Характеристика бронзы: Бронза – свойства, виды, применение, расшифровка маркировки бронзовых сплавов

Бронзовые трубы применяют в строительстве и ремонте, при прокладке коммуникаций и создании металлоконструкций. Бронзовые трубы устойчивы к коррозии, не намагничиваются, прочные и пластичные, характеризуются высокой тепло- и электропрводимостью. Трубы различаются по сплаву, соответственно имеют разные технические характеристики.

Бронзовая труба как правила становится промежуточным элементов в длительном процессе производства. Полуфабрикат затем режут, штампуют, прессуют.

Виды бронзовых труб

Бронзовые трубы делят на литейные и обрабатываемые давлением. По химическому составу различают бронзы оловянные и безоловянные. По виду сечения разделяют трубы овального, плоскоовального и круглого сечения. По методу изготовления различают бронзовые трубы холоднодеформированные и горячедеформированные.

Трубы из бронзы соответствуют нормативной документации (ГОСТы, ТУ). На поверхности отсутствуют плены, загрязнения, раковины, расслоение металла. Допускаются некоторые поверхностные дефекты, не выводящие размеры труб за предельно допустимые отклонения, следы побежалости и кольцеватости.

Свойства бронзовых труб в зависимости от сплава

Бронза многокомпонентный сплав меди с другими металлами. Добавление легирующих металлов придает изделию отличительные характеристики. В частности, марганец увеличивает жаропрочность, алюминий и никель увеличивают антикоррозийные свойства. Железо, алюминий и никель повышают прочность материала.

Алюминиевая бронза получается путем добавления в медь 5-11% алюминия. Материал распространен в производстве и востребован на рынке. Алюминиевая бронза не подвержена коррозии, обладает хорошей механической прочностью, выдерживает высокие и низкие температуры, воздействие агрегатных веществ. Из минусов – низкие литейные показатели.

Оловянная бронза прочнее алюминиевой и обладает превосходными литейными свойствами. По этой причине трубы и каркасы труб из оловянной бронзы делают изогнутой формы. Трубы легко режутся по требуемый размер. Оловянная бронза устойчива к коррозии.

Свинцовая бронза менее популярна из-за наличия в составе вредного вещества. Преимущество свинцовой бронзы, наряду с прочностью и коррозийной стойкостью антифрикционные качества (низкий коэффициент трения).

Бериллиевая бронза получается путем добавления 1,8-2,3% бериллия. Этот вид бронзовых труб самый износостойкий. Трубы прочны и упруги, поэтому используются в экстремальных условиях, при больших перепадах температур, воздействии агрессивной химической среды.

Кремниевая бронза сложная по составу. В сплав добавляют цинк, марганец, никель. По механическим свойствам кремниевая бронза близка к стали высокой марки. Но в отличие от стали бронзовая труба выдержит транспортировку химических веществ, вызывающих коррозию стали. При этом кремниевая бронза остается экологичным материалом и устойчива к ударам.

Применение бронзовых труб

Трубы из бронзы используют в системах вентиляции и кондиционирования, при прокладке трубопроводов, для транспортировки жидкостей, в отопительных приборах и системах водосброса. Как полуфабрикат бронзовая труба в дальнейшем обрабатывается штамповкой, резкой, прессованием. Из бронзовой трубы делают сепараторы подшипников и круглые детали качения. Из манометрической бронзовой трубы делают пружины.

Для экономии средств в производстве может использоваться альтернативный, более дешевый материал. Однако бронзовые трубы надежнее и дольше прослужат. Поэтому в долгосрочной перспективе использование бронзовых труб экономически выгодный вариант.

Металлический ремешок-браслет для Xiaomi Mi Band 5 (бронзовый/bronze): характеристики и инструкция

Металлический ремешок-браслет для Xiaomi Mi Band 5 (бронзовый)

Mi Band 5 — популярный фитнес-трекер, обеспечивающий владельцу наличие информации о физическом состоянии во время бодрствования и сна. Аксессуар из коробки поставляется вместе с силиконовым ремешком, удобным для повседневного использования. Однако, он больше подходит под спортивный стиль. Если Вы хотите «освежить» аксессуар, предлагаем рассмотреть металлический ремешок-браслет для фитнес-помощника от Xiaomi.

Оригинальный сменный ремешок из нержавеющей стали имеет приятный глазу дизайн, оснащён плотно закрывающимся фиксатором. Капсула устанавливается в специальное крепление, обеспечивающее надёжное удержание девайса.

Элегантный дизайн, который понравится ценителям классических аксессуаров. Одинаково хорошо смотрится на мужском и женском запястье.

Среди плюсов аксессуара:

• Металл, не подверженный коррозии и изменению цвета;

• Надёжная застежка;

• Конструкция, проработанная до мельчайших деталей.

Главные характеристики

Основные характеристики

Информация

Главные характеристики

Гарантия

14 дней

Производитель

NoName

Цвет

Бронзовый

Материал

Металл

Основные характеристики

Тип аксессуара

Ремешок

Информация

Совместимость с фитнес-трекером

Mi Band 5

Технические характеристики и комплектации товара могут
быть изменены без уведомления со стороны производителя

Напиши отзыв — получи MI-бонусы!

Помогать другим покупателям определиться с выбором товара теперь выгодно! Расскажите о товаре, который приобрели у нас, и получите за это MI-бонусы! (Подробную информацию смотрите в разделе MI-бонусы за отзывы о товарах)

Пишите отзывы о каждом товаре, приобретенном в интернет-магазине Румиком. Благодаря этому другие покупатели смогут узнать о качестве, достоинствах и возможных недостатках товара, который они собираются приобрести. А Вы за свои отзывы получите заслуженную награду на ваш бонусный счет.

Еще никто не задал вопрос по данному товару.

