Какие сплавы называются бронзами и как они маркируются
Перейти к содержимому

Какие сплавы называются бронзами и как они маркируются

  • автор:

Бронза: состав сплава, свойства и применение

Характеристика бронзы

С незапамятных времён человечество добывало бронзу. Множество археологических раскопок, в которых были найдены древнейшие артефакты — изделия из бронзы, подтверждают распространение этого сплава в далёком прошлом.

Её использовали как в военных целях — для изготовления холодного оружия, пушек и ядер для них, так и для создания прекрасных произведений искусства — ювелирных украшений и скульптур.

История

Описание исторических фактов о бронзе

Одно из наиболее известных мест, где были найдены бронзовые изделия, располагалось в районе реки Кубань. В этом месте археологом Николаем Веселовским в 1897 году была раскопана так называемая Майкопская культура, существовавшая во второй половине IV тысячелетия до нашей эры.

Бронзовые артефакты, найденные в майкопских курганах, были изготовлены в основном из сплава меди и мышьяка, поэтому считается, что исторически первыми были именно такие сплавы, называемые мышьяковистыми бронзами.

Она ничем не уступала по своим свойствам сплавам меди с оловом или свинцом, и даже превосходила их по ряду характеристик. Она широко применялась в различных областях человеческой деятельности тех времён, начиная от изготовления ответственных деталей и заканчивая ювелирными изделиями.

Состав бронзы

Составляющие компоненты бронзы

Бронза — это сплав меди с такими металлами, как олово, алюминий, свинец, бериллий, и неметаллами — мышьяк, кремний и фосфор. Кроме того, такие сплавы могут дополнительно легироваться фосфором, цинком, марганцем, железом и никелем.

Состав бронзы зависит от марки сплава и указывается в её обозначении. Например, в состав сплава, имеющего маркировку БрАМц7−1, входят 7% алюминия, 1% марганца и 92% меди.

Таким образом, основным компонентом этого металла является медь (от 35% до 90% и выше). Вторым же компонентом может являться либо мышьяк, либо олово или бериллий, свинец, алюминий, кремний и другие компоненты. Для придания особых свойств в сплав могут добавляться дополнительные компоненты — цинк, железо, никель, марганец, фосфор и другие.

Особенности бронзы и свойства

Особенности бронзы и свойства

Основные свойства всех бронзовых сплавов — это пластичность и твёрдость. В зависимости от соотношения основных и дополнительных компонентов, можно получать большое разнообразие новых свойств. Кроме того, количество меди в сплаве определяет его цвет.

Так, золотистая бронза получится, если в составе сплава будет около 85% меди, а при уменьшении её количества до 50% получится сплав, имеющий серебристый цвет. Уменьшение же количества меди до 35% и ниже приведёт к получению на выходе серой и даже чёрной бронзы, а увеличение количества меди до 90% и выше приведёт к образованию красной бронзы.

Одной из старых марок бронзовых сплавов является колокольная бронза, применяемая и поныне для литья колоколов. Она содержит 20% олова и 80% меди. Её недостаток — повышенная хрупкость из-за наличия в сплаве большого содержания олова.

Как уже было упомянуто выше, наиболее используемыми являются сплавы меди и олова с добавлением небольшого количества других компонентов. Широкое применение таких сплавов обусловлено, прежде всего, исторически сложившимися причинами, которые привели к вытеснению мышьяковой бронзы из производства.

Такими причинами являются следующие:

  • выработка за многие века месторождений теннантита и других блёклых руд, богатых медью и мышьяком. Такие руды были наиболее удобны для выделки мышьяковой бронзы, так как залегали не очень глубоко, что делало процесс производства более дешёвым по сравнению с другими источниками меди и мышьяка;
  • высокая токсичность производства такой бронзы, вызванная наличием в месторождениях мышьяка, что с неизбежностью приводило к потере здоровья и дальнейшей способности трудиться у опытных металлургов и кузнецов;
  • непригодность металлургического брака и сломанных изделий из мышьяковой бронзы для дальнейшей переплавки на сортовой металл. В лучшем случае такие изделия шли на изготовление бижутерии или неответственных деталей.

