Руководство по сравнению металлических сплавов: медь, латунь и бронза

Все о кремниевой бронзе – прочность, свойства и использование

Бронза может показаться простым металлом, открытым еще в древности, но она представляет собой разнообразный класс инженерных материалов.

Бронза, как и любой другой сплав, представляет собой смесь определенных металлических элементов, которые вместе обладают повышенными материальными свойствами по сравнению с их чистыми формами. Эта смесь может быть изменена для получения новых новых сплавов, и по этой причине у бронзы есть десятки полезных смесей. Одним из примеров является кремниевая бронза, которой будет посвящена эта статья. Изучая рабочие характеристики этого класса сплавов, эта статья надеется проинформировать читателей о кремниевой бронзе и помочь им решить, является ли она хорошим выбором для их проектов.

Физические свойства кремниевой бронзы

Мы рекомендуем прочитать нашу статью о типах бронзы, чтобы вы могли ознакомиться с общими характеристиками всех бронз, а также с их общими приложениями.

Ниже на рисунке 1 приведено качественное описание состава большинства кремниевых бронз:

Рисунок 1: Качественный анализ кремнистой бронзы.

Кремниевая бронза, как и большинство других бронз, представляет собой медный сплав, то есть основным легирующим металлом является чистая медь, пропитанная другими элементами. Он изготавливается с использованием около 94-96% меди по весу, а остальное обычно составляет 2.5-6% кремния и смеси других металлов, таких как алюминий, цинк, свинец, железо, марганец и другие.

Плотность кремниевой бронзы составляет 8.53 г/см 3 (0.308 фунта/дюйм 3 ), и сплавы этого класса получают преимущества как при холодной, так и при горячей обработке давлением, а также в процессе термообработки. Он легко поддается сварке, соединению, пайке и литью и, как правило, является одним из самых простых материалов на основе меди для формовки / заливки. Он обладает хорошей коррозионной стойкостью, прочностью и формуемостью, а также считается одним из самых красивых медных сплавов. Его формуемость в сочетании с эстетикой позволяет кремниевой бронзе находить множество применений в декоративных и архитектурных целях, поскольку она имеет привлекательный красновато-золотой цвет и устойчива к деформации. Он имеет низкую магнитную проницаемость и является проводящим (хотя его способность проводить ток обычно не указывается). Это основа большинства кузнечных кузниц, поскольку кремниевая бронза особенно хорошо работает при высоких температурах и может подвергаться холодной штамповке между отжигами. Помимо декоративного металла, кремниевая бронза находит применение в морском оборудовании, электрических компонентах и оборудовании для химической обработки, и это лишь некоторые из ее применений.

Сопротивления и слабости

Кремниевая бронза более устойчива к водной коррозии, чем латунь, что делает ее очень полезной для морских применений. Он устойчив к пресной воде, соленой воде, туману/туману, щелочам, кислотам и органическим химическим веществам и подвержен воздействию только сульфидов, азотной кислоты, хроматов, хлорида железа и других окисляющих солей. Кремниевая бронза также предотвращает биообрастание, то есть она по своей природе является противомикробной и пассивно защищает от распространения микробов. Единственными серьезными недостатками этого сплава являются его высокая цена, а также сложность его переработки, поскольку кремний трудно удалить из матрицы, образующейся в процессе легирования. Однако, помимо этих незначительных недостатков, кремнистая бронза превосходит традиционные сплавы как исключительно стойкий, но красивый материал для морских применений.

Механические свойства

В таблице 1 ниже показаны некоторые механические значения, относящиеся к кремнистой бронзе и ее свойствам. Эти значения были усреднены для ряда конкретных сплавов кремниевой бронзы, используемых в промышленности, и предназначены для обеспечения расчетного диапазона. Могут быть определенные сплавы, которые выходят за эти пределы, но это будет зависеть от производителя, термической обработки и других переменных, поэтому примите это во внимание при рассмотрении этих свойств:

Таблица 1: Сводка механических свойств алюминиевой бронзы; обратите внимание, что эти значения суммированы для разных сплавов.

