Válcovaný bronz

Bronzy jsou binární a vícesložkové slitiny mědi, ve kterých jsou hlavními legujícími prvky různé kovy: cín, hliník, olovo, berylium, kadmium atd. Bronz se proto nazývá cín, hliník, olovo atd. Výjimkou jsou slitiny mědi a zinku, které se nazývají mosaz, a slitiny mědi a niklu – slitiny mědi a niklu.

Bronzy se klasifikují podle dvou kritérií:

– složením a obsahem legujících prvků;

– podle vlastností zpracování a aplikace.

Podle složení a obsahu legujících prvků existují dvě skupiny bronzů:

– cín, v němž je převládajícím legujícím prvkem cín;

– bezcínové, u kterých se jako legující prvky používají hliník, berylium, mangan, křemík, olovo a další kovy a látky kromě niklu a zinku.

Zvláštní skupinu zde tvoří nízkolegované bronzy s vysokou tepelnou a elektrickou vodivostí: chrom, zirkon atd.

Podle charakteristik zpracování a použití se bronzy dělí na:

– deformovatelné – snadno se hodí k mechanickému zpracování: kování, ražení, vroubkování a další druhy tlakového zpracování;

– slévárna – používá se k výrobě výrobků metodou tvarového odlévání;

– speciální bronzy – pro speciální výrobky, jako jsou svařovací elektrody

Bylo přijato alfanumerické značení bronzů, ve kterém písmena označují hlavní legující prvky slitiny a čísla označují jejich průměrný obsah v procentech.

Označení slitiny začíná písmeny „Br“ – bronz, za nimiž následují písmena označující chemické prvky: A – hliník, O – cín, H – nikl, B – berylium, F – fosfor, C – zinek, X – chrom, Cr – zirkonium, Cr – stříbro, Kd – kadmium, K – křemík, C – olovo, Zh – železo, Su – antimon, T – titan, Mg – hořčík, Co – kobalt, Mc – mangan.

U kovaných a litých bronzů je pořadí písmen a číslic odlišné.

— U značek deformovatelných bronzů jsou čísla označena pomlčkou za písmeny (BrOTsS4-4-4; BrAZh9-4 atd.)

— U jakostí litých bronzů je obsah legujících prvků uveden za každým písmenem (BrO5Ts5S5; BrA10Zh3 atd.).

— Pokud se v deformovatelném i litém provedení používá stejný bronz, umístí se na konec označení jakosti litého bronzu písmeno „L“ (BrA9Zh3L; BrA10Zh4N4L atd.)

Když se do mědi zavádějí různé prvky (legování), legující příměsi zvyšují deformaci a koncentraci defektů v její krystalové mřížce. Atomy příměsí navíc interagují s dislokacemi a brání jejich pohyblivosti, čímž měď zpevňují. Proto je specifický odpor bronzů vyšší než u čisté mědi, pevnost v tahu a tvrdost jsou také vyšší a relativní prodloužení před přetržením je nižší. Bronzy se lépe zpracovávají na obráběcích strojích a mají lepší slévárenské vlastnosti než měď.

Ve srovnání s mosazí mají bronzy vyšší pevnost, odolnost proti korozi a antifrikční vlastnosti. Jsou velmi stabilní na vzduchu, v mořské vodě, v roztocích většiny organických kyselin a v roztokech uhličitých.

Cínové bronzy s obsahem cínu až 14 % našly v průmyslu nejširší uplatnění. Mají vysoké antifrikční vlastnosti, nejsou citlivé na přehřátí, jsou mrazuvzdorné a nemagnetické. Cínové bronzy se legují zinkem, olovem, niklem a fosforem a:

– fosfor zlepšuje mechanické, technologické a antifrikční vlastnosti;

– nikl zlepšuje mechanické a antikorozní vlastnosti;

– olovo zvyšuje hustotu bronzů, zlepšuje antifrikční vlastnosti a obrobitelnost a zároveň snižuje mechanické vlastnosti;

– železo zvyšuje mechanické vlastnosti bronzů a zároveň snižuje odolnost proti korozi a technologické vlastnosti.

Hliníkové bronzy mají vysoké mechanické, antifrikční a antikorozní vlastnosti. Pro snížení smrštění, oxidace a sklonu k nasycení plyny se hliníkové bronzy legují železem, niklem a manganem. Hlavní použití hliníkových bronzů je pro výrobu kritických strojních součástí pracujících za intenzivního opotřebení a zvýšených teplot.

