе приводит к повышению твердости за счет особенностей морфологии, технических и физических свойств железных порошков ПЖВ 3.160.26, AHC 100.30, Ancorsteel 1000 C.

Проведенный микроструктурный анализ образцов на основе порошка ПЖВ 3.160.26 с содержанием

никеля 2 % по массе показал, что в процессе инфильтрации формируется градиентный материал с неоднородной структурой и физико-механическими свойствами по высоте образца (табл. 6, рисунок).

Многокритериальная оптимизация процесса инфильтрации

Для обеспечения повышенного комплекса механических свойств псевдосплавов железо-бронза проведена оптимизация процесса инфильтрации (табл. 7). При многокритериальной оптимизации технологических параметров инфильтрации весьма перспективным является использование комплексного показателя качества. Количественной оценкой такого показателя может служить обобщенная функция желательности [3]. Оптимизацию технологии производили, используя следующую шкалу «желательности»: D = 0,7 – 1,0 -превосходный, D = 0,6 – 0,7 – хороший, D менее 0,5 -недопустимый уровень качества. • d2 • d3 • d4 • d5 )5 .

Таблица 7

Результаты многокритериальном оптимизации

Марка исходного порошка железа CNi, % по массе Пипм, % HRBH HRBB Ки D Уровень качества

ПЖВ 3.160.26 4 15 73 85 0,69 0,79

6 16 82 89 0,81 0,77

AHC 100.29 8 16 80 80 0,94 0,7

4 14 66 77 0,78 0,74 Превосходный

ПЖВ 3.160.26 8 17 84 86 0,86 0,73

ПЖР 2.200.26 4 13 63 75 0,82 0,73

AHC 100.29 6 16 75 78 0,81 0,72

ПЖВ 3.160.26 2 15 54 77 0,69 0,72

Ancorsteel 1000C 6 16 72 80 1,12 0,6

4 15 67 73 0,95 0,66

ABC 100.30 6 16 74 74 1,07 0,62

ABC 100.30 0 15 64 73 0,91 0,67

Ancorsteel 1000C 2 14 61 68 0,92 0,68

ABC 100.30 2 15 60 73 0,87 0,67

4 16 64 73 0,97 0,65 Хороший

ПЖР 2.200.26 6 17 59 84 0,98 0,65

AHC 100.29 2 14 51 68 0,78 0,67

ПЖР 2.200.26 15 54 64 0,85 0,66

ПЖВ 3.160.26 16 51 73 0,74 0,68

ПЖР 2.200.26 0 15 45 63 0,8 0,63

Ancorsteel 1000C 14 49 54 0,8 0,62

AHC 100.29 16 47 56 0,84 0,6

Ancorsteel 1000C 17 77 82 1,25 0,55

ПЖР 2.200.26 8 18 71 66 1,08 0,59 Недопустимый

ABC 100.30 19 73 69 1,16 0,52

Анализ полученных результатов (табл. 7) показал, что введение 4 % по массе никеля в шихту на основе порошка железа ПЖВ 3.160.26 обеспечивает минимальную пористость инфильтрованного материала, максимальные значения твердости поверхностных слоев и усадки в процессе инфильтрации, совмещенной со спеканием, при экономии легирующих элементов.

Выводы

Проведена многокритериальная оптимизация технологических параметров инфильтрации, обеспечивающая повышенный комплекс механических свойств псевдосплавов железо-никель-бронза. При введении 2-4 % по массе никеля в шихту на основе порошка железа ПЖВ 3.160.26 формируется инфильтрованный материал с превосходным уровнем качества.

Повышение содержания никеля в порошковой шихте на основе железа приводит к формированию градиентных инфильтрованных материалов железо –

Поступила в редакцию

никель-бронза с неоднородной структурой и физико-механическими свойствами по высоте образца.

Варьирование содержанием никеля и маркой железного порошка позволяет получать инфильтрован-ные бронзой материалы с заданными значениями пористости и твердости.

Литература

1. Тучинский Л.И. Композиционные материалы, получаемые методом пропитки. М., 1986. 208 с.

2. Карпинос Д.М. Композиционные материалы. Киев, 1985. 383 с.

3. С1 2052322RU МПК6 B22F3/16. Способ изготовления газонепроницаемых низкопористых порошковых материалов / Ю.Г. Дорофеев, С.Н. Сергеенко. Заявка 93054977102, 10.12.1993. Опубл. 20.01.1996.

4. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М., 1980. 304 с.

24 июня 2011 г.

Гончарова Ольга Николаевна – аспирант, Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт). Тел. (8635) 255-4-09, 928-130-23-10. E-mail: [email protected], [email protected]

Goncharova Olga Nikolaevna – post-graduate student, South-Russia State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. (8635) 255-4-09, 928-130-23-10. E-mail: [email protected], Romanova_0lga_2000 @mail.ru

Что такое прочность и твердость оловянной бронзы – определение

В целом, бронза – это семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, обычно с содержанием олова около 12–12,5%. Добавление небольших количеств (0,01–0,45) фосфора дополнительно увеличивает твердость, сопротивление усталости и износостойкость. Добавление этих легирующих добавок приводит к таким применениям, как пружины, крепежные детали, крепежные элементы для кирпичной кладки, валы, шпиндели клапанов, шестерни и подшипники. Бронза также является предпочтительным металлом для колоколов в виде бронзового сплава с высоким содержанием олова, известного в просторечии как колокольный металл, который составляет около 23% олова.Бронзовые сплавы с высоким содержанием олова обычно также используются в зубчатых передачах, а также в высокопрочных втулках и подшипниках, где присутствуют высокая прочность и большие нагрузки. Другие области применения этих сплавов – рабочие колеса насосов, поршневые кольца и паровая арматура. Например, медный литейный сплав UNS C представляет собой литой сплав медь-олово, который также известен как оружейный металл. Первоначально использовавшийся в основном для изготовления оружия, он был в значительной степени заменен сталью.

Прочность оловянной бронзы

В механике материалов сила материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном учитывает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала – это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности на разрыв

Предел прочности на разрыв оловянной бронзы – UNS C – оружейного металла составляет около 310 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимумом на инженерной кривой зависимости напряжения от деформации.Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предел прочности на разрыв часто сокращают до «прочности на разрыв» или даже до «предела». Если это напряжение приложить и поддерживать, в результате произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 процентов больше, чем предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает образование шейки, где площадь поперечного сечения локально уменьшается.Кривая “напряжение-деформация” не содержит напряжения, превышающего предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов и температура испытательной среды и материала. Предел прочности на разрыв варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести оловянной бронзы – UNS C – оружейного металла составляет около 150 МПа.

