Медные сплавы – группы, механические и физические свойства, применение, характеристики

Содержание

1. Понятие о медных сплавах
2. Группы медных сплавов. Свойства
3. Чистая (нелегированная) медь
4. Медно-никелевые сплавы
5. Высокопрочные медно-никелевые сплавы
6. Бронза
7. Латунь
8. Медно-берилиевые сплавы

Понятие о медных сплавах

Медь – это металл, который извлекают из земли. Медь является основой для развития многих форм жизни, а также неотъемлемой составляющей для существования и процветания цивилизации. Наряду с золотом, медь относится к древнейшим металлам, используемым людьми. Ее история начинается более 10,000 лет назад. Уже в античности знали о высоких антикоррозионных свойствах литых и кованых медных изделий.

Медь является универсальным металлом, который нашел применение во многих отраслях промышленности. Такие ее свойства, как коррозионная стойкость и механическая прочность, могут быть улучшены посредством легирования. В зависимости от легирующих компонентов выделяют основные группы медных сплавов:

• Чистая медь
• Медно-никелевые (купроникель)
• Бронза
• Латунь
• Бериллиевая медь

Группы медных сплавов. Свойства

Медь и медные сплавы производятся в соответствии с требованиями национальных и международных спецификаций, которые применяются в различных промышленных отраслях.

Сплавы являются пластичными и могут подвергаться обработке различными технологиями: прессованием, ковкой, прокаткой, волочением, горячей и холодной штамповкой. Также изготовление металлоизделий из меди может происходить путем литья в песчаной или металлической форме, технологиями центробежного и непрерывного литья.

Таблица 1. Европейские стандарты на типы изделий из меди и медных сплавов

Механические свойства зависят от типа изделия, регламентирующей его спецификации, а также от размеров и состояния материала. Механические свойства медных сплавов варьируются от умеренных (как в случае с чистой медью) до высоких (как у бериллиевой, никелево-алюминиевой меди и др.). Свойства меди, бронзы, фосфорной бронзы, медно-никелевых сплавов после отжига улучшаются методами холодной обработки. Более высокие свойства достигаются упрочнением при старении. Сплавы не подвергаются хрупко-вязкому переходу (как мягкая сталь) и остаются пластичными даже при криогенных температурах. Наибольшую прочность демонстрирует бериллиевая медь, свойства которой после упрочнения комбинированными методами (холодной обработкой и старением) могут сравниться со свойствами высокопрочной стали.

Таблица 2. Примеры обозначения состояний после механической или термической обработки медных сплавов в США (по стандарту ASTM B601)

Обозначения, используемые в данной таблице, встречаются в Европе, но европейские спецификации применяют другую терминологию для описания состояний металла после обработки. Обозначения состояния поставки европейских медных сплавов определяются стандартом EN 1173.

Основное обязательное свойство обозначается буквой (табл.4). Например, буква «R» обозначает минимальный предел прочности, в то время как «H» указывает на твердость (по Виккерсу для деформируемых металлов и по Бринеллю – для литых). Медные сплавы могут иметь в обозначении букву R или H, но не обе одновременно.

Таблица 3. Символы для обозначения свойств сплавов (по EN 1173)

Медные сплавы также применяются из-за своих физических свойств: высокий уровень тепловой и электрической проводимости. Высокий уровень теплопроводности, ассоциируемый с медными сплавами, определяется как быстрая отдача тепла с медных элементов, что широко применяется в теплообменном оборудовании. Высокая температура плавления выступает в качестве меры безопасности в случае пожара: сплавы не растекаются, как некоторые материалы (например, алюминий, пластик).

Таблица 4. Физические и механические свойства

Чистая (нелегированная) медь

Существует 2 основных марки нелегированной меди:

CW004A	Cu-ETP	состоит из 99. 99% меди	«электрическая»	Чаще всего применяется в электрической механике, инженерии
CW024A	Cu-DHP	состоит на 99.90% из меди	«инженерная»	Применяется для создания труб, работающих в морских условиях, в теплообменниках, в топливопроводах, для изготовления гвоздей

Медь имеет однофазную структуру, что делает ее формуемой и пластичной.

Марка CW024A обладает высокой теплопроводностью (394 Вт/(м*К), в 2 раза больше, чем у алюминия и в 30 раз выше нержавеющей стали. Поэтому данная марка используется для производства элементов, где важна быстрая теплоотдача (например, в теплообменниках).

Механические свойства марок CW024A и CW004A одинаковы. Предел прочности может быть увеличен в отожженном состоянии посредством холодной обработки.

В дополнение к тепло- и электропроводности, марки обладают хорошими антикоррозионными свойствами в морском климате и в контакте с морской водой, демонстрируют низкую склонность к питтинговой и контактной коррозии.

Медно-никелевые сплавы

Медно-никелевые сплавы (также называемые купроникель) широко применяются в морских условиях благодаря превосходному уровню стойкости к морской коррозии и загрязнению наносами, а также хорошей податливости обработке. Легирование меди никелем улучшает механическую прочность и антикоррозионные свойства, несильно снижая пластичность. Другие химические элементы добавляются с целью улучшить прочность, твердость, свариваемость, жидкотекучесть и другие свойства.

Медно-никелевые сплавы 90/10 и 70/30 являются самыми распространенными. В них содержатся небольшие добавки железа и марганца, которые оптимизируют антикоррозионные качества металла. Данные марки могут быть упрочнены методами холодной обработки. Сплавы хорошо свариваются и поддаются обработке.

Cu-Ni 90-10 (C70600 / CW352H) востребован в судостроении (военном, коммерческом), в морской добыче нефти и газа, в энергетике, в опреснении вод. Отличается хорошей теплопроводностью.

Марка 70/30 Cu-Ni (CW354H / C71500, CW353H / C71640), а также сплавы, легированные алюминием, хромом, оловом, применяются при сильном течении морской воды, при трении с песком и другими абразивными веществами, а также в условиях, требующих большей механической прочности.

Марка C72200 содержит 16% никеля и 0.5% хрома, была разработана для эксплуатации при высоких скоростях потока в трубках конденсаторов.

Медно-никелевые сплавы отличаются высокой устойчивостью к точечной коррозии в контакте с хлоридами, к щелевой коррозии, а также к коррозионному растрескиванию под напряжением. Главным отличием от нержавеющих сталей является отсутствие температурных границ, при которых металл снижает коррозийную стойкость.

Таблица 5. Основные применения медно-никелевых сплавов

Сплав	Применение
Марки общего назначения
90-10 Cu-Ni, 70-30 Cu-Ni	Системы охлаждения и водяного пожаротушения, теплообменники, конденсаторы, трубопроводы, опоры и другие детали морских платформ, части оборудования для опреснения морской воды, корпусы судов
Cu-Ni-Cr	Конденсаторные трубки, полученные методами пластического деформирования. Литые детали для подводных насосов и запорно-регулирующей арматуры
Высокопрочные медно-никелевые
Cu-Ni-Al	Валы, подшипниковые втулки, крепеж, тримы трубопроводной арматуры и насосов, зубчатые передачи
Cu-Ni-Sn	Подшипники, сверла, подводные соединения, штоки и шпиндели, рым-гайки, подводные магистральные трубопроводы, части насосов, эксплуатируемых в морской воде и др.

Таблица 6. Химический состав основных медно-никелевых сплавов (в %)

Таблица 7.

Механические свойства

Высокопрочные медно-никелевые сплавы

Для повышения механической прочности медно-никелевых сплавов использовались два основных способа легирования: спинодальный распад структуры металла (как в марке Cu-Ni-Sn) и дисперсионное твердение (Cu-Ni-Al). Обе марки способны достигать высокой прочности, сопоставимой с прочностью углеродистой стали. Они используются в морской воде, применяются в штоках приводов, втулках, подшипниках и соединительных деталях.

Сплавы Cu-Ni-Sn обладают высокой прочностью (620-1300 МПа). Они поддаются сварке, при этом для сварных соединений требуется термическая обработка после сварки, если прочность является критическим требованием. В морских условиях их часто выбирают там, где требуется хорошая устойчивость к коррозии и биообрастанию.

Марка C72900 является одним из самых прочных немагнитных материалов на основе меди, обладающих низким коэффициентом трения и не подверженных истиранию. Может работать в самых суровых условиях эксплуатации. Обладает повышенными антикоррозионными свойствами, отличной устойчивостью к эрозионной коррозии даже в насыщенной песком морской воде. Марка не подвержена водородному охрупчиванию в морской воде и обычно имеет приемлемую стойкость к охрупчиванию в разбавленных растворах аминов.

У марок Cu-Ni-Al алюминий в составе увеличивает прочность за счет обычного механизма дисперсионного твердения. Сплав является прочным, обладает хорошими антикоррозионными свойствами при сохранении низкой скорости коррозии и устойчивости к водородному охрупчиванию.

Бронза

Традиционно со словом «бронза» ассоциировались медно-оловянные сплавы. Сегодня к бронзе относят также сплавы меди с оловом и другими легирующими элементами (например, с цинком, фосфором, бериллием). Основные бронзовые сплавы – это пушечная (Cu-Sn-Zn) и фосфорная бронза (Cu-Sn-P). Также в группу бронзовых сплавов входят металлы, которые не содержат олово (кремниевая бронза Cu-Si, алюминиевая бронза Cu-Al).

Чем выше содержание олова, тем выше стойкость к морской коррозии. Также бронза обладает превосходным уровнем стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением в контакте с аммиаком.

Фосфорная (фосфористая) бронза представляет собой сплав красноватого цвета, легированный оловом и фосфором. Олово улучшает механическую прочность и антикоррозионные свойства, фосфор увеличивает жесткость и износоустойчивость металла.

Пушечная бронза – это литой сплав, состоящий из меди, олова (2-11%) и цинка (1-10%), который широко применяется в судостроении, морском машиностроении. Свое название данная группа металлов получила из-за того, что ранее из бронзы данного типа отливали стволы пушек. Пушечная бронза не поддается коррозии цинковых сплавов, а также питтинговой и контактной, устойчива к коррозионному растрескиванию в контакте с аммиаком и его производными.

Алюминиевая бронза – это медно-алюминиевый сплав с содержанием алюминия 4-12%. Отличительной особенностью сплава является комбинация высокой прочности и антикоррозионной стойкости. Металл также устойчив к эрозии, износу. Широко используется в литой и кованой (деформированной) форме. Разновидностью данной группы сплавов выступает никель-алюминиевая бронза, которая широко применяется в морской среде (часто в качестве материала для гребных винтов).

Кремниевая бронза используется для производства крепежей различного вида (гайки, шайбы, болты, шпильки, скобы и др.). Сплав отличается хорошей стойкостью к коррозии в морском климате, а также не поддается механической коррозии.

Основные сферы применения, а также хим.состав и механические свойства см. в таблицах 8-10.

Таблица 8. Основные сферы применения бронзы

Таблица 9.

Химический состав бронзовых сплавов (в %)

Таблица 10.

Механические свойства бронзы

Латунь

Латунь представляет собой сплав на основе меди с цинком в качестве основного компонента. Пропорции цинка и меди варьируются, что влияет на конечные свойства металла. Латуни являются ковким материалом, подходят для литья. Сплав имеет невысокую точку плавления, хорошо проводит тепло, противостоит коррозии. Часто используется в музыкальных инструментах благодаря хорошим акустическим свойствам.

Металл может быть двухкомпонентным (из меди и цинка), а также многокомпонентным, т.е. содержать дополнительные легирующие элементы (например, олово, свинец, марганец, никель и др.).

Латунь является более пластичной, чем медь, и стоит между медью и цинком по антикоррозионным свойствам в атмосферных условиях. Сплавы подвержены экрозионной коррозии, а также дезинкификации. Медно-цинковый металл подвергается коррозионному растрескиванию под действием аммиака, особенно в морской среде.

Алюминиевая латунь (альфа-латунь) используется для изготовления труб и в составе содержит мышьяк, который предотвращает процесс обесцинкования. Альфа-бета-латунь (дуплексная или горячая) является более твердой и прочной, чем альфа, но больше подходит для эксплуатации при высоких температурах. Латунь DZR (CW602N) или латунь, стойкая к вымыванию цинка, за счет легирования свинцом и мышьяком приобретает особую стойкость к обесцинкованию.

Медно-бериллиевые сплавы

Бериллиевая медь обладает высокими антикоррозионными свойствами, а также превосходной стойкостью против биообрастания. В упрочненном состоянии металл занимает первое место по прочности и твердости среди всех медных сплавов. Демонстрирует высокий уровень стойкости к истиранию, не подвергается водородному охрупчиванию, стресс-коррозии в хлоридных средах.

