Бронза — это очень древний и интересный сплав, в его состав входит медь и другие металлы

Способы изготовления и характеристики

Физические данные

Свойства сплава определяются его химическим составом и могут изменяться в определенных пределах. Бронза менее подвержена коррозии и обеспечивает лучшее скольжение металла по металлу, чем латунь. Он имеет более высокую прочность и меньше подвержен атмосферным воздействиям (вода и воздух), лучше противостоит солям и органическим кислотам. Он легко обрабатывается, его можно паять и закреплять сваркой. Некоторые физические свойства бронзы:

• удельный вес от 7,8 до 8,7 т/куб.м;
• температура плавления бронзы – плавится при нагревании от 930 до 1140 градусов;
• цвет изменяется от красного – цвет меди, до белого – цвет олова;
• износостойкость и хорошее скольжение по металлу определяют сферу использования в качестве подшипников скольжения, они хорошо работают в любых температурных режимах;
• обладает высокой электропроводностью и теплопроводностью, стойкостью к паровому воздействию, что способствует производству деталей для оборудования, работающего в экстремальных условиях.

Как изготовить бронзу

Плавление и смешение расплавов меди и добавок различных металлов, позволяющих придать сплаву определенные необходимые свойства, приводит к получению такого легирующего металла, как бронза. В производственном процессе задействованы электропечи индукционного типа и плавильные горны, с их помощью можно делать все сплавы с медью.

Плавка ведется с флюсовыми добавками, при этом исходным сырьем для плавки может быть как медная руда, так и медный лом. Как правило, медный лом добавляют в расплав вместе с добавочным металлом в процессе плавки. При выплавке только из медной руды проводят следующие операции:

• 
  топится печь, помещается в нее медная руда с флюсовыми добавками и плавится при температуре около 1200 градусов;
• добавить химический окислитель – люминофорную медь, половину можно загрузить в составе флюса, а остальную часть дополнительно залить ковшом;
• при плавке в раскисленный расплав меди добавляют присадочные металлы, предварительно подогретые до ста градусов;
• после получасового отстаивания расплава жидкий шлак удаляют с поверхности, а полученный сплав распределяют по формам.

Используя медный лом, процедура изготовления бронзы такая же.

Марки и сферы их применения

Естественно, различные химические элементы вводятся в состав любой бронзы не бесцельно, а для улучшения ее свойств. Таким образом, на пластичность влияет содержание в бронзе такого металла, как олово. Чем больше этого металла содержится в составе бронзы, тем тверже и, следовательно, более хрупким становится сплав. Однако наиболее существенное влияние на твердость и прочность бронзы оказывает такой химический элемент, как бериллий. Некоторые марки сплавов бронзы, содержащие в своем химическом составе бериллий, превосходят по своим прочностным свойствам марочную сталь. Если бериллиевую бронзу подвергнуть процедуре закалки, то она приобретает наряду с высокой прочностью эластичность, что позволяет изготавливать из этого материала пружины, пружины и диафрагмы различного назначения.

Свойства и применение бериллиевой бронзы (нажмите, чтобы увеличить)

Из бронзовых сплавов, химический состав которых обогащен алюминием, производят изделия, которые должны сочетать достаточно высокую прочность с исключительной коррозионной стойкостью. Благодаря свойствам бронзовых сплавов этого типа изделия из них успешно эксплуатируются в самых неблагоприятных условиях (повышенная влажность, воздействие морской воды и др.). В тех случаях, когда необходимо изготовить изделие из бронзы, которое в процессе эксплуатации будет подвергаться значительным ударным и фрикционным нагрузкам, лучше использовать сплавы, содержащие в своем химическом составе свинец. В частности, из такой бронзы изготавливают подшипники, используемые в механизмах различного назначения.

Свойства безоловянной алюминиевой бронзы

Бронзы, которые помимо меди содержат кремний и цинк, отличаются повышенной текучестью в расплавленном состоянии, поэтому их применяют в основном для изготовления сложных деталей методом литья. Отличительной особенностью бронз этого типа является то, что при механическом воздействии на изделия из них не образуется искр. Это качество очень важно во многих случаях.

Относительно новым видом бронзы, который был разработан в связи с развитием нефтяной промышленности, являются медные сплавы, состав которых обогащен алюминием и никелем. Такие бронзы, отличающиеся исключительной коррозионной стойкостью, часто называют морскими бронзами, поскольку изделия из них способны сохранять все свои первоначальные свойства даже после длительной эксплуатации в соленой морской воде. Получить такие сплавы, которые активно используются для изготовления элементов нефтяных платформ, установленных на океанах и океанских шельфах, удалось благодаря развитию металлургической промышленности.

Большинство марок бронзовых сплавов не намагничиваются, что позволяет с успехом использовать их для производства электротехнической продукции.

Использование БрАЖ 9-4 и БрА9Ж3Л

Заготовки и полуфабрикаты из алюминиевой бронзы применяются в автомобильной, тракторной, авиационной, приборостроительной, станкостроительной, оборонной, нефтяной и химической промышленности, так как алюминиевые сплавы обладают высокими механическими и антифрикционными свойствами.

Прутки бронзовые БрАЖ9-4 изготавливаются методом штамповки и имеют диаметр 16-160 мм по ГОСТ 1628-78. Шатуны БрАЖ9-4 применяются для изготовления деталей, подверженных трению и изнашиванию: клапанов, винтов, колец, поршневых колес, клапанов насосов высокого давления. Востребована такая бронза и при производстве массивных деталей: ободьев, винтов, фурнитуры.

От струн до подшипников

Формула успеха с бронзой – в сочетании редких качеств «металлической ассоциации».

Поэтому его использование только увеличилось с конца бронзового века.

Трубач играет гимн…

Музыка не была бы такой красивой и выразительной, если бы не прекрасное мелодическое слияние. Сначала жрецы оценили свойства бронзы. В средние века церковь требовала все больше и больше «колокольной бронзы». Азиатские культисты вовсю использовали звонкий голос бронзы: делали из нее колокольчики, «поющие чаши», гамеланы, гонги.

Сегодня бронза поет струнами роялей, контрабасов, клавесинов, банджо и гитар.

Саксофоны из фосфористой бронзы обладают уникальным голосом.

Для промышленности

Понятно, что промышленность не преминула урвать свой кусок бронзового пирога.

• Машиностроение (подшипники, клапаны, втулки, узлы трения клапанов); металлопрокат (листы, трубы, прутки).
• Бронзовая проволока — для проводов, кабелей, сварочных электродов.
• Авиация и кораблестроение, ракетная техника и простейшие вкладыши подшипников — наши сплавы востребованы везде.
• В ювелирной промышленности алюминиевая бронза золотистого цвета используется для изготовления дешевой бижутерии. Бронзовые сплавы часто использовались для чеканки монет, особенно в древности.

Изделия из бронзы

2 Виды сплава и их применение

Опыты с пропорциями проводили еще наши далекие предки. Однако не все так просто. Как было установлено, свойства сплава меняются и при изменении химического состава. На пластичность бронзы влияет количество в ней олова. Чем больше этого металла, тем тверже он становится. Самый твердый материал – бериллиевая бронза. При затвердевании обладает определенной пластичностью, и очень подходит для изготовления деталей с упругостью: пружин, рессор, диафрагм.

Для получения прочных металлических полос и труб, которые бы легко режутся, но при этом не поддаются коррозии (в том числе от морской воды), применяют алюминиевую бронзу. То есть сплав, где основным легирующим элементом является широко используемый и известный металл. Свинцовая бронза нашла применение в производстве подшипников. И все это благодаря отличной устойчивости к ударным нагрузкам и антифрикционным свойствам. Для изготовления деталей достаточно сложной формы, не обладающих таким свойством, как искрообразование, применяют кремнийцинковую бронзу. Между прочим, в расплавленном состоянии он обладает отличной текучестью, что позволяет заливать его в любую форму.

Алюминиевая бронзовая трубка

Алюминиево-никелевая бронза (морская) мало чем отличается от традиционных сплавов, потому что это фактически совсем другой состав, далекий от классического по свойствам. Единственное, что роднит его с рассматриваемым материалом, так это наличие меди в качестве одного из элементов. Этот сплав был открыт не так давно, благодаря развитию литейного производства и созданию определенных условий, невозможных при ремеслах.

Потребность в этом материале возникла после того, как человечество начало осваивать добычу нефти с помощью платформ, расположенных в морях и океанах. Им нужны были пожарные насосы, которые могли бы использовать соленую воду. Дело в том, что металлические детали этих устройств изготавливались из сплавов, не выдерживавших воздействия определенной среды. И в ходе экспериментальных поисков была найдена связь, прошедшая проверку.

Некоторые разновидности бронзовых сплавов

Наиболее необходимыми являются оловянная, бериллиевая, кремниевая и алюминиевая бронзы.

Оловянная бронза

Оловянная бронза содержит олово в качестве основного легирующего компонента. Он также может содержать фосфор, цинк, свинец, никель и т д.

В таблице указано предельное содержание элементов в некоторых марках:

Как видно из таблицы, сплавы содержат не менее 80 % меди. С увеличением объема олова в сплаве изменяются и его свойства:

• повышается твердость и прочность металла;
• снижается пластичность;
• снижается ударная вязкость;
• повышенная усталостная прочность.

Одним из компонентов сплава является P (фосфор). Этот элемент называется сплавом, если его содержание более 0,1%.

Фосфор, попадая в медный сплав, раскисляет медь. Кроме того, в качестве легирующей добавки присутствует фосфор, повышающий износостойкость металла. У этой композиции есть и недостаток. Фосфор при превышении его содержания снижает пластичность получаемого металла. Поэтому при введении фосфора в качестве легирующего компонента в кованую оловянную бронзу крайне важно строго соблюдать ГОСТ и другие нормативные документы.

Еще одним легирующим компонентом является Zn (цинк). Добавляется бронза, не содержащая фосфора. Цинк вводят в количестве, которое может быть растворено. Свинец часто может быть добавлен вместе с цинком. Свинец легко растворим, образующиеся сплавы БрОЦС4-4-2,5 и БрОЦС4-4-4 представляют собой кристаллы твердого раствора и нерастворившиеся включения свинца. Добавление свинца повышает антифрикционные свойства металла и способность к его резке. Однако свинец как легирующий элемент снижает некоторые другие механические свойства получаемого металла.

Ni (никель) также может быть добавлен. Элемент повышает прочность, пластичность и деформируемость.

Бериллиевая бронза

К этому типу относятся безоловянные дисперсионно-упрочненные сплавы меди и бериллия. Это означает, что растворимость легирующего элемента находится в прямой зависимости от температуры. Закалку ведут из однофазного участка, т.е сразу из расплава. Очень важно правильно выбрать рабочую температуру. Именно эта величина определяет, насколько хорошо расплав перейдет в твердый раствор и насколько он будет однородным, что важно для придания металлу специфических свойств. Оптимальная температура отверждения 760-800°С. При повышении температуры выше указанного диапазона возможно увеличение зернистости металла и, как следствие, снижение технологических параметров. Температуры ниже этого интервала не позволяют в необходимой степени насытить твердый раствор бериллием.

Скорость охлаждения раствора должна быть не менее 30-60 градусов в секунду. Это необходимо для предотвращения разложения компонентов в твердом растворе. Ni (никель) и Co (кобальт) иногда могут быть добавлены в качестве дополнительных присадок для снижения предела скорости охлаждения. Эти добавки повышают устойчивость твердого раствора при переохлаждении. Магний можно использовать для той же цели гибки металла

Наибольшее применение в промышленности и производстве получили следующие сплавы:

• БрБ2 — с содержанием бериллия 2%;
• МНБ — медно-никелево-бериллиевый сплав, содержание бериллия не превышает 0,8%
• МКБ – это соотношение медь-кобальт-бериллий при том же содержании бериллия, что и в МНБ.

И БрБ2, и МНБ, и МКБ обладают высокой пластичностью и прочностью, легко подвергаются изгибу и растяжению, а также другим видам пластической деформации.

Содержание компонентов в некоторых бериллиевых бронзах приведено в таблице:

Кремниевая бронза

Этот безоловянный сплав имеет в своем составе Cu (медь) в количестве 80 %, Zn (цинк) 20 % и Si (кремний) ок. 3% и 1% марганец (БрКМц-3-1), проявляет стойкость к деформации сжатия и растяжения. Высокие механические и антифрикционные свойства, пластичность при низких температурах позволяют использовать этот сплав для изготовления антифрикционных деталей, пружин, подшипников и т.д.

Кремнийсодержащие сплавы обладают еще одним полезным свойством – текучестью. Они широко используются при литье сложных деталей. Благодаря своему составу бронза не искрит при ударе.

Механические свойства деформируемых бронз

E = 92…130 ГПа.

Бронза	Состояние	Предел прочности при растяжении σв, МПа	Относительное удлинение δ, %	Твердость НВ, МПа
БрАМц9-2	Мягкое состояние	450	тридцать	НВ 1100
БрАМц9-2	Твердое состояние	800	четыре	HB 1800
БрАЖ9-4	Мягкое состояние	450	40	НВ 1100
БрАЖ9-4	Твердое состояние	700	четыре	HB2000

Как отличить в домашних условиях?

Бронза имеет довольно явные отличия от других подобных металлов. В искусстве «расчёта» данного материала нет ничего сложного. Разберем, как легко и просто можно отличить бронзу в домашних условиях.

• Бронза отличается от многих других сплавов высокой прочностью и жесткостью. Таким образом, металл легко отличить от меди или латуни. Достаточно проверить материал буквально «на зуб» — на поверхности бронзового сплава не должно остаться следов, как при давлении.

• Можно поэкспериментировать с раствором соленой воды (200 г на 1 л воды). Через 10-15 минут медное изделие приобретет более насыщенный и привлекательный оттенок, чем бронзовая деталь.

• Прибегают к нагреву металла примерно до 600 градусов Цельсия (подобной температуры можно добиться с помощью специальной бензиновой горелки). Если поднести инструмент близко, например, к латуни, на материале появится темная пленка оксида цинка. На бронзовом изделии его не будет видно.

• Если латунь нагреть, она согнется. Если такую ​​операцию провести по отношению к бронзе, то она не изменит своих свойств и формы. Если есть возможность и образец металла, можно попробовать переплавить. Та же латунь будет гореть белым пламенем и разбрасывать белоснежные хлопья — так выгорает цинк.

• Отделить бронзу от латуни можно другим надежным способом: по несколько стружек каждого металла положить в отдельные емкости, затем влить разбавленную азотную кислоту (1 часть кислоты и 1 часть воды). Подождите немного, пока большая часть компонентов успеет раствориться. Затем нужно нагреть чашки и вскипятить растворы. 30 минут вы должны держать их на маленьком огне. Жидкость, в которую помещают кусочки латуни, будет прозрачной, а в сосуде с бронзовой стружкой образуется белоснежный осадок олова.

Технология получения

Бронза – продукт легирования меди легирующими добавками.

Процесс происходит в электрических индукционных печах или тиглях:

1. Металлы из руды или вторичного сырья (бытовые отходы, промышленные отходы) используются в качестве исходного налога при производстве материала).
2. Топится печь, загружается уголь или флюс, затем медь.
3. Медный расплав дегазируют (раскисляют).
4. Добавить нагретые огнеупорные компоненты лигатуры.
5. Массу перемешивают, нагревают до расплавления всего содержимого.
6. Снова добавляют раскислитель (фосфорная медь) для удаления оксидов меди.
7. Завершающим этапом производства бронзы является заливка в формы.

На выходе получаются плоские или объемные блоки. Их направляют в прокатный или кузнечно-прессовый цех.

Металлопрокат: труба, лента, круг, вкладыши, катанка, проволока.

Классификация бронзы

По химическому составу различают:

• Оловянные бронзы представляют собой сплавы с оловом в качестве основного легирующего компонента. Кроме олова в качестве дополнительных компонентов могут присутствовать свинец, фосфор и цинк. С добавлением олова медь приобретает большую плавкость, эластичность и твердость. Поэтому сплав лучше подходит для полировки. Дополнительные компоненты улучшают механические свойства, литейные свойства и антифрикционные свойства.

• Безоловянные (специальные) бронзы — это сплавы, не содержащие в качестве легирующего элемента олово. По свойствам они не уступают оловянным бронзам, а в некоторых даже превосходят их.

По технологической основе бронзы делятся на:

• Деформируемый – хорошо поддается механической обработке: штамповке, гофрированию, ковке. Содержание олова в них не более 6%, что обеспечивает необходимую пластичность. Из деформируемой оловянной бронзы изготавливают листы, бронзовую проволоку, бронзовый прут, бронзовую ленту.

• Литейный – предназначен для фасонного литья. Литейная оловянная бронза используется для изготовления различных деталей машин, работающих в соленой морской воде, вкладышей подшипников, зубчатых колес.

Разновидности

По соотношению содержания основных компонентов бронзы — меди и олова известны два основных вида: оловянные, когда основным наполнителем является олово, и безоловянные, если олово присутствует в очень незначительном количестве.

Оловянная бронза

Классическая или оловянная бронза – универсальный материал не только в промышленности, но и в других сферах жизни человека. В этом сплаве 80 частей меди составляют 20 частей олова, он хорошо плавится, обладает высокой прочностью, достаточно тверд, не подвержен коррозии, долговечен и способствует уменьшению трения металлов.

Эти преимущества оловянной бронзы приводят к трудностям в ряде других отношениях: сплав трудно ковать и резать, затачивать острые кромки и штамповать, но из него легко изготавливать отливки. Осадок при остывании отливки не превышает одного процента, а это значит, что материал можно использовать в художественных изделиях с высокой точностью.

