35. Бронза и латунь. Общая характеристика, обозначение, применение. Характеристика бронза
характеристика, свойства и область применения
Благодаря своим декоративным особенностям и многим другим свойствам бронза стала популярной. Даже знатокам очень тяжело назвать все примеси и добавки, которые присутствуют в бронзовых сплавах. В данной статье речь пойдет о бронзе и ее маркировке.
Какие имеются добавки
Бронза является сплавом цветных металлов, в основе которых присутствует медь, именно она и определяет основную часть его характерных особенностей. Человек стал применять металл еще в древние времена. Этот факт подтвержден раскопками археологов. Сначала стали использовать бронзу, в основе которой лежало олово. К этой категории можно отнести колокольный сплав. Зная маркировку бронзы, можно понять, какие химические вещества в ней имеются.
В составе бронзы олово могут заменять другие металлы, например, такие как:
- Цинк или кремний. Благодаря данным элементам бронзовые изделия устойчивы к стиранию, и текучесть металла становится значительно меньше. Важное значение это имеет при выполнении литейных операций.
- Бериллий. Элемент способен придать металлу высокую прочность.
- Алюминий. Элемент позволяет бронзе стать более устойчивой, обладает антикоррозийным свойством.
- Свинец. Сплав также может стать устойчивым к коррозийным процессам.
В любой бронзе основу составляет медь. Многие мастера, знающие маркировку бронзы, могут это подтвердить.
Какой химический состав у бронзы?
Помимо деления бронзовых металлов по химическому составу, имеется классификация по технологии обработки:
- Литейные. В основном бронзовый сплав изготавливают путем литья.
- Деформируемые. Отливаются различные изделия, которые впоследствии подвергаются деформации.
В современной промышленности выпускается большое количество бронзы, которая отличается не только химическим составом, но и характеристиками. Также маркировка бронзы важна при определении области применения сплава. Большинство мастеров могут без особых усилий определить, к какой из марок она относится. Но, к сожалению, не многие смогут это сделать без знания соответствующих маркировок. Расшифровка маркировки бронзы является самым достоверным способом определить состав. Она представлена в виде цифровых или буквенных значений.
Сплавы, которые прошли маркировку бронзы по ГОСТу со всеми требованиями, отвечают всем необходимым характеристикам и находят применение в самых разных областях. Некоторые мастера не пользуются таблицами для определения состава сплава, им достаточно знать только обозначение.
Видео по теме
Как выглядит обозначение маркера на бронзе?
Для того чтобы определиться, какой сплав перед вами лежит, достаточно посмотреть на маркировку бронзы. Бронза имеет сокращенную маркировку в виде "бр". После данного сокращения идут другие элементы (знаки), которые показывают, что входит в состав.
Как обозначаются все добавленные вещества?
Для бронзовых металлов при маркировке не указывают количество содержания меди. Но есть цифры, которые отображают процентное содержание других элементов. Поэтому, чтобы узнать, сколько присутствует меди в сплаве, необходимо вычислить ее содержание по процентному соотношению.
Свойства маркированной бронзы мастера должны обязательно знать. Применение сплава зависит от того, что находится в его составе и каковы свойства этого металла.
Какие имеются марки и где они применяются?
Конечно, внесение других элементов в состав бронзы осуществляют для улучшения ее свойств. При большом количестве олова в составе пластичность сплава увеличивается, и он становится менее хрупким. Но многие мастера говорят, что более пластичной и крепкой бронзу делает бериллий. Многие бронзовые сплавы по прочности превосходят большинство высокопрочных металлов. Многие начинают подвергать сплав бронзы с бериллием закалке, чтобы он обрел высокую прочность и упругость. Из этого сплава можно изготовить пружины, мембраны и рессоры. Мастера нашли применение бронзе с маркировкой Бр. КМц 3-1 в машиностроении.
Какие свойства имеет бронза и где ее применяют?
Из бронзовых сплавов, в химический состав которых входит алюминий, изготавливают изделия с высокой прочностью и коррозийной устойчивостью. Этот сплав можно эксплуатировать в любых условиях и даже при высокой влажности. Если изготавливают изделие, которое будет подвергаться интенсивной эксплуатации или сильным ударам, рекомендуется вливать в бронзовый сплав свинец. Из такого металла изготавливают подшипники.
