Классификация бронзовых сплавов

Свойства

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

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

Читайте также:  Пазогребневая плита пустотелая Алюминиевая бронза — это сплав меди и алюминия красновато-желтого цвета. Этот сплав имеет большую прочность и высокую коррозионную стойкость. Температура плавления алюминиевой бронзы составляет 1040°C. За счет образующейся на воздухе окисной пленки этот сплав весьма медленно коррозирует в атмосферных условиях. Для повышения механических и антикоррозионных свойств сплав подвергается легированию марганцем. Добавка никеля повышает жаропрочность и устойчивость к высоким температурам. При термической закалке прочность сплава существенно увеличивается. От процентного содержания алюминия зависит прочность и твердость сплава. Самыми хорошими механическими свойствами обладает сплав содержащий от пяти до восьми процентов алюминия. Этот сплав обладает достаточной прочностью и высокой пластичностью. У алюминиевой бронзы хорошая жидкотекучесть и противокавитационная стойкость. Также этот сплав не образует искр при ударе и хорошо держит прочность при резких перепадах температур. Легирование марганцем придает сплаву большую пластичность и способность к холодной обработке давлением. При легировании никелем сплав значительно упрочняется при закалке. Прокат алюминиевой бронзы осуществляется горячим и холодным способом. Из полуфабриката сплава прокатывают трубы, листы и проволоку. Прокат из алюминиевой бронзы широко применяется в различных областях промышленного производства. Трубопроводы сделанные из этого сплава отличаются своей надежностью и долговечностью. Из нее изготавливаются подшипники и части двигателей для машиностроительного производства. Широко применяется в нефтеперерабатывающей промышленности. Благодаря своей износостойкости и низкому коэффициенту трения применяется в подвижных узлах различных агрегатов. Сплавы бронзы весьма популярны в производстве различных памятников и скульптур. Внешняя привлекательность этого сплава также играет свою роль в изготовлении из него разных декоративных изделий. Бронзовый сплав применяется в производстве театральных люстр сделанных под старину. Этот сплав нашел применение в пищевой промышленности для производства различной тары и контейнеров. Из него производятся сантехнические вентили и задвижки для труб и кранов. Применяется для изготовления деталей устройств работающих под давлением и контактирующих с пищевыми продуктами. Купить бериллиевую бронзу , алюминиевую, редкие и тугоплавкие металлы (детально посмотреть можно по ссылке ) можно на одном из складов или же позвонив по телефонам указанным в разделе «Контакты» на фирменном сайте. Наши менеджеры проконсультируют Вас по любому интересующему вопросу и помогут с выбором нужного Вам изделия. ООО «Ауремо» +7(812)680-16-77 Санкт-Петербург +38(044)392-21-55 Киев www.auremo.org</td>

Применение

440px-1_vladimir.jpg

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

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

Наибольшим спросом алюминиевые бронзы пользуются в следующих сферах:

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

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

Виды легирующих добавок

Разные химические элементы вводят в бронзовый сплав с определённой целью, чтобы он обладал необходимыми механическими свойствами. Содержание олова в бронзе влияет на характеристики пластичности. Чем больше содержится этого элемента, тем большей твёрдостью и, значит, хрупкостью характеризуется сплав.

Легирующие добавки сплавов в бронзеЛегирующие добавки сплавов в бронзе

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

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

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

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

Виды легирующих добавок в бронзе

Особенности производства

Процесс выплавки происходит следующим образом:

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

Получение бронзы

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

Классификация бронзовых сплавов

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

Оловянные сплавы

Оловянные сплавыОлово

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

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

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

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

  • цинк;
  • фосфор;
  • свинец.

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

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

Сплав с содержанием олова до 20% имеет двухфазную структуру и применяется только в литом виде. Оловянистые бронзы полностью заполняют форму для литья, обладают небольшой усадкой, это делает возможным получать отливки сложной конфигурации. Применяются для получения фасонных изделий и для художественного литья, а также из них изготавливают механизмы и детали агрегатов, эксплуатируемых в морской солёной воде.

Оловянные бронзы

Алюминиевые сплавы

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

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

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

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

Кремнистые сплавы

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

Кремнистые бронзы

Марганцевые сплавы

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

Марганцевые сплавы

Свинцовые сплавы

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

Свинцовые сплавы

Бериллиевые сплавы

Сплавы обладают повышенными прочностными характеристиками, а также высоким пределом текучести, упругости, отличаются высокой электропроводностью и теплопроводностью, высоким сопротивлением ползучести и коррозии. Из них изготавливают пружины и детали ответственного назначения. Основным сектором применения является электротехника – производят оптоволоконные кабеля и интегральные схемы. Бериллиевый сплав позволяет производить детали малых размеров для электронных устройств (мобильных телефонов, планшетов и т. д.).

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий