Бериллиевая бронза

Автопромышленность

Еще одна сфера, в которой благодаря своим свойствам бериллиевая бронза часто применима. В частности, многие электронные детали моторных отсеков делают именно из нее. А еще из данного материала изготавливают электронные схемы систем безопасности многих автомобилей.

Поскольку степень компьютеризации и производство машин с каждым годом лишь растут, то и сплавов требуется больше.

Стоит отметить, что на долю автопромышленности приходится порядка 12% мирового потребления данного материала. Из него делают подшипники, втулки, детали узлов, комплектующие. Неудивительно, ведь его прочность значительно превосходит показатели латуни и сплавов, в которые добавляют кремний, олово, фосфор, хром и алюминий.

Классификация бронзы

По химическому составу различают:

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.

Основные легирующие компоненты

Основной компонент, который определяет большую часть технических характеристик бронз – медь. Для придания сплаву необходимых параметров применяют специальные добавки – легирующие компоненты. Одним из распространенных легирующих компонентов, содержащихся в бронзе, является олово. Именно из оловянных бронз производили отливку колоколов и называли «колокольной» бронзой.

Также в качестве легирующего элемента могут быть использованы:

• Be – бериллий. Повышает прочность бронзы.
• Si – кремний и Zn, цинк для повышения устойчивости поверхности к истиранию. Эти же элементы увеличивают текучесть бронз, что положительно сказывается на качестве литья.
• Pb – свинец. Повышает антикоррозионные свойства металла.
• Al – алюминий. Повышает устойчивость к коррозии, устойчивость к окислению при высоких температурах и уменьшает реакцию металла с соединениями серы и продуктами выхлопа двигателей.

Процентное соотношение компонентов бронз

Процентное соотношение элементов, также как и химический состав, закладывается в аббревиатуру марки сплава. В ней не указывается процентное содержание основного элемента – меди, но указывается содержание всех легирующих элементов в процентном соотношении.

К примеру, в марке БрО3Ц12С5 содержание компонентов такое:

• олово – 3%;
• цинк – 12%;
• свинец – 5%;
• остальные 80% приходятся на медь.

Количество процентов меди в сплаве оказывает влияние на его цвет. Чем больше меди, тем более яркий золотистый цвет имеет бронза. При содержании меди 50% цвет сплава станет белым, близким к цвету серебра. В соответствии с поставленными задачами можно получить различный цвет металла путем варьирования процентного соотношения легирующих элементов и меди.

По химическому составу

Исходя непосредственно из химического состава бронзы, выделяют следующие ее разновидности.

Оловянная. В составе материала данного подвида присутствует 3,5-7% олова. Сплав может похвастаться высокой прочностью, надежностью и упругостью после предварительно проведенной обработки давлением. Материал обладает отличными литейными качествами. Усадка может достигать 1% (как в случае с литейным чугуном).

• Безоловянная. В данную категорию входят такие разновидности сплавов, в химическом составе которых нет дорогого олова. Вместо него включают более доступные и недорогие материалы.
• Алюминиевая. Максимально пластичный материал. Его литейные свойства оказываются более низкими, нежели у дорогой оловянистой бронзы, однако в составе отсутствуют микропоры. В составе предусмотрен никель, фосфор и железо – компоненты, улучшающие свойства алюминиевого сплава.
• Кремниевая. Высокопрочный подвид материала, устойчив к появлению коррозии, является электропроводным. Материал не боится низких или высоких температур, щелочной среды. Чтобы металл имел более высокие прочностные характеристики, химический состав дополнительно легируют марганцем и обрабатывают путем холодной деформации.
• Берилловый сплав разрешено подвергать термической обработке с применением закалки и искусственного старения. Основным недостатком данного вида можно считать высокую стоимость бериллия.

По обработке

Бронзовые сплавы разделяются, исходя из типов обработки.

• Деформируемая. В производстве деталей из бронзы используется такие популярные технологии, как ковка, протяжка, резка, фрезеровка.
• Литейная. Отдельный вид бронзового сплава. Детали, которые состоят из этого металла, изготавливают путем металлургии.

По структуре

Разные виды бронзовых сплавов разделяются и по своей структуре. Выделяют следующие варианты.