Бронзы — Справочник химика 21

    Так или иначе, но с этого времени медь стала вполне доступным материалом, и ее начали использовать для изготовления орудий труда, предметов домашнего обихода и т. д. Медная сковорода, найденная в захоронении, расположенном на территории Египта, датируется 3200 г. до н. э. А к 3000 г. до н. э. начали выплавлять и значительно более твердый, чем медь, металл — бронзу — сплав [c.11]

    Чистое железо не очень твердое. Однако в процессе плавки железо может вобрать в себя столько углерода из древесного угля, что в результате образуется поверхностный слой сплава железа и углерода, называемого сталью. Этот сплав тверже самой лучшей бронзы, и изготовленный из него наконечник после заточки долга остается острым. Получение стали явилось поворотным моментом в-нстории развития металлургии и в истории развития общества. Наступил железный век. [c.12]

    Большое распространение получили самоуплотняющиеся металлические сальники. На рис. 65 показано устройство самоуплотняющегося металлического сальника низкого давления с радиальным нажимом, применяемого в компрессорах различного назначения. Оно состоит из чугунных обойм, в которых размещены уплотнительные кольца, изготовленные из мягкого металла или бронзы. На наружной поверхности колец имеются канавки, в которых расположены тонкие спиральные пружины, плотно прижимающие кольца к штоку. На обоих концах сальникового уплотнения находятся грундбуксы, уплотняемые мягкими (клингерит, резина) или металлическими (медь, свинец) прокладками. [c.238]

    В целях экономии часто применяот катод, представляющий ообой металл — носитель, покрытый слоем платины. Металлом — носителем могут быть серебро, медь, бронза, купроникель, железо, свинец, латунь, титан. Стоимость такого катода составляет примерно 30 % стоимости оистемы анодной защиты. Размеры их невелики (6,2Б ом в длину и 4 сы в диаметре), поатому такие катоды можно применять в аппаратах небольших объёмов. [c.78]

    И еще раз па человека снизошло озарение. Люди бронзового века узнали о существовании железа — более твердого металла, чем бронза. Вначале железо было очень редким и дорогим металлом, так как это были обломки метеоритов. Получить его из рудного камня, как получали медь, казалось невозможным. Дело в том, чта железо прочнее меди связано с рудой, в состав которой оно входит. Выплавить железо из руды на костре не удается, для этого необходимо более жаркое пламя . [c.12]

    ФП, — для резки цветных металлов (меди, латуни, бронзы), содержит добавки феррофосфора и алюминиевого порошка. [c.115]

    Лучшей термоокислительной стабильностью и отсутствием коррозионного воздействия па бронзу обладает гидрированное топливо ТС-1, практически не содержащее сернистых соединений. Остальные топлива ТС-1 образуют значительно больше нерастворимого осадка и смол, сильнее корродируют бронзу. Судя по оптической плотности, здесь образуется приблизительно в 4—5 раз [c.85]

    Рис». 64. Влияние концентрации кислорода в газовой среде на образование нераствори.мых осадков в топливах при 150°С в контакте с бронзой [c.110]

    Элементарная сера вызывает коррозию главным образом деталей топливной аппаратуры, изготовленных из сплавов меди. На рис. 30 показано влияние элементарной серы на коррозию и количество коррозионных отложений на сурмянистой бронзе ВБ-24. Коррозионный процесс сопровождается вначале разрушением поверхности бронзы, затем на ней образуются значительные коррозионные отложения черного цвета, которые в последующем откалываются от поверхности и скапливаются в топливе [c.55]

    Для узлов трения авиационных двигателей характерны большие скорости движения. Так, например, скорость скольжения основных трущихся деталей находится в пределах 6—15 м/сек. Масло в двигателе приходит в соприкосновение с самыми разнообразными металлами и сплавами сталями различных марок и различной обработки, алюминиевыми сплавами, баббитами, свинцовистой бронзой, кадмиево-серебряными сплавами и др. [c.178]

    Друг С другом и со многими другими металлами Си, Ag и Аи образуют сплавы. Из сплавов меди наибольшее значение имеют бронзы (90%, Си, 10% Sn), томпак (90% Си, 10% Zn), мельхиор (68% Си, 30% Ni, 1% Мп, 1% Fe), нейзильбер (65% Си, 20% Zn, 15% Ni), латунь (60% Си, 40% Zn), а также монетные сплавы (95% Си и 5% [c.622]

    Для определения содержания металлического алюминия в бронзе прежде всего на.ходят титриметрическим методом содержание в ней железа. Затем железо н алюминий осаждают прибавлением аммиака и, прокалив полученный осадок, находят суммарную массу Ре Оз + AI2O3, Из полученных данных вычисляют содержание алюминия следующим образом. Найденную массу Fe, умноженную на 1,4297, вычитают из массы РваОз + АЬОз и полученную разность умножают на 0,5293. Какое значение имеют в данном случае множители 1,4297 и 0,5293  [c.191]

    При температурах 120—150° С в глубь бронзы может проникать 50—95% всей элементарной серы, присутствующей в топливе. [c.55]

    При повышенных температурах коррозионная агрессивность сернистных соединений очень резко усиливается. Так, например, при повышении температуры с 95 до 120° С коррозия бронзы топливом широкой фракции увеличивается в 1,5—2 раза. [c.56]

    Смолистые отложения . на бронзе, г/м  [c.112]

    Сталь углеродистая. . 0,1225 Бронза фосфористая. . 0,0860 [c.420]

    Кислородно- флюсовая Высоколегированные хромистые, хромоникелевые стали. Чугун, медь, латунь, бронза 4- 1000 [c.121]

    При наливе ЛВЖ в цистерны, бочки и другие емкости резиновые шланги оборудуют металлическими наконечниками, которые заземляют медной проволокой, обвитой по шлангу снаружи или пропущенной внутри, с припайкой одного конца проволоки к металлическим частям трубопровода, а другого — к наконечнику шланга. Наконечники шлангов изготавливают из металла, не дающего искру при ударе (бронзы, алюминия и др.). Резервуары и цистерны наливают таким образом, чтобы не было вспенивания жидкости и свободно падающей струи. Сливную трубу опускают до дна приемного сосуда с направлением струи вдоль его стенки. Жидкости наливают в цистерны по шлангу, конец которого находится ниже уровня имеющегося остатка жидкости. Нарушение правил подачи жидкости неоднократно приводило к взрывам. [c.341]

    Уайт-спирит Коррозия бронзы. …… 0 1,5 8,0 11,0 20,0 [c.86]

    Инструмент, используемый для проведения ремонтных и других работ, должен быть изготовлен из бронзы, а стальной — хорошо омеднен. При проведении работ по разгрузке и погрузке бочек с легковоспламеняющимися жидкостями не допускаются удары по бочкам, волочение. При открывании бочек используют только специальный инструмент, не дающий искру. [c.353]

    В стеклянных сосудах п контакте с бронзой ВБ-24 топливо [c.85]

    Характеристикой термоокислительной стабильности топлив в настоящее время принято считать способность топлива при на-, греве образовывать нерастворимые осадки и смолы. Чем больше смол и осадков образуется в топливе при нагревании, тем ниже стабильность топлива. Коррозионные свойства топлив оцениваются по потере веса мета.ила (чаще всего бронзы), помещенного в нагретое топливо. Одним иа таких способов [961 были определены стабильпость и коррозионные свойства некоторых топлив с различным содержанием серы (табл. 50). [c.85]

