По химическому составу бронзы могут быть оловянными и безоловянными (специальными). Кроме того, в зависимости от числа легирующих компонентов бронзы могут быть двойными и многокомпонентными. Основными легирующими компонентами бронзы являются алюминий, олово, свинец, марганец, железо и другие элементы, кроме цинка.
По техническому процессу изготовления бронзы подразделяют на деформируемые и литейные.
Бронзы, изготовленные из вторичных цветных металлов, называются вторичными.
Оловянные бронзы содержат, кроме олова, в качестве дополнительного легирующего элемента фосфор, свинец и цинк. Эти добавки улучшают антифрикционные, механические и литейные свойства медно-оловянных сплавов. Оловянные бронзы обладают хорошей коррозионной стойкостью, достаточной прочностью, хорошими литейными и антифрикционными свойствами, а часть из них в деформированном состоянии и высокими упругими свойствами.
Безоловянные (специальные) алюминиевые, кремнемарганцовые, а также ряд других бронз обладающих свойствами, близкими к оловянным, а в ряде случаев по некоторым показателям даже превосходят их. К этой группе относится бериллиевая бронза - наиболее прочный сплав на медной основе. После термической обработки твердость бериллиевой бронзы >= H V 330. а предел упругости О 0,002 >= 6,5 кГ/ мм2. Хромовая и кадмиевая бронза являются жаростойкими медными сплавами с высокой тепло- и электро - проводностью.
Оловянистые бронзы для нужд литейного производства предусмотрены ГОСТ 613-50 "Бронзы оловянные вторичные литейные, дающим номенклатуру четверных и более сложных сплавов, содержащих наряду с оловом цинк и свинец, а также никель. Минимальные механические свойства отливок из вторичных литейных оловянистых бронз: предел прочности при растяжении O вр не ниже 15 кГ/мм2, удлинение o т.е менее 4%, твердость не ниже НБ = 60.
В отдельных случаях возможно применение оловянистых бронз, изготовленных из числа исходных материалов, с более высокими механическими свойствами и более износостойкостью при трении без смазки.
Таблица 1. Химический состав в % вторичных литейных бронз
(по ГОСТ 613-50 и 614-50)
Марка |
Sn |
Zn |
Pb |
Ni |
Cu |
Примерное назначение |
Бр.ОЦСН 3-7-5-1 |
2,5-4,5 |
6,0-9,5 |
3,0-6,0 |
0,5-1,5 |
О |
Арматура для пресной воды, морской воды и пара, работающая при давлении до 25 кГ/ см2 |
Бр. ОЦС 3-12-5 |
2,0-4,0 |
8,0-15,0 |
3,0-6,0 |
- |
Арматура для пресной воды и пара, работающая при давлении до 25 кГ/см2 |
|
Бр. ОЦС 5-5-5 |
4,0-6,0 |
4,0-6,0 |
4,0-6,0 |
- |
Для трущихся деталей |
|
Бр. ОЦС 6-6-3 |
5,0-7,0 |
5,0-7,0 |
2,0-4,0 |
- |
То же |
|
Бр. ОЦС 4-4-17 |
3,5-5,5 |
2,0-6,0 |
14,0-20,0 |
- |
" |
|
Бр. ОЦС 3,5-6,5 |
3,0-4,5 |
5,0-7,0 |
4,0-6,0 |
- |
Для деталей тракторов |
|
Бр. ОЦСА 3-8-4-1 |
2,5-4,5 |
7,0-10,0 |
3,0-6,0 |
0,5-0,15 |
Шихтовой материал в виде чушек для приготовления соответствующих марок литейных оловянных бронз по ГОСТ 613-50 |
|
Бр. ОЦС 3-13-4 |
20,-4,0 |
10,0-16,0 |
3,0-6,0 |
- |
То же |
|
Бр. ОЦС 5-6-5 |
4,0-6,0 |
4,5-7,0 |
4,0-6,0 |
- |
" |
|
БР. ОЦС 6-7-3 |
5,0-7,0 |
6,0-9,0 |
2,0-4,0 |
- |
" |
|
Бр. ОЦС 4-8-5 |
3,5-5,0 |
6,0-10,0 |
4,0-6,0 |
- |
" |
Таблица 2. Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением по (ГОСТ 5017-49)
Марка |
Химический состав в % |
Примерное назначение |
Виды полуфабрикатов |
||||
Sn |
P |
Zn |
Pb |
Cu |
|||
Бр. ОФ7-0,2* |
6-8 |
0,1-0,25 |
- |
- |
О |
Пружины, вкладыши подшипников и другие трущиеся детали |
Прутки, ленты, полосы, проволока |
Бр. ОФ6,5-0,15 |
6-7 |
0,1-0,25 |
- |
- |
- |
Прутки, проволока |
|
Бр. ОФ 6,5-04 |
6-7 |
0,3-0,4 |
- |
- |
Сетки бумагоделательных машин |
Поволока |
|
Бр. ОФ 4-2,5 |
3,5-4,0 |
0,2-0,3 |
- |
- |
Детали химической и теплотехнической аппаратуры |
Трубы |
|
Бр. ОЦ 4-3 |
3,5-4,0 |
- |
2,7-3,3 |
- |
Пружины, детали химической аппаратуры |
Ленты, полосы, прутки, проволока |
|
Бр. ОЦС 4-4-2,5 |
3-5 |
- |
3-5 |
1,5-3,5 |
Втулки и прокладки в подшипниках автомобилей, тракторов |
Ленты, полосы |
|
Бр. ОЦС 4-4-4 |
3-5 |
- |
3-8 |
3,5-4,5 |
То же |
Полосы и ленты |
* По ГОСТ 10025-62
Табица 3. Основные физико - химические свойства оловянных бронз (среднего состава)
