Бронза – это двойной или многокомпонентный сплав, состоящий из меди и других элементов, улучшающих основные свойства металла, кроме цинка. Такие элементы называются легирующими. В составе бронзы их более 2,5% по массе.
В качестве легирующих компонентов применяются марганец, олово, бериллий, свинец, кремний, хром, фосфор, железо, алюминий и другие элементы. Маркируют сплавы сочетанием «Бр», буквами, которые обозначают основные легирующие компоненты и цифрами, указывающими их содержание. Например: БрО5 – оловянная бронза, БрА5 – алюминиевая бронза.
Химический состав бронзовых сплавов и их марки определены соответствующими ГОСТ. Купить бронзу вы можете на нашем сайте.
Бронза на основе меди и олова – это один из наидревнейших сплавов, полученных человеком. В III тысячелетии до нашей эры в Месопотамии и Южном Иране появились изделия из бронзы. Все, необходимое для быта человека, в древности изготавливалось из этого сплава.
Археологи обнаружили оружие (кинжалы, топоры, наконечники стрел, мечи), мебель и предметы интерьера (зеркала), а также посуду (кувшины, вазы, тарелки). Кроме того, из бронзы изготавливали монеты и всевозможные украшения.
Около V-IV веков до нашей эры античные скульпторы Греции научились отливать крупные бронзовые статуи, кстати, эта технология актуальна и сегодня. В средние века бронза использовалась для производства пушек и артиллерийских снарядов. Издавна из этого сплава отливали колокола.
Изменяя состав и размер отливки, мастера создавали колокола с удивительным звучанием.
  |
|
Классификация бронзы
По химическому составу различают:
- Оловянные бронзы – это сплавы с основным легирующим компонентом оловом. Кроме олова, в качестве дополнительных компонентов могут присутствовать свинец, фосфор и цинк. С добавкой олова медь приобретает большую легкоплавкость, упругость, твёрдость. Следовательно, сплав лучше поддаётся полировке. Дополнительные компоненты улучшают механические, литейные, а также антифрикционные свойства.
- Безоловянные (специальные) бронзы – это сплавы, не содержащие, в качестве легирующего элемента, олова. Они не уступают по свойствам оловянным бронзам, а по некоторым даже превосходят их.
По технологическому признаку бронзы делятся на:
- Деформируемые – хорошо поддающиеся механической обработке: штамповке, рифлению, ковке. Содержание олова в них не более 6%, что обеспечивает необходимую пластичность. Из деформируемых оловянных бронз изготавливают листы, бронзовую проволоку, бронзовый пруток, бронзовую ленту.
- Литейные – предназначенные для фасонных отливок. Из литейных оловянных бронз делают различные детали для машин, работающих в соленой морской воде, вкладыши подшипников, шестерёнки.
Свойства бронзы
Если провести сравнение с латунью, то бронза характеризуется более высокой коррозионной стойкостью, прочностью и антифрикционными свойствами. Она довольно стойкая на воздухе, в соленой воде, углекислых растворах и растворах многих органических кислот. Большинство видов бронзы поддаётся сварке и пайке твёрдыми 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 увеличивают прочность, стойкость к коррозии, а также упругие свойства бронз.
В сочетании со свинцом, цинком и фосфором повышаются и антифрикционные свойства. Никель и железо значительно измельчают зерно и увеличивают температуру рекристаллизации. Кремний и марганец увеличивают жаростойкость.
Хром, цирконий и бериллий повышают жаропрочность сплавов и немного снижают электропроводность.
Давайте вкратце ознакомимся с наиболее часто используемыми видами бронзы.
- Бериллиевая бронза является лидером по показателю твёрдости среди других сплавов меди. В закалённом состоянии обладает хорошей пластичностью, технологичностью, а в состаренном состоянии – высокими механическими свойствами. Дополнительно повысить уровень механических свойств можно при помощи пластической деформации перед старением. Из бериллиевой бронзы изготавливают пружины, мембраны и инструменты.
- Алюминиевая бронза характеризуется высокой плотностью, устойчивостью к агрессивным факторам окружающей среды и химическим элементам, хорошей стойкостью к морской воде. Такой вид бронзы поддаётся обработке режущими инструментами. Из неё изготавливают ленты и полосы труб.
- Кремнецинковая бронза позволяет изготавливать изделия сложных форм, за счёт повышенной текучести в расплавленном состоянии. Такая бронза обладает высокой степенью сопротивления сжатия и не искрит при механических воздействиях.
- Свинцовистая бронза обладает отличными антифрикционными свойствами, хорошо противостоит ударным нагрузкам, а также отличается высокой прочностью и тугоплавкостью. Применяется она для сильно нагруженных подшипников.
- Оловянная бронза обладает всеми указанными выше свойствами и является наиболее широко применяемой в современной промышленности.
Получение
Бронзу получают путём сплавления меди и легирующих компонентов. Процесс происходит в электрических индукционных печах или в тигельных горнах. Шихта для плавки может состоять из свежих металлов, а также из отходов производства и вторичных металлов. Плавка проводится под слоем флюса или древесного угля.
В разогретую печь помещают необходимое количество угля или флюса, а затем загружают медь. После расплавления и нагрева меди до соответствующей температуры, расплав раскисляют фосфористой медью.
Далее в расплав вводят подогретые легирующие элементы. В виде лигатур вводятся тугоплавкие легирующие элементы. Расплав перемешивают до растворения компонентов и нагревают до необходимой температуры.
Перед разливкой расплав снова раскисляют фосфористой медью для устранения её окислов.
В результате получается широкий ассортимент металлопроката:
Применение бронзы
Бронза используется в современном машиностроении, ракетной технике, авиации, судостроении и других отраслях промышленности.
Благодаря устойчивости к механическому истиранию и высокой коррозионной стойкости бронзовая продукция применяется для изготовления деталей машин и приборов, участвующих в подвижных узлах в процессе трения. Детали из бронзы требуют периодической замены, то есть являются расходными.