    В латунных сосудах в контакте с бронзой ВБ-24 [c.85]

    При проведении работ в местах, где возможно образование взрывоопасных смесей паров и газов с воздухом, запрещается применение ручных инструментов из стали во избежание искр от ударов. В этих случаях применяют инструмент из металла, не дающего при ударе искр (меди, латуни, бронзы), или омед- яют его, а режущий стальной инструмент обильно смазывают консистентными смазками (солидОлом, тавотом и т. п.). [c.77]

    Топливо из бакинских Коррозия бронзы. …… 0,1 1,0 3,2, 4,0  [c.86]

    Плазменная У глеродистые, низколегированные высоколегированные хромистые и хромоникелевые стали. Чугун, медь, латунь, бронза 2-80 [c.121]

    Для давильных роликов можно применять инструмента1ц.ную и высоколегированную стали, высоколегированный чугун или бронзу. После токарной обработки ролики подвергают тфмической обработке и шлифуют. Материал для давильных роликов не должен иметь склонности к налипанию. Диаметр оси ролика рассчитывают на максимальную нагрузку и удельное давление. Диаметр ролика зависит от диаметра формоизменяемой заготовки чем больше диаметр заготовки, тем больше должен быть диаметр ролика. [c.139]

    Для насосов со скоростью вращения ротора 3000 об1мин сепараторы радиально-упорных подшипников должны быть сделаны из бронзы. Установка этих иодшипникоБ показана па [)Н . 29, [c.89]

Химия (1986) — [ c.385 ]

Учебник общей химии (1981) — [ c.419 ]

Химия (1979) — [ c.399 ]

Общая химия (1987) — [ c.185 , c.237 , c.251 , c.274 ]

Морская коррозия (1983) — [ c.0 ]

Структурная неорганическая химия Том3 (1988) — [ c.2 , c.334 ]

Химия твердого тела Теория и приложения Ч.2 (1988) — [ c.47 , c.124 ]

Аналитическая химия (1994) — [ c.6 , c.147 , c.200 ]

Структурная неорганическая химия Т3 (1988) — [ c.2 , c.334 ]

Структура коррозия металлов и сплавов (1989) — [ c.220 ]

Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) — [ c.84 ]

Справочник Химия изд.2 (2000) — [ c.306 , c.332 , c.393 ]

Химия справочное руководство (1975) — [ c.131 ]

Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы (1986) — [ c.0 ]

Нестехиометрические соединения (1971) — [ c.0 , c.116 , c.133 ]

Коррозионная стойкость материалов (1975) — [ c.0 ]

Технический анализ (1958) — [ c.320 ]

Курс общей химии (1964) — [ c.219 , c.220 , c.226 , c.270 ]

Технический анализ Издание 2 (1958) — [ c.320 ]

Капельный анализ (1951) — [ c.0 ]

Коррозия и защита от коррозии (1966) — [ c.0 ]

Химия и технология пигментов (1960) — [ c.32 ]

Качественный химический анализ (1952) — [ c.596 ]

Общая химия 1982 (1982) — [ c.571 ]

Общая химия 1986 (1986) — [ c.554 , c.605 ]

Общая и неорганическая химия (1981) — [ c.322 , c.387 , c.539 , c.589 ]

Учебник общей химии 1963 (0) — [ c.388 ]

оборудование производств основного органического синтеза и синтетических каучуков (1965) — [ c.19 ]

Неорганическая химия (1978) — [ c.418 ]

Коррозия и основы гальваностегии Издание 2 (1987) — [ c.61 , c.63 ]

Химия (1975) — [ c.386 ]

Химия и радиоматериалы (1970) — [ c.257 ]

Курс технологии минеральных веществ Издание 2 (1950) — [ c.451 , c.467 ]

Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы (1950) — [ c.136 ]

Люминесцентный анализ неорганических веществ (1966) — [ c.0 ]

Общая химия Издание 18 (1976) — [ c.565 ]

Общая химия Издание 22 (1982) — [ c.571 ]

Общая и неорганическая химия (1994) — [ c.338 , c.390 , c.517 , c.558 ]

Справочник сернокислотчика 1952 (1952) — [ c.0 ]

Справочник сернокислотчика Издание 2 1971 (1971) — [ c.0 ]

Аналитическая химия (1980) — [ c.213 ]

Справочник механика химических и нефтехимических производств (1985) — [ c.236 ]

Методы разложения в аналитической химии (1984) — [ c.90 , c.175 , c.198 , c.254 , c.267 , c.278 , c.382 , c.399 ]

Коррозионная стойкость материалов Издание 2 (1975) — [ c.0 ]

Коррозия (1981) — [ c.0 ]

Общая химическая технология Том 2 (1959) — [ c.171 , c.172 ]

Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств Издание 2 (1975) — [ c.0 ]

Полярографический анализ (1959) — [ c.0 ]

Гетерогенный катализ в органической химии (1962) — [ c.0 ]

Количественный анализ Издание 5 (1955) — [ c.606 ]

Основы общей химии Т 1 (1965) — [ c.0 ]

Основы общей химии Том 3 (1970) — [ c.49 , c.163 ]

Справочник механика химического завода (1950) — [ c.0 ]

Химическое оборудование в коррозийно-стойком исполнении (1970) — [ c.0 ]

Производство азокрасителей (1952) — [ c.11 ]

Курс общей химии (0) — [ c.262 , c.335 ]

Курс общей химии (0) — [ c.262 , c.335 ]

Основы общей химии том №1 (1965) — [ c.0 ]

Предмет химии (0) — [ c.262 , c.335 ]

Характеристики бронзы, которые делают ее фаворитом среди металлистов

Бронза — один из наиболее часто используемых металлов в мире с древнейших времен человечества. Сплав оказал заметное влияние на историю человечества, включая его широкое использование в бронзовом веке 2000 г. до н. Э. Некоторые ученые, однако, предполагают, что бронза могла использоваться еще в 6000 году до нашей эры. Сегодня из бронзы по-прежнему изготавливают широкий спектр предметов повседневного обихода, таких как молотки, скульптуры, музыкальные инструменты (саксофоны и тарелки) и даже наши монеты (пенни).

Желательные характеристики бронзы

Бронза в конечном итоге потеряла свою привлекательность по мере того, как общества развивались и открывали другие типы металла для использования в своих инструментах и ​​оружии. Несмотря на это, бронза выдержала испытание временем и до сих пор широко используется во многих различных областях. В основном это связано с тем, что бронзовые сплавы обладают несколькими характеристиками, которые делают их столь полезными в различных применениях.

Какие свойства бронзы любят производители сплавов и металлисты?

1.Бронза очень пластичная

Под пластичностью понимается способность материала коваться и формоваться в различные формы и размеры без разрушения. Это свойство — одна из главных причин, почему производители сплавов любят делать бронзу. Это позволяет производителям легко формировать из бронзы швеллеры, листы, уголки и т. Д., Позволяя слесарям выбрать правильный тип для своих нужд.

2. Бронза невероятно долговечна

Бронза от природы устойчива к коррозии, поэтому ее часто используют для изготовления предметов, которые часто подвергаются воздействию элементов.Естественная коррозионная стойкость бронзы обусловлена ​​химическим процессом, называемым окислением. Когда бронза подвергается воздействию кислорода воздуха, происходит химическая реакция, превращающая поверхность в слой карбоната меди. Это очень желательно, потому что карбонат меди служит прочным слоем, защищающим находящуюся под ним бронзу от дальнейшей коррозии.

3. Бронза демонстрирует меньшее трение

Относительно уникальным свойством бронзы является то, что она создает меньшее трение при контакте с другими типами металлов.Почему это важно? Трение — одна из основных причин, по которым предметы со временем изнашиваются. Этому поддаются и такие прочные материалы, как металл. Однако из-за меньшего трения бронзы изделия из бронзы менее подвержены износу, а это означает, что эти предметы будут ломаться гораздо медленнее. Это часто является причиной того, что бронза является обычным выбором для изготовления деталей, которые предназначены для движения, таких как шестерни, пружины и другие подобные компоненты для машин.

4. Бронза не искрит при ударе

Когда дело доходит до кузнечного дела, большинство людей представит себе дородного мужчину, бьющего по раскаленному металлу большим молотком, и искры разлетаются повсюду при каждом ударе. Однако это распространенное мнение действительно применимо только к определенным типам металлов, например, к железу. Это не относится к бронзе. Это особое свойство невероятно полезно для рабочих-металлистов, чья работа требует от них работы рядом с легковоспламеняющимися или горючими материалами, создавая более безопасную рабочую среду.Прекрасным примером этого могут быть производители фейерверков.

5. Бронза имеет свойство расширяться при охлаждении от жидкости до твердого вещества

Большинство бронзовых сплавов проявляют необычную тенденцию к расширению при охлаждении от жидкого состояния до момента, когда оно превращается в твердое тело. Достигнув твердого состояния, бронза слегка усадится. Это необычное свойство отлично подходит для одного конкретного случая: использование форм и литье. Заливка жидкой бронзы в отливку позволит бронзе расшириться и заполнить все зазоры в форме по мере ее охлаждения.Это помогает металлу формировать более детализированный конечный продукт. Когда бронза переходит в твердое состояние, она слегка сжимается, что упрощает извлечение металла из формы одним куском. Учитывая это, неудивительно, что скульпторы любят работать с бронзовыми сплавами.

Как делают бронзу

Бронза — это сплав, что означает, что ее получают путем плавления и объединения двух или более разных металлов. В своей простейшей форме бронза обычно состоит из 88 процентов меди и 12 процентов олова. Однако рабочие-металлисты, которые хотят улучшить или уменьшить определенные свойства бронзы, могут предпочесть использовать другие агенты, такие как марганец, алюминий, никель и другие.В зависимости от соотношения меди и олова и используемых агентов свойства бронзы могут отличаться. Некоторые типы сплавов будут более ковкими, чем их аналоги, в то время как некоторые бронзовые сплавы будут проявлять повышенную стойкость к коррозии. Все действительно зависит от того, как слесарь планирует использовать бронзу в конечном продукте, что будет определять соотношение металлов, содержащихся в бронзовых сплавах.

Комбинации металлов, используемых для производства бронзы, очень многочисленны. В результате на рынке доступно множество различных типов бронзовых сплавов.Некоторые из наиболее распространенных типов бронзы включают:

Алюминиевая бронза изготавливается путем объединения различных количеств (часто от 6 до 12 процентов) алюминия в медно-оловянную смесь. Добавление алюминия в смесь дополнительно увеличивает естественную прочность бронзы и ее устойчивость к коррозии.

Фосфорная бронза — это бронзовый сплав, содержащий следовые количества фосфора. Это создает сплав, который демонстрирует высокое сопротивление усталости и более низкие коэффициенты трения. Вот почему его часто используют для изготовления электрических компонентов и движущихся компонентов, таких как пружины.

Силиконовая бронза производится путем введения кремния и цинка в обычную смесь бронзы. Этот сплав ценится за его способность сохранять устойчивость к коррозии, износу и истиранию даже в невероятно горячих и невероятно низких температурах.

Всегда получайте бронзу от надежного поставщика!

Если вы ищете бронзовые сплавы для своего следующего проекта, убедитесь, что вы закупаете бронзу у проверенных поставщиков, таких как Rotax Metals. Уважаемые общенациональные поставщики не только предложат вам на выбор больше типов бронзовых сплавов, но и будут поставлять бронзовые сплавы более высокого качества.

Характеристики и использование бронзы

Медь высокой чистоты — мягкий, ковкий и пластичный металл с очень высокой теплопроводностью и электропроводностью. Свеже обнаженная поверхность из чистой меди имеет красновато-оранжевый цвет. Медь используется как проводник тепла и электричества, как строительный материал и как составная часть различных металлических сплавов, таких как стерлинговое серебро, используемое в ювелирных изделиях, мельхиор, используемый для изготовления морского оборудования и монет, и константан, используемый в тензодатчиках и термопарах. для измерения температуры.Медь высокой чистоты имеет предел прочности около 210 МПа и предел текучести 33 МПа, что ограничивает ее применимость в промышленных приложениях. Но, как и другие сплавы, медь может быть упрочнена. Основным механизмом упрочнения является легирование сплавами на основе меди .

Медные сплавы — это сплавы на основе меди, в которых основными легирующими элементами являются Zn, Sn, Si, Al, Ni. Сплавы на основе меди представляют собой в основном твердые растворы замещения, в которых растворенные или примесные атомы заменяют или замещают основные атомы.Некоторые особенности атомов растворенного вещества и растворителя определяют степень растворения первых во втором. Они выражаются как правила Юма – Ротери . Существует до 400 различных составов меди и медных сплавов , которые свободно сгруппированы по категориям: медь, сплавы с высоким содержанием меди, латуни, бронзы, медь-никель, медь-никель-цинк (нейзильбер), свинцованная медь и специальные сплавы. Кроме того, ограниченное количество медных сплавов можно упрочнить термической обработкой.; следовательно, для улучшения этих механических свойств необходимо использовать холодную обработку и / или легирование твердым раствором.