Механические свойства

Метрика

Английский

Предел текучести при растяжении

Относительное удлинение при разрыве

Твердость (по Роквеллу B)

Предел текучести кремнистой бронзы при растяжении находится в широком диапазоне, но сплавы с более высоким содержанием кремнистой бронзы впечатляюще прочны (~ 400 МПа). Предел текучести при растяжении является мерой того, какое напряжение (или силу на единицу площади) может выдержать образец металла без пластической (постоянной) деформации при растяжении. Это значение необходимо понимать при внедрении материала в любое приложение, несущее нагрузку, и используется, чтобы увидеть, может ли материал выдерживать нагрузки конкретного проекта. Кремниевая бронза имеет диапазон прочности на растяжение, но при правильном отпуске она может легко превзойти некоторые другие алюминиевые сплавы и углеродистые стали. Если вы ищете эстетически приятный металл, который может держать себя в руках, подумайте о высоколегированной кремниевой бронзе.

Модуль упругости материала — это показатель того, насколько жесткий/эластичный материал — другими словами, как он реагирует на нагрузку и насколько вероятно, что он вернется к своей первоначальной форме. Высокий модуль упругости предполагает жесткий, часто хрупкий материал, в то время как более низкое значение соответствует упругому материалу. Кремниевая бронза имеет модуль упругости, который вдвое меньше, чем у некоторых сталей, что показывает, что она пластична и труднее поддается механической обработке, поскольку машинисты предпочитают металлическую «стружку», а не тягу. Это не означает, что кремнистая бронза не поддается механической обработке, но мы объясним это подробнее, когда перейдем к рейтингу обрабатываемости.

Твердость — это величина, зависящая от шкалы и характеризующая сопротивление материала деформации поверхности (царапанию, травлению и т. д.). Шкала, используемая в Таблице 1, представляет собой шкалу твердости Роквелла B, которая просто означает, что многие материалы оцениваются стандартным индентором твердости Rockwell B и помещаются в сравнительную матрицу. Для справки: твердость меди по Роквеллу B составляет 51, что показывает, что сплавы кремниевой бронзы более устойчивы, чем ее чистый основной металл. Твердость также описывает, насколько хрупким является материал, поскольку очень твердые материалы (стекло, керамика, кварц) имеют тенденцию к разрушению и не поддаются нагрузке. Это означает, что кремниевая бронза обычно не растрескивается под напряжением при изгибе, но учтите, что перегруженный кусок кремниевой бронзы может сломаться, поэтому осторожно используйте этапы отжига, чтобы этого не произошло.

Обрабатываемость — это процент, который показывает, насколько хорошо материал обрабатывается, и относится к стандартному обрабатываемому материалу. В случае бронзы этот стандартный материал представляет собой латунь для свободной резки UNS C36000, которая имеет рейтинг обрабатываемости 100%. Проценты ниже 100 % предполагают, что выбранный металл труднее обрабатывать, в то время как проценты выше 100 % говорят об обратном; из этого объяснения видно, что кремнистая бронза имеет некоторые трудности с процессами механической обработки. Это не означает, что его нельзя обрабатывать, но производители должны быть осторожны при использовании фрезерных станков, токарных станков и штампов с кремниевой бронзой, поскольку существует низкая терпимость к грязной работе. Этот рейтинг обрабатываемости компенсируется исключительной формуемостью и свариваемостью кремниевой бронзы, что означает, что механическая обработка может не потребоваться в зависимости от применения. Таким образом, хотя кремниевая бронза не имеет высоких оценок в этой категории, это не означает, что кремниевой бронзе трудно придать форму.

Применение кремниевой бронзы

Как и в случае с другими медными сплавами, кремниевая бронза с каждым днем находит все больше и больше применений. В настоящее время он наиболее полезен для декоративных, архитектурных и морских применений, но он, безусловно, найдет больше ниш по мере развития технологий и потребности в более специализированных сплавах. На данный момент основными сферами применения этого привлекательного металла являются:

Приложения для архитектурного и декоративного оформления

Подумайте о кремниевой бронзе, если она применима к вашим проектам, и не стесняйтесь обращаться к поставщику за дополнительной информацией.