Предел текучести – это точка на кривой зависимости напряжения от деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести – это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести – это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация.Перед достижением предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей исходной форме после снятия приложенного напряжения. После достижения предела текучести некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют поведение, называемое явлением предела текучести. Предел текучести варьируется от 35 МПа для алюминия с низкой прочностью до более 1400 МПа для высокопрочных сталей.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости оловянной бронзы – UNS C – оружейного металла составляет около 103 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение. С точностью до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из положения равновесия. Все атомы смещаются на одинаковую величину и по-прежнему сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не происходит.Согласно закону Гука , напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон равен , модуль Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость оловянной бронзы

Твердость по Бринеллю оловянной бронзы – UNS C – оружейного металла составляет примерно 75 BHN.

Тест на твердость по Роквеллу – один из наиболее распространенных тестов на твердость при вдавливании, разработанный для определения твердости.В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением при предварительной нагрузке (незначительная нагрузка). Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Основная нагрузка прикладывается, затем снимается, сохраняя при этом второстепенную нагрузку. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета числа твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны.Основным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность отображать значения твердости непосредственно . Результатом является безразмерное число, обозначенное как HRA, HRB, HRC и т. Д., Где последняя буква – соответствующая шкала Роквелла.

Тест Rockwell C проводится с пенетратором Brale (, алмазный конус 120 ° ) и основной нагрузкой 150 кг.

В чем разница между медью, латунью и бронзой

Выбрать из наш выбор меди, латунь и бронза.В наличии и готов к отправке.

Хотя медь, латунь и бронза – разные сплавы, их часто вместе называют красными. металлы, потому что они имеют много общих характеристик. Эти сплавы имеют высокое содержание меди. который обеспечивает внутреннюю коррозионную стойкость, а также привлекательный красновато-коричневый цвет. красный металлы обрабатываются (деформируются) или отливаются в форму и обычно соединяются пайкой или пайкой; однако некоторые можно сваривать.

• Медь сплавы содержат минимум 99,3% меди. Они отлично проводят тепло и электричество и широко используются для шин и соединителей проводов в электрических приложениях.
• Латунь Сплавы состоят в основном из меди, но они могут содержать до 40% цинка, что увеличивает их обрабатываемость.Они есть часто используется для гаек, заклепок, петель и замков.
• Бронза Сплавы, в основном медь, содержат небольшое количество олова, железа и иногда цинка. Сплавы, обозначенные как Подшипник бронзовый имеют хорошее сочетание низкого трения и высокой износостойкости, что делает их лучшими выбор для использования в качестве подшипников.Другие бронзовые сплавы широко используются для шестерен, клапанов, и детали насоса.

Сравнение сплавов

Используйте приведенные ниже таблицы, чтобы выбрать лучший материал для вашего приложения. Хорошо и отлично рейтинги показывают, что большинство форм и размеров материала соответствуют применимым рейтинг.Пустые поля указывают на плохую оценку или ее отсутствие. Предел текучести приблизительный и могут отличаться по размеру и форме.

Типы сплавов	Мин. Предел текучести, фунт / кв. Дюйм	Твердость (по Роквеллу)	Обрабатываемость	Формуемость	Электропроводность	Свариваемость
Медь
Многоцелевой 110	33 000	F40		Отлично	Отлично
Сверхпроводящие 101 и 102	10 000	F60		Отлично	Отлично	Хорошо
Простота обработки 145	18 000	___	Отлично	Хорошо	Отлично
Высокая прочность 182	40 000	B60		Отлично	Хорошо
Сварной 122	_____	___		Отлично	Хорошо	Хорошо
Латунь
Ультра-обрабатываемая 360	15 000	B35	Отлично
Формируемый, простой в обработке 353	25 000	B60	Отлично	Хорошо
Простая в установке архитектура 385	16 000	B42	Отлично
Ультраформируемый 260	_____	___		Отлично		Хорошо
Высокопрочный 330	60 000	B73	Хорошо	Отлично
Сварная морская 464	20 000	B55		Хорошо		Хорошо
Морской 485	25 000	B60	Хорошо
Подшипник бронзовый
932 Подшипник бронзовый	18 000	B34	Хорошо
Простота обработки 936	21 000	B26	Хорошо
Сварной 954	28 800	B80	Хорошо			Хорошо
Ультра-износостойкий AMPCO 18	37 000	B88	Хорошо			Хорошо
Высокопрочный 863	62 000	B97
Высокопрочный формуемый 544	50 000	___	Хорошо	Хорошо
Самосмазывающиеся маслонаполненные 840 и 841	11 000	___	Хорошо
Высокотемпературное графитовое наполнение 841	8 500	___	Хорошо
бронза
Высокопрочный 630	50 000	B90				Хорошо
Простота обработки Высокая прочность 642	42 000	B65	Хорошо
Простота сварки 655	43 000	B75		Отлично		Отлично
Простота обработки 316	28 000	B70	Хорошо	Хорошо
Easy-to-Form 220	33 000	B55		Отлично		Хорошо
Сверхпрочный Easy-to-Form 510	80 000	___		Отлично		Хорошо

Сравнение твердости

В таблице ниже сравнивается твердость металлов по разным шкалам; чем больше число, тем тверже материал.По мере того, как металл становится тверже, он становится более износостойким, но может также стали менее податливыми. Красные металлы обычно попадают в мягкий конец спектра.

Выбрать из наш выбор меди, латунь и бронза. В наличии и готов к отправке.

Brass vs.Фосфорная бронза

Хотя нет двух одинаковых металлических сплавов, некоторые из них имеют сходство друг с другом. Понимание различий между похожими сплавами – важный шаг в обеспечении того, чтобы вы получили лучший тип материала в зависимости от вашей области применения. Поскольку и латунь, и фосфорная бронза являются сплавами меди, у них есть некоторые общие черты, но они также имеют явные различия.

Латунь против фосфористой бронзы

Давайте посмотрим на латунь и фосфорную бронзу, выделив несколько их ключевых различий.Мы сосредоточимся на составе, свойствах и использовании этих двух сплавов.

Состав и свойства

Латунь и фосфористая бронза изготавливаются из меди с добавлением других материалов. Латунь содержит как медь, так и цинк. Более высокий процент цинка приведет к более прочной и пластичной латуни. Латунь известна своей обрабатываемостью и способностью сохранять прочность после формовки.

Фосфорная бронза представляет собой сочетание меди, олова и фосфора.В то время как латунь ценится за ее ковкость, фосфорная бронза придает большую твердость. Как более твердый металл, фосфорная бронза имеет более высокую температуру плавления, чем латунь. Некоторые из ключевых свойств фосфорной бронзы – это коррозионная стойкость, сопротивление усталости и превосходная эластичность.