Пришедшие на смену мышьяковым бронзам сплавы меди и олова хоть и отличались большей дороговизной производства, но были экономически предпочтительны, так как развитие гужевого транспорта и налаживание вследствие этого торговых связей между городами и странами приводило к увеличению импорта немышьяковой бронзы.

Виды бронзы и характеристики

Виды бронзы и характеристики

Развитие же крупного промышленного производства вообще привело к тому, что оловянные бронзы стали чуть ли не самым массовым видом бронз. И лишь в последние сто лет этот вид стали вытеснять сплавы меди с заменителями олова, такие как алюминиевые, кремниевые и, особенно, бериллиевые бронзы.

Таким образом, существуют следующие виды:

  1. безоловянная. К ней относят бронзу, в которой вторыми компонентами являются алюминий, кремний, бериллий и другие металлы и неметаллы. Каждый из этих компонентов придаёт ей особые свойства. Например, алюминий наделяет сплав повышенными антифрикционными свойствами и высокой коррозионной устойчивостью, бериллий повышает прочность и твёрдость, а кремний и цинк улучшают её текучесть и устойчивость к истиранию;
  2. оловянная. Медно-оловянный сплав, в котором медь преобладает. Является одним из первых, освоенных человеком. Обладает высокой, по сравнению с чистой медью, твёрдостью и прочностью, а также более легкоплавка. В таких сплавах олово всегда является вторым по количеству после меди и основным легирующим компонентом.

Третьими же по количеству являются такие дополнительные компоненты, как мышьяк, цинк и свинец. Этот металл из-за очень низкой усадки в основном предназначается для литья, так как с трудом поддаётся обработке давлением, резанию и заточке. Даже склонность к ликвации и низкая текучесть не мешают использовать этот сплав для изготовления конфигурационно-сложных отливок, в том числе и в художественном литье.

Бронза с добавлением цинка носит название «адмиралтейской» и используется для изготовления деталей, имеющих частый или постоянный контакт с морской водой (судостроение). Такая особенность связана с тем, что цинк придаёт сплаву повышенную коррозионную стойкость в указанной среде.

Однако, для придания бронзе коррозионной стойкости в солёной морской воде её всё чаще обогащают алюминием и никелем. Такие сплавы, часто называемые «морскими», идут на изготовление элементов нефтяных платформ, работающих на морских и океанских шельфах.

Чтобы придать бронзе дополнительные характеристики, в неё легируют небольшие количества фосфора, серебра, цинка, мышьяка, марганца и других компонентов. Так, внесение небольшого количества серебра повышает электропроводность бронзы и делает её сравнимой с электропроводностью меди.

Области применения и маркировка

Области применения и маркировка бронзы

Существуют специальные таблицы, в которых приводятся маркировки и описания всех бронзовых сплавов, выпускаемых промышленностью. Однако, даже не обращаясь к подобным таблицам, можно определить тип и химический состав, если знать, как расшифровывается её маркировка.

По простой маркировке можно узнать их состав. Характерным её признаком в обозначении являются буквы «Бр», что означает «Бронза».

Далее за ними следуют буквы, обозначающие, помимо меди, наличие соответствующих компонентов. Эти буквенные обозначения, установленные нормативными документами, следующие: А — алюминий, Б — бериллий, К — кремний, Ж — железо, Н — никель, Мц — марганец, Мг — магний, С — свинец, О — олово, Т — титан, Ф — фосфор, Ц — цинк.

После буквенных обозначений через дефисы идут числа, обозначающие процентное содержание каждого компонента (после меди). А также применяются обозначения, в которых после каждой буквы указывается процентное содержание того или иного компонента. Чтобы узнать содержание меди, нужно из 100% вычесть процентное содержание всех компонентов.

Вот примеры маркировок и их расшифровок: БрО5Ц6С5 — бронзовый сплав, в котором содержание олова составляет 5%, цинка — 6%, свинца — 5%, меди — 84%; БрО3Ц8С4Н1 — содержание олова — 3%, цинка — 8%, свинца — 4%, никеля — 1%, меди — 84%; БрО10Ф1 — содержание олова — 10%, фосфора — 1%, меди — 89%; БрБ2 — содержание бериллия — 2%, меди — 98%; БрАЖМц10−3−1,5 — содержание алюминия — 10%, железа — 3%, марганца — 1,5%, меди — 85,5%; БрАЖН10−4−4 — содержание алюминия — 10%, железа — 4%, никеля — 4%, меди — 82%.

Благодаря своим разнообразным свойствам этот металл находит самое широкое применение в различных сферах. Из него изготавливают следующие изделия:

  • элементы декора (светильники, статуэтки, подсвечники, пепельницы, решётки, украшения перил и прочие);
  • различную фурнитуру (замки, ручки, накладные петли, краны, смесители и прочую сантехнику);
  • детали машин и механизмов (втулки, уплотнители, шестерни, подшипники, части аппаратуры, работающие под водой);
  • детали для высокоточной техники, навигационных приборов, схем автомобилей;
  • многочисленные фитинги (отводы, углы, переходники, муфты, тройники и прочее);
  • в незначительном количестве ювелирные украшения.

Бронза широко применяется в ракетной технике и машиностроении, авиации и судостроении. Из неё делают предметы высокохудожественного искусства для театров, залов и дворцов, отливают памятники и скульптуры.

Благодаря развитию металлургии, этот металл приобретает всё новые и необычные свойства, недоступные кузнецам и металлургам прошлого. Изобретённый древними, сплав продолжает исправно служить человечеству и прогрессу на протяжении многих и многих веков.

Из чего состоит бронза: состав, свойства и производство

Арсенал бронзовая плита производство

    Содержание:

Бронза, с ее красновато-желтым блеском и древней историей, является одним из наиболее уникальных и важных цветных металлов, используемых человеком – она воплощает в себе сочетание красоты и функциональности, истории и современности. Состоя в основном из сплава меди и олова, бронза обладает уникальными физическими и механическими качествами, которые являются востребованными для множества отраслей. В данной статье мы рассмотрим состав и свойства бронзы, ее классификацию, производство и разнообразные области применения, в которых этот благородный металл продолжает играть ключевую роль.

Классификация бронзовых сплавов

Бронза – это один из наиболее древних и важных материалов в истории человечества, представляющий собой металлический сплав, основным компонентом которого является медь в сочетании с легирующими добавками, например – оловом, марганцем, свинцом, бериллием, алюминием, хромом, кремнием, мышьяком, фосфором, цирконием и другими. При этом исключениями являются цинк и никель, которые присутствуют в сплаве в минимальном количестве, либо вовсе отсутствуют, поскольку их высокое процентное содержание означает другие разновидности цветного металла, а именно – латунь, мельхиор и нейзильбер. В свою очередь, самым распространенным элементом выступает олово, в связи с тем условно все сплавы делятся на два класса: оловянные и безоловянные.

Также бронзы классифицируются по назначению, за основу берутся их технологические свойства, от которых зависит область применения цветного металла. Таким образом выделяют:

  • Деформируемые бронзы – характеризуются низким количеством олова, но лучше подаются механической обработке в связи с высоким содержанием других легирующих элементов. Хорошая пластичность металла позволяет изготавливать проволоки и плоский металлопрокат;
  • Литейные бронзы – отличаются низкой усадкой (до 1%). Расплавленный состав используется для изготовления литых изделий, включая шестерни, вкладыши подшипников, а также клапаны, задвижки и другие детали трубопроводной арматуры.