Для придания сплаву дополнительных свойств в состав могут быть включены добавки других металлов и неметаллов:

• цинк в количестве до 10% улучшает антикоррозийные свойства, детали из такого сплава используются в судостроении, где соленая вода является агрессивной средой;
• свинец и фосфор способствуют лучшему скольжению бронзовых изделий по другим металлам, такой сплав легче режется и штампуется.

Безоловянная

Бронза без олова — иногда использование олова в сплаве не допускается, а необходимые свойства получаются добавлением других металлов. Современные технологии позволяют подобрать добавки таким образом, чтобы изделия из бронзы без олова заменили классические изделия из бронзы.

Свинцовая бронза — это сплав, который хорошо скользит по металлу, выдерживает большое давление, очень прочен и трудно плавится. Область его применения – подшипники, работающие под высоким давлением.

Кремний — 97% меди, немного олова и пять сотых процента кремния, его добавляют для повышения электропроводности и такую ​​бронзу используют в качестве жил телефонных кабелей. Он немагнитен, хорошо паяется, эластичен и устойчив к низким температурам. Кроме того, он может содержать марганец.

Бериллий самый твердый. Этот сплав обладает высокой устойчивостью к коррозии и экстремальным температурам, как положительным, так и отрицательным. Это немагнитный металл и при столкновениях от него не возникает искр. Кроме того, могут быть добавлены никель или кобальт. Из сплава изготавливают эластичные изделия – пружины, мембраны, пластины.

Алюминий — состав простой, алюминий пять процентов, остальное — медь. Цвет бронзы блестяще-золотистый, она устойчива к химическим веществам – кислотам. Он прочный по твердости и термостойкий, сохраняя свои свойства даже при экстремально низких температурах. Он слабо противостоит коррозии и дает значительную усадку при литье. Из-за красивого цвета его используют в ювелирном производстве, изготовлении монет и медалей. Физические свойства предопределяют использование сплава в деталях автомобильных изделий, пороховом и пиротехническом производстве.

Отличие видов, классификация

Деление на виды осуществляется исходя из конкретных компонентов состава. Например, олово, изготовленное с более низким процентным содержанием свинца или фосфора, способствует эффективному легированию. Это увеличивает прочность и твердость сплава. Он лучше выдерживает плавление, хорошо держит заданную форму. Поверхность идеально подходит для шлифовки, улучшаются рабочие и визуальные показатели.

Однако сплав бронзы — это не просто концентрация меди и олова. Есть виды, состав которых построен по новой формуле, кардинально отличающейся от приведенной выше. Эта группа сплавов называется безоловянной бронзой. По техническим и эксплуатационным характеристикам они ничем не уступают оловянным, а по некоторым параметрам даже превосходят их.

Деление осуществляется также по технологическому параметру. По этому признаку бронзы могут быть деформируемыми и литейными.

• Деформируемый — используется для механической обработки. Идеально отполированы, выкованы, вырезаны. Процент олова в составе не превышает 5 единиц, что способствует нужной пластичности. Применяется для производства металлических листов, проволоки, прутков, полос – изделий, применяемых в строительстве.
• Литейный – используется для производства литейных изделий. В основном используется для производства литых изделий: шестерен, вкладышей подшипников, трубопроводов.

Оловянная

Оловянная бронза представляет собой сплав с преобладающим количеством меди в смеси с оловом. Исторически доказано, что это сочинение одним из первых осваивается здравомыслящим человеком. Она отличается большей (по сравнению с обычной медью) твердостью, прочностью, лучше и легче плавится.

Читайте также: ВИГ сварка: что это такое, как сваривать и т

Недостаток бронзы в том, что она практически не меняется под давлением. Это условие не позволяет использовать его в других популярных видах металлообработки: ковке, штамповке, прокатке, резке, заточке.

Эта особенность относит его непосредственно к группе литейных металлов. К тому же по этим характеристикам он ничем не уступает другим. Например, бронза имеет минимальный процент усадки (1%), для латуни и чугуна этот показатель составляет 1,5%, сталь показывает еще большее значение – 2%.

Исходя из этих критериев, несмотря на склонность к ликвации и относительно низкую текучесть, бронза востребована для получения отливок сложной формы, в том числе относящихся к художественному литью.

Здоровый! Сегрегация – это неоднородный состав химических элементов, возникающий в результате превращения последних в кристаллы с определенной структурой (кристаллизация).

Безоловянная

Термин «бронза» может относиться к другим медным сплавам, не содержащим олова. Это латунь, константан и алюминиевая бронза. Последний лидирует по механическим качествам, более устойчив к химическому воздействию.