Свойства меди

Медь — мягкий, прочный, пластичный и податливый материал. Эти свойства делают медь чрезвычайно подходящей для формования труб, волочения проволоки, прядения и глубокой вытяжки. К другим ключевым свойствам меди и ее сплавов относятся:

• Отличная теплопроводность . Медь имеет на 60% более высокий рейтинг теплопроводности, чем алюминий, поэтому она лучше способна уменьшить тепловые точки перегрева в системах электропроводки.Электропроводность и теплопроводность металлов происходят из , потому что их внешних электронов делокализованы .
• Отличная электропроводность . Электропроводность меди составляет 97% от проводимости серебра. Из-за своей гораздо более низкой стоимости и большего количества медь традиционно была стандартным материалом, используемым для передачи электроэнергии. Однако алюминий обычно используется в воздушных высоковольтных линиях электропередачи, поскольку он имеет примерно половину веса и более низкую стоимость по сравнению с медным кабелем сопоставимого сопротивления.При заданной температуре тепло- и электропроводности металлов равны , пропорционально , но повышение температуры увеличивает теплопроводность при одновременном уменьшении электропроводности. Это поведение количественно выражено в законе Видемана – Франца .
• Хорошая коррозионная стойкость . Медь не реагирует с водой, но она медленно реагирует с атмосферным кислородом с образованием слоя коричнево-черного оксида меди, который, в отличие от ржавчины, образующейся на железе во влажном воздухе, защищает лежащий под ней металл от дальнейшей коррозии (пассивации).Медно-никелевые сплавы, алюминиевая латунь и алюминий демонстрируют превосходную стойкость к коррозии в соленой воде.
• Хорошая устойчивость к биологическому обрастанию
• Хорошая обрабатываемость . Обработка меди возможна, хотя сплавы предпочтительны из-за хорошей обрабатываемости при создании сложных деталей.
• Сохранение механических и электрических свойств при криогенных температурах
• Диамагнитный

бронза

Бронза представляет собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, но может относиться к сплавам меди и других элементов (например,грамм. алюминий, кремний и никель). Бронза несколько прочнее латуни, но при этом обладает высокой степенью коррозионной стойкости. Обычно они используются, когда помимо коррозионной стойкости требуются хорошие свойства при растяжении. Например, бериллиевая медь обладает наибольшей прочностью (до 1400 МПа) из всех сплавов на основе меди.

Исторически сложилось так, что сплавление меди с другим металлом, например оловом для получения бронзы, впервые практиковалось примерно через 4000 лет после открытия плавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «естественная бронза» стала широко использоваться.Согласно определению, древняя цивилизация находится в бронзовом веке, производя бронзу путем плавления собственной меди и легирования оловом, мышьяком или другими металлами. Бронза или сплавы и смеси, похожие на бронзу, использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. Бронза по-прежнему широко используется для изготовления пружин, подшипников, втулок, направляющих подшипников автомобильной трансмиссии и аналогичных деталей и особенно часто используется в подшипниках малых электродвигателей. Латунь и бронза являются общими инженерными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.

Виды бронзы

Как уже было написано, бронза — это семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, но может относиться к сплавам меди и других элементов (например, алюминия, кремния и никеля).

• Олово и фосфорная бронза. В целом, бронза — это семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, обычно с содержанием олова около 12–12,5%. Добавление небольших количеств (0,01–0,45) фосфора дополнительно увеличивает твердость, сопротивление усталости и износостойкость.Добавление этих легирующих добавок приводит к таким применениям, как пружины, крепежные детали, крепежные элементы для кирпичной кладки, валы, шпиндели клапанов, шестерни и подшипники. Бронза также является предпочтительным металлом для колоколов в виде бронзового сплава с высоким содержанием олова, известного в просторечии как колокольный металл, который составляет около 23% олова. Бронзовые сплавы с высоким содержанием олова обычно также используются в зубчатых передачах, а также в высокопрочных втулках и подшипниках, где присутствуют высокая прочность и большие нагрузки. Другие области применения этих сплавов — рабочие колеса насосов, поршневые кольца и паровая арматура.Например, медный литейный сплав UNS C
  представляет собой литой сплав меди с оловом, который также известен как оружейный металл. Первоначально использовавшийся в основном для изготовления оружия, он был в значительной степени заменен сталью.
• Кремниевая бронза. Кремниевая бронза обычно содержит около 96 процентов меди. Кремниевая бронза имеет состав: Si: 2,80–3,80%, Mn: 0,50–1,30%, Fe: макс. 0,80%, Zn: макс. 1,50%, Pb: макс. 0,05%. Кремниевая бронза обладает хорошим сочетанием прочности и пластичности, хорошей коррозионной стойкостью и легкой свариваемостью.Кремниевая бронза изначально была разработана для химической промышленности из-за ее исключительной устойчивости к коррозии во многих жидкостях. Они используются в таких архитектурных приложениях, как:
  • Дверная фурнитура
  • Перила
  • Церковные двери
  • Оконные рамы
• Алюминиевая бронза. Алюминиевая бронза представляет собой семейство сплавов на основе меди, предлагающих сочетание механических и химических свойств, не имеющее себе равных среди сплавов других серий.Они содержат от 5 до 12% алюминия. Кроме того, алюминиевые бронзы также содержат никель, кремний, марганец и железо. Они обладают превосходной прочностью, аналогичной прочности низколегированных сталей, и превосходной коррозионной стойкостью, особенно в морской воде и аналогичных средах, где сплавы часто превосходят многие нержавеющие стали. Их превосходная стойкость к коррозии является следствием наличия алюминия в сплавах, который вступает в реакцию с кислородом воздуха с образованием тонкого и прочного поверхностного слоя оксида алюминия (оксида алюминия), который действует как барьер для коррозии богатого медью сплава.Встречаются они в кованом и литом виде. Алюминиевая бронза обычно имеет золотистый цвет. Алюминиевая бронза используется в морской воде, в том числе:
  • Общие услуги, связанные с морской водой
  • Подшипники
  • Фитинги
  • Насосы и детали клапанов
  • Теплообменники
• Бериллиевая бронза. Медь-бериллий, также известная как бериллиевая бронза, представляет собой медный сплав с 0,5–3% бериллия. Медь-бериллий — самый твердый и прочный из всех медных сплавов (UTS до 1400 МПа) в полностью термообработанном и холоднодеформированном состоянии.Он сочетает в себе высокую прочность с немагнитными и искробезопасными качествами, он аналогичен по механическим свойствам многим высокопрочным легированным сталям, но по сравнению со сталями имеет лучшую коррозионную стойкость. Она имеет хорошую теплопроводность (210 Вт / м ° C) в 3-5 раз больше, чем инструментальная сталь. Эти высокоэффективные сплавы давно используются в искробезопасных инструментах в горнодобывающей (угольные шахты), газовой и нефтехимической промышленности (нефтяные вышки). Для этих сред доступны отвертки, плоскогубцы, гаечные ключи, холодные долота, ножи и молотки из бериллиевой меди.Из-за превосходного сопротивления усталости медь-бериллий широко используется для изготовления пружин, пружинной проволоки, тензодатчиков и других деталей, которые должны сохранять свою форму при циклических нагрузках.
• Bell Metal (оловянная бронза). В общем, колокольные металлы обычно относятся к бронзе с высоким содержанием олова, которые представляют собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, обычно с более чем 20% олова (обычно 78% меди, 22% олова по массе). Колокольный металл используется для отливки качественных колоколов.Более высокое содержание олова увеличивает жесткость металла и увеличивает резонанс. Было обнаружено, что увеличение содержания олова увеличивает время затухания удара колокола, делая колокол более звучным. Бронза с высоким содержанием олова также используется в зубчатых передачах, а также в высокопрочных втулках и подшипниках, где присутствуют высокая прочность и большие нагрузки.