Химический состав оловянных деформируемых сплавов регламентируется ГОСТ 5017-2006, литейных – ГОСТ 613-79. Безоловянные бронзы маркируются в соответствие с ГОСТ 18175-72 для деформируемых разновидностей, для литейных – ГОСТ 493-79.

Арсенал бронзовый круг производство

Физические свойства бронзовых сплавов

Плотность бронзы обычно варьируется в зависимости от ее состава, но в целом она находится в пределах от 7,2 до 8,9 г/см³ или 7200-8000 кг/м³. Это означает то, что она является относительно легким материалом, который при этом обладает высокой прочностью и износостойкостью.

Бронза хорошо проводит тепло, поэтому представляется весьма полезной для производства деталей, эксплуатация которых проходит при повышенных температурах. Так, коэффициент теплопроводности бронзы обычно составляет около 60-100 Вт/(м·К). В свою очередь, теплоемкость металла варьируется от 0,37 до 0,39 Дж/(г·К) – эти важные свойства учитываются при проектировании систем охлаждения и теплообмена, в которых бронзовое сырье выступает в качестве основы для создания трубных транспортировочных изделий.

Многие бронзовые марки обладают хорошей устойчивостью к низким температурам и могут сохранять свои механические свойства при охлаждении до криогенных температур. В зависимости от состава, материал также может выдерживать высокие температуры без существенных изменений своих свойств. Температура плавания варьируется от 930 °C. до 1140 °C.

В связи с тем, что основным компонентом бронзы выступает медь, сплав может унаследовать от нее от 10% до 95% показателя электропроводности – наиболее эффективным проводником выступает кадмиевая бронза, которая применяется в тех случаях, когда медь или другой проводник не справляется с механической и температурной нагрузкой. Например, многие троллейные провода и коллекторные пластины изготавливаются именно из этой разновидности сплава, поскольку он имеет увеличенную температуру рекристаллизации и не подвергается износу и повреждениям благодаря своей высокой пластичности.

Одной из характерных особенностей бронзы является ее красновато-желтый цвет, который может варьироваться в зависимости от состава сплава – чем больше содержание меди и чем меньше легирующих элементов в сплаве, тем он более красный и визуально напоминающий золото. Такой металл, наряду с другими цветными разновидностями, обычно не обладает магнитными свойствами, поэтому подходит для применений, где магнетизм нежелателен.

Арсенал бронзовая труба производство

Механические свойства бронзового проката

Сплавы бронзы обладают рядом выдающихся механических свойств, которые делают их востребованными в различных инженерных и промышленных применениях. Бронзовый прокат , в сравнении с латунным, включает в себя большое разнообразие марок для выпускаемых изделий, среди которых выделяются круги , трубы , плоский и сортовой прокат , проволоки и ленты , а также полосы и плиты .

Выделим основные эксплуатационные свойства бронзы, отражающие ее высокий спрос в условиях промышленного производства:

  1. Прочность – механическая прочность и твердость металла может значительно варьироваться в зависимости от конкретного сплава и методов обработки, но общим для всех марок является то, что они способны выдерживать значительные нагрузки без деформации или разрушения. Именно поэтому издревле из бронзы изготавливали церковные колокола, различные памятники и скульптуры, сохраняющих свой первоначальный вид на протяжении нескольких сотен лет;
  2. Усталостная прочность – многие бронзовые сплавы обладают хорошей устойчивостью к микроразрушениям, благодаря чему они высоко ценятся в отраслях, где материал подвергается циклическим нагрузкам, например, в авиации и автомобильной промышленности, станкостроении;
  3. Обрабатываемость – деформируемые бронзы обладают хорошей пластичностью и могут подвергаться механической обработке, включая ковку, резку, прокатку, волочение и штамповку;
  4. Износостойкость – бронзовые детали и запчасти часто используются в приложениях, где требуется высокая устойчивость к износу, например, в подшипниках и втулках скольжения ;
  5. Коррозионная устойчивость – будучи цветным металлом, бронза характеризуется выдающимися антикоррозийными свойствами и применяется в судостроении и химической промышленности, где она постоянно контактирует с агрессивными веществами или соленой водой;
  6. Твердость – подвергнутая определенной термической обработке бронза достигает различных уровней твердости, тем самым удовлетворяя требования конкретных отраслей.

Эти механические свойства представляют бронзовые сплавы важными материалами для широкого спектра применений – от производства подшипников и судостроения до художественного литья и изготовления музыкальных инструментов. Кроме того, комбинирование высокой прочности, износостойкости и коррозионной устойчивости делает бронзу незаменимым материалом в множестве промышленных отраслей и технических задач.

Арсенал бронза производство

Маркировка бронзы

Содержание того или иного компонента характеризует разновидность сплава, маркировка которого по стандарту начинается с приставки «Бр». К ней добавляется сочетание букв и цифр, отражающее название добавочного компонента и то, в каких количествах он присутствует в сплаве. Например, БрО5 означает оловянную бронзу, где содержание олова достигает 5%. Марка БрАЖ9-4 располагает такими легирующими элементами, как алюминий (9%) и железо (4%).

Предлагаем ознакомиться со списком сокращений, используемых при маркировке бронзовых сплавов:

  • А – алюминий;
  • Б – бериллий;
  • Ж – железо;
  • К – кремний;
  • Кд – кадмий;
  • Мц – марганец;
  • Мг – магний;
  • Н – никель;
  • О – олово;
  • С – свинец;
  • Ср – серебро;
  • Ф – фосфор;
  • Х – хром;
  • Ц – цинк.

Деформируемые и литейные бронзы можно отличить по их маркировке – в первом случае цифры указываются через дефис и идут после букв в соответствующей последовательности. Например, БрОС6-15 (Олово 6%, свинец 15%). Бронза для литья предполагает маркировку, в которой процентное содержание указывается сразу после буквенного обозначения элемента без дефисов – БрА9Ж4 (алюминий 9%, железо 4%).

Производство металлоизделий из бронзы

Производство металлоизделий из бронзы является сложным и многоэтапным процессом, требующим высокой точности и специализированных знаний – разберем технологию изготовления фасонных деталей литейным способом:

  1. Выбор сырья – основными компонентами бронзы являются медь и олово, при этом точный состав сплава зависит от требуемых свойств конечного изделия. Важно выбирать высококачественные и чистые материалы, чтобы обеспечить надежность и прочность изделия;
  2. Плавка и литье – после выбора сырья происходит плавка металла в специальных плавильных печах при контролируемой температуре. Затем расплавленный состав заполняется в формы, соответствующие габаритам конечного изделия. Используются разнообразные литейные методы, включая центробежное литье, литье под давлением, песчаное литье и другие, в зависимости от сложности формы изделия;
  3. Термическая обработка – после литья и охлаждения заготовки подвергают последующей термообработке, предполагающей нагрев и охлаждение материала с определенной скоростью и в определенной последовательности, чтобы достичь желаемой структуры и механических свойств. Такие процессы называются закалкой и отпуском.
  4. Обработка – полученные изделия подвергаются механической обработке, которая включает в себя прессование на станках, шлифовку и полировку;
  5. Сборка и дополнительная обработка – в зависимости от типа детали, она может потребовать сборки из нескольких частей или дополнительной обработки, такой как наружная или внутренняя резьба, нанесение насечек и другие операции, чтобы придать запчасти требуемую функциональность и внешний вид;
  6. Отделка и покрытия – в конечном этапе продукция подвергается дополнительной отделке, например, покрытию патиной для придания характерного внешнего вида или дополнительной защиты от внешних воздействий.

На каждом технологическом этапе производства проводится контроль качества, чтобы убедиться в соответствии изделий заданным требованиям и стандартам – это проверка на размерные отклонения, испытания механических свойств и визуальный контроль.

Арсенал круг из бронзы производство

Применение изделий из бронзы

Сплавы из бронзы имеют широкий спектр применений благодаря своим уникальным механическим и физическим свойствам. Разберем некоторые из ключевых областей, где бронзовые изделия являются востребованными:

  • Машиностроение – износостойкость и прочность бронзы делают ее идеальным материалом для деталей, подвергающихся высоким нагрузкам и трению, включая подшипники, шестерни, втулки и зубчатые колеса;
  • Судостроение – многие марки бронзы, в особенности фосфорные, широко применяются в производстве пропеллеров и других морских запчастей, надежно защищенных от постоянного контакта с влагой и морской водой;
  • Декоративное искусство – металл имеет привлекательный внешний вид и способность сохранять свой цвет и блеск продолжительное время, в связи с чем из него создают скульптуры, статуи, медали, монеты и другие художественные изделия;
  • Музыкальные инструменты – поскольку материал издает характерный звук и ценится за своею долговечность, из него изготавливают музыкальные инструменты, среди которых колокольчики, тарелки и некоторые части ударных инструментов;
  • Архитектура – изделия из бронзы могут использоваться в качестве декоративных компонентов, являясь строительным и отделочным материалом для столбов, перил, корпусов светильников и фонтанов благодаря возможности придания изысканного внешнего вида и обеспечения долговечности наряду с защитой от внешних воздействий;
  • Авиация и автомобилестроение – бериллиевые бронзы, благодаря своей высокой прочности и устойчивости к высоким температурам, широко применяются в авиационной и автомобильной промышленности для производства двигателей, турбин и других компонентов;
  • Производство монет – бронза долгое время являлась популярным материалом для изготовления монет, она до сих пор используется в некоторых странах для чеканки различных номиналов.

Благодаря разнообразию бронзовых сплавов, можно выбирать материал, наилучшим образом соответствующий требованиям конкретного проекта – изделия из бронзы получаются прочными, долговечными и обладают характерной эстетической привлекательностью.

Заключение

Бронза олицетворяет собой сочетание старинного мастерства и современных технологий, являясь незаменимым компонентом в современной промышленной индустрии и искусстве. Независимо от того, используется ли она для создания красочных скульптур, износостойких подшипников или ключевых деталей в авиации, бронзовые сплавы продолжают играть важнейшую роль в нашей жизни.

Классификация и маркировка бронзы – все, что необходимо знать!

Бронза – это двухкомпонентный или многокомпонентный сплав, который состоит из меди и легирующих элементов с различным процентным соотношением в составе. Наиболее распространены сплавы с хромом, никелем, оловом, алюминием, марганцем, свинцом, фосфором и другими химическими элементами. Маркировка бронзы состоит из сочетания букв «Бр», цифр и букв с обозначением легирующих элементов. Химический состав и различные виды сплавов регламентируются нормами ГОСТа.

  1. Технология получения и применение бронзы
  2. Основная классификация и свойства сплавов
  3. Латунь – основные характеристики, маркировка и отрасли применения

1 Технология получения и применение бронзы

Отлив бронзы производится в специальных печах путем сплавления меди и различных легирующих компонентов. Основной процесс плавки происходит под слоем древесного угля. Таким образом, сначала в индукционную или тигельную печь опускается древесный уголь или флюс, их разогревают до определенной температуры. Плавление меди происходит при температуре 1150-1170 градусов. После чего в печь добавляется фосфористая медь, которая улучшает текучесть основного сплава с легирующими элементами. Для удаления шлака с поверхности получаемого материала, как правило, добавляется небольшое количество кварцевого песка.

Технология получения и применение бронзы

Отлив бронзы в специальной печи

Готовность сплава определяют путем технологических проб на излом. Материал различается по формам и обрабатывается методом прокатки или прессовки. В результате получается бронзовый лист, лента, втулка, прутки, арматура и другие детали металлопроката. При изготовлении алюминиевого сплава добавления фосфористой меди не происходит. Сам процесс плавления происходит на максимальном пределе температур, который не должен подниматься выше 1200 градусов. В случае перегрева велик риск получить бракованный материал. Для улучшения свойств в процессе ее получения также вводится небольшое количество тугоплавких металлов, их структура придает прочность.