Из безоловянных бронзовых сплавов изготавливают прокат для составляющих химических приборов, регулирующей арматуры отопительных систем и трубопроводов другого назначения.
Бронзу используют для литья скульптур и памятников, так как материал долговечен, не подвергается атмосферным влияниям и устойчив против механических повреждений. Изделия высокохудожественных форм в театрах, дворцах, залах (люстры, торшеры, канделябры) также изготавливаются из бронзы.
Видео — как делают бронзовые статуэтки
Источник: https://cu-prum.ru/bronza.html
Бронза
Бронза — это многокомпонентное соединение, которое состоит из меди с добавлением различных металлов и неметаллов. Открыли бронзу еще в 5 тысячелетии до н.э., а активно применять начали в 4 тыс. до н.э.
с чем связывают начало бронзового века. За это время люди создали множество бронзовых сплавов с разными легирующими элементами: алюминием, свинцом, фосфором, бериллием, марганцем, кремнием, железом, хромом, оловом.
Виды бронзы
- Оловянная. В эту категорию входят сплавы, в которых содержится более 4% олова. Изделия из оловянных бронз отличаются минимальным уровнем усадки в процессе литья, податливостью к обработке, износостойкостью.
- Безоловянная. В ней нет олова, при этом по физико-механическим качествам она не уступает оловянным сплавам, а по некоторым показателям и превосходят их.
По технологичности бронза делятся на:
- Деформируемую. Материал без ограничений поддается механообработке, включая штамповку, гибку, ковку, нанесение перфорации. Олова в нем не более 6%, что объясняет наличие необходимых пластических свойств заготовок.
- Литейную. Предназначается для отливки фасонных металлоизделий со сложным профилем. Ее использование позволяет получать детали машин и механизмов, работающих при контакте с агрессивными средами, в условиях трения и износа.
Область применения бронзовых металлоизделий зависит от типа присадки, которая использовалась в их создании:
- Бериллиевая бронза. Характеризуется хорошими пружинящими качествами, жаропрочностью, устойчивостью к коррозии, сохраняет первоначальные характеристики при отрицательных температурах.
- Алюминиевая бронза. Ее ключевые особенности — это плотность, небольшой удельный вес, стойкость к химически активным веществам и негативному воздействию атмосферных явлений.
- Кремниевая бронза. К плюсам кремниевых соединений относится упругость, к тому же они не магнитятся, не искрят при ударах.
- Свинцовая бронза. Среди преимуществ можно выделить низкий коэффициент трения, устойчивость к термическим и ударным нагрузкам.
- Оловянная бронза. Сочетает в себе все вышеперечисленные характеристики и относится к наиболее востребованной во всех сферах промышленности.
Физико-химические свойства
По внешним признакам бронзовые, латунные, медные и алюминиевые изделия имеют много схожих признаков. В сравнении с латунью продукция из бронзы характеризуется более выраженной стойкостью к абразивному износу. Медный металлопрокат имеет более высокую тепло- и электропроводность, а если сравнивать бронзу с алюминием, то она будет иметь большую плотность.
На свойства продукции оказывает прямое влияние ее химический состав. Введение даже незначительного объема легирующих веществ меняет физические характеристики металла.
Влияние легирующих компонентов:
- олово, фосфор и железо — повышают коррозионную устойчивость, прочность и твердость;
- свинец — увеличивает податливость материала к раскрою и резке;
- цинк и хром — отвечают за литейные качества и жаропрочность;
- никель, кремний, марганец и цирконий — повышают упругость, способность к пластической деформации;
- бериллий — образует на поверхности изделий защитную пленку, которая препятствует окислению.
Методы получения
В производстве бронзы применяется несколько технологий. Классический способ заключается в плавке меди и дополнительных элементов во вращающихся втулках из стали или чугуна.
В процессе плавки безоловянных сплавов самый важный параметр — это контроль температуры и однородности расплава, который заливается в формы. Бериллиевые и кремнистые сплавы выплавляются в электрических индукционных печах с использованием древесного угля.
Конечным продуктом переплавки сырья является получение чушек и слитков, которые идут на дальнейшую переработку.
Сфера применения
Бронзовый прокат востребован во многих сферах деятельности человека. Его популярность обусловлена широким сортаментом и большим выбором типоразмеров металлопродукции. Самые распространенные виды металлопроката из бронзы:
- Втулки относятся к расходникам в машиностроении и приборостроении. Они используются как подшипники скольжения для бытовых приборов и различного оборудования, включая насосы, паровые турбины, металлопрокатные станы, редукторы, генераторные установки. В машиностроительной отрасли они служат для оснащения тяжелой техники, экскаваторов, бульдозеров.
- Круги в зависимости от диаметра поставляются в бухтах и в виде профилей. Они используются в производстве комплектующих и запасных частей для механизмов и установок в железнодорожной, автотракторной, машиностроительной промышленности.
- Трубы из бронзы обладают хорошей пропускной способностью. Они незаменимы в создании систем водоснабжения, отопления, а также топливных систем, сточных и водосборных, вентиляционных и климатических. Манометрические трубки применяются в изготовлении пружинной продукции для точных приборов.
- Проволока служит для полуавтоматической сварки, а также идет на изготовление сварочных электродов, обмотки, кабелей, проводов. Из нее делают ювелирные украшения и бижутерию, тканую сетку для фильтрации и очистки газов, жидкостей и суспензий, деления на фракции материалов с сыпучей структурой.
- Лента выполняет роль полуфабриката для упругих чувствительных элементов в приборостроении. Благодаря внешней привлекательности бронзовый прокат нашел применение в создании интерьерного и архитектурного декора.
- Прутки с квадратным и шестигранным сечением используются как заготовки для крепежа и метизов — болтов, гаек, шурупов, заклепок.
Расшифровка маркировки бронзовых сплавов
В маркировочном коде каждой марки бронзы с помощью букв и цифр зашифрована информация, которая характеризует тип сплава, обозначения легирующих компонентов и примесей по нисходящей. Буквы указывают на вид легирующего компонента, а цифры — на его усредненное содержание в процентах.