Silikonové bronzy se vyznačují vysokým třením, elastickými vlastnostmi a odolností proti korozi. Křemíkové bronzy jsou horší než cínové bronzy, pokud jde o smrštění, ale jsou lepší z hlediska odolnosti proti korozi, mechanických vlastností a hustoty odlévání. Když se přidá křemík, vznikne slitina na bázi tuhého roztoku křemíku v mědi, taková slitina se snadno zpracovává pod tlakem a je plastická. Silikonové bronzy se používají k výrobě valivých dílů, pružin, membrán přístrojů a zařízení.

Olovnaté bronzy. Olovo v pevném stavu je v mědi prakticky nerozpustné. Proto se olovnaté bronzy po ztuhnutí skládají z krystalů mědi s příměsemi olova. Výsledná struktura zajišťuje vysoké antifrikční vlastnosti a tepelnou vodivost slitiny.

Beryliový bronz má vysokou mechanickou pevnost. Vyznačuje se vysokou tvrdostí a elasticitou, odolností proti opotřebení a odolností vůči účinkům korozivního prostředí, což zajišťuje provozuschopnost výrobků za zvýšených teplot. Beryliový bronz se dobře zpracovává řezáním a svařováním. Používá se k výrobě součástí, které pracují při zvýšených rychlostech, zatíženích a teplotách.

Kadmiový bronz má při relativně malém poklesu měrné elektrické vodivosti výrazně zvýšenou mechanickou pevnost, tvrdost a odolnost proti oděru. Kadmiový bronz se používá jako trolejový vodič pro elektrifikovanou dopravu a sběrné desky v elektrických strojích.

Oblast použití některých druhů bronzu

GOST 613-79 BrO10F1 – Pouzdra pro ložiska elektromotorů, matice vodicích šroubů automatických strojů, třecí jednotky armatur, vysoce zatížené části šroubových pohonů, přítlačné a vřetenové matice, korunky šnekových převodů, ozubená kola

BrO10S10 – Kluzná ložiska pracující při vysokých specifických tlacích

BrO5C6S3 – Parní a vodní armatury, třmenné díly, pouzdra, ložiskové pánve, těsnění

BrO5C5S5 – Antifrikční díly, tvarovky, ložiskové pánve

GOST 614-97 BrA10Zh3 – Lité bronzy v ingotech

BrO5C6S5 – Lité bronzy v ingotech

GOST 493-79 BrA9Zh3L – Armatury pro provoz při teplotách do 250 °C. Ozubená kola, pouzdra, pístní kroužky a také masivní matice přítlačných šroubů, ráfky místo bronzu BrO0Ts10; BrO2Ts6S6

BrA10Zh4N4L – Díly pro ropný, chemický a potravinářský průmysl, pracující při teplotách do 500 °C. Antifrikční složka pro vysoké zatížení a rychlosti. Nejodolnější vůči mořské vodě.

BrS30 – Antifrikční díly pracující při vysokých kluzných rychlostech a zvýšených tlacích, střídavém zatížení a teplotách, pokud nejsou vhodné běžné babitty

GOST 5017-2006 BrOF7-0,2 Tyče pro různé účely, součásti pracující na tření při středním zatížení a kluzných rychlostech, kluzné podložky. Ozubená kola, ozubená kola

BrOCS4-4-4 Pásky, proužky, tyče pro těsnění v pouzdrech a ložiskách

GOST 18175-78 BrAZh9-4 Tyče, trubky. Ozubená kola, pouzdra, matice přítlačných šroubů

BrAZhN10-4-4 Tyče, trubky. Vodicí pouzdra, ozubená kola

BrAMts10-2 Tyče, trubky. Šnekové šrouby, pouzdra v lodním stavitelství

Tyče BrB2. Otěruvzdorné díly všech typů, nejiskřivý nástroj.

Tyče BrMts2. Díly pracující za zvýšených teplot.

Tyče BrKh1. Svařovací elektrody

Svařovací elektrody a výrobky z nich.

Bronz, chemické složení a jak ovlivňuje vlastnosti materiálu

Bronz je ve skutečnosti první uměle vytvořená slitina. Jeho parametry tvořily základ nové éry – bronzu. V té době se bronz nazýval slitinou mědi a cínu, dnes metalurgové získávají slitiny, které se skládají z mědi a hliníku, mědi a berylia a mnoha dalších kovů. Z čeho přesně se slitina skládá, lze zjistit z jejího označení. Není to tak těžké a název se naučíte rozluštit během několika minut.