В зависимости от типа и своих свойств бронзовые сплавы применяются в различных отраслях промышленности. Детали из бронзового сплава применяются в авиационном, корабельном и автомобильном строении, из них делают трубопроводы, элементы трения и скольжения в конструкциях, электротехнические детали, подшипники, втулки, трубы и др. Благодаря высокой антикоррозийной стойкости и стойкости к климатическим изменениям, медь в виде бронзовых сплавов применяется для изготовления памятников, колонн и других декоративных элементов в различных конструкциях.

2 Основная классификация и свойства сплавов

Бронза на основе меди и олова – это вид металлического сплава, известный с древнейших времен. Именно из нее изготавливалось большинство материалов и инструментов для быта и деятельности в древние времена. В соответствии с нормами ГОСТа материал бывает двух видов.

Первый вид – это оловянистая бронза (плотность 880 кг/м3, температура плавления 1170 градусов). Основной легирующий элемент – олово, в определенном процентном соотношении такие сплавы также могут содержать свинец, фосфор, алюминий, марганец и другие элементы. Например, цинк и фосфор добавляются в бронзовый сплав для уменьшения конечной стоимости материала, а свинец способствует улучшению свойств металлического сплава к шлифовке и другим видам обработки. Оловянистая бронза обладает большей прочностью, легкоплавкостью и упругими свойствами. Олово и дополнительные металлы или компоненты сплава также придают дополнительные антифрикционные и механические свойства.

Второй вид – безоловянная бронза. Сплав с добавлением никеля, хрома, марганца, алюминия и других материалов без содержания в составе олова. Менее прочный и различный по характеристикам скольжения, но также распространенный вариант медного сплава, который применяется в большинстве отраслей современной промышленности.

Сплав с оловом (оловянистая бронза), как с основным легирующим элементом, обладает более высокой прочностью, коррозионной, антифрикционной стойкостью, и не деформируется при изменении климатических условий (температура, влажность воздуха и пр.).

Основная классификация и свойства сплавов

Оловянистая бронза

В зависимости от процентного соотношения в составе легирующих элементов цвет бронзового сплава может меняться – от белого и черного до золотистых и блестящих оттенков.

Помимо этого, классификация сплавов отличается и по свойствам. Наиболее распространено применение алюминиевой, бериллиевой и свинцовой бронзы.

Марки алюминиевой бронзы по ГОСТу: БрА5, БрА7, БрАМц9-2, БрАМц9-4 и др. Плотность бронзы до 8500 кг/м3. Основной легирующий материал – алюминий, от 6 до 11 процентов в составе сплава. Такой материал обладает высокой прочностью и антикоррозийной устойчивостью, легко поддается различным видам механической обработки (например, сварке аргоном). Как правило, она применяется при изготовлении различных технических деталей и оборудования (подшипников, винтов скольжения, втулок, мембран, частей двигателя и т. д.). Также широко алюминиевая бронза распространена в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Иногда такой сплав называют золотой бронзой из-за характерного золотистого оттенка.

Маркировка бериллиевой (черной) бронзы согласно нормам ГОСТа, в зависимости от процентного содержания бериллия: БрБ2, БрБ3 и др. Как правило, норма содержания бериллия составляет от 0,8 до 2,5 %. Благодаря специальной термической обработке при производстве такой сплав обладает повышенной прочностью. Сплав широко распространен в приборостроении, электротехнической и автомобильной промышленности (изготовление подшипников. различных электросхем, ЭБУ и т. д.).