Например, марка БрОЦС4-4-2,5 — это бронза (Бр), легированная оловом (О), цинком (Ц) и свинцом (С). Олова и цинка в сплаве по 4%, свинца 2,5%. Соответственно процентное содержание меди в данном сплаве будет составлять 100 — (4 + 4 + 2,5)= 89,5%.
У деформируемых бронз сначала идет подряд буквенное обозначение, а потом проставляются цифры, к примеру, как у сплава БрОФ2-0,25. У литейных марок после обозначения каждого легирующего элемента проставляется его объем в процентах. Примером может служить литейный сплав БрА10Ж3Мц2, где:
- Бр — это бронза;
- А10 — 10% алюминия;
- Ж3 — 3% железа;
- Мц2 — 2% марганца.
Отличия бронзовых сплавов
Каждый тип бронзы отличается набором уникальных характеристик, которые определяются содержанием химических элементов.
- БрБ2. К ценным свойствам можно отнести податливость сварке и пайке серебряными припоями, высокие показатели электро- и теплопроводности, отсутствие искрения. Это позволяет использовать ее для изготовления инструментов, применяемых для работы на взрывоопасных предприятиях — в шахтах, на рудниках, заводах по переработке нефти и газа.
- БрАЖ9-4. Алюминиево-железные бронзы улучшаются под действием термообработки, закалке и отпуску, в результате у материала повышается пластичность, твердость и устойчивость к истиранию.
- БрАЖН10-4-4. Для металла, легированного алюминием, никелем, железом, характерна жаропрочность, прочность на разрыв, атмосферостойкость, низкая электропроводность, стойкость к эрозии.
- БрОФ. Применяется в промышленном производстве металлоизделий путем прессования, волочения, холодной прокатки под давлением. Главной особенностью марок БрОФ является коррозионная стойкость.
- БрОЦ4-3. Бесспорный плюс оловянисто-цинковых бронз — отличная деформируемость. Они хорошо поддаются обработке как в холодном, так и в горячем состоянии.
- БрОЦС4-4-2,5. Преимущества деформируемых сплавов — это отличные антикоррозионные, антифрикционные и пружинящие показатели, податливость токарной и фрезерной обработке.
- БрОЦС5-5-5. Литейные бронзы, обладающие универсальными эксплуатационными параметрами, прекрасно режутся, не боятся трения и термического воздействия, хорошо поддаются плавке, равномерно заполняя изложницы любой конфигурации.
- БрАЖМц. Медь с присадками алюминия, железа и марганца сохраняет исходный уровень прочности при нагреве, длительном воздействии агрессивных сред, включая морскую воду, растворов большинства кислот и щелочей, продуктов нефтепереработки, органических веществ.
Источник: https://cuprum-metall.ru/informatsiya/bronza/
Применение и свойства бронзы БрАЖ9-4 и БрА9Ж3Л
Бронза марки БрАЖ9-4 и бронза БрА9ЖЗЛ изготавливается из медного сплава, содержащего присадки алюминия и до 2-4% примесей железа. Химический состав регулируется двумя ГОСТами:
- ГОСТ 18175-78 на безоловянные бронзы, обрабатываемые давлением
- ГОСТ 493-79 на бронзы безоловянные литейные
Сравнение имического состава бронзы БрАЖ9-4 (ГОСТ 18175-78) и БрА9Ж3Л (ГОСТ 493-79)
| Fe | Si | Mn | P | Al | Cu | Pb | Zn | Sn | Примесей |
| 2 — 4 | до 0.1 | до 0.5 | до 0.01 | 8 — 10 | 84.3 — 90 | до 0.01 | до 1 | до 0.1 | всего 1.7 |
| Fe | Si | Mn | Ni | P | Al | Cu | As | Pb | Zn | Sb | Sn | Примесей |
| 2 — 4 | до; 0.2 | до 0.5 | до 1 | до 0.1 | 8 — 10.5 | 82.8 — 90 | до 0.05 | до 0.1 | до 1 | до 0.05 | до 0.2 | всего 2.7 |
Химический состав БрАЖ по ГОСТ613-79 и ГОСТ1875-78 в сертификатах на бронзовые прутки
Как видим из приведённых таблиц процент железа (Fe) в сплаве может быть от 2 до 4.
Соответственно составители ГОСТа на литейные бронзы взяли среднее значение процентного содержания железа, а составители ГОСТа на бронзу, обрабатываемую давлением — верхнее значение.
Сравните, также с химсоставом очень похожей и взаимозаменяемой с рассматриваемыми бронзы марки БрАЖМЦ (химсостав и св-ва БрАЖМц 10-3-1,5) для удобства приведённом на отдельной страницце.
Отличие БрАЖ9-4 и БрАЖ9-3 (или БрА9Ж3Л, БрА9ЖЗЛ) в долях процента на примесные элементы, а фактически — только в способе производства (прокат или литьё). Определить как маркировался сплав из которого изготовлена деталь по химическому составу практически невозможно. Круглые прутки больших диаметров всегда производятся из слитков, а марка бронзы указывается БрАЖ9-4.
Цифры 9, 4 и 3 в маркировке бронз указывают процент А — алюминия и Ж — железа, соответственно.Остальная часть сплава приходится на долю меди, но по действующим стандартам ГОСТ 493-79 и ГОСТ 18175 в нем допускается незначительное содержание других примесей.
Свойства БрАЖ 9-4 и БрА9ЖЗЛ
| Температура | E 10- 5 — Модуль упругости первого рода | a 10 6 — Коэффициент температурного расширения | l — Коэффициент теплопроводности | r — Плотность | C — Удельная теплоемкость | R 10 9 — Удельное электрическое сопротивление |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 1.2 | 16 | 58.6 | 7600 | 110 |
| 20 | 1.16 | 58 | 7500 | 120 |
| 100 | 16.2 | 423 |
Из сравнения физических свойств мы видим, что эти марки бронзы — фактически абсолютно взаимозаменяемы.