Марка |
Плотность в Г/см3 |
Температура плавления в ° С |
Удельное электросопротивление в ом · мм2/м |
Теплопроводность в кал/см · сек · °С |
Коэффициент линейного расширения X 10° 1 /С |
Е в кГ/мм2 |
Бр. ОЦС 6-6-3 |
8,82 |
995 |
0,09 |
0,22 |
17,1 |
9000 (к) |
Бр. ОЦС 5-5-5 |
8,84 |
1000 |
0,09 |
0,22 |
17,1 |
9450 (к) |
Бр. ОЦС 3-12-5 |
8,69 |
998 |
0,076 |
- |
17,1 |
8400 (к) |
Бр. ОЦН 3-7-5-1 |
8,70 |
1022 |
0,085 |
- |
17,1 |
8500 (к) |
Бр. ОФ6,5-0,15 |
8,65 |
995 |
0,176 |
0,17 |
17,1 |
11 200 |
Бр. ОФ6,5-0,4 |
8,65 |
995 |
0,176 |
0,17 |
17,1 |
11 200 |
Бр. ОФ 4-0,25 |
8,9 |
1060 |
0,09 |
0,2 |
17,6 |
10 000 |
Бр. ОФ 4-0,25 |
8,9 |
1060 |
0,09 |
0,2 |
17,6 |
10 000 |
Бр. ОЦ 4-3 |
8,8 |
1045 |
0,09 |
0,2 |
18,0 |
12400 |
Бр. ОЦ 4-3 |
8,8 |
1045 |
0,09 |
0,2 |
18,0 |
12400 |
Бр. ОЦС 4-4-2,5 |
8,9 |
1018 |
0,09 |
0,2 |
18,2 |
7500 |
Бр. ОЦС 4-4-2,5 |
8,9 |
1018 |
0,09 |
0,2 |
18,2 |
7500 |
Продолжение таблицы 3
Марка |
σ в в кГ/мм2 |
δ в % |
Твердость НВ |
Температура литья в ° С |
Температура горячей обработки в ° С |
Температура отжига в ° С |
Линейная усадка в % |
Бр. ОЦС 6-6-3 |
18-25 (к) |
18-25 (к) |
60-75(к) |
1150-2000 |
- |
- |
1,6 |
Бр. ОЦС 5-5-5 |
20-25 (к) |
20-25 (к) |
60-75(к) |
1140-1180 |
- |
- |
1,6 |
Бр. ОЦС 3-12-5 |
19-23 (к) |
19-23 (к) |
55-65(к) |
1140-1180 |
- |
- |
- |
Бр. ОЦН 3-7-5-1 |
20-24 (к) |
20-24 (к) |
55-70(к) |
1150-1200 |
- |
- |
- |
Бр. ОФ6,5-0,15 |
35-45** |
60-70 |
70-90 |
1150-1200 |
700-800 |
600-650 |
1,45 |
Бр. ОФ6,5-0,4 |
70-80 |
7-12 |
160-200 |
1150-1200 |
700-800 |
600-650 |
1,45 |
Бр. ОФ 4-0,25 |
30-38 |
40-58 |
55-70 |
1170-1200 |
700-800 |
600-650 |
1,42 |
Бр. ОФ 4-0,25 |
50-70 |
6-10 |
160-170 |
1170-1200 |
700-800 |
600-650 |
1,42 |
Бр. ОЦ 4-3 |
30-40 |
35-45 |
50-70 |
1160-1200 |
700-800 |
550-650 |
1,48 |
Бр. ОЦ 4-3 |
50-60 |
3-6 |
150-170 |
1160-1200 |
700-800 |
550-650 |
1,48 |
Бр. ОЦС 4-4-2,5 |
30-35 |
35-45 |
50-70 |
1150-1200 |
- |
550-650 |
1,487 |
Бр. ОЦС 4-4-2,5 |
55-65 |
2-4 |
150-170 |
1150-1200 |
- |
550-650 |
1,487 |
*к - литье в кокиль
** Для деформируемых бронз; в числителе приведены свойства для мягкого состояния, в знаменателе для твердого состояния.
Таблица 4. Сортамент и механические свойства полуфабрикатов из деформируемых оловянных бронз
Полуфабрикаты |
Состояние материала |
ГОСТ или ТУ |
σ в в кГ/мм2 |
δ 10 в % |
Бр. ОЦ 4-3 |
||||
Проволока диаметром в мм: |
Твердое |
ГОСТ 5221-50 |
|
|
Прутки тянутые* диаметром в мм: |
- |
ГОСТ 6511-60 |
|
|
Прутки прессованные диаметром 42-120мм |
- |
ГОСТ 6511-60 |
28 |
25 |
Лента толщиной 0,1-2,0 мм, шириной 10-300 мм |
Мягкое |
ГОСТ 1761-50 |
30 |
38 |
Полосы толщиной 1-10 мм, шириной 100-300 и длиной 400-2000 мм |
Мягкое |
ГОСТ 1761-50 |
30 |
38 |
Бр. ОФ 6,5-0,15; Бр. ОФ 6,5-0,4 |
||||
Лента толщиной 0,1-2,0 мм и шириной 10-300 мм |
Твердое |
ГОСТ 1761-50 |
30 |
38 |
Полосы толщиной 1-10 мм, шириной 100-300 и длиной 400-2000 мм |
Мягкое |
ГОСТ 1761-50 |
30 |
38 |
Прутки тянутые или холоднокатаные диаметром 6-40 мм |
- |
ГОСТ 10025-62 |
42-45 |
15 |
Прутки прессованные диаметром 40- 70 мм |
- |
ГОСТ10025-62 |
35-37 |
55 |
Лента толщиной 0,12-0,13 мм и шириной 100-120 мм |
Твердое |
ЦМТУ 3383-53 |
70-80 |
<5 |
Бр. ОФ 4-0,25 |
||||
Трубки манометрические |
Мягкое |
ГОСТ 2622-44 |
33 |
40 |
Бр. ОЦС 4-4-2,5 |
||||
Ленты и полосы толщиной 0,5-3,0мм и шириной 10-175 мм |
Мягкое |
ЦМТУ 512-41 |
30 |
35 |
* Диаметры указаны для круглых прутков. Шестигранные и квадратные прутки выпускаются диаметром вписанной окружности от 5 до 30 мм.
Таблица 5. Химический состав и механические свойства литейных безоловянных бронз (по ГОСТ 493-54)
Марка |
Химический состав в % |
Вид литья |
Механические свойства |
|||||||
Ai |
Fe |
Mn |
Ni |
Pb |
Cu |
σ в в кГ/мм2 |
δ в % |
Твердость НВ |
||
Бр. АМц 9-2 Л |
8-10 |
- |
1,5-2,5 |
- |
- |
О |
В кокиль |
40 |
20 |
80 |
Бр. АМц 10-2 |
9-11 |
- |
1,5-2,5 |
- |
- |
В кокиль |
50 |
12 |
110 |
|
Бр. Аж 9-4 Л |
8-10 |
2-4 |
- |
- |
- |
В кокиль |
40 |
10 |
100 |
|
Бр.АЖМц10-3-1,5 |
9-11 |
2-4 |
1-2 |
- |
- |
В кокиль |
50 |
12 |
120 |
|
Бр. АЖС 7-1,5-1,5 |
6-8 |
3,5-5,5 |
- |
- |
1-1,5 |
В землю |
50 |
18 |
- |
|
Бр. АЖН 10-4-4 |
9,5-11 |
3,5-5,5 |
- |
3,5-5,5 |
- |
В кокиль |
60 |
5 |
170 |
|
Бр. АЖН 10-6-6 |
9,5-11 |
5-6,5 |
- |
5-6,5 |
- |
В кокиль |
60 |
2 |
250 |
|
Бр. С 30 |
- |
- |
- |
- |
27-33 |
В кокиль |
6 |
4 |
25 |
|
Бр. СН60-2,5 |
- |
- |
- |
2,25-2,75 |
57-65 |
" |
3 |
5 |
14 |
Таблица 6. Химический состав и виды полуфабрикатов безоловянных бронз (по ГОСТ 493-54)
Марка |
Химический состав в % |
Полуфабрикаты |
Назначение |
||||||
Al |
Fe |
Mn |
Ni |
Be |
Другие элементы |
Cu |
|||
Бр. А5 |
4-6 |
- |
- |
- |
- |
- |
о |
Ленты и полосы |
Для изготовления пружин |
Бр. А7 |
6-8 |
- |
- |
- |
- |
- |
То же |
То же |
|
Бр. АМц 9-2 |
8-10 |
- |
1,5-2,5 |
- |
- |
- |
Ленты, полосы и прутки |
Арматура в судостроении. Машиностроении, автотракторостроении |
|
Бр. АЖ 9-4 |
8-10 |
2-4 |
- |
- |
- |
- |
Прутки |
- |
|
Бр. АЖМц 10-3-1,5 |
9-11 |
2-4 |
1-2 |
- |
- |
- |
Прутки, проволока, труба |
Антифрикционных деталей в машиностроении и автомотостроении |
|
Бр. АЖН 10-4-4 |
9,5-11 |
3,5-5,5 |
- |
3,5-5,5 |
- |
- |
Прутки |
Высокопрочные детали |
|
Бр. Б2 |
- |
- |
- |
0,2-0,5 |
1,9-2,2 |
- |
Ленты, полосы, прутки, проволоки, трубы |
Пружины и упругие элементы |
|
Бр. БНТ 1,7 |
- |
- |
- |
- |
1,6-1,85 |
Ti 0,1-0,25 |
То же |
То же |
|
Бр. БНТ 1,9 |
- |
- |
- |
0,2-0,4 |
1,85-2,1 |
Ti 0,1-0,25 |
" |
" |
|
Бр. КМц3-1 |
- |
- |
1,0-1,5 |
- |
- |
Si 2,75-3,5 |
Полосы, ленты, прутки, проволока |
Для изготовления пружин |
|
Бр. КН 1-3 |
- |
- |
0,1-0,4 |
2,4-3,4 |
- |
Si 0.6-1.1 |
Проволока, прутки |
Для изготовления антифрикционных деталей |
|
Бр. БА 2-0,5* |
0,4-0,7 |
- |
- |
- |
1,9-2,2 |
- |
Ленты и полосы |
Вторичные экземпляры |
|
Бр. АМ цо-1* |
5,5-6,0 |
0,8-1,3 |
- |
- |
- |
- |
То же |
Тоже |
|
Бр. КД-1** |
- |
- |
- |
- |
- |
Cr 0,9-1,2 |
Полосы, прутки |
Проводники тока |
|
Бр. Х 0,5*** |
- |
- |
- |
- |
- |
Cr 0,4-1,0 |
То же |
Электроды и жаропрочные детали |
* По ЦМТУ 3314-53, ** По ГОСТ 4134-48, *** По ЦМТУ 3299-53
Таблица 7. Основные свойства безоловянных стандартных (специальных) бронз, обрабатываемых давлением
Марка |
Плотность в Г/см3 |
Температура плавления в 0С |
Удельное электросопротивление в ом · мм2/м |
Теплопроводность в кал/см · сек 0С |
Коэффициент линейного расширения Х 10 0C при 20-100 0 С |
БР. А5 |
8,2 |
1060 |
0,10 |
0,25 |
15,6 |
Бр. А7 |
7,8 |
1040 |
0,11 |
0,19 |
17,8 |
Бр. Амцо-2 |
7,6 |
1060 |
0,11 |
0,17 |
17,0 |
Бр. АЖ 9-4 |
7,5 |
1040 |
0,12 |
0,14 |
16,2 |
Бр. АЖМц 10-3-1,5 |
7,5 |
1045 |
0,19 |
0,14 |
16,1 |
Бр. АЖН 10-4-4 |
7,5 |
1084 |
0,19 |
0,18 |
17,1 |
Бр. Б2 |
8,2 |
955 |
0,07 |
0,20 |
16,6 |
Бр. Мц5 |
8,6 |
1047 |
0,20 |
0,26 |
20,4 |
Бр. КМц 3-1 |
8,4 |
- |
0,15 |
0,11 |
15,8 |
Бр. КН 1-3 |
8,8 |
1084 |
0,05 |
- |
18,0 |
Бр. Кд 1 |
8,9 |
1076 |
0,02 |
0,82 |
- |
Бр. Х 0,5 |
8,9 |
1084 |
0,02 |
0,80 |
- |
Продолжение таблицы 7
Марка |
Е в кГ/мм2 |
σ в кГ/мм2 |
δ в % |
Твердость НВ |
Температура литья в 0С |
Температура горячей обработки в 0С |
Температура отжига в 0С |
Линейная усадка в % |
БР. А5 |
12 000 |
36-44* |
60-70 |
55-65 |
1150-1190 |
750-850 |
600-700 |
2,5 |
Бр. А7 |
12 000 |
44-5 |
65-75 |
65-75 |
1140-1180 |
750-850 |
600-700 |
- |
Бр. Амцо-2 |
9 200 |
40-50 |
20-40 |
110-130 |
1120-1160 |
750-850 |
650-750 |
1,7 |
Бр. АЖ 9-4 |
11 600 |
40-50 |
35-45 |
100-120 |
- |
- |
- |
- |
Бр. АЖМц 10-3-1,5 |
10 000 |
40-50 |
20-30 |
125-140 |
1120-1160 |
750-850 |
650-850 |
2,5 |
Бр. АЖН 10-4-4 |
11 500 |
45-55 |
35-45 |
130-150 |
1140-1200 |
800-900 |
700-750 |
2,4 |
Бр. Б2 |
13 600* |
40-60 |
40-50 |
70-90** |
1050-1100 |
750-800 |
530-600 |
1,8 |
Бр. Мц5 |
10 500 |
30-36 |
35-45 |
70-90 |
1110-1150 |
750-850 |
700-750 |
- |
Бр. КМц 3-1 |
10 500 |
35-40 |
50-60 |
70-90 |
1070-1110 |
750-850 |
700-750 |
- |
Бр. КН 1-3 |
- |
40-45 |
25-30 |
80-100 |
1150-2000 |
800-910 |
850***,45**** |
- |
Бр. Кд 1 |
- |
26-34 |
35-45 |
50-70 |
1140-1180 |
750-800 |
950-1000*** |
- |
Бр. Х 0,5 |
13 800** |
22-25 |
25-35 |
50-70 |
1120-1160 |
850-950 |
450-450**** |
- |
Таблица 8. Сортамент и механические свойства полуфабрикатов из безоловянных бронз.
Наименование и размеры полуфабрикатов |
ГОСТ |
Марка бронзы |
Составление материала, размеры (диаметр) в мм |
σв в кГ/мм2 |
δ10 в % |
Трубы прессованные круглые с наружным диаметром 5-220 мм и толщиной стенки 5-50 мм |
1208-54 |
Бр. АЖМд 10-3-1,5 |
Горячедеформированные |
60 |
12 |
Прутки тянутые круглые диаметром 5-40 мм |
1628-60 |
Бр. АМц 9-2 |
5-22 |
55 |
12 |
Прутки тянутые круглые диаметром 5-40 мм шестигранные и квадратные пруты с диаметром вписанной окружности 5-35 мм |
1628-60 |
Бр. КМц 3-1 |
5-12 |
50 |
10 |
Прутки прессованные круглые диаметром 16-160 мм 1628-60 |
Бр. АМц 9-2 |
Бр. АЖ 9-4 |
25-45 |
50 |
15 |
Проволока диаметром 0,1-10 мм |
5222-50 |
Бр. КМц 3-1 |
0,1-2,5 |
90 |
0,5 |
Ленты толщиной 0,1-1,2 мм и шириной 10-300 мм |
1048-49 |
Бр. А7 |
После термической |
|
|
Полосы толщиной 1,8-10 мм и шириной 40-500 мм |
4748-49 |
Бр. КМц 3-1 |
Мягкое |
35 |
40 |
Полосы и ленты толщиной 0,05-6,0 мм и шириной 40-300 мм |
1789-60 |
Бр. Б2 |
Мягкое (после |
|
|
Полосы толщиной 1-12,5 мм |
1595-47 |
Бр. АМц 9-2 |
Мягкое |
45 |
18 |
Полосы коллекторные |
4134-48 |
Бр. КД 1 |
Твердое |
НВ 95 |
- |