использует

Поскольку содержание меди в латуни делает ее устойчивой к бактериям, латунь часто используется в медицинской промышленности. По той же причине латунь часто используется в качестве материала для сантехники и дверных ручек.Кроме того, цвет латуни может варьироваться от светло-золотого до почти красного. Это делает его популярным для декоративных применений. Например, светильники для жилых помещений иногда изготавливают из латуни, что требует как внешнего вида, так и антибактериальных свойств.

Скорее всего, вы увидите фосфорную бронзу в качестве материала, выбранного для пружин, болтов и крепежных деталей, которые требуют как высокой эластичности, так и сопротивления усталости. Фосфорная бронза хорошо подходит для таких производственных процессов, как штамповка, гибка и волочение, и ее обычно используют в цифровой электронике и автоматических контроллерах.

Бронза против латуни и меди [Полное руководство]

Бронза, латунь и медь обладают легким красным оттенком, что дает им этикетку , которую часто называют «красный металл» . Хотя эти три металла обладают некоторыми схожими характеристиками – например, бронза , латунь и медь не являются магнитными – они, как ни странно, имеют много различий, и иногда их бывает сложно отличить друг от друга из-за их внешнего вида.

Мы исследуем, что такое каждый из красных металлов, их точки плавления, общие области применения и сценарии, в которых один из них лучше использовать, чем другие.

Вам интересно, какие металлы самые популярные? Ознакомьтесь с нашим сообщением в блоге , чтобы узнать о наиболее популярных типах металла и их использовании.

Что такое бронза?

Сначала покроем бронзу. Это сплав, состоящий в основном из меди; однако он может содержать другие добавки, о которых мы поговорим чуть позже. Хотя мы упоминали в начале, что бронза, как и другие металлы в этом списке, не магнитны, если бы она содержала никель или железо, она стала бы слегка магнитной. Так как большая часть бронзы не содержит железа, а если и есть, то имеет незначительное количество, не ржавеет. .

Есть «настоящая бронза», которая состоит в основном из меди и небольшого количества олова, и есть еще три других основных класса, используемых для строительства. Во-первых, это архитектурной бронзы , в которой 57% меди, 40% цинка и 3% свинца. Затем есть товарной бронзы – 90% меди и 10% цинка – и скульптурной бронзы, которая включает 97% меди, 2% олова и 1% цинка.

Поскольку сплавы на основе меди обычно имеют более низкую температуру плавления, чем железо или сталь, по большей части бронза имеет температуру плавления около 1850 ° F. Однако это может измениться в зависимости от того, какой класс бронзы вы используете.

В необработанном виде, зрелище, которое большинство людей редко замечает, начинается с металла цвета лосося. Поскольку этот сплав обычно подвергается коррозии, цвет бронзы обычно варьируется от светло-зеленого до темно-коричневого. Кроме того, его коррозия различается по продолжительности в зависимости от факторов , таких как:

• Загрязняющие вещества
• Погодные условия, в которые он переносится: например, воздействие климатических условий, таких как солнце или дождь.
• Примененные защитные средства
• Регулярное обслуживание.

Практическое применение бронзы

Так как бронза имеет отличную стойкость к таким факторам, как слабые кислоты – если у нее есть защитное покрытие – в дополнение к морской, сельской и промышленной атмосфере s, она может быть полезной.

Одно из его нескольких применений – в таких областях, как арматура , для судов, например, погружные подшипники и гребные винты судов, а также в различных изделиях.Другое использование, например, с архитектурной бронзой, сводится к использованию в отделке , рамах, мебельной фурнитуре , почтовых ящиках и многом другом. Скульптурная бронза также обычно используется в скульптур на открытом воздухе , так как любой может легко отлить ее в любой форме.

Что такое латунь?

Впервые представленная примерно в 500 году до нашей эры, латунь представляет собой сплав, состоящий из меди и цинка. Как и в бронзе, в латуни нет железа, а это значит, что не ржавеет и .

В зависимости от уровня цинка в сплаве цвет латуни может варьироваться от красного до золотого оттенков.Наряду с изменением цвета добавленный цинк усиливает латунь с повышенной прочностью и пластичностью.

По сравнению с бронзой, латунь имеет более низкую среднюю температуру плавления , равную 1682,6 ° F. Другой тип сплава латуни – оловянная латунь , которая содержит медь, цинк и некоторое количество олова. В эту группу попадают и другие типы латуни, такие как флот, свободная обработка и адмиралтейство.

Для чего используется латунь?

Из-за иногда золотистого оттенка латунь часто используется в декоративных целях. .Кроме того, поскольку это прочный сплав, многие компании используют его для производства различных музыкальных инструментов , электронных компонентов , таких как реле, и сантехники.

Теперь, когда мы знаем больше о бронзе и латуни, давайте рассмотрим, какая из них лучше.

Что сильнее: бронза или латунь?

Хотя бронза имеет более высокую температуру плавления, чем латунь, существует еще одна система измерения, которую вы можете использовать для определения того, какая из них прочнее, – шкала твердости по Бринеллю.Это одна из многих шкал, доступных для оценки твердости материала или сплава. Бронза имеет твердость от 40 до 420. С другой стороны, числа латуни от 55 до 73.

Эти числа показывают, что бронза тверже латуни; однако более твердые материалы более склонны к разрушению. Этот результат делает латунь более прочной, чем бронза, но если вам нужен износостойкий сплав, бронза будет лучшим металлом.

Бронза или латунь дороже?

Как правило, медь дороже цинка , а поскольку в бронзе меди больше, чем в цинке, бронза дороже латуни .Некоторые бронзовые сплавы могут быть в четыре раза дороже определенных латунных сплавов.

Другие типы бронзовых сплавов

Хотя бронза сама по себе является сплавом, есть и другие типы бронзовых сплавов, о которых вам следует знать. К ним относятся:

Фосфорная бронза

Этот сплав обычно состоит из 0,5–1,0% олова. Он также содержит фосфор, содержание которого колеблется от 0,01% до 0,35%.

Фосфорная бронза известна своей вязкостью, высоким сопротивлением усталости, низким коэффициентом трения и прочностью.Содержание олова способствует увеличению прочности на разрыв и коррозионной стойкости, а содержание фосфора увеличивает жесткость и износостойкость. Типичное конечное применение фосфористой бронзы включает пружины, сильфоны, шайбы и электротехнические изделия.

Силиконовая бронза

Кремниевая бронза обычно содержит 6% кремния и 20% цинка. Он обладает высокой прочностью и устойчивостью к коррозии и обычно используется в стержнях клапана.

Алюминиевая бронза

Алюминиевая бронза содержит от 6 до 12 процентов железа.Обычно в нем максимальное содержание никеля составляет 6 процентов. Он очень прочный и устойчивый к износу и коррозии. Алюминиевая бронза часто используется при производстве подшипников скольжения, судового оборудования, а также клапанов и насосов, работающих с агрессивными жидкостями.