Использование и применение бронзы

Исторически сложилось так, что сплавление меди с другим металлом, например оловом для получения бронзы , впервые практиковалось примерно через 4000 лет после открытия плавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «естественная бронза» стала широко использоваться.Согласно определению, древняя цивилизация находится в году бронзового века и в году, производя бронзу путем плавления собственной меди и легирования оловом, мышьяком или другими металлами. Основные области применения меди — это электрические провода (60%), кровля и сантехника (20%), а также промышленное оборудование (15%).

Медь используется в основном как чистый металл, но когда требуется большая твердость, ее добавляют в такие сплавы, как латунь и бронза (5% от общего использования). Медь и сплавы на ее основе, включая латунь (Cu-Zn) и бронзу (Cu-Sn), широко используются в различных промышленных и социальных сферах.Некоторые из распространенных применений латунных сплавов включают бижутерию, замки, петли, шестерни, подшипники, гильзы для боеприпасов, автомобильные радиаторы, музыкальные инструменты, электронную упаковку и монеты. Бронза или сплавы и смеси, похожие на бронзу, использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. до сих пор широко используется для пружин, подшипников, втулок, направляющих подшипников автомобильной трансмиссии и аналогичной арматуры и особенно широко используется в подшипниках малых электродвигателей. Латунь и бронза являются общими инженерными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.

Свойства бронзы

Свойства материала — это интенсивных свойств , это означает, что они не зависят от количества массы и могут изменяться от места к месту в системе в любой момент. В основе материаловедения лежит изучение структуры материалов и их соотнесение с их свойствами (механическими, электрическими и т. Д.). Как только ученый-материаловед узнает об этой корреляции структура-свойство, он может перейти к изучению относительных характеристик материала в данном приложении.Основными определяющими факторами структуры материала и, следовательно, его свойств являются составляющие его химические элементы и способ, которым он был переработан в свою окончательную форму.

Механические свойства бронзы

Материалы часто выбирают для различных применений, потому что они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность бронзы

В механике материалов сила материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Сопротивление материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала — это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности на разрыв

Предел прочности на разрыв алюминиевой бронзы — UNS C95400 составляет около 550 МПа.

Предел прочности на разрыв оловянной бронзы — UNS C

Предел прочности на разрыв меди бериллия — UNS C17200 составляет около 1380 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой зависимости напряжения от деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предел прочности на разрыв часто сокращают до «прочности на разрыв» или даже до «предела». Если это напряжение приложить и поддерживать, в результате произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 процентов больше, чем предел текучести для некоторых типов металлов).Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает образование шейки, где площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая «напряжение-деформация» не содержит напряжения, превышающего предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, а также температура и испытательной среды и материала. Предел прочности на разрыв варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести алюминиевой бронзы — UNS C95400 составляет около 250 МПа.

Предел текучести оловянной бронзы — UNS C

Предел текучести бериллиевой меди — UNS C17200 составляет около 1100 МПа.

Предел текучести — это точка на кривой зависимости напряжения от деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. До достижения предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей исходной форме, когда приложенное напряжение будет снято. После достижения предела текучести некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют поведение, называемое явлением предела текучести.Предел текучести варьируется от 35 МПа для алюминия с низкой прочностью до более 1400 МПа для высокопрочных сталей.

Модуль упругости Юнга

Юнга алюминиевой бронзы — UNS C95400 составляет около 110 ГПа.

Модуль упругости оловянной бронзы — UNS C

Модуль упругости Юнга меди бериллия — UNS C17200 составляет около 131 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение. С точностью до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего положения равновесия. Все атомы смещаются на одинаковую величину и по-прежнему сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не происходит.Согласно закону Гука , напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон равен модулю Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость бронзы

Твердость по Бринеллю алюминиевой бронзы — UNS C95400 составляет примерно 170 МПа. Твердость алюминиевых бронз увеличивается с содержанием алюминия (и других сплавов), а также с напряжениями, вызванными холодной обработкой.

Твердость по Бринеллю для оловянной бронзы — UNS C

Твердость по Роквеллу меди бериллия — UNS C17200 составляет приблизительно 82 HRB.

Испытание на твердость по Роквеллу — одно из наиболее распространенных испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением при предварительной нагрузке (незначительная нагрузка).Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Основная нагрузка прикладывается, затем снимается, сохраняя при этом второстепенную нагрузку. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета числа твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Основным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность отображать значения твердости напрямую . В результате получается безразмерное число HRA, HRB, HRC и т. Д., где последняя буква — соответствующая шкала Роквелла.

Тест Rockwell C проводится с пенетратором Brale (, алмазный конус 120 °, ) и основной нагрузкой 150 кг.

Тепловые свойства бронзы

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на приложение тепла. Поскольку твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному, .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность — это свойства, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Точка плавления бронзы

Температура плавления алюминиевой бронзы — UNS C95400 составляет около 1030 ° C.

Температура плавления оловянной бронзы — UNS C

Температура плавления меди бериллия — UNS C17200 составляет около 866 ° C.

