Алюминиевые бронзы, обрабатываемые давлением

Алан-э-Дейл       05.11.2022 г.

Физические свойства

Алюминий оказывает существенное влияние и на физические свойства бронз. Высокое содержание алюминия в алюминиевых бронзах значительно снижает их плотность по сравнению с плотностью чистой меди. Это обстоятельство имеет большое значение при промышленном применении алюминиевых бронз, особенно в авиакосмической технике и судостроении. Плотность бронзы БрАЖ9-4 составляет 7,5 г/см3, а плотность меди — 8,9г/см3

Алюминиевые бронзы хорошо поддаются полировке и благодаря присутствию алюминия имеют хорошую отражательную способность. В связи с наличием в бронзах алюминия максимум в спектре отражения световых волн (по сравнению с медью) сдвигается в сторону более коротких волн.

Наличие в составе бронз значительного количества алюминия приводит к резкому снижению высокой теплопроводности, характерной для чистой меди. Теплопроводность промышленных алюминиевых бронз, содержащих около 10% Al, составляет в среднем 75 Вт/(м×К) (390 Вт/(м×К) для чистой меди). Однако это снижение способствует некоторому расширению области применения алюминиевых бронз (например, в технике низких температур).

Легирование алюминиевых бронз никелем, железом и марганцем приводит к дальнейшему снижению их теплопроводности. Многокомпонентная алюминиевая бронза БрАЖН 10-4-1, содержащая 10% Al, 4% Fe и 4% Ni, имеет теплопроводность 58,7 Вт/(м×К). Особый интерес представляет изменение теплопроводности алюминиевых бронз в зависимости от температуры. В то время как для чистой меди с повышением температуры происходит незначительное снижение теплопроводности, для алюминиевых бронз, как и для многих других сплавов на медной основе, характерно увеличение теплопроводности с повышением температуры.

ГОСТы

  • ГОСТ 1628-78 Прутки бронзовые (технические условия).
  • ГОСТ 15835-70 Прутки из бериллиевой бронзы
  • ГОСТ 6511-60 Прутки оловянно-цинковой бронзы
  • ГОСТ 10025-78 Прутки оловянно-фосфористой бронзы
  • ГОСТ 24301-93 Прутки и трубы бронзовые и латунные литые
  • ГОСТ 18175-78 Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением (марки).
  • ГОСТ 5017-2006 Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением.
  • ГОСТ 493-73 Бронзы безоловянные литейные
  • ГОСТ 613-79 Бронзы оловянные литейные
  • ГОСТ 614-97 Бронзы литейные в чушках
  • ГОСТ 17328-78 Бронзы безоловянные литейные в чушках

Бронзовый пруток

Бронза — незаменимый металл во многих сферах деятельности человека с древних времен и до наших дней, что обусловлено ее химическими, физическими и другими свойствами.  Именем этого металла назван целый  исторический период – «бронзовый век», который характеризуется распространением бронзовых орудий труда и оружия в конце 4 — начале 1-го тыс. до н. э.

Бронза — сплав меди с другими металлами, имеет температуру плавления от 930 до 1140˚С, плотность ее колеблется в диапазоне 7,5-8,8 (в зависимости от марки). Помимо алюминия и олова в качестве присадок используют такие  элементы как серебро, кадмий, бериллий, марганец, железо и др., которые  позволяют в значительной мере изменять механические, антикоррозионные,  антифрикционные и прочие свойства бронз. Бронзовый прокат маркируют следующим образом — «БР», затем добавляют легирующие элементы и их содержание.

Бронзовый пруток представляет собой брусок с поперечным круглым, шестигранным или квадратным сечением. Бронзовый пруток легко обрабатывается в процессе ковки, пайки, механической обработки, сохраняя при этом механические характеристики, устойчивость против коррозии и привлекательный внешний вид.

 По технологии изготовления, бронзовые прутки делятся на:

  • холоднодеформированные(тянутые)
  • горячедеформированные(катаные и прессованные). Для производства горячекатаных прутков используют безоловянные бронзы.

Свойства и применение бронзового  прутка

В зависимости от вида легирующих добавок  различают следующие разновидности   бронзовых прутков: БрАЖ,БрАЖМц, БрАМц, БрАЖН, БрАЖНМц, БрОЦ, БрОФ, БрКМц, БрХ, БрБ. Бронзовый пруток применяют в машиностроении, приборостроении, электротехнической промышленности  и строительстве, при изготовлении элементов различных механизмов, таких как подшипники, гайки, втулки, клапаны и другие элементы. Важным преимуществом применения в производстве бронзовых изделий, является тот факт, что они не требуют дорогостоящих смазок. Время службы механизмов увеличивают путем изготовления наиболее нагруженных элементов из бронзы. Ниже в таблице приведены основные разновидности бронзовых прутков, их свойства и применение.