Механические свойства БрАЖ при Т=20oС
| Сортамент | sв — Предел кратковременной прочности | d5 — Относительное удлинение при разрыве |
| — | МПа | % |
| Пруток прессованый , ГОСТ 1628-78 | 540 | 15 |
| Сплав мягкий | 400-500 | 35-45 |
| Сплав твердый | 500-700 | 4-6 |
| Сортамент | sв — Предел кратковременной прочности | d5 — Относительное удлинение при разрыве |
| — | МПа | % |
| литье в кокиль, ГОСТ 493-79 | 490 | 12 |
| литье в песчаную форму, ГОСТ 493-79 | 392 | 10 |
| Твердость БрАЖ9-4 Пруток прессованный ГОСТ 1628-78 | HB 10-1= 110 — 180 МПа |
| Твердость БрАЖ9-4 Сплав мягкий | HB 10-1 100 — 120 МПа |
| БрАЖ9-4 Сплав твердый | HB 10-1= 160 — 200 МПа |
| Твердость БрА9Ж3Л литье в кокиль ГОСТ 493 | HB 10-1= 100 МПа |
| БрА9Ж3Л литье в песчаную форму ГОСТ 493 | HB 10-1= 100 МПа |
| Коэффициент трения со смазкой : | 0.004 |
| Коэффициент трения без смазки : | 0.18 |
| Коэффициент трения со смазкой : | 0.004 |
| Коэффициент трения без смазки : | 0.18 |
Использование БрАЖ 9-4 и БрА9Ж3Л
Заготовки и полуфабрикаты из алюминиевых бронз используются в автомобильной, тракторной, авиационной, приборостроительной, станкостроительной, оборонной, нефтяной и химической промышленности, так как алюминиевые сплавы обладают высокими механическими и антифрикционными свойствами.
Бронзовые прутки БрАЖ9-4 изготовляются методом прессования и имеют диаметр 16-160 мм согласно ГОСТ 1628-78. Прутки БрАЖ9-4 применяется для изготовления деталей, подвергающихся трению и истиранию: клапаны, винты, кольца, поршневые колеса, клапаны насосов высокого давления. Востребована такая бронза и при изготовлении массивных деталей: ободьев, винтов, арматуры.
Области применения бронзы БРАЖ9-4
Благодаря своей доступности и отличным антифрикционным качествам, алюминиево-железистая бронза БРАЖ9-4 преимущественно применяется при изготовлении деталей, подвергающихся интенсивному трению и истиранию во время эксплуатации. В частности, из нее производят:
- крышки подшипников
- клапаны насосов высокого давления
- винты для торпедных катеров
- червячные колеса
- поршневые колеса
- контактные кольца
- направляющие и резьбовые втулки
- сухари муфт
- арматура
Бронзовые червячные колеса превосходно работают при средних скоростях скольжения – до 8 м/с. Их зубья обладают необходимой стойкостью к истиранию и заеданию, позволяя увеличивать срок службы червячных передач.
Небольшие по габаритам червячные колеса изготавливают целиком из бронзы, а большие по диаметру делают сборными – бронзовый венец, насаженный на чугунную или стальную ступицу.
Не менее востребована алюминиево-железистая бронза БрАЖ9-4 при производстве массивных деталей – ободьев, втулок и гаек нажимных винтов. Их отливают в песчано-глинистые формы, что позволяет получать заготовки массой свыше 2 тонн и диаметром более 2 метров.
Поскольку бронза БрАЖ9-4 отличается повышенной хрупкостью, отливки, которые в дальнейшем будут испытывать ударные нагрузки, подвергают полному отжигу. В результате этого снимается внутреннее напряжение сплава и увеличивается прочность готовых литых деталей.
Прутки из коррозионностойкой бронзы БрАЖ9-4 обладают высокими механическими и антифрикционными свойствами.
Добавление алюминия в бронзу БрАЖ9-4 позволяет получать высокопрочный и жаропрочный сплав с кавитационной и коррозионной устойчивостью. Прутки из бронзы БрАЖ9-4 изготавливаются прессованием.
Буква А в названии БрАЖ9-4 означает, что в состав входит алюминий, а Ж – железо, цифр 9 и 4 показывают процент содержания этих легирующих компонентов соответственно.
Добавление алюминия дает возможность не использовать оловянные легирующие добавки, являющиеся дефицитными. При этом алюминиевые бронзы значительно легче по весу, дешевле, а эксплуатационные характеристики этого сплава заметно выше. За счет добавления в сплав алюминиевой бронзы железа, она становится менее пластичной, но более прочной.
Единственные недостаток алюминиевой бронзы – трудность пайки мягкими и твердыми припоями. При воздействии перегретым паром на БрАЖ9-4 устойчивость сплава также снижается. Для устранения этой особенности бронзы с алюминием в нее вводят другие добавки, а именно: свинец, никель, марганец и железо.
Бронза БраЖ9-4, обладающая повышенными антикоррозионными свойствами, идет на производство арматуры и различных изделий, которые СаНПиН разрешает использовать в пищевом производстве.
В ее составе не содержится вредных примесей, плюс ко всему она великолепно противостоит различным агрессивным средам при нормальных и повышенных температурах. Кроме этого, бронза БрАЖ9-4 востребована при изготовлении полуфабрикатов: прутков, труб, поковок.
Готовые изделия отлично обрабатываются механическим способам – режутся и фрезеруются, позволяя получать износоустойчивые детали сложнейших форм.
Устойчивость сплава к коррозии позволяет использовать детали из алюминиевой бронзы в солёной морской воде, поэтому они нашли широкое применение в судостроении, а отличные антифрикционные свойства сплава позволяют использовать его вместо оловянных бронз, удешевляя стоимость деталей и, кстати говоря, их вес. Например, алюминиевые бронзы хорошо показывают себя в узлах трения различного технологического оборудования для нефтехимической промышленности.
Материал для подшипников скольжения Бронза марки БрАЖ9-4 зарекомендовала себя как отличный материал для подшипников скольжения, которым предстоит работать на высоких скоростях и с высокими ударными нагрузками. Для подшипников используются круги и полые заготовки из алюминиевой бронзы.