Никелевая латунь

Никелевая латунь содержит никель, медь и латунь. Никель придает материалу серебристый вид, обладает средней прочностью и удовлетворительным уровнем коррозии. Из никелевой латуни часто предъявляют иски для изготовления музыкальных инструментов, оптического оборудования, оборудования для пищевых продуктов и напитков и других предметов.

Медно-никелевый

И последнее, но не менее важное: медно-никелевый сплав. Медно-никелевый сплав содержит от 3 до 30 процентов никеля. Он обладает высокой термостойкостью и устойчивостью к коррозии.

Что лучше для ювелирных изделий: латунь или бронза?

Из предыдущего пункта мы узнали, что латунь не такая хрупкая, как бронза, и имеет вид золота , что делает медь лучше для ювелирных изделий во многих областях.Поскольку одно из его основных предназначений – декоративное. Для внешнего вида, если вы предпочитаете более темные украшения , бронза – лучший вариант.

Можно ли использовать вместе латунь и бронзу?

Поскольку каждый из двух сплавов вряд ли вызовет перенос электронов при воздействии на другой, бронзу и латунь можно безопасно использовать вместе.

Теперь, когда два сплава больше не используются, мы собираемся изучить медь и ее применение.

Вам интересно, в чем разница между черными и цветными металлами? Нажмите здесь, чтобы узнать!

Что такое медь?

Медь – красный самородный металл оранжевого цвета, который в доисторические времена использовался многими для изготовления инструментов и украшений.

Все красные металлы обладают свойствами устойчивости к ржавчине, поскольку в них отсутствует или незначительно количество железа. Короче говоря, этот результат означает, что медь не ржавеет.Однако это также означает, что медь не магнитная .

Из группы красных металлов медь имеет самую высокую температуру плавления – 1984 ° F.

Объединение меди с другими металлами может привести к получению 400 медных сплавов, подходящих для различных приложений, сред и производственных процессов.

Связанный: Продажа стали

Основные области применения меди

Следующие особенности делают медь превосходным сплавом в нескольких областях:

• Он быстро «убивает» дрожжи, бактерии и вирусы, что вкратце означает, что он обладает превосходной устойчивостью к микроорганизмам.
• Обладает отличной электрической и теплопроводностью .
• Медь противостоит износу, коррозии, ударам и другим видам повреждений.
• Это не теряет прочности при деформации или изгибе.

Эти преимущества побуждают компании использовать медь в качестве обычного металла, используемого в электропроводке , промышленном оборудовании, передающем тепло, трубах и пищевом оборудовании . Вы также обнаружите, что многие монеты содержат немного меди.

Хотите узнать больше о South Austin Metals? Загляните в наш раздел «О нас» , чтобы узнать нашу историю!

Бронза, латунь, медь: сравнение

Если вам нужен быстрый обзор бронзы, латуни и меди, посмотрите эту таблицу:

	Бронза	Латунь	Медь
Состав	Бронза – это металлический сплав, который в основном состоит из меди с оловом, как правило, в качестве основной добавки.Иногда используются другие элементы, такие как алюминий, марганец, фосфор или кремний.	Сплав, состоящий из меди и цинка	Природная медь состоит из двух стабильных изотопов: меди-65 и меди-63
Цвет	Приглушенный желтый, как золото, но более тусклый	Красновато-коричневый	Красновато-коричневый
Свойства	Плавится при 950 градусах Цельсия, но это зависит от количества присутствующего олова, устойчивого к коррозии и усталости металла	Более ковкий, чем у цинка и меди, низкая температура плавления и текучесть при плавлении	Пластичный, податливый и чрезвычайно хороший проводник тепла и электричества
История	Впервые известно о существовании около 3500 г. до н.э.	Впервые известно о существовании около 500 г. до н.э.	Впервые использовалось человеком около 3000 г. до н.э.
Используется	Используется в судовой арматуре, лодках, погружных подшипниках и гребных винтах	Используется в застежках-молниях, музыкальные инструменты, сантехника, электроника	Используется в производстве электроэнергии, строительстве, передаче и производстве электротехнической продукции

Заключение: пора добыть металл!

Как видите, между бронзой, латунью и медью есть довольно большие различия.Теперь все, что вам нужно сделать, это выбрать подходящий металл для ваших нужд.

Если вам нужен металл самостоятельно, мы предлагаем оптовые площадки по продаже металла из различных материалов от стали до алюминия. Узнайте больше о том, что мы предлагаем.

Состав алюминиевой бронзы, свойства, плотность, обрабатываемость

Алюминиевая бронза, определение

Относится к группе сплавов меди и алюминия, которые отмечены высокими антикоррозийными свойствами и прочностью на разрыв.

Состав из алюминиевой бронзы

Он состоит из группы сплавов, в которых алюминий в качестве основного элемента добавлен к меди.Это в отличие от стандартной бронзы или латуни. В промышленных целях используются различные разновидности алюминиевой бронзы, которые включают от 4,5% до 11,5% алюминия по весу, в то время как остальные включают медь с другими веществами в небольших количествах, такими как железо, никель, марганец, кремний и цинк. ISO 428 классифицирует их следующим образом:

• CuAl5
• CuAl8
• CuAl8Fe3
• CuAl9Mn2
• CuAl10Fe3
• CuAl10Fe5Ni5.

CuA15 также содержит небольшое количество мышьяка (0.Не более 4%).

Свойства алюминиевой бронзы

Знайте о некоторых основных физических и химических свойствах алюминиевой бронзы.

Рисунок 1 – Алюминиевая бронза
Источник – boltman.com

• Эта группа сплавов предлагает более высокую прочность на разрыв и сопротивление по сравнению с другими сплавами бронзы.
• Эти сплавы немагнитны.
• Устойчивы к потускнению.
• Они испытывают низкую скорость окисления при высоких температурах.
• Сплавы этой категории обладают низкой реакционной способностью по отношению к сернистым соединениям и другим продуктам горения.
• Эти сплавы устойчивы к морской воде. Медь, присутствующая в этой группе сплавов, предотвращает накопление морских организмов, таких как водоросли, мидии и т. Д.
• Антикоррозионные свойства некоторых из этих сплавов могут быть дополнительно улучшены термической обработкой.
• Они часто изготавливаются коммерческими производителями, улучшая его свойство оставаться свободным от искр на объектах с взрывчатыми материалами и окружающей средой.

Алюминиевая бронза Предел прочности на разрыв

Предел прочности на разрыв у этой группы сплавов разный. Для непрерывного литья в форму он составляет 82 ksi или 565 МПа для сплава, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия. Оно составляет 113 тыс. Фунтов на квадратный дюйм или 780 МПа для сплава, содержащего 80% меди, 4% железа, 4,3% никеля и 11% алюминия.