Физические характеристики сплава БрАМц 9−2

R 109 (Ом·м) C (Дж/(кг·градус)) r (кг/м3) l (Вт/(м·градус)) a 10-6 (1/Град) E 10-5 (МПа) T (Градус)
110   7600 71.4   0.92 20
  461     17   100

Особенностью бронзы БрАМц 9−2 является значительная оптимизация механических качеств сплава. Железо, измельчая зерно; обеспечивает задержку рекристаллизации. В целях улучшения прочностных характеристик, алюминиево-железную бронзу подвергают старению при температуре 250−300°С 2−3 часа после окончанию закалки при t° 950 °C. Ее используют в производстве седел клапанов, втулок, червяков, шестерен, гаек нажимных винтов в машмностроении. Никель в составе сплава способствует повышению механических свойств, жаростойкости, увеличивает коррозионную стойкость, температуру рекристаллизации, повышает антифрикционные свойства, устойчивость при низких температурах. Бронзы алюминиево-железоникелевые применяют для направляющих втулок, шестерен, клапанов и пр. деталей ответственного назначения в авиастроительной отрасли. Марганец в составе сплава способствует повышению коррозионных, технологических свойств. Бронзы алюминиево-железоникелевые отлично обрабатываются в холодном состоянии под давлением. Их используют в производстве, червячных винтов, втулок, шестерен, которые эксплуатируются при температуре до 250 °C в морском судостроении.

Описание Обозначение Описание Обозначение
— относительная осадка в процессе появления первой трещины, в % å — предел прочности на растяжение (временное сопротивление разрыву), в МПа σв
— максимальное касательное напряжение, предел прочности при кручении, в МПа — предел упругости, в МПа σ0,05
— предел прочности во время изгиба, в МПа σизг — условный предел текучести, в МПа σ0,2
— предел выносливости во время испытания с симметричным циклом нагрузки на изгиб, в МПа σ-1 — удлинение относительное после разрыва, в % δ5,δ4,δ10
— предел выносливости во время испытания с симметричным циклом нагрузки на кручение, МПа J-1 — предел текучести (сжатие), в МПа σсж0,05 и σсж
— кол-во циклов нагружения n — относительный сдвиг, в % ν
— удельное эл. сопротивление, в Ом·м R и ρ — кратковременный предел прочности, в МПа
— модуль упругости нормальный, в ГПа E — относительное сужение, в % ψ
— температура получения свойств, Град T — ударная вязкость, установленная на образцах с концентраторами в соответствии с видом V и U, в Дж/см2 KCU и KCV
— теплоемкость сплава (коэффициент теплопроводности), в Вт/(м·°С) l и ë — остаточная деформация — предел текучести (предел пропорциональности), в МПа sT
— удельная теплоемкость сплава (при температуре 20°С), в [Дж/(кг·град)] C — твердость по Бринеллю HB
— плотность, в кг/м3 pn и r — твердость по Виккерсу HV
— коэффициент линейного температурного расширения (при 20°С), в 1/°С а — твердость по Роквеллу, шк. С HRCэ
— предел длительной прочности, в МПа σtТ — твердость по Роквеллу, шк. В HRB
— модуль упругости в процессе сдвига при кручении, ГПа G — твердость по Шору HSD

Описание

Бронза БрА9Мц2 применяется: для изготовления горячекатаных и холоднокатаных полос и лент; труб; трубных досок конденсаторов; износостойких деталей винтов и валов; деталей гидравлических установок; износостойких деталей с высокими антикоррозийными свойствами; круглой сварочной проволоки и круглых сварочных прутков тянутых и прессованных диаметром от 2,0 до 8,0 мм, предназначенных для ручной сварки в защитных газах алюминиево-марганцевой бронзы, мышьяковистой латуни, меди и медно-никелевого сплава с алюминиево-марганцевой бронзой, а также для ручной и механизированной наплавки на сталь.

Примечание

Бронза обладает высоким сопротивлением к знакопеременным нагрузкам.
Аналогом бронзы БрАМц9−2 по СЭВ 377−76 является бронза CuAl9Mn2.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.