В общем, плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой в жидкую фазу.Точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое изменение. Точка плавления также определяет состояние, в котором твердое вещество и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность бронзы

Теплопроводность алюминиевой бронзы — UNS C95400 составляет 59 Вт / (м · К).

Теплопроводность оловянной бронзы — UNS C

Теплопроводность меди бериллия — UNS C17200 составляет 115 Вт / (м.К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемым в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всему веществу, независимо от его состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры.Для паров это также зависит от давления. Всего:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно записать k = k (T) . Подобные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Характерные особенности металлических артефактов, обнаруженных в западном Юньнани в эпоху бронзы

Области применения: промышленность — выбор бронзовых материалов подшипников

Свойства материалов конструкции подшипников Сводка по семействам бронзовых подшипников

Нет ничего необычного в том, чтобы встретить бронзовый подшипник скольжения, который на протяжении десятилетий удовлетворительно работает даже в тяжелых условиях эксплуатации.Фактически, правильно спроектированный и обслуживаемый бронзовый подшипник часто превышает срок службы оборудования, которое он обслуживает. Достичь таких характеристик несложно, но для этого требуются надежная конструкция, правильный материал подшипников, точное изготовление и, как и в случае любого механического оборудования, тщательное обслуживание.

Бронза, несомненно, является наиболее универсальным классом подшипниковых материалов, предлагая широкий спектр свойств из широкого выбора сплавов и составов. В этом техническом паспорте описаны наиболее часто используемые стандартные бронзы для подшипников, и его цель — помочь проектировщику выбрать правильную бронзу для выполняемой работы.

Конструкция подшипника

Хорошая конструкция подшипника включает три основных элемента: понимание условий эксплуатации, проектирование надлежащей смазки и выбор лучшего материала подшипника для работы. Невозможно переоценить точную оценку ожидаемых условий эксплуатации; это основа для всех последующих решений. Не менее важно создание или, по крайней мере, определение режима смазки, в котором будет работать подшипник. Иногда режим можно установить через дизайн; в других случаях это просто продиктовано условиями эксплуатации.

Наконец, выбранный материал подшипника должен соответствовать как условиям эксплуатации, так и режиму работы. Широкий спектр свойств, предлагаемых бронзой для подшипников, упрощает процесс выбора материала и помогает гарантировать, что выбранный сплав будет обеспечивать оптимальные характеристики подшипников.

Условия обслуживания

• Нагрузка устойчивая и ударная,
• Частота вращения при расчетной нагрузке,
• Колебательное движение, i.е., менее полных оборотов,
• Агрессивные среды,
• Загрязненная среда и / или смазочные материалы,
• Температура,
• Частый пуск-стоп,
• Сомнительная или прерывистая подача смазки,
• Несоосность вала или шейки,
• Дифференциал твердости подшипника относительно вала.

Удовлетворение часто противоречивых требований конкретного сочетания ожидаемых условий эксплуатации делает практически любую конструкцию подшипника компромиссом.Условия, связанные с сочетанием экстремальных нагрузок, скорости или температуры, низкой или высокой, являются особенно сложными. Задача разработчика подшипников — оптимизировать этот компромисс для достижения наилучших характеристик в готовом продукте.

Режимы работы

Гидродинамический режим

Режим, обеспечивающий наименьшее трение и наименьший износ, называется гидродинамическим или полностью пленочным режимом. В этом режиме подшипник полностью отделен от вала (шейки) сплошной масляной пленкой в ​​эксцентричном пространстве между валом и подшипником ( рис. E1 ). Масло находится под гидродинамическим давлением, создаваемым относительным движением подшипника и шейки. Гидродинамические условия установлены:

• Рисунок 1 .Эксцентричное положение подшипника скольжения в условиях эксплуатации. Полнопленочный режим обозначается конечным значением h.
• Скорость больше 25 футов в минуту,
• Однонаправленное движение (без колебаний),
• Правильная вязкость смазочного материала (более высокая вязкость увеличивает несущую способность, более низкая вязкость снижает коэффициент трения) и
• Правильный поток смазочного материала: поток должен быть непрерывным и не ниже минимального уровня, приблизительно выраженного выражениями:
  Q ¹ = 29.3 x 10 ^-9 L + 0,0043 Вт / Г мД ² Н, галлонов в минуту
  Q ¹ = 3,32 X 10 ^-3 Д 0,0043 Ш / Г мД ² Н, капель в мин
  1 куб. См = 30 капель
  C — Радиальный зазор, дюймы
  D — Диаметр шейки в дюймах
  e — Эксцентриситет или радиальное смещение шейки,
  E — Коэффициент эксцентриситета шейки
  L — Длина подшипника, дюймы
  м — Коэффициент зазора
  Н — Скорость вращения -об / мин
  Q ¹ — Минимальный поток масла для полной пленки
  Вт — Постоянная нагрузка — для поддержки, фунты
  Z — Смазка абсолютная вязкость, сантипуаз.

Режим работы подшипника скольжения описывается с помощью характеристического номера подшипника. A. Значение A по отношению к другим факторам определяет, будет ли подшипник работать гидродинамически. Характеристическое число рассчитывается по формуле:

A = м ² W / D ² ZN

в котором,
м = 1000 * 2C / D

и где,
C = радиальный зазор в дюймах,
Z = абсолютная вязкость смазочного материала в сантипуазах.

Это известно как коэффициент зазора. Он записывается в терминах 2C / D — общий диаметральный зазор и включает множитель 1000, чтобы просто упростить управление числами.

Если нагрузка, скорость и другие факторы могут быть отрегулированы таким образом, что A находится в пределах от 0,0005 до 0,50, подшипник должен работать в режиме полной пленки. Подшипник и его шейка на практике работают с заданным эксцентриситетом, то есть с валом, расположенным немного от истинного центра подшипника на расстояние е (, рис. 1, ).Затем мы можем определить коэффициент эксцентриситета E как:

E = e / C
E = коэффициент эксцентриситета шейки
e = эксцентриситет или радиальное смещение шейки дюйма

Это позволяет нам построить диаграмму с точки зрения A, E и отношения L / D подшипника. Эта диаграмма, Рисунок 2 , широко известна как «кривая в форме сердца» из-за ее формы. Он очерчивает области на основе A, E и отношения L / D, которые определяют режим работы.Подшипники, попавшие внутрь сердцевидной области, будут работать в полнопленочном или гидродинамическом режиме. Те, кто находится вне его, не будут работать, однако те, которые находятся рядом с сердцем, могут работать в частичных гидродинамических условиях, как объясняется ниже.

Работа проектировщика значительно упростилась благодаря наличию таблиц, в которых объединены все факторы, необходимые для работы в режиме полной пленки для обычных конфигураций подшипников.Они были составлены в виде таблиц характеристик гидродинамических подшипников скольжения из литой бронзы, которые можно получить от Copper Development Association Inc. В них перечислено более 90 000 состояний подшипников.

Поскольку подшипник и шейка не контактируют в гидродинамическом режиме, коэффициенты трения могут составлять всего 0,001. (Это эквивалентно уровню, достигаемому высокоточным шарикоподшипником, и значительно лучше, чем уровень, достигаемый с помощью роликовых подшипников.) Кроме того, поскольку нет контакта металла с металлом, не может быть никакого износа, и срок службы подшипника должен быть неопределенный.Теоретически единственное важное соображение, касающееся свойств материала для полностью пленочных подшипников, — это то, что сплав подшипника должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать приложенную нагрузку. Однако при запуске (или остановке) скорость недостаточна для немедленного перехода в режим полной пленки. Это означает, что подшипник, по крайней мере, на мгновение работает вне гидродинамического режима, и может иметь место фактический кратковременный контакт металла с металлом. Тот же эффект могут иметь очень резкие изменения нагрузки или вязкости смазочного материала. Гидродинамические подшипники обычно могут выдерживать изменения нагрузки или ударные нагрузки, в десять раз превышающие расчетную нагрузку в течение ограниченных периодов времени.

Режим граничной смазки

• Подшипники с консистентной смазкой,
• Подшипники смазываются только периодически, например, вручную или смазкой,
• Движение возвратно-поступательное (колебательное), или
• Скорость поверхности менее 10 футов в минуту.

Подшипники, работающие в граничных условиях, требуют особого внимания при выборе материала. Подшипниковый сплав должен иметь низкое трение, сопротивляться сварке и заеданию, а также иметь высокую теплопроводность для отвода тепла от трения с поверхности подшипника.

Режим смешанного фильма

Свойства материала

Многие миллионы подшипников успешно работают в граничном и смешанно-пленочном режимах на протяжении всего срока службы. Единственное наказание, которое это влечет за собой, — это увеличение трения по сравнению с подшипниками с гидродинамической смазкой и, как следствие, более высокие затраты энергии. Однако срок службы подшипника будет во многом зависеть от выбора материала подшипника. Даже гидродинамические подшипники проходят через граничный и смешанный режимы пленки во время пуска и останова, а также при переходных условиях сбоя.Это означает, что выбор материала является важным фактором при проектировании всех подшипников скольжения, независимо от их режима работы. Общие характеристики хорошего материала подшипника:

• Низкий коэффициент трения по сравнению с твердым материалом вала,
• Хорошая износостойкость по отношению к стальным цапфам (стойкость к задирам),
• Способность абсорбировать и удалять мелкие частицы загрязняющих веществ (заделка),
• Возможность адаптации и подстройки к шероховатости и несоосности вала (согласованность),
• Высокая прочность на сжатие,
• Высокая усталостная прочность,
• Коррозионная стойкость,
• Низкая прочность на сдвиг (на стыке подшипников с валом),
• Структурная однородность и
• Умеренная стоимость и доступность.

Собственные фрикционные характеристики материала чрезвычайно важны в те периоды, даже краткие, когда подшипник работает в граничном режиме. Низкий коэффициент трения является одним из факторов устойчивости материала к сварке и образованию задиров на стальных валах. Коэффициенты трения для бронзовых сплавов по стали находятся в диапазоне от 0,08 до 0,14. Во время износа или при полном отсутствии смазки коэффициент трения может составлять примерно от 0.От 12 до 0,18–0,30. Для сравнения, коэффициент трения при износе алюминия по стали составляет 0,32, а для стали по стали — 1,00.

Хотя обычно прилагаются усилия для поддержания чистоты подшипников и их смазочных материалов, некоторая степень загрязнения почти неизбежна. Хороший материал подшипника должен компенсировать это за счет включения мелких частиц грязи в его структуру, удерживая их подальше от стального вала, которые в противном случае могут быть поцарапаны.

Точно так же всегда существует опасность того, что валы могут быть не выровнены или не будут идеально гладкими.Поэтому может потребоваться, чтобы сплав подшипника соответствовал требованиям или слегка «изнашивался», чтобы компенсировать несоответствие. Это свойство называется податливостью: оно связано с твердостью материала и пределом текучести при сжатии. Высокий предел текучести также связан с хорошим сопротивлением усталости. Вместе эти свойства в значительной степени определяют несущую способность материала.

Необходимость адекватной коррозионной стойкости особенно важна для подшипников, которые работают в агрессивных средах, или для тех подшипников, которые простаивают в течение длительных периодов времени.Следовательно, хорошая коррозионная стойкость увеличивает как срок службы, так и срок хранения.

Материал подшипника должен иметь структурную однородность и его свойства не должны изменяться по мере износа поверхностных слоев. С другой стороны, используются сплавы, такие как свинцовая бронза, потому что они создают смазывающую пленку из свинца на границе раздела подшипник / цапфа. Свинец имеет низкую прочность на сдвиг и способен заполнять неровности вала и действовать как аварийная смазка, если подача масла временно прерывается.

Наконец, материал подшипника должен быть рентабельным и доступным в короткие сроки. Ни один материал подшипника не обладает всеми этими свойствами, и это одна из причин, по которой конструкция подшипника всегда требует компромисса. Однако бронзовые сплавы подшипников обеспечивают такой широкий выбор свойств материала, что один из них почти всегда может соответствовать потребностям конкретной конструкции.

Бронзовые семейства подшипников

Подшипниковые бронзы перечислены в Таблице 1 по обозначению их сплава UNS со стандартными спецификациями для каждого.Семнадцать перечисленных бронзовых подшипников делятся на пять семейств сплавов с аналогичными составами и свойствами. Для прочности оловянной бронзы в основном используется олово; свинцовые оловянные бронзы дополнительно содержат небольшое количество свинца для улучшения антифрикционных свойств, но за счет некоторой прочности; оловянная бронза с высоким содержанием свинца имеет самую высокую смазывающую способность, но самая низкая прочность, алюминиевая бронза и марганцевая бронза служат приложениям, где требуется их чрезвычайно высокая прочность и превосходная коррозионная стойкость.Члены каждого семейства обладают схожими свойствами, с различиями между членами семейства, позволяющими выбирать, исходя из экономических соображений или необходимости подбирать сплавы для конкретных применений.

Оловянная бронза: сплавы No.C

, C