Марки свинцовой бронзы по ГОСТу: БрСЗО, БрСЗО2 и др. Высокопрочный материал с высокой степенью теплопроводности. Применяется для изготовления сложных деталей, например, вкладышей подшипников скольжения, втулок, которые предназначены для работы при высоком давлении и нагрузках. Чаще всего детали с высоким содержанием свинца (от 27 процентов) можно встретить в механизмах, которые работают в условиях постоянного трения и скольжения.

3 Латунь – основные характеристики, маркировка и отрасли применения

Латунь – это сплав меди и цинка, процентное содержание которого варьируется в пределах, допустимых ГОСТом, и может составлять от 5 до 45 %. Цинк в данном случае является не легирующим, а основным элементом сплава. Латунь – один из самых распространенных типов медного сплава и также подразделяется на несколько видов, которые различаются между собой процентным содержанием цинка как легирующего элемента. Латунь может быть нескольких цветов (желтая, красная, золотая и т. д.) и бывает двухкомпонентной или многокомпонентной (специальной). Маркировка простой латуни, ее классификация по ГОСТу обозначается заглавной буквой «Л» + цифрой, указывающий на процентное содержание цинка. Как правило, из простой двухкомпонентной латуни делают трубки, ленты, проволоку, подшипники скольжения или листы.

Латунь – основные характеристики, маркировка и отрасли применения

Сплав меди и цинка

Многокомпонентная латунь встречается еще чаще. Маркировка – буква Л + заглавные буквы легирующих компонентов и процентные цифры. Специальная латунь, как и различные виды бронзы, применяются для изготовления различных промышленных и бытовых деталей (подшипников скольжения, втулок и др.). Кроме того, латунь такого типа широко применяется и в ювелирном производстве, как и белая бронза. Некоторые марки латуни используются и в пищевой промышленности (пищевая латунь). Томпак (марка латуни с не более чем 0,2 % примесей) широко применяется для изготовления значков, медалей и других художественных изделий. Отличия латуни от бронзы в первую очередь заключается в антифрикционных и прочностных характеристиках.

Related Posts via Categories

  • Бронза – состав и его влияние на свойства сплава
  • Бронзовый лист и другой прокат – свойства и применение
  • Бериллиевая бронза – сплав с массой уникальных свойств
  • Литье из бронзы – понятно о технологии процесса
  • Как сделать бронзу – основные этапы производства
  • Температура плавления бронзы – технология литейного производства
  • Свойства бронзы – популярной спутницы современного производства
  • Бронзовый пруток по ГОСТ 1628 – что он собой представляет?

Похожие записи:

  1. Бронзовый пруток по ГОСТ 1628 – что он собой представляет?
  2. Литье из бронзы – понятно о технологии процесса
  3. Бронзовый лист и другой прокат – свойства и применение
  4. Бронза – состав и его влияние на свойства сплава

Какие сплавы называются бронзами и как они маркируются

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 сплавы

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

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

Кремнистые сплавы

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

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.).

Маркировка

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

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

Маркировка бронзы

При маркировке бронз приняты следующие обозначения легирующих элементов:

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

Маркировка нужна как для определения свойств и состава бронзы, так и для определения удельного веса. Для этого составлены таблицы в технических справочниках. Если марка сплава неизвестна, тогда делается химический анализ. Эти данные нужны для определения объёма заготовки (формула представлена соотношением массы к объёму). Имея значения удельного веса сплава, можно высчитать объём детали с заданной массой, и наоборот: можно узнать вес бруска с определёнными параметрами.

Виды легирующих добавок

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 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.

Сфера применения

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

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

Свойства и применение бронз

Свойства и применение бронз

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

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

Виды бронзы

Виды бронзы

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

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

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

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

  • Машиностроение
  • Производство мебели
  • Производство стекла
  • Резка металла
  • Металлопрокат
  • Ковка
  • Производство бумаги
  • Другое производство
  • Строительные работы
  • Бурение скважин
  • Услуги ассенизаторов
  • Вентиляция по количеству людей
  • Конвертер веса и массы
  • Калькулятор материалов на шпатлевку

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *