Бронзовый слиток (чушка) БрАЖН10-4-4 — состав и назначение
Бронзовый слиток (чушка) БрАЖН10-4-4 — литейная алюминиево-железо-никелевая бронза, легированная марганцем. Марочный состав регламентирован ГОСТ 18175–78 и ГОСТ 614–97. Чушка предназначена для изготовления фасонных отливок методом литья в песчаные формы, кокиль и по выплавляемым моделям. Материал относится к группе высокопрочных бронз с повышенной износостойкостью и жаропрочностью, что определяет его применение в узлах трения, работающих при высоких удельных нагрузках.
Химический состав и структура
Основные легирующие элементы в бронзе БрАЖН10-4-4 распределены следующим образом:
- алюминий — 9,5–11,0 % — формирует упрочняющую +-эвтектоидную составляющую;
- железо — 3,5–5,5 % — способствует измельчению зерна и повышению механических свойств;
- никель — 3,5–5,5 % — увеличивает прочность и коррозионную стойкость в морской воде;
- марганец — до 1,0 % — раскисляющая добавка, повышающая жидкотекучесть расплава.
Структура сплава в литом состоянии — дендритная, с включениями интерметаллидных фаз на основе Fe и Ni. После термической обработки (закалка с 950–1000 C и отпуск) формируется структура с равномерным распределением упрочняющих частиц, что обеспечивает сочетание высокой твёрдости и вязкости.
Механические свойства и эксплуатационные характеристики
БрАЖН10-4-4 в литом состоянии демонстрирует предел прочности при растяжении не менее 590 МПа, предел текучести — 245 МПа, относительное удлинение — 4 %. Твёрдость отливок по Бринеллю составляет 170–200 HB. Материал сохраняет работоспособность при температурах до 400–500 C, что позволяет применять его в узлах, подверженных локальному нагреву.
Антифрикционные свойства сплава обеспечивают низкий коэффициент трения в паре с закалённой сталью при граничной смазке. Бронза устойчива к коррозионному растрескиванию под напряжением и хорошо сопротивляется эрозионному износу в абразивных средах.
Применение в промышленности
Из чушек БрАЖН10-4-4 изготавливают отливки, работающие в тяжёлых условиях эксплуатации:
- зубчатые венцы и червячные колёса крупногабаритных редукторов горнодобывающего оборудования;
- направляющие втулки и седла клапанов гидроцилиндров металлургических агрегатов;
- детали арматуры для нефтегазовой отрасли — корпуса задвижек, тарелки клапанов;
- подшипники скольжения прокатных станов и судовых валопроводов;
- рабочие колёса насосов, перекачивающих морскую воду и агрессивные среды.
Сплав применяется для изготовления ответственных деталей авиационной техники, где требуется сочетание жаропрочности и коррозионной стойкости. Отливки из БрАЖН10-4-4 используются в узлах трения шасси и механизации крыла.
Технологические особенности литья
Бронза БрАЖН10-4-4 обладает удовлетворительной жидкотекучестью, однако склонна к усадке и образованию усадочной пористости в массивных сечениях. Рекомендуемая температура заливки — 1150–1200 C, температура подогрева формы — 150–250 C. Для получения плотных отливок применяют прибыли увеличенного объёма и холодильники в зонах тепловых узлов.
Обрабатываемость резанием сплава в литом состоянии ограничена из-за высокой твёрдости. Для механической обработки применяют твердосплавный инструмент с охлаждением эмульсией. Сварка отливок из БрАЖН10-4-4 выполняется аргонодуговым методом с применением присадочных прутков того же состава.
| Параметр | Значение для БрАЖН10-4-4 | Метод контроля | Условия испытаний | Нормативный документ |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 590 | Растяжение | 20 C | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 4 | Растяжение | 20 C | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость, HB | 170–200 | Бринелль | — | ГОСТ 9012 |
| Плотность, г/см | 7,5 | Гидростатический | 20 C | ГОСТ 18898 |
Поставка и входной контроль
Чушки БрАЖН10-4-4 поставляются массой 15–25 кг. На торцевой поверхности каждой чушки указывается марка сплава и номер плавки. При входном контроле проверяется химический состав методом спектрального анализа и отсутствие раковин, шлаковых включений и газовой пористости на изломе. Допускается наличие незначительной окисной плёнки на поверхности, не влияющей на качество переплава.
Вопросы и ответы
Какие примеси нормируются в бронзе БрАЖН10-4-4?
Содержание свинца ограничено до 0,05 %, цинка — до 0,4 %, кремния — до 0,05 %. Суммарное количество примесей не должно превышать 1,2 %.
Можно ли использовать БрАЖН10-4-4 для изготовления подшипников скольжения?
Да, сплав применяется для подшипников, работающих при высоких удельных давлениях и ударных нагрузках. Антифрикционные свойства обеспечиваются за счёт твёрдых интерметаллидных включений в пластичной матрице.
Какая температура заливки рекомендуется при литье из БрАЖН10-4-4?
Оптимальная температура заливки составляет 1150–1200 C. Перегрев расплава выше 1250 C приводит к интенсивному окислению и насыщению водородом.
Требуется ли термическая обработка отливок из БрАЖН10-4-4?
Для ответственных деталей рекомендуется закалка с 950–1000 C в воде с последующим отпуском при 600–650 C. Это повышает пластичность и снимает внутренние напряжения после литья.
