Алюминиевая бронза
Алюминиевая бро́нза — вид бронзы, у которой алюминий является основным легирующим металлом, добавляемым к меди (в отличие от обычной бронзы, где медь легируется оловом, или латуни, где используется цинк). Промышленное применение нашли алюминиевые бронзы разного состава, но при этом большинство сплавов содержит алюминий в количестве от 5 % до 11 % по массе, а остальное составляет медь и другие легирующие элементы, такие как железо, никель, марганец и кремний.
Химический состав сплавов[править | править код]
Ниже в таблице приведены составы нескольких типовых стандартных алюминиевых бронз, которые обрабатываются давлением, и их обозначения по ГОСТ 18175-78[1] и ISO 428[2]. В процентах показан пропорциональный состав сплава по массе. Медь составляет остальную часть и в таблице не приводится:
| Сплав по ISO 428 | Сплав по ГОСТ 18175-78 | Al | Fe | Ni | Mn | Zn | As |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CuAl5 | БрА5 | 4,0…6,5 % | 0,5 % max. | 0,8 % max. | 0,5 % max. | 0,5 % max. | 0,4 % max. |
| CuAl8 | БрА7 | 7,0…9,0 % | 0,5 % max. | 0,8 % max. | 0,5 % max. | 0,5 % max. | |
| CuAl8Fe3 | 6.5…8,5 % | 1,5…3,5 % | 1,0 % max. | 0,8 % max. | 0,5 % max. | ||
| CuAl9Mn2 | БрАМц9―2 | 8,0…10,0 % | 1,5 % max. | 0,8 % max. | 1,5…3,0 % | 0,5 % max. | |
| CuAl10Fe3 | БрАЖ9―4 | 8,5…11,0 % | 2,0…4,0 % | 1,0 % max. | 2,0 % max. | 0,5 % max. | |
| CuAl10Fe5Ni5 | БрАЖН10―4―4 | 8,5…11,5 % | 2,0…6,0 % | 4,0…6,0 % | 2,0 % max. | 0,5 % max. |
Свойства[править | править код]
Цвет алюминиевой бронзы соломенно-жёлтый, с красноватым оттенком, напоминающим цвет золота. Основные механические свойства в твёрдом состоянии: плотность 7500…8200 кг/м³, температура плавления 1040…1084 °C, твёрдость по Бринеллю 55…220 кгс/мм², предел прочности 20…75 кгс/мм², относительное удлинение 20…75 %[3].
Алюминиевые бронзы в сравнении с другими бронзовыми сплавами имеют бо́льшую прочность и коррозионную стойкость[4]. Эти сплавы демонстрируют низкий уровень поверхностной коррозии в атмосферных условиях, низкий уровень окисления при высоких температурах и слабую способность к реакциям с сернистыми соединениями и продуктами выхлопа двигателей внутреннего сгорания.
Применение[править | править код]
Алюминиевые бронзы чаще всего применяются в оборудовании, где благодаря стойкости к коррозии, они имеют преимущество в сравнении с другими конструкционными материалами. Сюда следует отнести подшипники и детали шасси в самолётах, сборочные единицы в двигателях (особенно для морских судов), погружённые в воду элементы конструкций корпусов судов, гребные винты кораблей.
Алюминиевая бронза, благодаря красивому золотисто-жёлтому цвету и высокой коррозионной стойкости, иногда также используется в качестве замены золота для изготовления бижутерии и монет[5].
Наибольшим спросом алюминиевые бронзы пользуются в следующих сферах:
- при изготовлении оборудования, эксплуатируемого в морских условиях;
- в оборудовании водоснабжения;
- в нефтяной и нефтехимической промышленности (например, для изготовления инструмента, эксплуатируемого во взрывоопасных средах);
- для изготовления оборудования, эксплуатируемого в условиях коррозионной среды;
- для изготовления декоративных элементов строительных конструкций.
Широко применяется для изготовления мелких деталей машиностроения (втулок, шестерней, фланцев). Положительными качествами алюминиевой бронзы перед оловянной являются:
- меньшая склонность к внутрикристаллической ликвации;
- большая плотность отливок;
- более высокая прочность и жаропрочность;
- меньшая склонность к хладоломкости.
Основные недостатки алюминиевых бронз перед оловянными:
- значительная усадка:
- склонность к образованию столбчатых кристаллов при кристаллизации и росту зерна при нагреве, что сильно охрупчивает сплав;
- сильное газопоглощение жидкого расплава;
- самоотпуск при медленном охлаждении;
- недостаточная коррозионная стойкость в перегретом паре.[6]
Алюминиевая бронза поддаётся сварке в среде инертного газа (аргона).
См. также[править | править код]
Примечания[править | править код]
- ↑ ГОСТ 18175-78 Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки.
- ↑ ISO 428 Wrought Copper-Aluminium Alloys — Chemical Composition And Forms of Wrought Products.
- ↑ ГОСТ 1628-78 Прутки бронзовые. Технические условия.
- ↑ Material Safety Data Sheet. Aluminium Bronze material. Архивировано 21 декабря 2010 года. (англ.)
- ↑ Нумизматический словарь. Бронза алюминиевая. Дата обращения: 12 июня 2015. Архивировано из оригинала 22 марта 2012 года.
- ↑ О.А. Масанский; В.С. Казаков. Материаловедение и технологии конструкционных материалов. — Красноярск: Сиб. Фед. университет, 2015.
Литература[править | править код]
Колачев Б. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов [Текст]: учебник для студ. высш. уч. завед. / Б. А. Колачев, В. А. Ливанов, В. И. Елагин . — 2-е изд. — М.: Металлургия, 1981. — 416 с.
Ссылки[править | править код]
- Copper Development Association. «Publication Number 80: Aluminium Bronze Alloys Corrosion Resistance Guide», PDF. (англ.)
- Copper Development Association. Publication Number 82: Aluminium Bronze Alloys Technical Data. (англ.)
 | |
|---|---|
| В библиографических каталогах |
