Бронзовый слиток (чушка) БрА11Ж6Н6: состав, свойства и применение
БрА11Ж6Н6 — сложнолегированная алюминиево-железо-никелевая бронза, выплавляемая в виде чушек (слитков) для последующей переработки в литейном и деформируемом производстве. Химический состав регламентируется ГОСТ 18175-78, марка относится к высокопрочным бронзам с гетерогенной структурой после кристаллизации. Чушка формуется методом полунепрерывного литья в изложницы или на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с массой слитка от 5 до 30 кг.
Химический состав и структура
Основа сплава — медь (Cu), легирующие компоненты распределены в следующих пределах:
- алюминий (Al) — 10,0–11,5 %
- железо (Fe) — 5,0–6,5 %
- никель (Ni) — 5,0–6,5 %
- примеси (Pb, Zn, Sn, Si) — суммарно не более 1,0 %
- медь (Cu) — остальное
В литой структуре присутствуют первичные интерметаллидные фазы FeAl и NiAl, обеспечивающие дисперсионное твердение. После термической обработки (закалка 920–960 C с охлаждением в воде, отпуск 550–650 C) достигается максимальная твёрдость и износостойкость.
Физико-механические характеристики
| Параметр | Значение | Условие измерения | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 7,5–7,6 | 20 C | г/см | ГОСТ 18175-78 |
| Предел прочности (в) | 650–750 | после закалки и отпуска | МПа | ГОСТ 18175-78 |
| Предел текучести (т) | 380–450 | после термообработки | МПа | ГОСТ 18175-78 |
| Твёрдость по Бринеллю | 170–220 | литое состояние | HB | ГОСТ 9012-59 |
| Температура плавления | 1040–1080 | солидус–ликвидус | C | — |
| Теплопроводность | 50–60 | 20 C | Вт/(мК) | — |
Технологические особенности переработки
Чушка БрА11Ж6Н6 предназначена для переплава в индукционных тигельных печах (ИЧТ, ИСТ) и дуговых печах. Температурный интервал литья составляет 1100–1180 C. Сплав обладает склонностью к образованию горячих трещин, что требует применения литейных форм с подогревом до 200–300 C и использования прибылей увеличенного объёма. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, с применением твердосплавного инструмента (ВК6, ВК8).
Области применения
- втулки и подшипники скольжения прокатных станов
- направляющие втулки пресс-форм литья под давлением
- седла и клапаны арматуры высокого давления в нефтегазовой отрасли
- детали червячных передач и зубчатых колёс редукторов
- элементы кристаллизаторов МНЛЗ и ролики зон вторичного охлаждения
- уплотнительные кольца и вкладыши бурового оборудования
Условия эксплуатации
Сплав сохраняет работоспособность при температурах до 400 C, устойчив в морской воде, растворах серной и фосфорной кислот умеренной концентрации. Предельно допустимая нагрузка на сдвиг — 250–300 МПа. Не рекомендуется эксплуатация в средах с высоким содержанием аммиака и хлористых соединений при температурах выше 250 C.
Вопросы и ответы
Какая масса стандартной чушки БрА11Ж6Н6?
Стандартная чушка формуется массой от 5 до 30 кг в зависимости от производителя и способа литья. Отклонение по массе не превышает 5 %.
Требуется ли термообработка после переплава?
Для достижения максимальной прочности и твёрдости проводится закалка при 920–960 C с охлаждением в воде и последующий отпуск при 550–650 C. Без термообработки сплав сохраняет литую структуру с твёрдостью 170–220 HB.
Чем отличается БрА11Ж6Н6 от БрА10Ж4Н4?
БрА11Ж6Н6 содержит больше алюминия, железа и никеля, что обеспечивает более высокие прочностные характеристики (в до 750 МПа против 600 МПа) и лучшую жаропрочность, но снижает пластичность и технологичность при литье.
В каких печах выплавляется сплав?
Плавка ведётся в индукционных тигельных печах промышленной частоты (ИЧТ) или средней частоты (ИСТ), а также в дуговых печах с основной футеровкой. Температура заливки — 1100–1180 C.