Марки бериллиевой меди содержат от 0.4 до 2% бериллия. Небольшое содержание бериллия в составе медного сплава позволяет создать целую группу металлов, по прочности сопоставимой с легированными сталями.

Марки C17200 и C17300 обладают высокой прочностью и средней проводимостью, в то время как марки C17500 и C17510 – отличными свойствами проводимости, но средними показателями механической прочности. Главные свойства бериллиевой меди – это податливость дисперсионному упрочнению, отличная теплопроводность, релаксационная стойкость.

Применяется бериллиевая медь для изготовления пружин, сверл, металлоизделий разного характера, которые предназначены для эксплуатации в водной среде.

Медные сплавы: маркировка, применение, свойства, характеристика

Медные сплавы – продукция металлургического производства, процесс изготовления которой человечество освоило с давних времён. Первый медный сплав – сплав меди с оловом – дал начало целой технологической эпохе истории цивилизации, получившей название «бронзовый век».

Медь

Мягкий, пластичный металл розовато-золотистого цвета. Его красота издревле привлекала человека, поэтому первыми изделиями из меди были украшения.

В присутствии кислорода медные слитки и изделия из меди приобретают красновато-жёлтый оттенок за счёт образования плёнки из оксидов. Во влажной среде в присутствии углекислого газа медь становится зеленоватой.

Медь имеет высокие показатели теплопроводности и электропроводности, что обеспечивает ей использование в электротехнике. Не меняет свойств в значительном диапазоне температур от очень низких до очень высоких. Не магнитная.

В природе залежи медной руды чаще, чем других металлов, находятся на поверхности. Это позволяет вести добычу открытым способом. Встречаются крупные медные самородки с высокой чистотой меди и медные жилы. Помимо этого медь получают из таких соединений:

• медный колчедан,
• халькозин,
• борнит,
• ковеллин,
• куприт,
• азурит,
• малахит.

Медные сплавы, их свойства, характеристики, марки

Изготовление медных сплавов позволяет улучшить свойства меди, не теряя основных преимуществ данного металла, а также получить дополнительные полезные свойства.

К медным сплавам относят: бронзу, латунь и медно-никелевые сплавы.

Бронза

Сплав меди с оловом. Однако, с развитием технологий появились также бронзы, в которых вместо олова в состав сплава вводятся алюминий, кремний, бериллий и свинец.

Бронзы твёрже меди. У них более высокие показатели прочности. Они лучше поддаются обработке металла давлением, прежде всего, ковке.

Маркировка бронз производится буквенно-цифровыми кодами, где первыми стоят буквы Бр, означающими собственно бронзу. Добавочные буквы означают легирующие элементы, а цифры после букв показывают процентное содержание таких элементов в сплаве.

Буквенные обозначения легирующих элементов бронз:

• А – алюминий,
• Б – бериллий,
• Ж – железо,
• К – кремний,
• Мц – марганец,
• Н – никель,
• О – олово,
• С – свинец,
• Ц – цинк,
• Ф – фосфор.

Пример маркировки оловянистой бронзы: БрО10С12Н3. Расшифровывается как «бронза оловянистая с содержанием олова до 10%, свинца – до 12%, никеля – до 3%».

Пример расшифровки алюминиевой бронзы: БрАЖ9-4. Расшифровывается как «бронза алюминиевая с содержанием алюминия до 9% и железа до 4%».

Латунь

Это сплав меди с цинком. Кроме цинка содержит и иные легирующие добавки, также и олово.

Латуни – коррозионно устойчивые сплавы. Обладают антифрикционными свойствами, позволяющими противостоять вибрациям. У них высокие показатели жидкотекучести, что даёт изделиям из них высокую степень устойчивости к тяжёлым нагрузкам. В отливках латуни практически не образуются ликвационные области, поэтому изделия обладают равномерной структурой и плотностью.

Маркируются латуни набором буквенно-цифровых кодов, где первой всегда стоит буква Л, означающая собственно латунь. Далее следует цифровой указатель процентного содержания меди в латуни. Остальные буквы и цифры показывают содержание легирующих элементов в процентном соотношении. В латунях используются те же буквенные обозначения легирующих элементов, что и в бронзах.

Пример маркировки латуни двойной: Л85. Расшифровывается как «латунь с содержанием меди до 85%, остальное – цинк».

Пример маркировки латуни многокомпонентной: ЛМцА57-3-1. Расшифровывается как «латунь с содержанием меди до 57%, марганца – до 3%, алюминия – до 1%, остальное – цинк».

Медно-никелевые сплавы

• Мельхиор —  сплав меди и никеля. В качестве добавок в сплаве могут присутствовать железо и марганец. Частные случаи технических сплавов на основе меди и никеля:
• Нейзильбер – дополнительно содержит цинк,
• Константан – дополнительно содержит марганец.

У мельхиора высокая коррозионная устойчивость. Он хорошо поддаётся любым видам механической обработки. Немагнитен. Имеет приятный серебристый цвет.

Благодаря своим свойствам мельхиор является, прежде всего, декоративно-прикладным материалом. Из него изготавливают украшения и сувениры. В декоративных целях является отличным заменителем серебра.

Выпускается 2 марки мельхиора:

• МНЖМц – сплав меди с никелем, железом и марганцем;
• МН19 – сплав меди и никеля.

Область применения сплавов меди

Медь обладает невысоким удельным сопротивлением. Это свойство обеспечило меди широкое применение в электротехнической промышленности. Из меди изготавливаются проводники, провода, кабели. Медь используется при изготовлении печатных плат различных электронных устройств. Медные провода используются в электрических двигателях и трансформаторах.

У меди высокая теплопроводность. Это обеспечивает ей применение при изготовлении охладительных и отопительных радиаторов, кондиционеров, кулеров.

Прочность и коррозиоустойчивость меди послужили основанием для изготовления из неё труб, находящих значительную сферу применения: в водопроводных, газовых и отопительных системах, в охладительном оборудовании, в кондиционировании.

В строительстве медь применяется при изготовлении крыш и фасадных деталей зданий.

Бактерицидные особенности меди дают ей возможность использования в медицинских заведениях как дезинфицирующего материала: при изготовлении деталей интерьера, которых люди касаются больше всего – дверных ручек, перил, поручней, бортиков кроватей и т.п.

Медные сплавы имеют не меньшую сферу применения.

Бронзы (по маркам) применяются при производстве деталей машин: паровой и водяной арматуры, элементов ответственного назначения, подшипников, втулок. Оловянистые деформируемые бронзы используют для производства сеток, используемых в целлюлозно-бумажной промышленности.

Латуни (по маркам) находят применение при производстве деталей машин в области теплотехники и химической аппаратуры. Из них изготавливают различные змеевики и сильфоны. В автомобилестроении латуни используют для изготовления конденсаторных труб, патрубков, метизов. В судостроении и авиастроении латуни также используются для изготовления деталей, конденсаторных труб, метизов. Из латуней изготавливаются детали часовых механизмов, полиграфические матрицы.

Мельхиор МНЖМц используется для производства конденсаторных трубок морских судов, работающих в наиболее тяжёлых условиях. Мельхиор МН19 используется для изготовления медицинских инструментов, монет, украшений, столовых приборов.

Источники меди для вторсырья

Экономия ресурсов – важная экологическая и технологическая задача. Медь – слишком ценный элемент, чтобы запросто им разбрасываться. Поэтому при утилизации бытовых устройств и приборов (телевизоров, холодильников, компьютерной техники) нужно срезать все медь содержащие элементы и сдавать их на пункты сбора вторсырья. На производствах должен быть организован централизованный сбор списанных силовых кабелей и трансформаторов, электродвигателей, прочих медь содержащих деталей и устройств. Определённое содержание меди есть в испорченных люминесцентных лампах, что тоже стоит учитывать при утилизации.

Медь и медные сплавы, освоенные человечеством на самой заре цивилизации, остаются востребованными материалами и в технологическую эпоху, основу которой составляет железо. Современное промышленное производство невозможно себе представить без использования цветных металлов. В дальнейшем потребность в меди её сплавах будет только расти, поэтому очень важно относиться к данным материалам экономно и использовать их рационально.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0
голосов

типов медных сплавов и их применение

5 декабря 2022 г. 5 декабря 2022 г.

| 20:18

Что такое медь?

Медь — красновато-золотистый металл, пластичный, ковкий и эффективный проводник тепла и электричества. Медь была первым металлом, с которым работали люди, и до сих пор остается одним из наиболее часто используемых металлов.

Медные сплавы представляют собой металлические сплавы с медью в качестве основного компонента. Они обладают высокой коррозионной стойкостью. Наиболее известными традиционными типами являются бронза, содержащая значительное количество олова, и латунь, содержащая цинк. Оба эти термина являются неточными, ранее их называли латентами. Сегодня термин «медный сплав» широко используется, особенно в музеях.

Типы медных сплавов

Всего выделено 20 сплавов, начиная от общеизвестных (например, бронза, стерлинговое серебро) и заканчивая менее известными металлами, имеющими решающее значение для промышленных целей (например, припой, бронза, магнокс). Люди делают металлические сплавы по разным причинам.

•      Мышьяковая медь.
•      Бериллиевая медь (бериллий)
•      Биллон (серебро)
•      Латунь (цинк)
•      Китайское серебро (цинк)
•      Голландский металл (цинк)
•      Позолота металлическая (цинк)

Использование медных сплавов

Мышьяковая медь обычно используется в котлах, особенно в топках локомотивов. Он также помогает предотвратить охрупчивание бескислородной меди висмутом, сурьмой и свинцом за счет образования сложных оксидов.

Бериллиевая медь (бериллий):  Бериллиевая медь — это цветной сплав, используемый в пружинах, пружинной проволоке, тензодатчиках и других деталях, которые должны сохранять форму при повторяющихся нагрузках и растяжениях. Он обладает высокой электропроводностью и используется в контактах аккумуляторов и электрических разъемах.

Биллон (серебро):  Биллон — это сплав драгоценных металлов с преобладающим содержанием неблагородных металлов (чаще всего серебра, но также и золота) (например, меди). Он в основном используется для создания монет, медалей и жетонов.

Латунь (цинк):  Известно, что все латуни являются пластичными, при этом более низкое содержание цинка делает их более пластичными, а более высокое содержание цинка менее пластичным. Латунь, как и медь, является плохой средой для размножения бактерий. Из-за этого это отличный материал для сантехники, дверных ручек и медицинских изделий 9.0035 .

Китайское серебро (цинк): Китайское серебро — это сплав, используемый в ювелирных изделиях. Он содержит 38% меди, 17,5% цинка, 11,5% никеля, 11% кобальта и 2% серебра.

Голландский металл (цинк): Цвет становится бледнее по мере увеличения содержания цинка. Голландский металл, очень пластичный и ковкий, используется для бронзирования и изготовления имитации сусального золота.

Металл с позолотой (цинк):  Металл с позолотой используется для различных целей, включая оболочки для пуль, приводные ленты на некоторых артиллерийских снарядах, эмалированные значки и другие украшения. Лист обычно используется для работы молотком в ремесленной металлообработке.

суровый джайн

Pipingmart — это портал B2B, специализирующийся на металлических, промышленных и трубопроводных изделиях. Кроме того, мы делимся последней информацией и информацией о материалах, продуктах и ​​различных типах марок, чтобы помочь предприятиям, которые занимаются этим бизнесом.

Теги: Медные сплавы

Сплавы на основе меди – обзор

Насколько прочна медь? В зависимости от того, какой сплав на основе меди вы выбрали, вы можете достичь прочности стали, превосходной коррозионной стойкости и/или долговечности в тех случаях, когда требуется сопротивление износу и истиранию. Но сначала давайте проведем различие между латунью и бронзой, потому что в некоторых отраслях промышленности эти термины используются взаимозаменяемо.

В чем разница между латунью и бронзой?

Латуни представляют собой сплавы на основе меди, содержащие цинк в качестве основного легирующего элемента. Они также могут содержать небольшое количество других элементов, таких как железо, никель, кремний или алюминий. Типичным примером является желтая латунь 60-40, обозначенная как C85500. Этот сплав содержит 59-63% меди, 0,8% алюминия, а остальное около 40% приходится на цинк. Именно из-за высокого содержания цинка материал классифицируется как латунь.

Проще говоря, бронзы представляют собой сплавы на основе меди, в которых основным легирующим элементом не является цинк или никель. Первоначально термин «бронза» описывал медные сплавы, в которых олово использовалось в качестве единственного или основного легирующего элемента. Однако эта номенклатура развивалась. Термин «бронза» теперь используется с предыдущим модификатором, который описывает тип бронзы, указывая на основной легирующий элемент (элементы). Например, MTEK 175/C95400 называют алюминиевой бронзой, потому что он состоит из 11% алюминия, а также 85% меди и 4% железа. МТЭК 83-7-7-3/С93200 — это оловянная бронза с высоким содержанием свинца, поскольку она содержит 7% олова и 7% свинца в дополнение к 83% меди и 3% цинка. Эти образцы соответствуют критериям бронзы. Основным легирующим элементом не является цинк или никель, и его модифицирующие слова полностью описывают сплавы как содержащие значительное количество алюминия в случае алюминиевой бронзы и свинца и олова в бронзе с высоким содержанием свинца.

После установления различия между латунью и бронзой наши обсуждения будут в основном ограничены семейством бронзовых сплавов. Бронзовые сплавы уникально подходят для широкого спектра промышленных применений. Эти группы не предназначены для работы с конкретными приложениями; скорее, они предназначены для информирования об универсальности применения семейства бронзовых сплавов.

Алюминиевая бронза

Алюминиевые бронзы представляют собой семейство сплавов, содержащих алюминий в качестве основного легирующего элемента, хотя они могут также содержать железо и никель. Алюминий значительно улучшает свойства сплава до такой степени, что его прочность аналогична прочности среднеуглеродистой стали. Хотя алюминиевые бронзы обладают многими другими ценными характеристиками, первоначальное применение было связано в основном с прочностными и коррозионно-стойкими свойствами материала. Признание других свойств привело к использованию алюминиевых бронз для различных деталей, требующих твердости, устойчивости к износу и истиранию, низкой магнитной проницаемости, устойчивости к кавитации, эрозии, размягчению и окислению при повышенных температурах. Эти свойства вместе с легкостью свариваемости значительно расширили области их применения.

В семействе алюминиевой бронзы есть несколько основных групп: алюминиевая бронза и никель-алюминиевая бронза (а также версии, в которых используется больше марганца и кремния). Алюминиевая бронза содержит приблизительно 9-14% алюминия и 4% железа, в то время как никель-алюминиевая бронза содержит приблизительно 9-11% алюминия, 4% железа и 5% никеля. Добавление никеля в последний еще больше улучшает коррозионную стойкость материала, который и без того силен в этой области.

Чувствительность к термической обработке позволяет сплавам этой группы с содержанием алюминия менее 10% значительно повышать коррозионную стойкость для использования в агрессивных средах. Сплавы с содержанием алюминия более 12% обладают отличной прочностью на сжатие и превосходными характеристиками защиты от истирания. Благодаря этим свойствам сплавы идеально подходят для глубокой вытяжки и формовки нержавеющих сталей. Эта группа бронз обладает высокими механическими свойствами и используется для зубчатых колес, изнашиваемых пластин, коррозионностойких изделий, подшипников, сальников и конструкционных деталей.

Некоторые типичные алюминиевые бронзы: MTEK 125/C95200, MTEK 175/C95400, MTEK 275/C95900 и MTEK 375.

Никель Алюминиевая бронза

Эта группа сплавов содержит никель и в первую очередь выбирается там, где сочетание высокого требуется прочность, коррозионная стойкость и стойкость к кавитационному и эрозионному повреждению. У них есть история надежной работы в морской воде. Они особенно хорошо работают в условиях стагнации, потому что стойкость к точечной и щелевой коррозии выше, чем у нержавеющих сталей серии 300. Сплавы прочнее, чем нержавеющие стали серии 300.

Сплавы как семейства алюминиевой бронзы, так и семейства никель-алюминиевой бронзы обладают отличной обрабатываемостью, легко поддаются сварке и могут быть успешно соединены со многими другими разнородными сплавами. Эта универсальность позволяет использовать их в различных приложениях.

Типичные сплавы этой группы включают: MTEK 230/C95500 и MTEK 230-N/C95800.

Оловянная бронза

Эта группа сплавов состоит из меди, основным легирующим элементом которой является олово. Наличие олова обеспечивает высокие механические свойства за счет более высокой стоимости металла. Однако бронзы с высоким содержанием олова особенно подходят для определенных применений, для которых менее дорогие бронзы не подходят. Изменения в химическом составе, особенно добавление свинца, в первую очередь предназначены для улучшения характеристик обрабатываемости и герметичности. Сплавы этой группы особенно устойчивы к коррозии, вызванной некоторыми специфическими материалами.