Предел текучести алюминиевой бронзы

Предел текучести этой группы сплавов варьируется в зависимости от постоянного литья. Для типичного образца с удлинением 0,5% под нагрузкой предел текучести составляет 34 тыс. Фунтов на квадратный дюйм или 235 МПа для сплава, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия.Это 62 ksi или 430 МПа из сплава, содержащего 80% меди, 4% железа, 4,3% никеля и 11% алюминия.

Удлинение

Типичное удлинение составляет 6% в 2 дюймах (или 6% в 51 мм) сплава алюминиевой бронзы, который включает 80% меди, 4% железа, 4,3% никеля и 11% алюминия. Относительное удлинение составляет 20% на 2 дюйма (20% на 51 мм) сплава, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия.

Твердость по Роквеллу

Твердость по шкале В по шкале В составляет 80/80 для сплава этой категории, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия.Твердость составляет 99/99 для сплава, содержащего 80% меди, 4% железа, 4,3% никеля и 11% алюминия.

Усталостная прочность

Усталостная прочность при 108 циклах литья в песчаные формы составляет 22 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (или 152 МПа) для сплава, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия. Усталостная прочность составляет 31 ksi (или 214 МПа) для сплава, содержащего 80% меди, 4% железа, 4,3% никеля и 11% алюминия.

Алюминиевая бронза Плотность

Плотность этого сплава составляет 0,269 фунта / дюйм 3 при 68 ° F (или 7,45 г / см3 при 20 ° C) сплава, содержащего 83.2% меди, 4% железа и 10,8% алюминия. Плотность составляет 0,276 фунта / дюйм 3 при 68 ° F (или 7,64 г / см3 при 20 ° C) сплава, содержащего 81% меди, 4% железа, 4,5% никеля (включая Co), 9% алюминия и 1%. Мангенезе.

Удельное электрическое сопротивление

Это 80,2 Ом x см / фут при 68 ° F (или 13,3 мкОм-см при 20 ° C) сплава, содержащего 89% меди, 1% железа и 10% алюминия. Удельное электрическое сопротивление составляет 122,8 Ом x см / фут при 68 ° F (или 20,4 мкОм-см при 20 ° C) сплава, содержащего 80% меди, 4% железа, 4.3% никеля и 11% алюминия.

Теплопроводность

Теплопроводность составляет 20,8 БТЕ x фут / (час x фут2 x град F) при 68 ° F (или 36,0 Вт / м x град K при 20 ° C) сплава, содержащего 81% меди, 4% железа, 4,5%. Никель (включая Co), 9% алюминия и 1% марганца. Теплопроводность составляет 33,9 БТЕ x фут / (час x фут2 x град F) при 68 ° F или (58,7 Вт / м x град K при 20 ° C) для сплава, содержащего 83,2% меди, 4% железа и 10,8% алюминия. .

Электропроводность

Его электропроводность составляет 7% IACS при 68 ° F (или 0.041 Сименс / см при 20 ° C) для сплава, содержащего 81% меди, 4% железа, 4,5% никеля (включая Co), 9% алюминия и 1% марганца. Электропроводность сплава, содержащего 83,2% меди, 4% железа и 10,8% алюминия, составляет 13% IACS при 68 ° F (или 0,075 Сименс / см при 20 ° C).

Обрабатываемость

Это 20 (латунь для свободной резки [C36000] = 100) сплава, содержащего 81% меди, 4% железа, 4,5% никеля (включая Co), 9% алюминия и 1% марганца. Обрабатываемость составляет 60 (Free Cutting Brass [C36000] = 100) сплава, содержащего 83.2% меди, 4% железа и 10,8% алюминия.

Что делает алюминиевую бронзу антикоррозийной?

Алюминиевый компонент сплавов реагирует с атмосферным кислородом с образованием тонкого прочного поверхностного слоя оксида алюминия (оксида алюминия). Этот слой помогает противостоять коррозии.

Использование алюминиевой бронзы

Использование этой группы сплавов можно резюмировать следующим образом:

• Он предпочтительнее приложений, в которых устойчивость к коррозии является важным фактором.Он используется в производстве приборов, в том числе аэрокосмического оборудования и компонентов двигателей (особенно морских судов).
• Его немагнитные свойства делают его идеальным для работы с сильными магнитами, такими как аппараты МРТ.
• Он предпочтительнее нержавеющей стали или других немединых сплавов в оборудовании, где колонизация морских организмов представляет угрозу.
• Этот сплав также используется в ювелирных изделиях из-за его золотого цвета.
• Электроды из алюминиевой бронзы используются для сварки и наплавки стыков между сталью и медными сплавами.Такие электроды находят широкое применение на морских судах и химической промышленности в насосах, гребных винтах и ​​т. Д.

Каталожные номера:

Standard Alloys

http://www.wolframalpha.com/input/?i=aluminium+bronze&a=*C.aluminium+bronze-_*Word-

http://www.csudh.edu/oliver/chemdata/alloys.htm

Бронза (Cu + Sn) – Зона литейного производства

Бронза – (Cu + Sn)

Плавление Точка: 1562-832 Фаренгейт \ 850-1000 Цельсия
Кипячение Точка: Фаренгейт \ Цельсия

Бронза металл сплав состоящий из в первую очередь меди, как правило с оловом как главный добавка но приходит во многих сплав конфигурации каждый с другой характеристики.Этот умеренный желтоватый к оливковому коричневый металл сплав тяжело и хрупкий, но это значительно меньше хрупкий чем железо. Бронза в целом Сильнее чем кованый железо, с Виккерс твердость из 60–258 vs. 30–80 и является немагнитный.

бронза сопротивляется коррозия (особенно морская вода коррозия) и металл усталость больше, чем сталь и это лучше дирижер тепла а также электричество чем большинство стали. Обычно бронза Только окисляет поверхностно когда медь окись (в итоге становление медь карбонат) слой сформированный, в лежащий в основе металл защищенный из дальше коррозия Тем не мение, если медь хлориды находятся сформировался режим коррозии называется “бронза болезнь” буду в итоге полностью разрушать Это.

Бронза имеет очень низко металл по металлу трение. В отличие от сталь, бронза ударил против жесткий поверхность не буду генерировать искры, так это (вместе с участием бериллий медь) привыкший делать молотки молотки гаечные ключи и другие прочный инструменты для использоваться в взрывной атмосферы или в присутствие из легковоспламеняющийся пары.

Сплавы меди и олово и были первое быть развитый около четырех тысяча много лет назад. Есть много другой бронза сплавы, но современный бронза обычно 88% меди и 12% жесть в то время как Коммерческий бронза (90% медь и 10% цинка).Архитектурный бронза (57% Медь, 3% Свинец, 40% Цинк) более должным образом рассматривается как латунь сплавы потому что Oни содержать цинк как главный легирование ингредиент. Они есть обычно используется в архитектурный Приложения. Висмут бронза бронза сплав с а состав 52% медь, 30% никель 12% цинк, 5% свинец, 1% висмут. Это умеет держать хороший полировка и так это иногда используется в свет отражатели а также зеркала.

добавление малых суммы (0.01-0,45) из фосфор дальше увеличивается в твердость, усталость сопротивление и носить сопротивление ведущий к Приложения Такие как пружины крепеж, каменная кладка крепления, валы клапан шпиндели, шестерни и подшипники. Бросать люминофор бронзы с до Олово 10% и 20% свинец широко используется для сверхмощный подшипники.

Алюминий Бронза
Это сплавы медь с 5 – 12% алюминий, некоторые имея дополнения железа, никель марганец а также кремний доступный в гипсе а также кованый форма.Они находятся сильнее чем латунь или банка бронзы с участием лучше коррозия сопротивление из-за жесткий, приверженец защитный глинозем фильм (Al2O3) У них есть ан привлекательный золотой цвет, с очень маленький потускнение с течением времени. Главным использовать для алюминий бронза это в море воды Приложения, например:

Крепежные детали
Насосы и клапан компоненты
Труба арматура
Тепло обменники
Подшипники

Кремний Бронза

Это сплавы медь с 3% кремний и 1% марганец.Кремний бронзы есть хороший комбинация из сила а также пластичность, хороший коррозия сопротивление и легко свариваемость. Они есть используется в архитектурный Приложения например:

Дверь арматура
Перила
Церковь двери
Окно кадры
Петли
Стеновые анкеры
застежка материал для морских Приложения,
Сплав это фирма любимый с участием скульпторы а также кузнецы из-за это удобоукладываемость, долголетие а также привлекательный золотой бронза цвет.

марганец Бронза и Архитектурный Бронза

Там май быть путаница когда латунь находятся неправильно называется бронза. Марганец бронза CuZn40Mn1Pb1 (CW720R) это латунь используется для архитектурный Приложения где марганец приводит к в формирование из привлекательный шоколад коричневый цвет. В срок ‘архитектурный бронза иногда применительно к свинцовый латунь CuZn41Pb1Al который в услуга, из-за алюминий, развивается ан привлекательный золотой блеск.Как все латунь эти сплавы комбинировать долголетие с эстетический обращаться который улучшается с течением времени И они дать чувство роскошь и престиж оба внутри и к любому строительство. Они есть доступный в целом формы и используются для облицовка окна двери и штора стены. Они есть как правило законченный восковой депиляцией.

бронза Сплавы
Бронза (медь и жесть) сплав в целом пластичный а также податливый. Его высокий медь содержание делает это более коррозия стойкий чем латунь.Это это также сложнее и сильнее чем медь. Сплавы типы
220 – Коррозия Устойчивый
316 – Обрабатываемый а также Коррозия Устойчивый
510 – Ультра Прочность
544 – Высокая Сила Несущий Класс
630 – Высокий Прочность
642 – Обрабатываемый Высокий Прочность
655 – Сварной Высокий Прочность
863 – Коррозия Стойкий Высокий Прочность
903 – Сварной Несущий Класс
932 – Несущий Класс
936 – Обрабатываемый Несущий Класс
954 – Коррозия Стойкий Несущий Марка
SAE 64 – Обрабатываемый Несущий Марка
SAE 660 – Несущий Марка
SAE 841 – С маслом Несущий СортКремний Бронза

О компании Металлическое пятно Цены: Пятно цена металлы на основе бумага контракты для Доставка тонн чистый металл слитки.Когда ты не готовый заплатить за и возьми Доставка тонн металл слитки это место цена будет быстро стать огромный преуменьшение принадлежащий реальная цена того, что металл. Когда ты хочу купить только несколько фунтов бронзы для пример, Вы смотря на существенно выше Цены. Кроме того, однажды ты собственный физический Бронза слитки делать абсолютно конечно ты никогда не продавать для спотовая цена бронзы. Потому что Это тяжело получить слиток оценка Бронза в физический форма, у тебя есть что-то специально на ваши руки и сделать Обязательно извлекать полный ценность, когда Вы продажа а также понимать в задний ход когда покупка.

Бронза необработанная слиток источник отбор и цены отличаться сильно. Пример кремния Бронза Сплав, В маленький пользователь количество ожидать платить 14.00 до 18.00 фунт.

Точность информации
Информация на Веб-сайте предоставляется TheFoundryZone.com «как есть» добросовестно и получена из источников, которые TheFoundryZone.com считает надежными и точными на момент ее предоставления. TheFoundryZone.com не гарантирует точность, полноту или актуальность информации.Вы используете Веб-сайт и его содержимое на свой страх и риск. См. Веб-сайт: Условия использования.

Характеристики и применение бронзы

Медь высокой чистоты – мягкий, ковкий и пластичный металл с очень высокой теплопроводностью и электропроводностью. Свеже обнаженная поверхность из чистой меди имеет красновато-оранжевый цвет. Медь используется как проводник тепла и электричества, как строительный материал и как составная часть различных металлических сплавов, таких как стерлинговое серебро, используемое в ювелирных изделиях, мельхиор, используемый для изготовления морского оборудования и монет, и константан, используемый в тензодатчиках и термопарах. для измерения температуры.Медь высокой чистоты имеет предел прочности около 210 МПа и предел текучести 33 МПа, что ограничивает ее применимость в промышленных приложениях. Но, как и другие сплавы, медь может быть упрочнена. Основным механизмом упрочнения является легирование сплавами на основе меди.

Медные сплавы – это сплавы на основе меди, в которых основными легирующими элементами являются Zn, Sn, Si, Al, Ni. Сплавы на основе меди представляют собой в основном твердые растворы замещения, в которых растворенные или примесные атомы заменяют или замещают основные атомы.Некоторые особенности атомов растворенного вещества и растворителя определяют степень, в которой первые растворяются во втором. Они выражаются в виде правил Юма – Ротери . Существует 400 различных составов меди и медных сплавов , которые свободно сгруппированы по категориям: медь, сплав с высоким содержанием меди, латунь, бронза, медь-никель, медь-никель-цинк (нейзильбер), свинцованная медь и специальные сплавы. Кроме того, ограниченное количество медных сплавов можно упрочнить термической обработкой.; следовательно, для улучшения этих механических свойств необходимо использовать холодную обработку и / или легирование твердым раствором.