Jak rozlišit litý bronz od deformovatelného bronzu

Moderní technologie umožňují získat dva typy slitin – licí a deformovatelné. Výrobky z prvního typu nelze zpracovávat kováním a řezáním, zatímco druhý typ lze zpracovávat tlakem a řezáním.

Je docela snadné pochopit, o jakou slitinu se jedná. Pokud název materiálu obsahuje čísla oddělená pomlčkou, jedná se o deformovatelný bronz. Například: BrOF10-1, BrAZhN10-4-4. Pokud se v názvu slitiny střídají číselné symboly s písmeny, jedná se o deformovatelné slitiny, například BrO3Ts7S5N1, BrA7Mts15Zh3N2Ts2.

Mimochodem, o tom hovoří i písmeno L, které je umístěno na konci názvu. Je tam uvedeno, pokud jsou názvy materiálů stejné, například BrA10Zh4N4L a BrAZhN10-4-4.

Víme, jak rozlišit litý bronz od deformovatelného bronzu, nyní musíme pochopit, co znamenají písmena a čísla.

• Bronzová síťovina
• Bronzové trubky
• Páska BrOF6,5-0,15
• Tyče BrAZh9-4
• Tyče BrAZhMts10-3-1,5
• Tyče BrAZhN 10-4-4
• Tyče BrO5Ts5S5
• Bronzový šestiúhelník

Bronzové značení

První písmena Br označují, že se jedná o bronz a ne o nějaký jiný materiál. Následující symboly označují parametry slitiny.

Písmeno „O“ označuje, že se jedná o slitinu cínu. Může obsahovat i jiné materiály, které se promítnou do označení. Ale především je to slitina mědi a cínu, se všemi přísadami a příměsemi přidanými později.

Pokud je uvedeno písmeno „A“, pak se jedná o slitinu mědi a hliníku, tato slitina může obsahovat i jiné materiály a přísady, ty se projeví v názvu.

Pokud je v názvu materiálu na druhém místě písmeno „C“, znamená to, že slitina je olovo.

Písmeno „B“ tedy označuje, že se jedná o slitinu mědi a berylia.

Podíl hlavní legující složky je viditelný hned za písmenem pro lité slitiny nebo prvním z písmen napsaných s pomlčkou pro zpracované slitiny. Například: BrO3Ts7S5N1, BrS30, BrAZhN10-4-4, BrOF10-1.

Tyto materiály se liší svými parametry a používají se v různých oblastech.

Hliník – A dodává materiálu pevnost a odolnost proti korozi, což určuje, že materiály této třídy se používají v pohonných jednotkách, ložiskových jednotkách námořních a leteckých mechanismů. Slitiny tohoto typu se používají i k výrobě šperků, protože mají zlatou barvu s červeným nádechem, který připomíná zlato.

Přítomnost olova – C zajišťuje kluzné a antikorozní parametry. Navíc jeho přítomnost poskytuje vysokou tepelnou vodivost a viskozitu. Tyto vlastnosti umožňují použití bronzu této třídy pro výrobu vložek ložisek.

Beryllium – B, poskytuje bronzu celou řadu výhod, zejména plasticitu, elasticitu, odolnost proti opotřebení, vysokou elektrickou a tepelnou vodivost. Používá se při výrobě elektronických zařízení, zařízení pro měření různých parametrů, jinými slovy pro výrobu kritických součástek a sestav.

Cín – O, dodává této slitině odolnost proti rzi, dostatečnou pevnost, minimální smrštění při lití a atraktivní vzhled.

Název bronzu obsahuje písmena Ц, Ж, Н a Мц.

C – znamená přítomnost zinku, ten se přidává za účelem snížení ceny materiálu a zvýšení zpracovatelnosti. Přítomnost zinku přitom nemá významný vliv na složení a parametry bronzu.

Ž – železo, tato složka zlepšuje pevnostní parametry a zvyšuje odolnost proti opotřebení třením.

H – nikl, vede ke zvýšené spolehlivosti a odolnosti proti korozi.

Мц – mangan, zodpovědný za zvýšenou odolnost vůči teplotě, tvrdost a odolnost proti korozi. Tato písmena stojí za názvem Br.

BoMts5 říká, že tato slitina obsahuje 5% a zbytek je 95% čistá měď. Existuje slitina BrKN 1-3, která obsahuje 1 % křemíku a 3 % niklu. Křemík zajišťuje tekutost slitiny mědi.

Někdy můžete v názvu slitiny najít další symboly:

F – fosfor, zvyšuje odolnost proti rzi, tekutost, fyzikální parametry.

Su – antimon, který je zodpovědný za zvýšení antifrikčních vlastností slitiny použité pro ložiskové sestavy.

T – titan, používaný ke zlepšení struktury bronzu a slitin mědi.

Ср – stříbro, které se používá k výrobě specifických slitin mědi.

To je vlastně všechno. Nyní můžeme dešifrovat takovou odrůdu jako BrSuNZTSZS20F.

BrSuNZTSZS20F je antimonitý bronz obsahující 3 % niklu, 3 % zinku, 20 % olova a až 1 % fosforu. Tato slitina se nejčastěji používá při výrobě ložisek.

Je poměrně vzácné najít slitiny, jako je kadmium, chrom a dokonce i arsen. Právě to poslední muž dostal. Ale po půl století byl arsen nahrazen cínem. Faktem je, že při výrobě slitiny mědi s arsenem jejich výpary způsobily nenapravitelné poškození lidského zdraví.

Jaké druhy slitin mědi existují?

Bronz je sloučenina mědi s kovovými materiály kromě Zn a Ni. Mohou být obsaženy ve slitině, ale jako přísady.

Slitina se zinkem se nazývá mosaz a obsahuje až 45 % zinku.

Slitina, která obsahuje 20–36 % zinku, se nazývá žlutá, pokud je její podíl od 5 do 20 %, pak červená.

Rozdíl je také v názvu. V bronzu není zobrazen objem Cu a v mosazi Zi. Lze je vypočítat odečtením množství přidaných přísad od 100 %. Například: BrAZhN10-4-4 měď obsahuje 100-(10+4+4)=100-18=82% a mosaz LAZhMts66-6-3-2 obsahuje 66% Cu, 6% Al, 3% Fe a 2% Mn. Ukazuje se, že zinek je přítomen 100-(66+6+3+2)= 23 %.

Mosaz se dělí na litou a obráběnou. Analogicky k názvu bronzu jsou zpracované slitiny označeny pomlčkou.

Slitina mědi a niklu není klasifikována jako bronz. Mezi slitiny tohoto typu patří kupronnikl, který obsahuje až 30 % niklu a o něco méně než 1 % manganu a železa. Mezi tyto slitiny patří také niklové stříbro (5-35 % Ni, 13-45 % Zn), konstantan (51 % Ni, 49 % Cu), manganin (asi 85 % Cu, 11,5-13,5 % Mn, 5-3,5 % Ni) a monel (67 % Ni, 33 % Cu). První dvě slitiny na tomto seznamu jsou stříbrné barvy a nepodléhají korozi. Používají se k výrobě nádobí a šperků a často se používají při stavbě lodí, výrobě produktů pro lékařské potřeby a přesných přístrojů. Constantin a manganin se používají k vytvoření různých elektrických zařízení a rádiových komponent. Monel se používá k výrobě mincí. Další slitina se nazývá kunial, obsahuje až 20 % niklu a až 4 % hliníku, používá se k výrobě kryogenních zařízení. Existuje také slitina zvaná copel, která se používá k výrobě termočlánků. K výrobě mincí se používají slitiny tumaka a sekundy, které obsahují zlato.

Existují také speciální slitiny mincí a šperků, včetně habešského zlata, což je slitina mědi, která obsahuje zinek a cín, a recept na severské zlato připomíná hliníkový bronz.

Cínový bronz

Tento typ slitiny byl získán před 4500 lety. Od té doby se jeho složení prakticky nezměnilo. Ale ve skutečnosti není všechno tak jednoduché; u výrobků té doby bylo zjištěno, že obsahují přísady jako ferosilicium a ferosilicko-mangan. Tyto materiály byly znovu objeveny až v XNUMX. století.

Cínové materiály se vyznačují poměrně vysokou spolehlivostí a odolností vůči korozi. V té době to byl poměrně drahý materiál a výrobky z něj si mohli dovolit kupovat jen bohatí lidé. Cínový bronz se původně používal k výrobě čepelových a střelných zbraní, ale později se začal používat k odlévání rituálních předmětů. Poté jej začaly využívat sochy.

Ve staré Rusi se cínový bronz dělil na zvonový bronz s obsahem cínu do 21 % a zbrojní bronz s obsahem cínu do 13 %. Elasticita tohoto materiálu poskytuje zvláštní zvuk. Křehkost ale zároveň vede ke ztrátě síly, jako příklad si můžeme připomenout Carský zvon.

To je důvod, proč byl k odlévání carského děla použit jiný typ bronzu se sníženou křehkostí.

Pokud bronz obsahuje do 6 % cínu, pak je tento materiál považován za deformovatelný. To znamená, že může být zpracován tlakem a řezáním. Pokud slitina obsahuje větší množství cínu, pak se takové bronzy klasifikují jako lité bronzy. Pokud obsah cínu přesáhne 20 %, tyto slitiny se stávají křehčími a získávají krásnou stříbrnou barvu. Maximální přípustný obsah cínu nepřesahuje 33 %. Barva slitiny přímo závisí na objemu mědi, to znamená, že pokud je objem mědi 85%, pak budou díly zlaté barvy, pokud je objem mědi 75%, pak budou výrobky bílé. Detaily budou mít načervenalý nádech. Mimochodem, podle barvy můžete určit, o jaký typ cínového bronzu se jedná: opracovaný nebo litý. Načervenalý je považován za deformovatelný, zlatý za odlévatelný. Stříbrný bronz se používá při výrobě džbánů a dalšího nádobí.

Cínový bronz je oblíbený u sléváren. Tento materiál má velmi nízkou smrštitelnost. To určilo, že se z něj odlévaly šperky i grandiózní sochy. Pro zvýšení tekutosti se do slitiny přidává Zn a některé další přísady.

Přítomnost zinku zajišťuje nízké smrštění cínového bronzu.

Bronz s hliníkem

Tento materiál je cenný pro své mechanické a antikorozní vlastnosti. Tyto materiály lze obrábět a svařovat v prostředí argonu. Materiály této třídy se používají pro výrobu ložisek, součástí elektráren a chemických reaktorů. Obsahují od 5 do 11 % hliníku. Třídy tohoto bronzu se nazývají BrA5, BrA7, BrAMts9-2, BrAMts9-4 atd.

Bronz s olovem

Bronzy tohoto typu se vyznačují vysokou tepelnou vodivostí a zároveň mají vysokou odolnost proti korozi a kluzné parametry. Tyto vlastnosti umožňují jejich použití pro výrobky a součásti, které pracují za podmínek vysokého tření nebo vzájemně klouzají. Druhy této slitiny se nazývají BrSZO, BrSZO2 atd.

Bronz s beryliem

Chemické složení obsahuje až 2,5 % Be. Tepelné zpracování slitin této třídy jim dodává dodatečnou pevnost. Tato poměrně drahá slitina se používá při výrobě seriózních výrobků. Stupně tohoto bronzu jsou BrB2, BrB3 atd.

Jak se vyrábí bronz?

V dávných dobách, když se lidé dozvěděli o mědi, vyráběli ji pálením s uhlím. Poté byly kolem ohniště vybudovány zdi a do vzniklého prostoru byl přiváděn vzduch. Od té doby se technologie výroby změnila jen málo, místo ohně se začaly používat pouze indukční pece.

K výrobě bronzu se šrot přimíchává do roztavené mědi.

Uhlí se používá jako tavidlo. Po dosažení požadované teploty se vloží do trouby. Jakmile se měď roztaví, přidá se k ní deoxidační činidlo, nazývané fosforečná měď.

V další fázi se přidají legující složky a důkladně se promísí. Pro dosažení požadovaného efektu je třeba taveninu udržovat na dané teplotě po určitou dobu. Proces stárnutí je nezbytný pro zajištění důkladného rozpuštění přísad. Po této době se do ní opět přidá fosfor měď. Toto je konečná operace, po které se získá hotový výrobek.

Mimochodem, barva bronzu může být použita k určení jeho účelu: zlatý bronz je vhodný pro výrobu zvonů, bílý bronz bude použit na nádobí a šperky. Načervenalý bronz bude použit na výrobu ložisek a pouzder.

• Nerez
• Výrobky z neželezných kovů
• Výrobky z válcovaných železných kovů
• Oceli pro speciální účely
• Trubky a díly potrubí
• Hardware
• Svařovací spotřební materiál