Классификация бронзы по маркировке предполагает, что существуют сплавы, отличающиеся свойствами. В основном это зависит от количества и вида химического вещества в сплаве.
Какие имеют особенности бронзовые металлы, в основе которых не содержится олово?
Бронзовый металл, в составе которого имеется цинк и кремний, отличается отличной текучестью при расплавлении. Благодаря этому опытные мастера изготавливают из него сложные мелкие детали. Главной особенностью является то, что при механических действиях на него не будут возникать искры. Данное условие достаточно важно для многих мастеров.
Новейшим видом бронзовых сплавов являются сплавы, в которые входят никель и алюминий. Они имеют достаточно высокое антикоррозийное свойство.
Маркированная бронза с различными сплавами не имеет свойства магнетизма, поэтому она используется для изготовления различных изделий электрического назначения.
Как изготавливают бронзовые металлы?
За долгое время изготовления бронзы поменялись только инструменты, а вот суть осталась такая же. Для изготовления сплава рекомендуется применять уголь, чтобы предотвратить раннее окисление металлов.
Процесс плавления, после которого получается бронза, выполняется в следующей последовательности:
- Емкость с сырьем рекомендуется поместить в печку, предварительно разогрев до рекомендуемой температуры.
- Для того чтобы металл не смог окислиться после плавления, к нему рекомендуется добавить уголь.
- Рекомендуется подождать до того момента, когда он хорошо расплавится, и добавить медь (фосфористую), которая будет играть самую главную роль катализатора кислотности.
- После того как выдержали сплав, в течение некоторого времени требуется добавить связывающие и легирующие элементы, их также называют лигатурами. Далее желательно хорошо перемешать сплав.
- Перед тем как разлить металл, требуется снова добавить медь (фосфористую). В этом случае она позволяет снизить активность процессов окисления.
Требуется внимательно следить на всех этапах за температурой в печи и главное - за температурой самого сплава. Также желательно проследить за количеством добавления всех химических элементов в сплав.
Маркировка бронз и латуней производится для удобства. Кстати, маркировка латуни производится намного чаще, по сравнению с другими сплавами.
Мастера бронзу с маркировкой применяют в областях разной специализации. В основном изготавливают детали для автотранспорта.
Искусственное и естественное патинирование
Многие люди задаются вопросом, почему старые изделия с бронзового металла не выглядят как обычно, а имеют зелено-белый оттенок. Данный цвет проявляется при образовании небольшой пленки, которая носит название "патина". Она образуется благодаря содержанию в бронзе разных химических элементов.
Данная пленка бывает карбонатного и оксидного происхождения, она представляет собой некий слой защитного характера. Пленка позволяет сделать изделие "благородным".
Положительные стороны бронзовых сплавов
Благодаря своим свойствам бронза практически не имеет отрицательных сторон. Ее можно только постоянно нахваливать. Металл можно в любой момент изменить и добавить нужное свойство благодаря добавлению химического элемента.
Разнообразность - это самое лучшее качество металла. Различные виды сплавов применяют совершенно в разных отраслях, потому что при добавлении какого-нибудь вещества можно получить любую превосходную особенность.
Данный металл может использоваться несколько раз подряд, потому что он может перенести множество повторных плавлений.
Расплавленный материал достаточно безопасный. Бериллий является самым опасным веществом, но при изготовлении металлов, а также их сплавов, он становится практически нетоксичным.
Бронза является стойкой к коррозийным свойствам.
Главной особенностью многих сплавов является упругость. Из материала изготавливают пружины, которые отличаются высокой стойкостью, а также будут долговечны в использовании.
Если рассматривать недостатки, то это будет цена бронзовых сплавов. Так как медь и олово хоть и распространены в мире, но они дорогие.
Также недостатком является маленькая теплоотдача. Но и это было направлено в нужное русло, из бронзы стали изготавливать изделия для ванных комнат.
Хотелось бы сказать, что в нынешнее время области применения бронзы, маркировка и свойства достаточно разнообразны. Это связано с разными потребностями областей промышленности.
