Interested Article - Алюминиевая бронза

Микроструктура алюминиевой бронзы с 20 % алюминия

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

Ниже в таблице приведены составы нескольких типовых стандартных алюминиевых бронз, которые обрабатываются давлением, и их обозначения по ГОСТ 18175-78 и ISO 428 . 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

Цвет алюминиевой бронзы соломенно-жёлтый, с красноватым оттенком, напоминающим цвет золота. Основные 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 % .

Алюминиевые бронзы в сравнении с другими бронзовыми сплавами имеют бо́льшую прочность и коррозионную стойкость . 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

Монета номиналом в 1 гривну , сделанная из алюминиевой бронзы

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 .

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.

Алюминиевая бронза поддаётся сварке в среде инертного газа ( аргона ).

См. также

Примечания

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.
21 декабря 2010 года. (англ.)
. Дата обращения: 12 июня 2015. Архивировано из 22 марта 2012 года.
О.А. Масанский; В.С. Казаков. Материаловедение и технологии конструкционных материалов. — Красноярск: Сиб. Фед. университет, 2015.

Литература

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.