Как правило, эти сплавы могут работать в качестве подшипников при максимальных температурах до 500°F / 260°C и нагрузках до 4000 фунтов. на квадратный дюйм. Однако подшипники из этих сплавов должны быть очень тщательно выровнены и хорошо смазаны, и для них требуются более твердые валы, чем для бронз с высоким содержанием свинца.

Сплавы на основе оловянной бронзы регулярно используются при тяжелых нагрузках и низких скоростях, поскольку они являются лучшими сплавами для зубчатых передач с длительным сроком службы при больших нагрузках. Они используются для втулок поршневых пальцев, направляющих клапанов, подшипников прокатных станов, червячных подшипников, опорных подшипников и втулок рычажных механизмов для станкостроения. Они также используются для паровых фитингов, рабочих колес насосов и уплотнительных колец.

Некоторые популярные сплавы в группе оловянной бронзы: MTEK Tin Bronze/C90500, MTEK 65/C90700, Navy G 1% Lead/C92300, MTEK 87-11-0-1/C92500 и MTEK освинцованная оловянная бронза/C92700.

Оловянная бронза с высоким содержанием свинца (бронза для подшипников)

Четыре сплава, перечисленные ниже, содержат до 25% свинца и представляют собой репрезентативную группу оловянных бронз с высоким содержанием свинца, наиболее широко используемых для подшипников и втулок. Их грузоподъемность напрямую зависит от содержания в них олова, хотя на нее также будет влиять присутствие небольшого количества других легирующих элементов, таких как никель и фосфор. Свинец в сплаве нерастворим и механически тонко диспергирован в медно-оловянной матрице. Эта комбинация обеспечивает хорошую несущую способность и ударную вязкость благодаря содержанию меди и олова, а также обеспечивает смазывающую способность, прилегаемость и способность к заливке благодаря свободному свинцу, вмороженному в сплав.

Эти сплавы являются превосходными сплавами для подшипников, если учитывать все свойства и стоимость. Они варьируются от максимальных рабочих температур 450 ° F / 230 ° C и грузоподъемности 4000 фунтов. на квадратный дюйм для изделий с самым высоким содержанием олова, до максимальных рабочих температур 400°F / 200°C и грузоподъемности 3500 фунтов. на квадратный дюйм для продуктов с самым низким содержанием олова.

Типичные подшипниковые бронзы этого семейства: MTEK 83-7-7-3/C93200, MTEK 80-10-10/C93700, MTEK 79-6-15 Hi Lead/C93900 и МТЭК 943/C94300.

Bearium Alloys

Уже более 60 лет Bearium® Metals выбирают за эффективность в самых тяжелых условиях эксплуатации. Это сплавы оловянной бронзы с высоким содержанием свинца, содержащие первичную медь, олово и специально обработанный свинец. Металлы Bearium® можно использовать там, где другие материалы подшипников могут выйти из строя из-за скорости, нагрузки, температуры или там, где смазка затруднена, невозможна или просто игнорируется.

Доступны четыре сорта: B-4, B-8, B-10, B-11. B-4 имеет самое высокое содержание свинца и лучше всего подходит для более мягких сопрягаемых деталей. В-11 имеет самое низкое содержание свинца и чаще используется, когда важнее высокая прочность.

Сам по себе химический состав не полностью объясняет превосходные фрикционные свойства медвежьего металла. Повышенная производительность также в значительной степени связана с обработкой используемых ингредиентов. Это приводит к металлургической структуре, которая превосходит структуру других подшипниковых материалов, даже если они могут иметь идентичный химический состав.

Существует четыре марки сплавов Bearium®. Основное различие между сортами заключается в количестве содержащегося свинца. Bearium® B-4 содержит 26 % свинца, B-8 – 22 %, B-10 – 20 %, а B-12 – 18 %.

Марганцевая бронза

Семейство марганцевых бронз прежде всего известно своей чрезвычайно высокой прочностью и способностью противостоять коррозионному воздействию морской воды и рассола. Прочность на растяжение в диапазоне от 60 000 фунтов на квадратный дюйм до 110 000 фунтов на квадратный дюйм легко достигается в зависимости от состава выбранного сплава. Следует соблюдать большую осторожность при использовании этих сплавов в качестве подшипников, потому что марганцевая бронза и сталь плохо изнашиваются вместе.