Из бронзы марки БрАЖ9-4 изготавливают: поковки, прессованные трубы, трубные заготовки и прутки; гайки нажимных винтов, шестерни, втулки и седла клапанов для авиационной промышленности;
в машиностроении бронзу алюминиевую используют для изготовления отливок массивных деталей в землю.
Источник: https://poliasmet.ru/svoystva-bronzyi/bronza-brazh-primenenie.html
Удельный вес бронзы, ее свойства, классификация, таблица значений
Бронза представляет собой многокомпонентный или двойной сплав меди и другого вида элементов, кроме цинка, для улучшения свойств металла. Такого вида элементы, которые составляют 2,5 процента от общей массы, относят к легирующими типам. Это могут быть: олово, свинец, хром, железо, марганец, бериллий, кремний, фосфор, алюминий, а также другие похожие элементы.
Маркировка бронзы происходит по двум параметрам: буквами обозначают сам сплав, а цифрами – содержание компонентов легирующего типа. Например, БрА5 представляет собой бронзу алюминиевого типа, а БрО5 – бронзу оловянного типа.
Бронза является одним из самых старейших материалов в мире. В давние времена из него изготовлялись различного вида орудия труда, оружия и предметы интерьера.
Таблица удельного веса бронзы
Так как, бронза является сложным материалом, рассчитать удельный вес бронзы в полевых условиях самостоятельно не представляется возможным. Эти вычисления проводят в специальных химических лабораториях. Однако, при этом его средний удельный вес известен и равен диапазону от 8,7 до 8,9 г/см3.
Расчет веса бронзы будет легче производить благодаря представленной таблицы с значениями удельного веса и такого параметра, как вес бронзы в зависимости от единиц исчисления.
Таблица веса бронзы
| Материал | Удельный вес (г/см3) | Вес 1 м3 (кг) |
| Бронза | от 8,7 до 8,9 | От 8700 до 8900 |
Классификация бронзы
Бронзу классифицируют исходя из двух признаков: технологический и химический.
По технологическому признаку бронза разделяется на два вида:
По химическому признаку бронзу разделяют на:
Свойства бронзы
Бронза отличается высокой прочностью, стойкостью к коррозии, а также отличными антифрикционными свойствами. Этот вид материалов обладает повышенной стойкость к соленной воде, воздуху, растворов кислот и углекислых растворах. Бронза отлично подходит для обработки пайкой и сваркой мягкими и твердыми припоями.
Цвет бронзы зависит от типа легирующих компонентов в составе, и может варьироваться от белого до красного. Также благодаря последним отличаются и свойственные показатели:
Источник: https://naruservice.com/articles/ves-bronzy
Удельный вес металла. Таблица плотности металлов и сплавов
Все металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Чтобы определить, насколько тот или иной сплав черной или нержавеющий стали подходит для производства рассчитывается удельный вес металлопроката.
Все металлические изделия, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных металлов, к примеру, из железа, латуни или алюминия, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Иными словами, отношение объема сплава к его массе — удельная плотность (кг/м3), является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества.
Плотность сплава рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.
Удельным весом металла называется отношение веса однородного тела из этого вещества к объему металла, т.е. это плотность, в справочниках измеряется в кг/м3 или г/см3. Отсюда можно вычислить формулу как узнать вес металла. Чтобы это найти нужно умножить справочное значение плотности на объем.
В таблице даны плотности металлов цветных и черного железа.
Таблица разделена на группы металлов и сплавов, где под каждым наименованием обозначена марка по ГОСТ и соответствующая ей плотность в г/см3 в зависимости от температуры плавления.
Для определения физического значения удельной плотности в кг/м3 нужно табличную величину в г/см3 умножить на 1000. Например, так можно узнать какова плотность железа — 7850 кг/м3.
Наиболее типичным черным металлом является железо. Значение плотности — 7,85 г/см3 можно считать удельным весом черного металла на основе железа.
К черным металлам в таблице относятся железо, марганец, титан, никель, хром, ваннадий, вольфрам, молибден, и черные сплавы на их основе, например, нержавеющие стали (плотность 7,7-8,0 г/см3), черные стали (плотность 7,85 г/см3) в основном используют производители металлоконструкций в Украине, чугун (плотность 7,0-7,3 г/см3). Остальные металлы считаются цветными, а также сплавы на их основе. К цветным металлам в таблице относятся следующие виды:
- − легкие — магний, алюминий;
- − благородные металлы (драгоценные) — платина, золото, серебро и полублагородная медь;
- − легкоплавкие металлы – цинк, олово, свинец.
Удельный вес цветных металлов
| Таблица. Удельный вес металлов, свойства, обозначения металлов, температура плавления | |||
| Наименование металла, обозначение | Атомный вес | Температура плавления, °C | Удельный вес, г/куб.см |
| Цинк Zn (Zinc) | 65,37 | 419,5 | 7,13 |
| Алюминий Al (Aluminium) | 26,9815 | 659 | 2,69808 |
| Свинец Pb (Lead) | 207,19 | 327,4 | 11,337 |
| Олово Sn (Tin) | 118,69 | 231,9 | 7,29 |
| Медь Cu (Сopper) | 63,54 | 1083 | 8,96 |
| Титан Ti (Titanium) | 47,90 | 1668 | 4,505 |
| Никель Ni (Nickel) | 58,71 | 1455 | 8,91 |
| Магний Mg (Magnesium) | 24 | 650 | 1,74 |
| Ванадий V (Vanadium) | 6 | 1900 | 6,11 |
| Вольфрам W (Wolframium) | 184 | 3422 | 19,3 |
| Хром Cr (Chromium) | 51,996 | 1765 | 7,19 |
| Молибден Mo (Molybdaenum) | 92 | 2622 | 10,22 |
| Серебро Ag (Argentum) | 107,9 | 1000 | 10,5 |
| Тантал Ta (Tantal) | 180 | 3269 | 16,65 |
| Железо Fe (Iron) | 55,85 | 1535 | 7,85 |
| Золото Au (Aurum) | 197 | 1095 | 19,32 |
| Платина Pt (Platina) | 194,8 | 1760 | 21,45 |
При прокате заготовок из цветных металлов необходимо еще точно знать их химический состав, поскольку от него зависят их физические свойства.
