Бронзовый пруток БрО10: характеристики литейной оловянной бронзы
Бронзовый пруток БрО10 — это полуфабрикат из литейной оловянной бронзы, содержащей около 10 % олова. Сплав марки БрО10 (по ГОСТ 613, ГОСТ 5017) относится к классическим оловянным бронзам с высокими антифрикционными свойствами и устойчивостью к коррозии в морской воде и слабых кислотах. Прутки выпускают методами непрерывного литья, центробежного литья или горячей экструзии с последующей механической обработкой. Из-за склонности сплава к ликвации и хрупкости в литом состоянии пруток БрО10 чаще применяют для изготовления втулок, вкладышей подшипников скольжения, червячных колёс и арматуры, работающих при умеренных нагрузках и температурах до 250 C.
Химический состав и структура
Основу сплава составляет медь, легированная оловом. Олово образует твёрдый раствор и эвтектоид + , что обеспечивает сочетание пластичности матрицы и твёрдых включений. Структура литого прутка — дендритная, с включениями эвтектоида; после отжига при 600–650 C структура становится более однородной, снижается ликвационная неоднородность по сечению.
- Cu — основа, 88–90 %
- Sn — 9,0–11,0 %
- Примеси (Fe, Pb, Zn, Sb, Ni) — суммарно не более 1,0–1,5 % по ГОСТ 613
- P — до 0,05 % (регламентируется для литейных марок)
Механические и физические свойства
Прочностные характеристики прутка БрО10 зависят от способа литья и термообработки. Литой материал имеет предел прочности при растяжении 200–260 МПа и относительное удлинение 3–8 %. После отжига пластичность повышается, а твёрдость снижается до 70–90 HB. Теплопроводность составляет около 50–60 Вт/(мК), что важно при проектировании узлов трения с интенсивным тепловыделением.
| Показатель | Литой пруток | Отожжённый пруток | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 200–240 | 220–260 | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 3–5 | 6–10 | % | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость по Бринеллю | 90–110 | 70–90 | HB | ГОСТ 9012 |
| Плотность | 8,7–8,8 | 8,7–8,8 | г/см | ГОСТ 8.024 |
| Теплопроводность | 50–55 | 55–60 | Вт/(мК) | стационарный метод |
Сортамент и размеры
Прутки БрО10 поставляют круглого сечения диаметром от 10 до 200 мм, реже — квадратного и шестигранного профиля. Длина прутков — от 300 до 3000 мм в зависимости от способа производства. Предельные отклонения по диаметру соответствуют квалитетам h11–h14. Кривизна прутка не должна превышать 0,5 % длины для литых и 0,3 % для прессованных заготовок.
Области применения
Благодаря низкому коэффициенту трения и способности работать в условиях граничной смазки пруток БрО10 востребован в узлах трения металлургического и энергетического оборудования.
- Вкладыши и втулки подшипников скольжения прокатных станов
- Червячные колёса редукторов подъёмно-транспортных механизмов
- Арматура судовых систем, работающая в морской воде
- Уплотнительные кольца и седла запорной арматуры
- Детали насосов химического и нефтегазового оборудования
- Антифрикционные накладки направляющих станков
Обработка и эксплуатационные ограничения
Пруток БрО10 удовлетворительно обрабатывается резанием, но склонен к образованию наростов на кромке инструмента; рекомендуются твёрдосплавные резцы с износостойким покрытием и обильное охлаждение. Сварка плавлением затруднена из-за ликвации олова; применяют пайку или наплавку. Сплав не предназначен для работы в средах с аммиаком и его растворами, вызывающими коррозионное растрескивание. В узлах трения при скоростях скольжения свыше 3 м/с требуется принудительная смазка.
Вопросы и ответы
Чем пруток БрО10 отличается от БрО10Ц2?
БрО10Ц2 дополнительно легирован цинком (до 2 %), что повышает жидкотекучесть и снижает стоимость, но уменьшает коррозионную стойкость в морской воде по сравнению с нелегированным БрО10.
При какой температуре эксплуатируется пруток БрО10?
Длительная рабочая температура не превышает 250 C; кратковременно допускается нагрев до 300 C без потери антифрикционных свойств.
Какой способ литья обеспечивает лучшую плотность прутка?
Непрерывное и центробежное литьё дают минимальную пористость и ликвацию по сравнению со статическим литьём в кокиль.
Можно ли заменить БрО10 на БрАЖ9-4?
Замена возможна в узлах с высокими нагрузками, но алюминиевая бронза БрАЖ9-4 имеет меньшую коррозионную стойкость в морской воде и требует иных режимов смазки.