• Однофазные. Имеющиеся в таком металле компоненты в твердом растворе формируют только одну определенную фазу.
• Двухфазные. Продукцию получают при помощи литья, потому что деформируется она исключительно под воздействием высоких температурных показателей. Из двухфазного сплава возможно получить отливки максимально сложных и замысловатых конфигураций.

Маркировка

В настоящее время встречается множество марок бронзы. Они отличаются составом, определяющим параметры и сферу применения. Для удобства на основе этого была создана система маркировки, включающая буквенные и цифровые символы. Так, легирующие добавки обозначают буквами, первыми в названии представляющих их химических элементов. Цифры означают содержание компонентов сплава в долях процента. При этом данные обозначения не содержат данных о количестве меди. Данное значение высчитывают как разность между общим составом бронзы и количеством легирующих добавок.

Маркировка бронзы позволяет легко определить требуемую для конкретной задачи марку. Для этого достаточно воспользоваться специальными таблицами. Они содержат данные о составе, параметрах сплава и сферах его применения.

Оловянистые марки бронзы

Марка	Химический состав, %
По настоящему стандарту	По СТ СЭВ 376–76	Олово	Фосфор	Цинк	Никель	Свинец	Медь
БрОФ8,0–0,3	—	7,5–8,5	0,26–0,35	—	0,10-0,20	—	Ост.
БрОФ7– 0,2	CuSn 8	7,0–8,0	0,10–0,25	—	—	—	Ост.
БрОФ6,5–0,4	—	6,0–7,0	0,26–0,40	—	—	—	Ост.
БрОФ6,5–0,15	CuSn 6	6,0–7,0	0,40–0,25	—	0,10–0,20	—	Ост.
БрОФ4–0,25	CnSn 4	3,5–4,0	0,20– 0,30	—	—	—	Ост.
БрОФ2–0,25	CuSn 2	3,0–5,0	0,02–0,3	—	—	—	Ост.
БрОЦ4–3	CuSn 4Zn 3	3,5–4,0	—	2,7–3,3	—	—	Ост.
БрОЦС4–4–2,5	CuSn 4Zn 4Pb 3	3,0–5,0	—	3,0–5,0	—	1,5-3,5	Ост.
БрОЦС4–1–1	CuSn 4Zn 4Pb 4	3,0–5,0	—	3,0–5,0	—	3,5-4,5	Ост.

Химический состав безоловянных бронз

Марка бронзы	Аl	Be	Fe	Мn	Ni	Si	Ti
БрА5	4–6	–	–	–	–	–	–
БрА7	6–8	–	–	–	–	–	–
БрАМц9-2	8–10	–	–	1,5–2,5	–	–
БрАМц10-2	9–11	–	–	1,5–2,5	–	–	–
БрАЖ9-4	8–10	–	2–4	–	–	–	–
БрАЖМц10-3-1,5	9-11	–	2–4	1–2	–	–	–
БрАЖН10-4-4	9,5–11	–	3,5–5,5	–	3,5–5,5	–	–
БрБ2	–	1,8–2,1	–	–	0,2-0,5	–	–
БрБНТ1,7	–	1,60–1,85	–	–	0,2–0,4	–	0,1–0,25
БрБНТ1,9	–	1,85–2,10	–	–	0,2–0,4	–	0,10–0,25
БрКН1-3	–	–	–	0,1–0,4	2,4-3,4	0,6-1,1	–
БрКМцЗ-1	–	–	–	1–1,5	—	2,75-3,5	–
БрМц5	–	–	–	4,5–5,5	–	–	–

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.

Область применения

Долговечность, ковкость и устойчивость к агрессивным внешним факторам позволяют использовать бронзу в декоративной и промышленной сфере.

Сплав предпочитают люди искусства, они делают из него скульптуры, статуэтки, украшения, декоративные элементы для карнизов, перил, лестниц. Среди предметов обихода тоже встречаются бронзовые элементы, например, подсвечники, вешалки, обрамления для зеркал.

В промышленной сфере литейная бронза применяется для сложных конструкций — подшипников, уплотнительных колец, шестеренок, втулок. Бронза устойчива к морской воде, поэтому из нее делают механизмы для проведения работ. Деформируемые сплавы подходят для изготовления пружин, измерительных приборов, токоведущих элементов.