Источник: fb.ru Бизнес Марки алюминия: виды, свойства и области примененияСегодня алюминий используется практически во всех отраслях промышленности, начиная с производства пищевой посуды и заканчивая созданием фюзеляжей космических кораблей. Для тех или иных производственных процессов подхо...
Бизнес Поликарбонат литой: свойства и область примененияМонолитный (литой) поликарбонат появился в 50-х годах прошлого века. Это высокопрочный пластик, выпускаемый в виде прозрачных листов, которые чаще всего используются в строительстве, архитектуре и изготовлении наружно...
В настоящее время в промышленной индустрии во многих станках используются такие приспособления, как резцы. Существуют различные типы данных изделий. Они применяются в токарном, строгальном, токарно–револьверном,...
Бизнес Армированный скотч: уникальные свойства и области примененияСреди множества новомодных материалов, появившихся в последнее время, широкое распространение получил армированный скотч.
Дом и семья Лавсан: что это такое, основные свойства и область примененияВ составе тканей, указанном на этикетках многих видов одежды, часто можно увидеть слово лавсан. Что это такое? Кроме того что это один из самых популярных синтетических материалов, большинство людей о нем знают не мно...
Домашний уют Грунтовка АК 070. Основные свойства и область примененияОт состояния отдельных агрегатов иногда может зависеть состояние перевозимого товара и жизнь людей. Поэтому для надежности применяются различные составы, одним из которых является АК 070. Это грунтовка, которая защища...
Битум – это один из самых древних строительных материалов, известных человечеству. В наше время его применение предполагает достаточно разнообразные варианты. Существует множество разновидностей этого материала....
Домашний уют Монолитный поликарбонат: фото, характеристики, размеры и области примененияМонолитный поликарбонат позволяет решить любую дизайнерскую задачу по облицовке и остеклению строительных объектов. Из всех листовых полимеров, которые выпускает промышленность, это самый надежный на сегодня материал,...
Здоровье Семена укропа. Лечебные свойства и область примененияУкроп – это растение, которое является одним из незаменимых компонентов множества блюд. Он позволяет делать вкус еды интереснее, а ее аромат – намного более выраженным. Для сохранения здоровья человека аль...
Здоровье Толстянка. Лечебные свойства и область примененияТолстянку, или, как в народе называют это растение, денежное дерево, можно встретить практически в каждом доме. И это не случайно. Согласно поверью, денежное дерево приносит достаток в дом. Кроме того, растение являет...
monateka.com
35. Бронза и латунь. Общая характеристика, обозначение, применение
Латунями называют двойные (томпак, где 90% и более - меди и 10% цинка и полутомпак, где меди 79-86%Ю остальное цинк) или многокомпонентные сплавы на основе меди, в которых основным легирующим элементом является цинк. При введении других элементов (кроме цинка) латуни называют специальными по наименованию элементов, например, железофосфорномарганцевая латунь и т.п.
По сравнению с медью латуни обладают большей прочностью, коррозионной стойкостью. Механическая прочность латуней выше, чем меди, и они лучше обрабатываются (резанием, литьем, давлением). Большим их преимуществом является более низкая стоимость, так как входящий в состав латуней цинк значительно дешевле меди.
Латуни нашли широкое применение в приборостроении, в общем и химическом машиностроении.
Латуни могут содержать до 40-45% цинка. При большем содержании цинка снижается прочность латуни и увеличивается ее хрупкость. Содержание легирующих элементов в специальных латунях не превышает 7-9%.
Медноцинковые латуни в соответствии с ГОСТ 15527-70 выпускают восьми марок.
Латуни обозначают начальной буквой Л, затем ставят цифру указывающую средний процент меди в этом сплаве.
Л96 – томпак, меди 96%, цинка 4%.
Латуни более сложного состава в обозначении имеют после буквы Л другую букву, а цифры, размещенные после цифры, указывающей процент меди, указывают процент добавок в марке латуни.
Все добавляемые к латуни элементы обозначают русскими буквами:
Ц – цинк; А – алюминий; О – олово; Н – никель;
К – кремний; С – свинец; Мц – марганец; Ж – железо;
Ф – фосфор; Б – бериллий
Цифры, помещенные за буквами, указывают среднее процентное содержание элементов.