Например, если в алюминии присутствуют примеси (хотя бы и в пределах 1%) кремния или железа, то пластические характеристики у такого металла будут гораздо хуже.Другое требование к горячему прокату цветных металлов – это предельно точная выдержка температуры металла.
К примеру, цинк требует при прокатке температуры строго 180 градусов — если она будет чуть выше или чуть ниже, капризный металл резко утратит пластичность.
Медь более «лояльна» к температуре (ее можно прокатывать при 850 – 900 градусах), но зато требует, чтобы в плавильной печи непременно была окислительная (с повышенным содержанием кислорода) атмосфера — иначе она становится хрупкой.
Таблица удельного веса сплавов металлов
Удельный вес металлов определяют чаще всего в лабораторных условиях, но в чистом виде они весьма редко применяются в строительстве. Значительно чаще находится применение сплавам цветных металлов и сплавам черных металлов, которые по удельному весу подразделяют на легкие и тяжелые.
Легкие сплавы активно используются современной промышленностью, из-за их высокой прочности и хороших высокотемпературных механических свойств. Основными металлами подобных сплавов выступают титан, алюминий, магний и бериллий. Но сплавы, созданные на основе магния и алюминия, не могут использоваться в агрессивных средах и в условиях высокой температуры.
В основе тяжелых сплавов лежит медь, олово, цинк, свинец. Среди тяжелых сплавов во многих сферах промышленности применяют бронзу (сплав меди с алюминием, сплав меди с оловом, марганцем или железом) и латунь (сплав цинка и меди). Из этих марок сплавов производятся архитектурные детали и санитарно-техническая арматура.
Ниже в справочной таблице приведены основные качественные характеристики и удельный вес наиболее распространенных сплавов металлов. В перечне представлены данные по плотности основных сплавов металлов при температуре среды 20°C.
| Список сплавов металлов | Плотность сплавов (кг/м3) |
| Адмиралтейская латунь — Admiralty Brass (30% цинка, и 1% олова) | 8525 |
| Алюминиевая бронза — Aluminum Bronze (3-10% алюминия) | 7700 — 8700 |
| Баббит — Antifriction metal | 9130 -10600 |
| Бериллиевая бронза (бериллиевая медь) — Beryllium Copper | 8100 — 8250 |
| Дельта металл — Delta metal | 8600 |
| Желтая латунь — Yellow Brass | 8470 |
| Фосфористые бронзы — Bronze — phosphorous | 8780 — 8920 |
| Обычные бронзы — Bronze (8-14% Sn) | 7400 — 8900 |
| Инконель — Inconel | 8497 |
| Инкалой — Incoloy | 8027 |
| Ковкий чугун — Wrought Iron | 7750 |
| Красная латунь (мало цинка) — Red Brass | 8746 |
| Латунь, литье — Brass — casting | 8400 — 8700 |
| Латунь, прокат — Brass — rolled and drawn | 8430 — 8730 |
Источник: https://sbk.ltd.ua/ru/sortament-ves-metalloprokata/230-udelnyj-ves-metalla-tablitsa-plotnosti-metallov-i-splavov.html
Статьи
Бронза — сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием
и другими элементами, за исключением цинка. В зависимости от легирования бронзы
называют оловянными, алюминиевыми,
кремневыми, бериллиевыми и т.д.
Марку бронзсоставляют из букв «Бр»,
характеризующих тип сплава (бронза), букв, указывающих перечень легирующих
элементов в нисходящем порядке их содержания, и цифр, соответствующих их
усредненному количеству в процентах. Например: маркой Бр. ОЦС4-4-2,5 обозначают
бронзу, содержащую 4% олова, 4% цинка, 2.5% свинца и 89,5% меди
(100-(4+4+2.5)=89,5% ).
Принято все бронзы делить на оловянные и безоловянные.
Оловянные бронзы.
Сплавы меди с оловом обладают высокой антикоррозионной
стойкостью и хорошими антифрикционными свойствами. Этим обусловливается
применение бронз в химической промышленности для изготовления литой арматуры, а
также в качестве антифрикционного материала в других отраслях.
Оловянные бронзы легируют цинком, никелем и фосфором. Цинка
добавляют до 10%, в этом количестве он почти не изменяет свойств бронз, но
делает их дешевле. Свинец и фосфор улучшают антифрикционные свойства бронзы и
ее обрабатываемость резанием.
- Применение некоторых литейных оловянных бронз
- Деформируемые бронзы:
- БрОФ6,5-0,4 — пружины, барометрические коробки, мембраны, антифрикционные
детали - БрОЦ4-3 — плоские и круглые пружины
- БрОЦС4-4-2,5 — Антифрикционные детали
- Литейные бронзы:
- БрО3Ц12С5 — Арматура общего назначения
- БрО5ЦНС5 — Антифрикционные детали, вкладыши
подшипников и арматура - БрО4Ц4С17 — Антифрикционные детали (втулки, подшипники,
вкладыши, червячные пары) - Бронзы безоловянные.
В настоящее время существует ряд марок бронз, не содержащих
олова. Это двойные или чаще многокомпонентные сплавы меди с алюминием,
марганцем, железом, свинцом, никелем, бериллием и кремнием.
Алюминиевые бронзы. Алюминиевые бронзы хорошо
сопротивляются коррозии в морской воде и тропической атмосфере, имеют высокие
механические и технологические свойства.
Однофазные бронзы, обладающие высокой
пластичностью, применяют для глубокой штамповки. Двухфазные бронзы подвергают
горячей деформации, или применяют в виде фасонного литья.
Литейные свойства алюминиевых бронз ниже, чем литейные свойства оловянных
бронз, но они обеспечивают высокую плотность отливок.