Свойства меди

Медь – мягкий, жесткий, пластичный и податливый материал. Эти свойства делают медь чрезвычайно подходящей для формования труб, волочения проволоки, прядения и глубокой вытяжки. К другим ключевым свойствам меди и ее сплавов относятся:

• Отличная теплопроводность . Медь имеет на 60% более высокий рейтинг теплопроводности, чем алюминий, поэтому она лучше способна уменьшить тепловые точки перегрева в системах электропроводки.Электропроводность и теплопроводность металлов проистекают из из-за того, что их внешних электронов делокализованы .
• Отличная электропроводность . Электропроводность меди составляет 97% от проводимости серебра. Из-за своей гораздо более низкой стоимости и большего количества медь традиционно была стандартным материалом, используемым для передачи электроэнергии. Однако алюминий обычно используется в воздушных высоковольтных линиях электропередачи, поскольку он имеет примерно половину веса и более низкую стоимость по сравнению с медным кабелем с сопоставимым сопротивлением.При заданной температуре теплопроводности и электропроводности металлов равны пропорционально , но повышение температуры увеличивает теплопроводность при одновременном уменьшении электропроводности. Такое поведение количественно выражено в законе Видемана – Франца .
• Хорошая коррозионная стойкость . Медь не реагирует с водой, но она медленно реагирует с атмосферным кислородом с образованием слоя коричнево-черного оксида меди, который, в отличие от ржавчины, образующейся на железе во влажном воздухе, защищает лежащий под ней металл от дальнейшей коррозии (пассивации).Медно-никелевые сплавы, алюминиевая латунь и алюминий демонстрируют превосходную стойкость к коррозии в соленой воде.
• Хорошая устойчивость к биологическому обрастанию
• Хорошая обрабатываемость . Обработка меди возможна, хотя сплавы предпочтительны из-за хорошей обрабатываемости при создании сложных деталей.
• Сохранение механических и электрических свойств при криогенных температурах
• Диамагнитный

Бронза

Бронза представляет собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, но может относиться к сплавам меди и других элементов (например,грамм. алюминий, кремний и никель). Бронза несколько прочнее латуни, но при этом обладает высокой степенью коррозионной стойкости. Обычно они используются, когда помимо коррозионной стойкости требуются хорошие свойства при растяжении. Например, бериллиевая медь обладает наибольшей прочностью (до 1400 МПа) из всех сплавов на основе меди.

Исторически сложилось так, что сплавление меди с другим металлом, например оловом для получения бронзы, впервые практиковалось примерно через 4000 лет после открытия плавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «естественная бронза» стала широко использоваться.Согласно определению, древняя цивилизация находится в бронзовом веке, производя бронзу путем плавления собственной меди и легирования оловом, мышьяком или другими металлами. Бронза или сплавы и смеси, похожие на бронзу, использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. Бронза до сих пор широко используется для изготовления пружин, подшипников, втулок, направляющих подшипников автомобильной трансмиссии и аналогичных деталей, и особенно часто используется в подшипниках малых электродвигателей. Латунь и бронза являются общими инженерными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.

Типы бронзы

Как уже было сказано, бронза – это семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, но может относиться к сплавам меди и других элементов (например, алюминия, кремния и никеля).

• Олово и фосфорная бронза. В целом, бронза представляет собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, обычно с содержанием олова около 12–12,5%. Добавление небольших количеств (0,01–0,45) фосфора дополнительно увеличивает твердость, сопротивление усталости и износостойкость.Добавление этих легирующих добавок приводит к таким применениям, как пружины, крепежные детали, крепежные элементы для кирпичной кладки, валы, шпиндели клапанов, шестерни и подшипники. Бронза также является предпочтительным металлом для колоколов в виде бронзового сплава с высоким содержанием олова, известного в просторечии как колокольный металл, который составляет около 23% олова. Бронзовые сплавы с высоким содержанием олова обычно также используются в зубчатых передачах, а также в высокопрочных втулках и подшипниках, где присутствуют высокая прочность и большие нагрузки. Другие области применения этих сплавов – рабочие колеса насосов, поршневые кольца и паровая арматура.Например, медный литейный сплав UNS C представляет собой литой сплав медь-олово, который также известен как оружейный металл. Первоначально использовавшийся в основном для изготовления оружия, он был в значительной степени заменен сталью.
• Кремниевая бронза. Кремниевая бронза обычно содержит около 96 процентов меди. Кремниевая бронза имеет состав: Si: 2,80–3,80%, Mn: 0,50–1,30%, Fe: макс. 0,80%, Zn: макс. 1,50%, Pb: макс. 0,05%. Кремниевая бронза обладает хорошим сочетанием прочности и пластичности, хорошей коррозионной стойкостью и легкой свариваемостью.Кремниевая бронза изначально была разработана для химической промышленности из-за ее исключительной устойчивости к коррозии во многих жидкостях. Они используются в таких архитектурных изделиях, как:
  • Дверная фурнитура
  • Перила
  • Церковные двери
  • Оконные рамы
• Алюминий бронза. Алюминиевая бронза представляет собой семейство сплавов на основе меди, предлагающих сочетание механических и химических свойств, не имеющее себе равных среди сплавов других серий.Они содержат от 5 до 12% алюминия. Кроме того, алюминиевые бронзы также содержат никель, кремний, марганец и железо. Они обладают превосходной прочностью, аналогичной прочности низколегированных сталей, и отличной коррозионной стойкостью, особенно в морской воде и аналогичных средах, где сплавы часто превосходят многие нержавеющие стали. Их превосходная стойкость к коррозии является следствием наличия алюминия в сплавах, который вступает в реакцию с кислородом воздуха с образованием тонкого прочного поверхностного слоя оксида алюминия (оксида алюминия), который действует как барьер для коррозии богатого медью сплава.Встречаются они в кованом и литом виде. Алюминиевая бронза обычно имеет золотистый цвет. Алюминиевая бронза используется в морской воде, которая включает:
  • Общие услуги, связанные с морской водой
  • Подшипники
  • Трубная арматура
  • Насосы и детали клапанов
  • Теплообменники
• Бериллиевая бронза. Медь-бериллий, также известная как бериллиевая бронза, представляет собой медный сплав с 0,5–3% бериллия. Медь-бериллий – самый твердый и прочный из всех медных сплавов (UTS до 1400 МПа) в полностью термообработанном и холоднодеформированном состоянии.Он сочетает в себе высокую прочность с немагнитными и искробезопасными качествами, он аналогичен по механическим свойствам многим высокопрочным легированным сталям, но по сравнению со сталями имеет лучшую коррозионную стойкость. Она имеет хорошую теплопроводность (210 Вт / м ° C) в 3-5 раз больше, чем инструментальная сталь. Эти высокоэффективные сплавы давно используются в искробезопасных инструментах в горнодобывающей (угольные шахты), газовой и нефтехимической промышленности (нефтяные вышки). Для этих сред доступны отвертки, плоскогубцы, гаечные ключи, холодные долота, ножи и молотки из бериллиевой меди.Из-за превосходного сопротивления усталости медь-бериллий широко используется для изготовления пружин, пружинной проволоки, тензодатчиков и других деталей, которые должны сохранять свою форму при циклических нагрузках.
• Bell Metal (оловянная бронза). В общем, колокольные металлы обычно относятся к бронзе с высоким содержанием олова, которые представляют собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, обычно с более чем 20% олова (обычно 78% меди, 22% олова по массе). Колокольный металл используется для отливки качественных колоколов.Более высокое содержание олова увеличивает жесткость металла и увеличивает резонанс. Было обнаружено, что увеличение содержания олова увеличивает время затухания удара колокола, делая колокол более звучным. Бронза с высоким содержанием олова также используется в зубчатых передачах, а также в высокопрочных втулках и подшипниках, где присутствуют высокая прочность и большие нагрузки.