Заключение

В этой статье представлен краткий обзор свойств, прочности и областей применения кремниевой бронзы. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Руководство по сравнению металлических сплавов: медь, латунь и бронза

Медь, латунь и бронза относятся к категории металлов, известных как «красные металлы», которые характеризуются красноватым оттенком. В то время как медь — это чистый металл, латунь и бронза — это медные сплавы (латунь — это сочетание меди и цинка, бронза — это сочетание меди и олова). Все три этих металла демонстрируют уникальные сочетания свойств, которые делают их идеальными для использования в металлических листах.

На этой странице основное внимание уделяется каждому из этих металлов с описанием их отличительных свойств, доступных марок и возможных областей применения. Кроме того, он охватывает некоторые ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе между медью, латунью и бронзой для конкретного применения.

Металлические сплавы меди, латуни и бронзы

Хотя медь, латунь и бронза принадлежат к одной и той же категории металлов, каждый из них обладает различными характеристиками, которые делают его идеальным для различных обстоятельств. Во всей отрасли важно, чтобы дизайнеры, инженеры и производители понимали эти различия, чтобы выбрать лучший металл для своих проектов.

Что такое медь?

Медь является цветным переходным металлом. В отличие от латуни и бронзы, это чистый природный металл; поэтому он находится в периодической таблице элементов. Это один из немногих встречающихся в природе металлов, который непосредственно пригоден для обработки. Хотя он используется сам по себе, он также сочетается с другими чистыми металлами и сплавами, образуя собственное подмножество сплавов.

Свойства меди

Медь обладает рядом свойств, которые делают ее идеальной для строительства и производства, например:

Медь демонстрирует отличную тепло- и электропроводность, что делает ее пригодной для использования в электронных и электрических системах и тепловом оборудовании.
Он демонстрирует устойчивость ко многим видам повреждений, включая удары, износ и коррозию. Кроме того, он сохраняет свою прочность при сгибании, формировании и вытягивании.
Бактериальная антимикробная резистентность. Материал устойчив к бактериям, не разлагаясь. Он даже убивает бактерии, попавшие на его поверхность. Это качество делает его идеальным для использования в оборудовании, безопасном для пищевых продуктов.

Доступные сорта меди

Доступность меди во многих различных сортах облегчает ее универсальность. В Sequoia Brass & Copper мы предлагаем следующие сорта меди:

Сплав 101. Этот сплав представляет собой бескислородную медь, которая подходит для случаев, когда производителям требуется высокая проводимость и пластичность.
Сплав 110. Этот сплав, также называемый электролитической (ЭТП) медью, демонстрирует высочайший уровень электро- и теплопроводности, а также хорошую пластичность и ковкость.
Сплав 122. Этот сплав механически подобен сплаву 110, но он также обладает превосходной формуемостью, свариваемостью и способностью к пайке. Он доступен в трубках от Sequoia Brass & Copper.
Сплав 145. Доступен в стержнях и стержнях, этот сплав также известен как теллур-медь, поскольку он состоит из меди с содержанием теллура от 0.4 до 0.7%. Как и многие медные сплавы, он характеризуется отличной тепло- и электропроводностью, высокой формуемостью и превосходной обрабатываемостью.

Применение медных металлических листов и профилей

В целом, медь обладает отличной проводимостью, формуемостью и обрабатываемостью. Эти качества делают медные металлические листы пригодными для широкого спектра промышленных применений, включая использование в качестве архитектурных, строительных, сантехнических материалов и компонентов для теплообменников. Кроме того, его высокая пластичность позволяет втягивать листы в провода для электрических систем.

Что такое латунь?

Как и медь, латунь — цветной металл красного цвета. Однако, в отличие от чистого металла, это металлический сплав, который в основном состоит из меди и цинка. Другие металлы, такие как свинец, олово, железо, алюминий, кремний и марганец, также добавляются для получения более уникальных комбинаций характеристик.

Добавление цинка повышает прочность и пластичность основного медного материала. Чем выше концентрация цинка, тем прочнее и пластичнее сплав. Высокопрочная латунь содержит ≥39% цинка.

Свойства латуни

Как медный сплав, латунь обладает многими свойствами, характерными для меди. Тем не менее, этот сплав демонстрирует несколько отличных свойств по сравнению с чистой медью и другими медными сплавами. Например:

Склонность к стресс-трещинам. Поскольку латунь прочнее и жестче, чем чистая медь, она более подвержена образованию трещин под напряжением.
Пластичность и формуемость. По сравнению с бронзой латунь более ковкая. Кроме того, его легко лить или работать.
Высокая температура плавления. Латунь имеет температуру плавления около 900°C. Точная температура плавления зависит от концентрации различных металлов в сплаве.
Неферромагнитный. Поскольку латунь не является ферромагнитной, ее намного легче перерабатывать.

В зависимости от дополнительных металлов, добавленных в сплав, он может демонстрировать различные характеристики, такие как переменная температура плавления или более высокая коррозионная стойкость (из-за присутствия марганца).

Доступные марки латуни

Латунь доступна в различных сортах, каждый из которых характеризуется точным составом материала. Компания Sequoia Brass & Copper предлагает следующие шесть марок латуни:

Сплав 260. Сплав 260, также известный как картриджная латунь, демонстрирует хорошие свойства при холодной обработке. Он подходит для использования в боеприпасах, автомобилях, крепежных изделиях и скобяных изделиях.
Сплав 272. Этот сплав, также называемый желтой латунью, состоит из 33% цинка. Он обычно используется в промышленных и архитектурных приложениях.
Сплав 330. Латунный сплав 330 подходит для применения там, где важна высокая обрабатываемость. Он имеет низкое содержание свинца, достаточное для холодной обработки, и обычно используется для производства труб.
Сплав 353. Сплав 353 (также называемый часовой латунью) часто используется для изготовления прецизионных компонентов, таких как часы и детали часов, из-за его превосходной обрабатываемости.
Сплав 360. Этот сплав, также известный как латунь свободной резки, является наиболее распространенным типом латуни. Он обладает отличной обрабатываемостью и формуемостью, а также пригодностью для пайки и пайки твердым припоем. Он обычно находит применение в производстве компонентов оборудования, фитингов, клапанов и крепежных изделий.
Сплав 385. Этот сплав, также известный как архитектурная бронза, может использоваться в строительстве и архитектуре. Сплав 385 доступен в широком ассортименте экструдированных и тянутых форм, таких как углы, швеллеры, квадратные трубы, молдинги для поручней и многое другое.
Сплав С48200 – С48500. Освинцованная морская латунь предназначена для механической обработки. Обычно доступны в раундах.
Сплав 464. Сплав 464 (или военно-морская латунь) известен своей превосходной устойчивостью к коррозии в морской воде в широком диапазоне температур. Кроме того, он демонстрирует пригодность для горячей штамповки и горячей штамповки, а также волочения, гибки, вырубки, пайки, пайки твердым припоем и сварки.

Применение латунных сплавов

Металлическая латунь имеет несколько различных применений. Поскольку металл похож на золото и доступен в различных оттенках, он часто используется для декоративных и архитектурных элементов. Кроме того, обрабатываемость и обрабатываемость материала позволяют использовать его в производстве сантехники, электроники и музыкальных инструментов.

Что такое бронза?

Бронза — это сплав на основе меди, который обычно состоит примерно из 88% меди и 12% олова. Следовые количества других металлов, таких как алюминий, марганец, фосфор и кремний, также могут присутствовать в сплаве.

Свойства бронзы

Многие свойства бронзы совпадают со свойствами меди и латуни. Например:

Отличная теплопроводность
Стойкость к коррозии в соленой воде
Высокая пластичность

Однако он также обладает несколькими уникальными характеристиками, такими как хрупкость и немного более высокая температура плавления, чем у латуни (950°C).

Доступные сорта бронзы

Существует множество типов бронзовых сплавов в зависимости от их состава. Компания Sequoia Brass & Copper поставляет следующие два сорта бронзы:

Сплав 932. Этот сплав представляет собой тип оловянной бронзы с высоким содержанием свинца и используется для изготовления втулок, шайб и компонентов без давления.
Сплав 954. Этот сплав представляет собой разновидность алюминиевой бронзы и используется для монтажа и промышленного оборудования в различных условиях.