ЛАЖМц66-6-3-2 – алюминиевожелезомарганцовистая латунь, содержащая 66% меди, 6% алюминия, 3% железа и 2% марганца, остальное составляет цинк.
По технологическому признаку латуни, как другие сплавы цветных металлов (алюминиевые, титановые, магниевые сплавы), подразделяют на
литейные и деформируемые.
Бронзы (медь, олово) – сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, марганцем, свинцом, бериллием. В зависимости от введенного элемента бронзы бывают:
1) оловянными, 2) алюминиевыми, 3)кремнистые 4) марганцовистые
5)свинцовистые 6) бериллиевые
Бронзы обладают высокой стойкостью против коррозии, хорошими литейными и высокими антифрикционными свойствами и обрабатываемостью резанием.
Благодаря хорошим литейным качествам из бронз отливают пушки, колокола и статуи. Также бронзы используются при изготовлении арматуры газовых и водопроводных линий и в химическом машиностроении, где важна также высокая коррозионная стойкость бронз. Малый коэффициент трения и устойчивость к износу делает бронзы незаменимыми при изготовлении вкладышей подшипников, червяков и червячных колес, шестерен и других деталей ответственных и точных приборов.
Бронзы легируют для повышения механических характеристик и придания особых свойств. Введение марганца способствует повышению коррозионной стойкости, никеля – пластичности, железа – прочности, цинка – улучшению литейных свойств, свинца – улучшению обрабатываемостью.
Бронзы маркируют русскими буквами Бр. Справа ставят обозначение элементов, входящих в состав бронзы:
О – олово; Ц – цинк; С – свинец; А – алюминий; Ж – железо; Мц – марганец.
Далее идут цифры, обозначающие среднее содержание дополнительных элементов в бронзе в процентах (цифры, обозначающие процентное содержание меди в бронзе, не ставят).
БрОЦС5-5-5 – бронза содержит по 5% олова, свинца, цинка, остальное – медь (85%).
studfiles.net
Бронза - это сплав. Характеристики бронзы
Образование 14 мая 2014Бронза - это сплав, в основе которого лежит медь. Вспомогательными металлами могут быть никель, цинк, олово, алюминий и другие. В этой статье мы рассмотрим виды, технологические признаки, хим. состав бронзы, а также способы ее изготовления.
Классификация
1. По химическому составу этот металл принято делить на две группы. Первая – это оловянные бронзы. В них олово является главным легирующим элементом. Вторая – безоловянные. Ниже мы поговорим об этом более подробно.
2. По технологическим признакам бронзы принято делить на деформируемые и литейные. Первые хорошо обрабатываются под давлением. Вторые используются при фасонных отливках.
Этот металл по сравнению с латунью обладает гораздо лучшими антифрикционными, механическими свойствами, а также коррозийной стойкостью. По сути, бронза - сплав меди и олова (как основного вспомогательного элемента). Никель и цинк здесь не являются главными легирующими элементами, для этого используют такие компоненты, как алюминий, олово, марганец, кремний, свинец, железо, бериллий, хром, фосфор, магний, цирконий и другие.
Оловянные бронзы: литейные
Давайте разберемся, что представляет собой такой металл. Оловянная бронза (фото, приведенное ниже, демонстрирует литые детали) - это сплав, у которого жидкотекучесть ниже, чем у других видов. Однако она имеет несущественную объемную усадку, что позволяет получать фасонные бронзовые отливки. Указанные свойства обуславливают активное применение бронзы при литье антифрикционных деталей. Также рассматриваемый сплав применяют при изготовлении арматуры, предназначенной для эксплуатации в водной среде (в том числе в морской воде) или в водяном паре, в маслах и под высоким давлением. Существуют и так называемые нестандартные литейные бронзы ответственного назначения. Они используются в производстве подшипников, шестерен, втулок, частей насосов, малоуплотнительных колец. Такие детали предназначены для работы в условиях высокого давления, при больших скоростях и малых нагрузках.
Видео по теме
Свинцовые бронзы
Этот подвид литейных оловянных сплавов применяется в изготовлении подшипников, сальников и фасонных отливок. Характеризуются такие бронзы невысокими механическими свойствами, вследствие чего в процессе изготовления подшипников и втулок их просто наносят на стальную основу в виде весьма тонкого слоя. Сплавы же с повышенным содержанием олова имеют более высокие механические свойства. Поэтому они могут использоваться без стальной основы.