Здоровый! При добавлении кремния к меди образуется сплав, обладающий отличной текучестью.

Популяризация бронзового сплава для современного человека Источник epilot.ru

Наилучшие показатели упругости характерны для бериллиевой бронзы. Кроме того, этот сплав имеет высокую твердость. Хорошо обрабатывается (режется), часто используется для изготовления пружин, диафрагм, пружинных контактов.

Плюсы и минусы

Чтобы оценить бронзовый сплав, нужно рассказать о его сильных и слабых сторонах.

Преимущества:

1. Наличие смесей с разными видами металлов и дополнительных компонентов позволяет использовать их в различных отраслях промышленности.
2. Создание сплавов с различными свойствами. Вы можете варьировать соотношение и процентное содержание компонентов сплава.
3. Материал может быть переработан.
4. Высокая эластичность.
5. Устойчив к коррозии, кислотам и щелочам.

Недостатком является высокая стоимость бронзовых сплавов. Из-за этого покупатели часто отдают предпочтение другим материалам.

Структура и состав

• Свойства сплава — от цвета до текучести в расплавленном виде зависят от двух основных факторов: качественного состава бронзы и ее структуры. Качественный состав – это совокупность металлов или неметаллов, участвующих в образовании сплава в ощутимо значительном количестве. Причем последнее определяется не собственно массой или объемом вещества, а выраженностью свойств, которые оно создает. Добавление всего 0,25% серебра значительно повышает электропроводность, а для достижения антифрикционных свойств нужно добавить не менее 4% кремния.

Состав указан на этикетке, что позволяет правильно подобрать материал для тех или иных работ.

• Второй фактор менее известен — это структура сплава или твердого раствора. Дело в том, что в меди может раствориться только 15,8% олова, тогда как в сплаве его может быть заметно больше. Это и обуславливает появление сплавов с разным фазовым строением.
  • Однофазный — доля олова не превышает 6-8%, это только α-фаза. Такой состав отличается эластичностью и высокой формуемостью. Кроме того, бронзу с содержанием олова до 2 % можно ковать на холоду без нагрева, а с содержанием металла до 8 % — с нагревом.
  • Двухфазный — когда доля олова превышает 15%, т.е максимальная растворимость, в твердом растворе появляются 2 фазы. При этом полностью исчезает такое качество, как формуемость, и сплав начинает приобретать твердость и некоторую хрупкость. Этот сплав используется для литья.

Дополнительные элементы, влияющие на свойства, мало влияют на фазовый состав.

Достоинства и недостатки

Бронза имеет много положительных свойств. Среди них:

• разнообразие свойств и, следовательно, использования;
• возможность создания вариантов разных способов обработки (литье или деформация) в зависимости от потребностей;
• небольшая усадка (0,5 – 1,5%);
• возможность нескольких обработок без потери свойств, то есть бронзу можно обрабатывать;
• высокая стойкость к химическому воздействию окружающей среды (вода, воздух, кислоты);
• большая эластичность многих опций.

Основным недостатком является высокая стоимость некоторых марок, например оловянной бронзы. Типы другого состава, например, из алюминиевого сплава, намного дешевле. Таким образом, стоимость рассматриваемых материалов во многом определяется входящими в их состав легирующими элементами.

Алюминиевая бронза это сплав на основе — Справочник металлиста

Бронза представляет собой двухкомпонентный или многокомпонентный сплав, состоящий из меди и других элементов, усиливающих основные свойства металла, кроме цинка. Такие элементы называются легирующими элементами. В составе бронзы их более 2,5 мас.

В качестве легирующих компонентов используют марганец, олово, бериллий, свинец, кремний, хром, фосфор, железо, алюминий и другие элементы. Сплавы маркируются сочетанием «Бр», буквами, обозначающими основные компоненты сплава, и цифрами, обозначающими их содержание. Например: БрО5 — оловянная бронза, БрА5 — алюминиевая бронза.

Химический состав бронзовых сплавов и их марки определяются соответствующим ГОСТом. Купить бронзу вы можете на нашем сайте.

Бронза на основе меди и олова — один из старейших сплавов, изобретенных человеком. В 3-м тысячелетии до нашей эры бронзовые изделия появились в Месопотамии и Южном Иране.

Из этого сплава изготавливали все необходимое для жизни человека в древности.

Археологи нашли оружие (кинжалы, топоры, наконечники стрел, мечи), мебель и предметы интерьера (зеркала), а также посуду (кувшины, вазы, тарелки).

Кроме того, из бронзы изготавливались монеты и всевозможные украшения. Около 5-4 числа века до нашей эры, древние скульпторы Греции научились отливать большие бронзовые статуи, кстати, эта технология актуальна и сегодня. В Средние века бронзу использовали для изготовления пушек и артиллерийских снарядов. Из этого сплава издавна отливают часы.

Изменяя состав и размер отливки, мастера создавали колокола с чудесным звучанием.

Классификация бронзы

По химическому составу различают:

• Оловянные бронзы представляют собой сплавы с оловом в качестве основного легирующего компонента. Кроме олова в качестве дополнительных компонентов могут присутствовать свинец, фосфор и цинк. С добавлением олова медь приобретает большую плавкость, эластичность и твердость. Поэтому сплав лучше подходит для полировки. Дополнительные компоненты улучшают механические свойства, литейные свойства и антифрикционные свойства.
• Безоловянные (специальные) бронзы — это сплавы, не содержащие в качестве легирующего элемента олово. По свойствам они не уступают оловянным бронзам, а в некоторых даже превосходят их.

По технологической основе бронзы делятся на:

• Деформируемые — хорошо поддаются механической обработке: штамповке, гофрированию, ковке олова в них не более 6%, что придает необходимую пластичность. Из деформируемой оловянной бронзы изготавливают листы, бронзовую проволоку, бронзовый прут, бронзовую ленту.

• Литейный – предназначен для фасонного литья. Литейная оловянная бронза используется для изготовления различных деталей машин, работающих в соленой морской воде, вкладышей подшипников, зубчатых колес.

Свойства бронзы

Если сравнивать с латунью, то бронза отличается более высокой коррозионной стойкостью, прочностью и антифрикционными свойствами. Достаточно устойчив к воздействию воздуха, соленой воды, растворов углекислого газа и растворов многих органических кислот. Большинство типов бронзы можно сваривать и паять твердыми и мягкими припоями.

В зависимости от количества добавок цвет бронзы может быть от красного до белого. Рассмотрим, как легирующие элементы влияют на свойства бронзы. Олово, никель, кремний и алюминий повышают прочность, коррозионную стойкость и упругие свойства бронзы.

В сочетании со свинцом, цинком и фосфором также повышаются антифрикционные свойства. Никель и железо значительно измельчают зерно и повышают температуру рекристаллизации. Кремний и марганец повышают термостойкость.

Хром, цирконий и бериллий повышают жаропрочность сплавов и несколько снижают электропроводность.

Давайте кратко рассмотрим наиболее часто используемые типы бронзы.

• Бериллиевая бронза лидирует по твердости среди других медных сплавов. В затвердевшем состоянии обладает хорошей пластичностью, технологичностью, а в более старом состоянии — высокими механическими свойствами. Кроме того, уровень механических свойств может быть повышен за счет пластической деформации перед старением. Пружины, диафрагмы и инструменты изготовлены из бериллиевой бронзы.
• Алюминиевая бронза характеризуется высокой плотностью, стойкостью к агрессивным факторам окружающей среды и химическим элементам, хорошей стойкостью к морской воде. Этот тип бронзы можно обрабатывать режущими инструментами. Из него делают ленты и полосы трубы.
• Кремниево-цинковая бронза позволяет изготавливать изделия сложной формы, благодаря повышенной текучести в расплавленном состоянии. Такая бронза имеет высокую степень сопротивления сжатию и не искрит при механическом воздействии.
• Свинцовая бронза обладает прекрасными антифрикционными свойствами, хорошо противостоит ударным нагрузкам, а также отличается высокой прочностью и огнеупорностью. Используется для сильно нагруженных подшипников.
• Оловянная бронза обладает всеми вышеперечисленными свойствами и находит самое широкое применение в современной промышленности.

Получение

Бронза получается путем сплавления меди и компонентов сплава. Процесс происходит в электрических индукционных печах или тигельных печах. Плата за плавку может состоять из свежих металлов, а также отходов производства и вторичных металлов. Плавка ведется под слоем флюса или древесного угля.

Необходимое количество угля или флюса помещают в предварительно разогретую печь, а затем загружают медь. После расплавления и нагревания меди до соответствующей температуры расплав раскисляют фосфором меди.

Далее в расплав вводятся нагретые элементы сплава. Элементы тугоплавких сплавов вводятся в виде лигатур. Расплав перемешивают до растворения компонентов и нагревают до нужной температуры.

Перед заливкой расплав повторно раскисляют фосфористой медью для удаления оксидов.