Кремнистые бронзы. При легировании меди кремнием (до
3,5%) повышается прочность, а так же пластичность.
Никель и марганец улучшает
механические и коррозионные свойства кремнистых бронз, эти бронзы легко
обрабатываются давлением, резанием и свариваются.
Благодаря высоким
механическим свойствам, упругости и коррозионной стойкости их применяют для
изготовления пружин и пружинящих деталей приборов и радиооборудования,
работающих при температуре до 2500С, а также в агрессивных средах (пресная,
морская вода).
Бериллиевые бронзы. Эти бронзы относятся к сплавам,
упрочняемые термической обработкой.
Обладая высокими значениями временного
сопротивления, пределами текучести и упругости, бериллиевые бронзы хорошо
сопротивляются коррозии, свариваются и обрабатываются резанием.
Бериллиевые
бронзы применяют для мембран, пружин, пружинящих контактов, деталей, работающих
на износ, в электронной технике
Свинцовые бронзы. Свинец практически не растворяется в
жидкой меди. Поэтому сплавы после затвердевания состоит из кристаллов меди и
включения свинца. Такая структура бронзы обеспечивает высокие антифрикционные
свойства.
Это предопределяет широкое применение свинцовой бронзы для
изготовления вкладышей подшипников скольжения, работающих с большими скоростями
и при повышенных давлениях.
По сравнению с оловянными подшипниковыми бронзами
теплопроводность бронзы БрС30 в 4 раза больше, поэтому она хорошо отводит
теплоту, возникающую при трении.
- Нередко свинцовые бронзы легируют никелем и оловом и
повышают механические и коррозионные свойства. - Применение безоловянных бронз:
- Алюминиевые бронзы
- БрАЖ9-4 — Для обработки давлением ( прутки, трубы, листы)
- БрАЖН10-4-4 — Детали химической аппаратуры
- БрА9Ж3Л — Арматура, антифрикционные детали
- БрА10Ж3Мц2 — Арматура, антифрикционные детали
- Кремнистые бронзы
- БрКМц3-1 — Прутки, ленты, проволока для пружин
- Бериллиевая бронза
- БрБ2 — Полосы, прутки, лента, проволока для пружин
Свинцовая бронза
БрС30 — Антифрикционные детали
Источник: https://tdsm.ru/article/view/markirovka-bronz
Плотность металлов и сплавов
В таблице представлена плотность металлов и сплавов, а также коэффициент К отношения их плотности к плотности стали. Плотность металлов и сплавов в таблице указана в размерности г/см3 для интервала температуры от 0 до 50°С.
Дана плотность металлов, таких как: бериллий Be, ванадий V, висмут Bi, вольфрам W, галлий Ga, гафний Hf, германий Ge, золото Au, индий In, кадмий Cd, кобальт Co, литий Li, марганец Mn, магний Mg, медь Cu, молибден Mo, натрий Na, никель Ni, олово Sn, палладий Pd, платина Pt, рений Re, родий Rh, ртуть Hg, рубидий Rb, рутений Ru, свинец Pb, серебро Ag, стронций Sr, сурьма Sb, таллий Tl, тантал Ta, теллур Te, титан Ti, хром Cr, цинк Zn, цирконий Zr.
Плотность алюминиевых сплавов и металлической стружки: алюминиевые сплавы: АЛ1, АЛ2, АЛ3, АЛ4, АЛ5, АЛ7, АЛ8, АЛ9, АЛ11, АЛ13, АЛ21, АЛ22, АЛ24, АЛ25. Насыпная плотность стружки: стружка алюминиевая мелкая дробленая, стальная мелкая, стальная крупная, чугунная. Примечание: плотность стружки в таблице дана в размерности т/м3.
- Плотность сплавов магния и меди: магниевые сплавы деформируемые: МА1, МА2, МА2-1, МА8, МА14; магниевые сплавы литейные: МЛ3, МЛ4, МЛ6, МЛ10, МЛ11, МЛ12; медно-цинковые сплавы (латуни) литейные: ЛЦ16К4, ЛЦ23А6Ж3Мц2, ЛЦ30А3, ЛЦ38Мц2С2, ЛЦ40Сд, ЛЦ40С, ЛЦ40 Мц3Ж, ЛЦ25С2; медно-цинковые сплавы, обрабатываемые давлением: Л96, Л90, Л85, Л80, Л70, Л68, Л63, Л60, ЛА77-2, ЛАЖ60-1-1, ЛАН59-3-2, ЛЖМц59-1-1, ЛН65-5, ЛМ-58-2, ЛМ-А57-3-1.
- Плотность бронзы различных марок: бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением: БрА5, 7, БрАМц9-2, БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1,5, БрАЖН10-4-4, БрКМц3,1, БрКН1-3, БрМц5; бронзы бериллиевые: БрБ2, БрБНТ1,9, БрБНТ1,7; бронзы оловянные деформируемые: Бр0Ф8,0-0,3, Бр0Ф7-0,2, Бр0Ф6,5-0,4, Бр0Ф6,5-0,15, Бр0Ф4-0,25, Бр0Ц4-3, Бр0ЦС4-4-2,5, Бр0ЦС4-4-4; бронзы оловянные литейные: Бр03Ц12С5, Бр03Ц7С5Н1, Бр05Ц5С5; бронзы безоловянные литейные: БрА9Мц2Л, БрА9Ж3Л, БрА10Ж4Н4Л, БрС30.
- Плотность сплавов никеля и цинка: никелевые и медно-никелевые сплавы, обрабатываемые давлением: НК0,2, НМц2,5, НМц5, НМцАК2-2-1, НХ9,5, МНМц43-0,5, НМЦ-40-1,5, МНЖМц30-1-1, МНЖ5-1, МН19, 16, МНЦ15-20, МНА 13-3, МНА6-1,5, МНМц3-12; цинковые сплавы антифрикционные: ЦАМ9-1,5Л, ЦАМ9-1,5, ЦАМ10-5Л, ЦАМ10-5.
- Плотность стали, чугуна и баббитов: сталь конструкционная, стальное литье, сталь быстрорежущая с содержанием вольфрама 5…18%; чугун антифрикционный, ковкий и высокопрочный, чугун серый; баббиты оловянные и свинцовые: Б88, 83, 83С, Б16, БН, БС6.
Приведем показательные примеры плотности различных металлов и сплавов.
По данным таблицы видно, что наименьшую плотность имеет металл литий, он считается самым легким металлом, плотность которого даже меньше плотности воды — плотность этого металла равна 0,53 г/см3 или 530 кг/м3.
А у какого металла наибольшая плотность? Металл, обладающий наибольшей плотностью — это осмий. Плотность этого редкого металла равна 22,59 г/см3 или 22590 кг/м3.
Следует также отметить достаточно высокую плотность драгоценных металлов. Например, плотность таких тяжелых металлов, как платина и золото, соответственно равна 21,5 и 19,3 г/см3. Дополнительная информация по плотности и температуре плавления металлов представлена в этой таблице.
Сплавы также обладают широким диапазоном значений плотности. К легким сплавам относятся магниевые сплавы и сплавы алюминия. Плотность алюминиевых сплавов выше. К сплавам с высокой плотностью можно отнести медные сплавы такие, как латуни и бронзы, а также баббиты.
Источник: Цветные металлы и сплавы. Справочник. Издательство «Вента-2». НН., 2001 — 279 с.
Источник: http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/metally-i-splavy/plotnost-metallov-i-splavov-tablitsa
Свойства бронзы: цвет, плотность, марки, маркировка, применение
Именно свойства бронзы определяют популярность этого хорошо известного материала, не снижающуюся уже на протяжении нескольких тысячелетий. В результате активного развития металлургической отрасли были разработаны различные марки данного сплава, каждая из которых отличается своими особенностями и сферами применения.
Бронзовый пруток в форме круга (кругляк) служит сырьём для производства крепежных элементов, подшипников и других деталей двигателей
Типы бронзовых сплавов
О том, насколько популярной была и остается бронза, говорит и тот факт, что целый период в истории человечества был назван бронзовым веком. Ученые считают, что само слово «бронза» обязано своим происхождением старому названию итальянского города Бриндизи, известного своими литейными мастерскими.
Изначально бронзу получали в процессе расплавления и смешивания таких металлов, как медь и олово. Из нее часто отливали колокола, поэтому она получила название «колокольная». Она также использовалась для изготовления оружия и орудий труда, различной домашней утвари, скульптурных композиций и предметов интерьера.
Статуэтки из бронзовых сплавов изготавливаются по технологии художественного литья
На многих старинных фото можно увидеть интерьерные изделия из бронзы, которые и сейчас поражают своей красотой. С развитием металлургической промышленности появились и другие виды бронзы, в которые вместо олова стали вводить алюминий, железо, бериллий, кремний, цинк, свинец, фосфор и др.
Изменение традиционного химического состава бронзы позволило не только улучшить ее механические свойства (твердость, прочность, износостойкость и устойчивость к воздействию агрессивных сред), но и изменить ее цвет.
Так, цвет поверхности бронзовых изделий может варьироваться от красного (если в бронзе содержится большое количество меди) до серого и даже черного.
Изменение цвета данного сплава при варьировании его химического состава является очень важным его свойством при изготовлении изделий декоративного назначения.
Цвет бронзового проката зависит от содержащихся в нём химических элементов
Многие путают бронзу с латунью, хотя это совсем другой медный сплав с другими свойствами, в химическом составе которого, кроме основного металла, присутствует цинк. Хотя по цвету латунь можно спутать с некоторыми марками бронзы, по многим из своих характеристик это разные материалы, поэтому и сферы их применения различаются.
Еще один распространенный сплав меди, основным легирующим элементом которого является никель, – это мельхиор. Поверхность изделий из него отличается красивым серебристым цветом. Мельхиор активно используется для чеканки монет и изготовления столовых приборов.
В зависимости от того, содержится в бронзе олово или нет, она может относиться к оловянному или безоловянному типу.
Если говорить о бронзах первого типа, то максимальное количество олова в их химическом составе может доходить до 33%. Увеличение содержания олова несколько снижает удельный вес и плотность основного металла, но увеличивает такие свойства итогового материала, как твердость и прочность.
Кроме того, с увеличением олова в составе бронзы цвет изделий, которые из нее изготовлены, становится светлее, что заметно даже по их фото.
Кроме олова, которое также снижает температуру плавления готового сплава, в химическом составе такого металла могут содержаться и другие химические элементы – мышьяк, свинец, цинк и др.
Химический состав оловянных бронз
Если говорить о безоловянных бронзах, удельный вес и плотность которых незначительно отличаются от аналогичных характеристик сплавов первого типа, то по многим из своих механических свойств они могут превосходить не только оловянные бронзы, но и некоторые марки стали. Естественно, что и цвета изделий, изготовленных из таких сплавов, могут серьезно разниться.
Химический состав безоловянных бронз (нажмите для увеличения)
Теплопроводность и другие характеристики бронзы
Как уже говорилось выше, процентное содержание основного легирующего элемента в химическом составе бронзы меняет не только ее цвет, но и механические свойства.
При этом плотность и удельный вес, если сравнивать их с аналогичными характеристиками материалов других марок, меняются незначительно.
Такая закономерность актуальна не только для бронзы, но и для латуни, а также для других медных сплавов.
Если говорить о бронзах оловянного типа, то такое их свойство, как пластичность, начинает снижаться в том случае, если процентное содержание олова в них превышает 5%.
Если же содержание олова довести до 20%, то одновременно со снижением твердости увеличится и хрупкость такого материала.
Именно поэтому для выполнения литейных операций и обработки металла методом пластической деформации можно использовать только ту бронзу, в которой содержится не более 6% олова.
Физические свойства оловянных бронз
В хим
Источник: https://tradesmarter.ru/analitika/prs_svoystva-bronzy-cvet-plotnost-marki-markirovka-primenenie_19a5b.html
Загрузка...
