Бронзовый слиток (чушка) БрА10Ж4Н4Л — литейная алюминиево-железоникелевая бронза
БрА10Ж4Н4Л — литейная бронза, легированная алюминием (9–11 %), железом (3–5 %) и никелем (3–5 %). Поставляется в виде чушек (слитков) для последующего переплава в фасонном литье. Материал относится к группе высокопрочных алюминиевых бронз с двухфазной (+) структурой, формируемой после термической обработки отливок.
Основное назначение чушек БрА10Ж4Н4Л — изготовление ответственных фасонных отливок, работающих в условиях высоких удельных нагрузок, ударного нагружения и абразивного износа. По сравнению с оловянными бронзами марка демонстрирует более высокий предел прочности при меньшей плотности, что позволяет снижать металлоёмкость литых деталей.
Химический состав и структура
Контроль химического состава выполняется по ГОСТ 18175–78. Алюминий обеспечивает упрочнение за счёт образования твёрдого раствора и интерметаллидных фаз; железо способствует измельчению зерна и повышению твёрдости; никель стабилизирует структуру, повышает пластичность и коррозионную стойкость в морской воде.
| Элемент | Al | Fe | Ni | Cu |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля, % | 9,0–11,0 | 3,0–5,0 | 3,0–5,0 | основа |
| Влияние на свойства | упрочнение | измельчение зерна | пластичность | база сплава |
| Типичное содержание | 10,2 | 4,1 | 4,3 | 81,4 |
Механические свойства отливок
Механические характеристики нормируются на образцах, вырезанных из отдельных отливок, после термической обработки (закалка с 950–1000 C с последующим отпуском). Типичные значения для песчаного литья:
- временное сопротивление разрыву — 590–640 МПа;
- предел текучести — 245–275 МПа;
- относительное удлинение — 10–16 %;
- твёрдость по Бринеллю — 170–200 HB.
Сплав сохраняет работоспособность при температурах до 400–500 C, что позволяет применять его в узлах трения, подверженных локальному нагреву. При криогенных температурах ударная вязкость снижается, поэтому для оборудования, работающего ниже –40 C, требуется дополнительное обоснование применения.
Применение в промышленности
Чушки БрА10Ж4Н4Л переплавляются в индукционных печах и используются для изготовления отливок, эксплуатируемых в тяжёлых условиях:
- направляющие втулки и ползуны прокатных станов;
- червячные венцы и гайки винтовых механизмов;
- седла и корпуса запорной арматуры для морской воды;
- зубчатые колёса и венцы тихоходных передач;
- детали насосов, работающих в абразивных средах;
- подшипники скольжения бурового оборудования.
В горнодобывающей отрасли из этого сплава отливают изнашиваемые элементы дробилок и грохотов. В судостроении марка востребована для гребных винтов и деталей дейдвудных устройств благодаря стойкости к коррозии в морской воде и кавитационным нагрузкам.
Технологические особенности переплава
При литье необходимо учитывать повышенную склонность алюминиевых бронз к окислению и газонасыщению. Расплав следует защищать покровными флюсами, а заливку выполнять через стояки с фильтрацией. Усадка сплава составляет около 1,6–1,8 %, что требует установки прибылей увеличенного сечения для питания массивных узлов отливки.
Обрабатываемость резанием удовлетворительная; сплав склонен к налипанию на режущий инструмент, поэтому рекомендуются твёрдосплавные пластины с положительным передним углом и обильное применение СОЖ. Сварка отливок выполняется аргонодуговой сваркой с присадочным прутком того же состава; подогрев до 300–400 C обязателен для предотвращения трещин.
Вопросы и ответы
Чем отличается БрА10Ж4Н4Л от БрА9Ж3Л?
БрА10Ж4Н4Л содержит никель, который повышает пластичность и коррозионную стойкость, а также увеличивает прочность при высоких температурах. БрА9Ж3Л проще в литье, но уступает по комплексу механических свойств.
Требуется ли термическая обработка отливок из БрА10Ж4Н4Л?
Для достижения максимальных механических свойств отливки подвергают закалке с 950–1000 C и отпуску. Без термообработки сплав работает в литом состоянии с пониженной пластичностью.
В каких печах переплавляют чушки БрА10Ж4Н4Л?
Оптимальны индукционные тигельные печи средней частоты с графитовыми или магнезитовыми тиглями. Использование пламенных печей нежелательно из-за трудности контроля температуры и газонасыщения.
Какие дефекты характерны для отливок из этой бронзы?
Основные виды брака — газовая пористость, окисные включения и усадочная рыхлость. Для их предотвращения применяют фильтрацию расплава, вакуумирование или обработку раскислителями перед заливкой.