Бронза хорошо плавится и равномерно заполняет формы для слитков. Сплавы производятся в виде плоских и круглых блоков. Слитки обрабатывают прокаткой или прессованием.

Результатом является широкий выбор изделий из металла:

Применение бронзы

Бронза используется в современном машиностроении, ракетной, авиационной, судостроительной и других отраслях промышленности.

Благодаря устойчивости к механическому износу и высокой коррозионной стойкости изделия из бронзы применяют для изготовления деталей машин и устройств, участвующих в подвижных частях в процессе трения. Бронзовые детали требуют периодической замены, т.е являются расходным материалом.

Безоловянные бронзовые сплавы используются для изготовления проката деталей химических агрегатов, регулирующей арматуры для систем отопления и трубопроводов другого назначения.

Бронзу используют для отливки скульптур и памятников, так как материал прочный, не подвержен атмосферным воздействиям и устойчив к механическим повреждениям. Изделия высокохудожественных форм в театрах, дворцах, залах (люстры, торшеры, канделябры) также изготавливаются из бронзы.

Бронза — это сплав. Характеристики бронзы

Бронза – это сплав на основе меди. Вспомогательными металлами могут быть никель, цинк, олово, алюминий и другие. В данной статье мы рассмотрим виды, технологические функции, химический состав бронзы, а также способы ее получения.

Классификация

1. По химическому составу этот металл принято делить на две группы. Первая – оловянная бронза. В них олово является важнейшим легирующим элементом. Другой без олова. Ниже мы поговорим об этом подробнее.

2. По технологическим характеристикам бронзу принято делить на деформируемую и литейную. Первый хорошо обрабатывается под давлением. Последний используется для фасонного литья.

Этот металл по сравнению с латунью обладает значительно лучшими антифрикционными, механическими свойствами, а также коррозионной стойкостью.

По сути, бронза — это сплав меди и олова (как основного вспомогательного элемента).

Никель и цинк здесь не самые важные легирующие элементы, для этого используются такие компоненты, как алюминий, олово, марганец, кремний, свинец, железо, бериллий, хром, фосфор, магний, цирконий и другие.

Давайте выясним, что это за металл. Оловянная бронза (на рисунке ниже показаны литые детали) — это сплав с меньшей текучестью, чем у других типов. Однако он имеет незначительную объемную усадку, что позволяет получать фасонные бронзовые отливки. Эти свойства определяют активное использование бронзы при литье антифрикционных деталей.

Рассматриваемый сплав также используется для изготовления арматуры, предназначенной для работы в водной среде (в том числе морской) или в водяном паре, в маслах и под высоким давлением. Есть еще так называемые нестандартные литьевые бронзы ответственного назначения. Они используются в производстве подшипников, шестерен, втулок, деталей насосов, уплотнительных колец.

Такие детали предназначены для работы под высоким давлением, высокими скоростями и малыми нагрузками.

Этот подвид литейных сплавов олова используется при изготовлении подшипников, уплотнений и фасонного литья.

Такие бронзы отличаются низкими механическими свойствами, вследствие чего в процессе изготовления подшипников и втулок их просто наносят на стальную основу в виде очень тонкого слоя.

Сплавы с высоким содержанием олова обладают более высокими механическими свойствами. Поэтому их можно использовать без стальной основы.

Оловянные бронзы: деформируемые

Сплавы, обработанные давлением, принято делить на следующие группы: олово-фосфорные, олово-цинковые и олово-цинково-свинцовые. Они нашли свое применение в целлюлозно-бумажной промышленности (из них изготавливают сетки) и машиностроении (производство пружин, подшипников и деталей машин).

Кроме того, эти материалы используются для изготовления биметаллических изделий, стержней, лент, полос, зубчатых колес, зубчатых колес, вкладышей и прокладок для высоконагруженных машин, труб для КИП, пружин сжатия.

В электротехнике широкое применение бронзы (кованой) обусловлено ее прекрасными механическими свойствами (наряду с высокими электрическими свойствами).

Применяется для изготовления токоведущих пружин, штекерных контактов, контактов.

В химической промышленности из оловянной бронзы изготавливают пружинную проволоку, в точной механике — арматуру, в бумажной — скребки, в автотракторной — втулки и подшипники.

Эти сплавы могут поставляться в сверхтвердом, твердом, полутвердом и мягком (отожженном) состояниях. Оловянная бронза обычно подвергается холодной обработке (катание или волочение). Горячий металл только прессуется. Под давлением бронза прекрасно обрабатывается как в холодном, так и в горячем виде.