Бериллиевая бронза благодаря упругости и устойчивости подходит для создания интегральных схем, оборудования с оптоволокном, контактов с пружинами. Из этих сплавов создаются детали миниатюрных размеров, которые устанавливаются в смартфоны, коммуникаторы, планшеты. В строительстве бронза используется редко, поскольку дорого стоит. Из нее регулярно делают долговечные сантехнические элементы, фурнитуру.

Незаменимый с древних времен металл используется во многих сферах. Сочетание прочности и эстетичного внешнего вида позволяют и дальше специалистам находить новые области применения этих сплавов.

Биологическое воздействие бериллия

Как элемент, Be присутствует в тканях большинства представителей флоры и фауны. Так, концентрация бериллия в почве составляет тысячные доли процента, для золы растений эта величина на порядок меньше. Относительно животных, Be равномерно распределен у них по тканям, с суммарной концентрацией, которая исчисляется в пределах от десятитысячных до тысячных долей процента. При нормально функционировании организма, половина бериллия выделяется с мочой. Оставшаяся часть элемента оседает в костях – 30%, печени и почках – по 8%.

Металлическая пыль бериллия – очень опасна для человека

Опасен ли бериллий?

Для человека вредны летучие соединения бериллия, его пыль. Как результат, переработка Be требует соблюдения определенных норм безопасности, в частности использование специальных мер защиты, чтобы избежать отравления бериллием.

Случай в истории СССР

В недалекие советские времена, а именно в 1990 году, в Казахской ССР на одном из металлургических предприятий  (сейчас это АО УМЗ), которое работало с бериллием, произошел взрыв в бериллиевом цехе – вся опасная пыль и мелкая стружка поднялась в небо над городом Усть-Каменогорск. Превышение ПДК вредных веществ, как тогда зафиксировали, составило 14 000 раз.

Всего произошло около 5 взрывов, при этом в воздух поднялось 65 тонн мельчайшего бериллия. Как это все происходило и как боролись с катастрофой – читайте историю большого взрыва.

После взрыва люди боялись последствий, кто-то пророчил, что результат взрыва проявится через 15 лет – на нынешних детях, на беременных женщинах, какие именно тяжелые последствия ждут людей – никто толком не знал. И вот, прошло уже больше 26 лет – катастрофических изменений в жизни населения города не произошло, не считаю тех людей, кто оказался непосредственно в эпицентре взрыва, городу повезло – пыль осела и не распространилась воздуху.

Так сегодня выглядит территория завода АО “УМЗ” в котором и сейчас существует бериллиевый цех

Маркировка бронз

Безоловянные (ГОСТ 493, ГОСТ 17328,ГОСТ 18175)
Марка	Краткое обозначение марки
БрА5 БрА7	БА5 БА7
БрАЖ9—4; БрА9ЖЗЛ; БрА10ЖЗ; БрА10ЖЗр	БАЖ
БрАЖН10—4—4; БрАЖНМц9—4—4—1; БрА10Ж4Н4Л; БрА9Ж4Н4Мц1; БрА11ЖбНб	БАЖН
БрАЖМц10—3—1,5; БрА10ЖЗМц2	БАЖМц
БрМц5 БрКд1 БрБ2	БМц БКд ББ
БрБНТ1,7; БрБНТ1,9; БрБНТ1,9Мг	ББН
БрКН1-3 БрКМцЗ—1 БрМг0,З БрСр0,1 БрХ1	БКН БКМц БМг БСр БХр
БрХ1Цр; БрХЦрКа; БрЦр	БЦр
БрАМц10—2; БрА10Мц2Л; БрАМц9—2; БрА9Мц2Л	БАМц
БрА7Мц15ЖЗН2Ц2 БрС30 БрСуЗНЗЦЗС2ОФ БрНК1,5—0,5	БАМц15 БС БСуС БНК
Оловянные (ГОСТ 613, ГОСТ 5017)
Марка	Краткое обозначение марки
Бр0ЗЦ12С5	Б0З
БрОЦС4—4—2,5; БрОЦС4—4—4; Бр04Ц7С5	Б04
Бр05Ц5С5	Б05
Бр06Ц6СЗ; Бр06Ц6С2х	Б06
Бр0Ц4—3 Бр08Ц4 Бр010Ц2 Бр0ЗЦ17С5Н1 Бр04Ц4С17 Бр05С25	Б0Ц4 Б0Ц8 Б0Ц10 Б0ЗН Б04С Б05С
Бр08С12; Бр08С21	Б08С
Бр010С10 Бр010Ф1 Бр0Ф2—0,25 Бр0Ф4—0,25 Бр0Ф6,5—0,15 Бр0Ф6,5—0,4 Бр0Ф7—0,2 Бр0Ф8,0—0,3 БрМц07—3	Б0С10 Б0Ю Б0Ф2 Б0Ф4 Б0Ф6 Б0Ф6 Б0Ф7 Б0Ф8 Б0Мц

Характеристики бронзы

Технологические характеристики

По своим технологическим свойствам бронзы могут быть:

• Деформируемые или легко поддающиеся механическому воздействию. Такими свойствами обладают сплавы, содержащие не более 6% олова. Их пластичность позволяет производить штамповку, ковку и изготавливать рифленые бронзовые материалы. Именно из деформируемых сплавов делают бронзовую проволоку, ленту и листы и т.п.;
• Литейные – рассчитанные на фасонное литье. Из таких литейных бронз на основе меди и олова изготавливают машинные детали, которые могут работать в морской воде, а также шестеренки и вкладыши для подшипников.

Теплопроводность бронзовых сплавов

Если говорить о теплопроводности, то она падает с введением легирующих добавок. Несмотря на то, что медь очень хорошо проводит тепло, ее сплавы с другими компонентами теряют больший процент этого показателя. Невысокая теплопроводность делает бронзу непригодной для узлов трения, сварочных электродов и прочих элементов, где требуется быстра отдача и отвод тепла. Однако, низколегированные бронзовые сплавы близки по теплопроводности к меди.

Химические свойства бериллия

Элемент 2-валентен. Его отличает высокая химическая активность. Устойчивости бериллия на воздухе способствует быстрое окисление: образование прочной поверхностной пленки ВеО, препятствует дальнейшим реакциям. Дальнейшее быстрое окисление металла происходит при нагревании свыше 800 0С. Взаимодействие металла с водой происходит только после достижения температуры ее кипения. Бериллий растворим в большинстве кислот, исключение составляет только концентрированная азотная. Также элемент растворяется в водных растворах щелочей, образуя соли бериллия.

Видео – Бериллий. Легкий и дорогой металл:

Взаимодействие Be с другими элементами происходит преимущественно при нагревании. Так, нитрид бериллия образуется при температуре свыше 650 0С в атмосфере азота. Взаимодействие Be с углеродом при 1200 0С и выше переводит металл в карбид бериллия. Более интересно происходит образование гидрида бериллия. Действительно сам металл не взаимодействует с водородом при любых температурах. Поэтому получить гидрид бериллия можно только вследствие разложения органических соединений, содержащих Be. Еще одна особенность, которой характеризуется гидрид бериллия – он устойчив только при температурах менее 240 0С.

Область применения

Бронза БрБ2 используется в различных областях производства. Из неё изготавливают антифрикционные детали и пружинящие детали: пружинящие детали и пружины. Из неё изготавливают детали ответственного назначения. Также из неё изготавливают неискрящие инструменты.

Прутки из этого сплава бронзы применяются в приборостроении и автомобилестроении. Ленты также применяются в приборостроении и производстве упругих и пружинящих деталей. Аналогичное применение нашла проволока в машиностроении и приборостроении. В нашем магазине вы можете купить: Лента БРБ2, Проволока БрБ2, Круг БрБ2, Пруток БРБ2.

Она такая разная

История почтила бронзу, отдав ей целую эпоху в развитии человечества. Бронзовый век продвинул человечество вперед, способствовал развитию ремесел, городов и…переделу территориальной собственности.

Бронза – «разносторонний» сплав. Ее использовали как стратегический металл (бронзовое оружие — ножи, щиты, мечи, орудийные стволы) и как материал для произведений искусства. Бронзовые статуи признавались вершиной древнегреческого искусства.

Бронзовые зеркала были знакомы загадочным этрускам еще в VI веке до нашей эры, и использовались в Японии XVIII века нашей эры.

Бронзовый наконечник копья (7-4 век до н.э.).

Изготовление бронзы в древности было связано с магией, колдовскими обрядами. Кузнецы были сродни знахарям или жрецам, знатоками трав и минералов. В русском «Сборнике … ремесленных приемов» можно прочесть:

Сахарница из патинированной бронзы

Развивались технологии производства и ширилось использование сплава.

Он не медный!

Наш сплав в искусстве звенел всегда. А мы о славном «Медном всаднике» хотим поведать. О том, что стоит во второй столице, Санкт-Петербурге. Знаменитой конной статуе Петра Великого, что стоит на постамент, Гром-камне. Изваять царя-реформатора пригласили француза Фальконе. Русскому скульптору Федору Гордееву доверили сделать змею, да и то по эскизу француза.

Статуэтка, отлитая из бронзы

Скульптура — визитная карточка и хранитель (как издавна считают) города. Только вот всадник и конь не медные. Они бронзовые. «Медным» его прозвали с легкой руки Пушкина нашего Александра Сергеевича. Вот так поэзия (поэма «Медный всадник») переборола правду…

Рекомендуем: СВИНЕЦ — необходимая болезнь цивилизаций

Впрочем, пример у Пушкина был вполне достойный – еще старик Гомер без колебаний именовал бронзовое оружие медным.

Больше не значит лучше: четверть века назад в Китае на холме воздвигли огромную статую Будды из металла, точнее бронзового сплава. Статуя считается крупнейшей в мире.

Статьи

Маркировка бронз

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 бронз составляют 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.

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

БрОФ6,5-0,4 – пружины, барометрические коробки, мембраны, антифрикционные детали

БрОЦ4-3 – плоские и круглые пружины

БрОЦС4-4-2,5 – Антифрикционные детали

БрО3Ц12С5 – Арматура общего назначения

БрО5ЦНС5 – Антифрикционные детали, вкладыши подшипников и арматура

БрО4Ц4С17 – Антифрикционные детали (втулки, подшипники, вкладыши, червячные пары)

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:

БрАЖ9-4 – Для обработки давлением ( прутки, трубы, листы)

БрАЖН10-4-4 – Детали химической аппаратуры

БрА9Ж3Л – Арматура, антифрикционные детали

БрА10Ж3Мц2 – Арматура, антифрикционные детали

БрКМц3-1 – Прутки, ленты, проволока для пружин

БрБ2 – Полосы, прутки, лента, проволока для пружин

От струн до подшипников

Формула успеха бронзы в сочетании редких качеств «союза металлов».

Потому и применение его с окончания Бронзового века только увеличилось.

Трубач играет гимн…

Музыка не была бы такой прекрасной и выразительной, если бы не удивительный певучий сплав. Вначале свойства бронзы оценили священники. В Средние века церковь требовала все больше «колокольной бронзы». Азиатские служители культов вовсю использовали звонкий голос бронзы: из нее делали колокольчики, «поющие чаши», гамеланы, гонги.

Нынче бронза поет струнами фортепьяно, контрабасов, клавесинов, банджо, гитар.

Саксофоны из фосфористой бронзы имеют неповторимый голос.

Для промышленности

Ясно, что промышленность не преминула урвать свой кусок бронзового пирога.

• Машиностроение (подшипники, запорная арматура, втулки, узлы трения арматуры); металлопрокат (листы, трубы, прутки).
• Бронзовая проволока — для проводов, кабелей, сварочных электродов.
• Авиация и судостроение, ракетная техника и самые простые вкладыши подшипников — везде востребованы наши сплавы.
• В ювелирной промышленности алюминиевая бронза с ее золотистым цветом используется для изготовления дешевой бижутерии. Бронзовые сплавы нередко применяли для чеканки монет, особенно в древности.

Изделия из бронзы

Область применения

Технологические свойства сплава определяют то, что он может применяться для получения отливок сложной формы и высокого качества. Кроме этого, сплав бериллиевой бронзы обладает хорошей обрабатываемостью, а для соединения деталей могут применяться самые различные методы.

Детали из бериллиевой бронзы БрБ2

Может проводится пайка и сварка с учетом принятых ограничений. Пайка может проводится исключительно после чистки поверхности. В качестве припоя может применяться состав на основе серебра. Также может применяться метод вакуумной пайки, который обладает достаточно высокой эффективностью.

Чаще всего применяются следующие технологии:

• Точечная сварка.
• Шовный метод.
• Роликовая сварка в среде инертных газов.

Электродуговая сварка не может применяться по причине высокого температурного интервала кристаллизации. Кроме этого проводить сварочную работу после термохимической обработки нельзя.

Бронза медно-бериллиевой группы получила широкое применение в той области, где металл должен обладать уникальными эксплуатационными качествами. Ограничением по области применения можно назвать то, что стоимость материала весьма велика. Поэтому его применяют для изготовления небольших деталей.

Примеры изготавливаемых из бронзы деталей:

• Гнездовые разъемы, элементы интегральных микросхем.
• Соединительных элементов, через которые проходит передача электричества.
• Контактов пружинного типа.
• Монтажные элементы оптико-волоконных сетей.
• Телекоммуникационное оборудование.

Инструмент из бериллиевой бронзы

Подобный сплав сегодня применяется при производстве различных мобильных устройств, а также оргтехники или бытовых приборов. Кроме этого он используется при выпуске оборудования, применяемого в нефтяной промышленности. Это связано с антикоррозионными и антифрикционные качества. Примером можно назвать то, что сплав применяется для производства труб для бурильных установок, опор для устанавливаемых насосов и других элементов. Этот момент определяет то, что затраты при нефтедобыче весьма велики.

Это интересно: Бронза – состав, свойства и характеристики сплава

Сфера применения

Бронза легко плавится и с равномерностью заполняет форму для слитка. Получаются слитки круглой и плоской конфигурации. Далее их подвергают ковке, прокатке, прессованию. Широк сортамент бронзового проката:

• лента и проволока;
• трубы;
• втулки;
• прутки.

Свойства и применение бронз

Классификация бронзы помогает определить, какие изделия для какой отрасли нужно изготовить.

Используют бронзовые сплавы в машиностроительной и судостроительной отрасли, авиационной технике и при изготовлении ракет.

Виды бронзы

Устойчивость к механическим и динамическим нагрузкам и высокая стойкость к коррозии, позволяет применять детали из бронзы в механизмах машин и приборов в подвижных узлах, подверженных усиленному трению. Из безоловянных бронз с содержанием алюминия производят изделия для приборов, используемых в химической отрасли, а также регулирующей и запорной арматуры в системах отопления и трубопроводах.

Бронзовый сплав устойчив к механическим повреждениям и неблагоприятным внешним метеоусловиям, поэтому его применяют для отливки скульптур, статуй и барельефов. Бронза обладает хорошими текучими свойствами, аккуратно и точно заполняет формы для заливки, поэтому из неё получаются изделия сложных конфигураций (художественное литьё – люстры, торшеры, статуэтки, картины-миниатюры и др.).

Великолепно смотрятся бронзовые балюстрады, декоративные элементы лестниц и карнизов. Предметы интерьера – подсвечники, вешалки, рамы для зеркал и картин. Бронзовые детали мебели придают некоторую винтажность и роскошь помещению.

Расшифровка сплава БрБ2 и его характеристики

Маркировка БрБ2 раскрывает состав сплава: бронза безоловянная с двухпроцентным содержанием бериллия. Содержание всех компонентов регламентировано согласно ГОСТ 18175-78.

Бронза БрБ2 нейтрально реагирует на многие агрессивные среды: растворы кислот и щелочей, морскую и пресную воду. При повышенной влажности она покрывается оксидной пленкой и темнеет, что совершенно не отражается на ее свойствах. Даже наоборот, оксидная пленка способствует большему скольжению изделий и создает дополнительную защиту.

Среди всего разнообразия бронзовых сплавов бериллиевая бронза БрБ2 ценится за ряд характерных для нее особенностей:

• механическая твердость, износостойкость, прочность, расчет на большие нагрузки;
• невосприимчивость к ржавлению и истиранию;
• удовлетворительная электрическая и тепловая проводимость;
• пластичность, пружинящие и антифрикционные свойства;
• широкие возможности для обработки — материал можно варить, паять, резать;
• высокая деформируемость при закалке.

Металл	Cu	Fe	Si	Ni	Al	Pb	Be
Процентное соотношение примесей	96.9 — 98	до 0.15	до 0.15	0.2 — 0.5	до 0.15	до 0.005	1.8 — 2.1

Литейно-технологические свойства материала БрБ2
Температура плавления:	955
Температура горячей обработки:	750-800
Температура отжига:	530-650

Механические свойства при Т=20 материала БрБ2
Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
—	мм	—	МПа	МПа	%	%	кДж/м2	—
Проволка мягкая, ГОСТ 15834-77	343-686	15-60
Проволка твердая, ГОСТ 15834-77	735-1372
Полоса мягкая, ГОСТ 1789-70	390-590	20-30
Полоса твердая, ГОСТ 1789-70	590-930	2.5
Сплав мягкий, ГОСТ 1789-70	400-600	196-344	40-50
Сплав твердый ГОСТ 1789-70	600-950	588-930	2-4

Твердость БрБ2	Пруток мягкий	ГОСТ 15835-70	HB 10 -1 = 100 — 150 МПа
Твердость БрБ2	Пруток твердый	ГОСТ 15835-70	HB 10 -1 = 150 МПа

Физические свойства материала БрБ2
Т	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	1.31	84	8200	70
100	16.6	419

Химический состав

Итак, бериллиевая бронза – это дисперсионно упрочняемый сплав. Его особенность заключается в температурной зависимости растворимости легирующих компонентов. В процессе закалки в твердом растворе выделяется избыточное количество их атомов (носителей свойств вещества).

В результате получается пересыщенный твердый раствор. Он является термодинамически неустойчивым, стремится к распаду, и чем выше температура – тем сильнее. А эффект упрочнения определяет дисперсность выделений, которые образовались при распаде.

Из сплавов системы Cu-Be чаще всего применяют бериллиевую бронзу БрБ2 (марка). В ней содержится около 2% данного вещества. Еще используются сплавы МНБ. В них содержится еще и никель, а процент бериллия равен 0.8%. Третий тип сплавов – МКБ. В них вместо никеля присутствует кобальт. Бериллий содержится в том же количестве. Первый сплав из перечисленных называют высоколегированным. Второй и третий – низколегированными.

Все они в закаленном состоянии имеют отличную пластичность и технологичность, высокие механические свойства в состаренном состоянии. Нередко их качества улучшают посредством пластической деформации.

Облагораживание БрБ2

Путём облагораживания изделия из БрБ2 получаются более твёрдыми и более пластичными. Соответственно выпускаются полуфабрикаты в мягком (М) и твёрдом (Т) состоянии.

В ходе процедуры закалки металл нагревают до некоторой температуры, после чего остужают в воде. В результате пластичные свойства металла повышаются и его применяют для изготовления деталей путём прокатки, ковки, вытяжки и гибки в холодном состоянии.

Также выпускаются полуфабрикаты из БрБ2 с закалкой и холодной деформацией. БрБ2 закаливают при температуре 750-790 °C, после чего сплав отпускают при температуре в пределах 300-350 °C. После холодной деформации механические качества твёрдости, прочности и текучести улучшаются. БрБ2 Т выделяется среди прочих бронз самым высоким показателем прочности на растяжение. И уступает по твёрдости только БрАЖН и БрАЖМц.

В представленной гистограмме указаны параметры для прутков из бронзы. Ниже представлена таблица с характеристиками верными для лент БрБ2 после закалки и облагораживания.

Данный сплав хорошо поддаётся процедурам облагораживания и закалки. Он имеет высокую прочность и твёрдость в закалённом и холоднодеформированном состоянии и достаточно пластичен после закалки. Словом, из него можно производить множество полуфабрикатов, пригодных для использования в различных областях промышленности. Но давайте обратимся к основным характеристикам этого сплава. Его характеризуют как износостойкий и стойкий к коррозионной усталости. Давайте разберёмся с этими параметрами.

Особенности сплавов Cu-Be

Бериллиевая бронза является представителем типа дисперсионно-упрочняемых металлических сплавов. От других смесей металлов их прежде всего отличает наличие зависимости степени растворимости легирующих добавок от температуры материала.

Как правило, в бериллиевых бронзах содержание непосредственно элемента бериллия (Be) варьируется в пределах от 1,5 до 3 процентов. Кроме него в состав подобных бронз может входить кобальт (медь-кобальт-бериллий, МКБ-сплав) или никель (МНБ-сплав). В таких бронзах количество бериллия еще ниже – обычно до 0,8 процентов.

Как было упомянуто выше, при нагревании Cu-Be материала изменяется величина растворимости легирующих металлов, которые содержатся в его составе

Это важно для проведения закалки изделий из бериллиевой бронзы. Грамотно проведенная термообработка ведет к существенному повышению физико-механических свойств изделий и, кроме того, увеличивает предел текучести материала