Оловянные бронзы: деформируемые
Сплавы, обрабатываемые давлением, принято делить на следующие группы: оловянно-фосфористые, оловянно-цинковые и оловянно-цинково-свинцовые. Они нашли свое применение в целлюлозно-бумажной промышленности (из них делают сетки) и машиностроении (производство пружин, подшипников и деталей машин). Кроме того, эти материалы применяются при изготовлении биметаллических изделий, прутков, лент, полос, зубчатых колес, шестерен, втулок и прокладок высоконагруженных машин, трубок контрольно-измерительных приборов, манометрических пружин. В электротехнике широкое применение бронзы (деформируемой) объясняется отличными механическими свойствами (наряду с высокими электрическими характеристиками). Она используется при изготовлении токоведущих пружин, штепсельных разъемов, контактов. В химической промышленности из оловянных бронз производят пружинную проволоку, в точной механике – арматуру, в бумажной промышленности – шаберы, в автомобильной и автотракторной – втулки и подшипники.
Эти сплавы могут поставляться в особо твердом, твердом, полутвердом и мягком (отожженном) состоянии. Оловянные бронзы обычно обрабатываются холодными (методом прокатки или волочением). Горячий металл подвергается только прессованию. Под давлением бронза прекрасно обрабатывается как в холодном, так и в горячем виде.
Бериллиевая бронза
Это сплав, относящийся к группе дисперсионно-твердеющих металлов. Он обладает высокими механическими, физическими и упругими свойствами. Бериллиевая бронза отличается высоким уровнем жаропрочности, коррозионной стойкости и циклической прочности. Она устойчива к низкой температуре, не магнитится и не дает искрений при ударах. Закалка бериллиевых бронз осуществляется при температурах 750-790 градусов по Цельсию. Добавка кобальта, железа и никеля способствует при термической обработке замедлению скорости фазовых превращений, это существенно облегчает технологию старения и закалки. Кроме того, добавление никеля способствует повышению температуры рекристаллизации, а марганец может заменить, пусть и не в полной мере, дорогостоящий бериллий. Указанные выше характеристики бронзы позволяют использовать этот сплав при изготовлении пружин, пружинящих деталей, а также мембран в часовой промышленности.
Сплав меди с марганцем
Такая бронза отличается особыми высокими механическими качествами. Она обрабатывается давлением, как в холодном, таки в горячем состоянии. Данный металл характеризуется повышенной жаропрочностью, а также коррозионной стойкостью. Сплав меди с добавлением марганца нашел широкое применение в топочной арматуре.
Кремниевая бронза
Это сплав, в состав которого входит никель, реже - марганец. Такой металл отличается сверхвысокими механическими, антифрикционными и упругими свойствами. При этом кремниевая бронза не теряет своей пластичности в условиях низкой температуры. Сплав хорошо паяется, обрабатывается давлением и при высоких, и при низких температурах. Рассматриваемый металл не магнитится, не искрит при ударах. Этим объясняется широкое применение бронзы (кремниевой) в морском судостроении при изготовлении антифрикционных деталей, подшипников, пружин, решеток, испарителей, сеток и направляющих втулок.
Литейные безоловянные сплавы
Данный вид бронз характеризуется хорошими коррозионными, антифрикционными свойствами, а также высокой прочностью. Они используются для изготовления деталей, которые эксплуатируются в особо тяжелых условиях. Это, например, зубчатые колеса, клапаны, втулки, шестерни для мощных турбин и кранов, червяки, которые работают в спарке с упрочненными стальными деталями, подшипники, работающие в условиях высокого давления и при ударных нагрузках.
Как сделать бронзу?
Изготовление этого металла необходимо проводить в специальных печах, применяемых для выплавки медных сплавов. Шихту для бронзы можно составить из свежих металлов или же с добавлением вторичных отходов. Процесс плавки обычно осуществляют под слоем флюса или древесного угля.