Использование и применение бронзы

Исторически сложилось так, что сплавление меди с другим металлом, например оловом для получения бронзы , впервые практиковалось примерно через 4000 лет после открытия плавки меди и примерно через 2000 лет после того, как появилась «естественная бронза». вошли во всеобщее употребление.Согласно определению, древняя цивилизация относится к бронзовому веку года, производя бронзу путем плавления собственной меди и легирования оловом, мышьяком или другими металлами. Основными областями применения меди являются электрические провода (60%), кровля и сантехника (20%), а также промышленное оборудование (15%). Подшипник из бронзы

Медь используется в основном как чистый металл, но когда требуется большая твердость, она применяется в таких сплавах, как латунь и бронза (5% от общего объема использования). Медь и сплавы на ее основе, включая латунь (Cu-Zn) и бронзу (Cu-Sn), широко используются в различных промышленных и социальных сферах.Некоторые из распространенных применений латунных сплавов включают бижутерию, замки, петли, шестерни, подшипники, гильзы для боеприпасов, автомобильные радиаторы, музыкальные инструменты, электронную упаковку и монеты. Бронза или сплавы и смеси, похожие на бронзу, использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. до сих пор широко используется для пружин, подшипников, втулок, направляющих подшипников автомобильной трансмиссии и аналогичной арматуры и особенно широко используется в подшипниках малых электродвигателей. Латунь и бронза являются общими инженерными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.

Свойства бронзы

Свойства материала – это интенсивных свойств , это означает, что они не зависят от количества массы и могут изменяться от места к месту в системе в любой момент. В основе материаловедения лежит изучение структуры материалов и их соотнесение с их свойствами (механическими, электрическими и т. Д.). Как только ученый-материаловед узнает об этой корреляции структура-свойство, он может перейти к изучению относительных характеристик материала в данном приложении.Основными определяющими факторами структуры материала и, следовательно, его свойств являются составляющие его химические элементы и способ, которым он был переработан в свою окончательную форму.

Механические свойства бронзы

Материалы часто выбирают для различных применений, потому что они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность бронзы

В механике материалов прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном учитывает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала – это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности на разрыв

Предел прочности на разрыв алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 550 МПа.

Предел прочности на разрыв оловянной бронзы – UNS C – оружейного металла составляет около 310 МПа.

Предел прочности на разрыв меди бериллия – UNS C17200 составляет около 1380 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой зависимости напряжения от деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предел прочности на разрыв часто сокращают до «прочности на разрыв» или даже до «предела». Если это напряжение приложить и поддерживать, в результате произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 процентов больше, чем предел текучести для некоторых типов металлов).Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает образование шейки, где площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая “напряжение-деформация” не содержит напряжения, превышающего предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов и температура испытательной среды и материала. Предел прочности на разрыв варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 250 МПа.

Предел текучести оловянной бронзы – UNS C – оружейного металла составляет около 150 МПа.

Предел текучести меди бериллия – UNS C17200 составляет около 1100 МПа.

Предел текучести – это точка на кривой зависимости напряжения от деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести – это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести – это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. Перед достижением предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей исходной форме после снятия приложенного напряжения. После достижения предела текучести некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют поведение, называемое явлением предела текучести.Предел текучести варьируется от 35 МПа для алюминия с низкой прочностью до более 1400 МПа для высокопрочных сталей.

Модуль упругости

Модуль упругости Юнга алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 110 ГПа.

Модуль упругости оловянной бронзы – UNS C – оружейного металла составляет около 103 ГПа.

Модуль упругости Юнга меди бериллия – UNS C17200 составляет около 131 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение. С точностью до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из положения равновесия. Все атомы смещаются на одинаковую величину и по-прежнему сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не происходит.Согласно закону Гука , напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон равен , модуль Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость бронзы

Твердость по Бринеллю алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет примерно 170 МПа. Твердость алюминиевых бронз увеличивается с содержанием алюминия (и других сплавов), а также с напряжениями, вызванными холодной обработкой.

Твердость по Бринеллю оловянной бронзы – UNS C – оружейного металла составляет приблизительно 75 BHN.

Твердость по Роквеллу меди бериллия – UNS C17200 составляет приблизительно 82 HRB.

Тест твердости по Роквеллу – один из наиболее распространенных тестов твердости вдавливанием, разработанный для определения твердости. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением при предварительной нагрузке (незначительная нагрузка).Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Основная нагрузка прикладывается, затем снимается, сохраняя при этом второстепенную нагрузку. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета числа твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Основным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность отображать значения твердости непосредственно . В результате получается безразмерное число HRA, HRB, HRC и т. Д., где последняя буква – соответствующая шкала Роквелла.

Испытание Rockwell C выполняется с пенетратором Brale (, алмазный конус 120 °, ) и основной нагрузкой 150 кг.

Термические свойства бронзы

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на приложение тепла. Поскольку твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному, .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность – это свойства, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Точка плавления бронзы

Точка плавления алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 1030 ° C.

Температура плавления оловянной бронзы – UNS C – оружейного металла составляет около 1000 ° C.

Температура плавления меди бериллия – UNS C17200 составляет около 866 ° C.

Обычно плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой фазы в жидкую.Температура плавления вещества – это температура, при которой происходит это фазовое изменение. Точка плавления также определяет состояние, в котором твердое вещество и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность бронзы

Теплопроводность алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет 59 Вт / (м · К).

Теплопроводность оловянной бронзы – UNS C – оружейного металла составляет 75 Вт / (м · К).

Теплопроводность меди бериллия – UNS C17200 составляет 115 Вт / (м.К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются с помощью свойства, называемого теплопроводностью , k (или λ), которое измеряется в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры.Для паров это также зависит от давления.