Применение бронзовых сплавов

Листы и профили из бронзы подходят для широкого спектра промышленных применений, в том числе:

Втулки и подшипники
Электрические разъемы и пружины
Морские приложения, такие как гребные винты, а также фурнитура для лодок или кораблей.
Нефтехимические инструменты и компоненты нефтяных вышек, для которых требуются искробезопасные металлы

Выбор правильных металлических сплавов для ваших нужд

Выбор правильного типа металла для приложения имеет решающее значение для проектирования и производства высококачественной детали или продукта. Хотя медь, латунь и бронза обеспечивают электрическую и тепловую проводимость, коррозионную стойкость и прочность, между этими тремя металлами существуют четкие различия. Некоторые из ключевых отличий, которые следует учитывать при выборе материалов из листового металла, включают:

Хотя каждый из трех металлов долговечен, они не обладают одинаковым уровнем гибкости. Чистая бескислородная медь обеспечивает наибольшую гибкость, пластичность и проводимость. Медь обладает высокой гибкостью и отличной проводимостью, а бронза и латунь лучше поддаются механической обработке.
Общая полезность. Латунь часто считается наиболее подходящей для общего применения. Он податлив, легко отливается, относительно недорог и обладает низким коэффициентом трения. Его можно использовать для декоративных компонентов, металлических деталей, с которыми люди регулярно соприкасаются (например, дверных ручек), и поверхностей пищевых продуктов, которые должны быть антибактериальными или антимикробными.
Инструменты и оборудование, предназначенные для морской среды, должны иметь высокую степень коррозионной стойкости. Бронза лучше всего подходит для защиты от коррозии в соленой воде и морской среде. Его долговечность и твердость также позволяют ему выдерживать нагрузки в морских условиях.

Читайте также:

Растяжимые захваты

Предложения по металлам и сплавам от Sequoia Brass & Copper

В Sequoia Brass & Copper мы предлагаем металлы в различных формах, в том числе:

Мы предоставляем услуги по индивидуальной резке с жесткими допусками ± 0.020 дюйма, чтобы облегчить настройку этих материалов для различных применений и спецификаций.

Sequoia Brass & Copper занимается поиском и резкой металлов с 1983 года и в настоящее время имеет сертификат ISO 9001:2015. Обладая более чем 30-летним опытом поиска и покупки сплавов, мы обладаем знаниями и навыками для поиска специальных и труднодоступных медных сплавов для ваших уникальных потребностей.

Другие ресурсы по металлическому листу от Sequoia Brass & Copper

В Sequoia Brass & Copper наша команда усердно работает, чтобы удовлетворить все ваши потребности в меди, латуни и бронзе. Вот почему мы предоставляем ряд бесплатных инструментов, которые облегчают процесс проектирования и проектирования, в том числе:

, что позволяет указать требования к сплаву и деталям для расчета веса на погонный фут и общий вес для расчета потребностей вашего проекта по весу.

Sequoia Brass & Copper предлагает специально сформированную бескислородную медь (OFC), которая представляет собой медь высокой чистоты с небольшим содержанием кислорода или вообще без него. В нашем процессе используется электрически заряженный раствор сульфата меди и серной кислоты для снижения контакта металла с кислородом до 0.001% или менее. Чтобы узнать больше о характеристиках этого уникального материала, посетите нашу страницу продукта.

Свяжитесь с Sequoia Brass & Copper сегодня

Медь, латунь и бронза — это три разных металла, обладающих рядом преимущественных характеристик, таких как проводимость, коррозионная стойкость и обрабатываемость. Следовательно, металлические листы, изготовленные из этих материалов, находят применение в различных промышленных областях и условиях конечного использования.

Sequoia Brass & Copper предлагает широкий выбор этих металлов в виде пластин, прутков и листов. Чтобы узнать больше о наших предложениях материалов, просмотрите наши запасы меди, латуни и бронзы. Если вы хотите сотрудничать с нами для вашего следующего проекта, свяжитесь с нами или запросите бесплатное предложение сегодня.