Процесс с использованием шихты из свежих металлов происходит в определенной последовательности. Сначала в сильно разогретую печь загружается необходимое количество флюса или древесного угля. Затем туда помещают медь. Дождавшись ее расплавления, повышают температуру нагрева до 1170 градусов. После этого расплав необходимо раскислить, для чего добавляют фосфористую медь. Этот процесс можно проводить в два приема: непосредственно в печи, а затем в ковше. В таком случае добавка вводится в равных пропорциях. Далее в расплав добавляют подогретые до 120 градусов необходимые легирующие элементы. Тугоплавкие компоненты следует вводить в виде лигатур. Далее расплавленная бронза (фото, приведенное ниже, демонстрирует процесс выплавки) перемешивается до полного растворения всех добавленных веществ и нагревается до заданной температуры. При выдаче полученного сплава из печи, перед разливкой, его необходимо окончательно раскислить остатком (50%) фосфористой меди. Это делается для высвобождения бронзы от окислов и повышения жидкотекучести расплава.
Выплавка на основе оборотных материалов
Для того чтобы изготовить бронзу с использованием вторичных металлов и отходов, плавку следует производить в следующем порядке. Сначала расплавляют медь и раскисляют ее фосфористыми добавками. Затем добавляют в расплав оборотные материалы. После этого дожидаются полного расплавления металлов и вводят легирующие элементы в соответствующей последовательности. В том случае, если шихта состоит из малого количества чистой меди, следует сначала расплавлять оборотные металлы, а затем добавлять медь и легирующие элементы. Плавка проводится под слоем флюса или древесного угля.
После расплавления шихты и нагрева ее до требуемой температуры проводится окончательное раскисление смеси фосфористой медью. Далее расплав накрывают сверху прокаленным углем либо просушенным флюсом. Расход последнего составляет 2-3 процента от массы металла. Нагретый расплав выдерживается 20-30 минут, периодически помешивается, а затем с его поверхности удаляется выделенный шлак. Все, бронза готова для литья. Для лучшего снятия шлака в ковш можно добавить кварцевый песок, который сгущает его. Чтобы определить, готова ли бронза для разливки в формы, проводится специальная технологическая проба. Излом такого образца должен быть однородным и чистым.
Алюминиевая бронза
Это сплав меди и алюминия в качестве легирующего элемента. Процесс плавки данного металла существенно отличается от приведенных выше, что объясняется химическими особенностями вспомогательного компонента. Рассмотрим, как сделать бронзу с использованием алюминиевых легирующих компонентов. При изготовлении этого вида сплава с использованием оборотных материалов в шихте операцию по раскислению фосфористыми компонентами не применяют. Это объясняется тем, что фосфор характеризуется меньшим сродством к молекулам кислорода, чем алюминий. Также следует знать, что данный вид бронзы весьма чувствителен к перегревам, поэтому температура не должна превышать 1200 градусов. В перегретом же состоянии алюминий окисляется, и бронзовый сплав насыщается газами. Кроме того, окись, образованная при плавке такого вида бронзы, не восстанавливается путем добавления раскислителей, и ее весьма трудно удалить из расплава. Окисная пленка имеет очень высокую температуру плавления, что существенно снижает жидкотекучесть бронзы и вызывает брак. Плавка проводится очень интенсивно, на верхних пределах температур нагрева. Кроме того, не следует задерживать готовый расплав в печи. При плавке алюминиевой бронзы в качестве покрывающего слоя рекомендуется использовать флюс, который состоит на 50% из кальцинированной соды и на 50% из криолита.
Готовый расплав перед разливкой по формам рафинируют путем введения в него хлористого марганца либо хлористого цинка (0,2-0,4% от общей массы шихты). После этой процедуры сплав следует выдержать пять минут до полного прекращения газовыделения. После чего смесь доводят до требуемой температуры и разливают в формы.
С целью предупреждения ликвации в расплав бронзы с высоким содержанием свинцовых примесей (50-60%) рекомендуется добавлять 2-2,3% никеля в виде медноникелевых лигатур. Или же в качестве флюсов необходимо использовать сернокислую соль щелочных металлов. Никель, серебро, марганец, если они входят в состав бронзы, следует вводить в расплав до процедуры присадки олова. Кроме того, для улучшения качества получаемого сплава ее иногда модифицируют незначительными добавками на основе тугоплавких металлов.
Источник: fb.rumonateka.com