Бронзы твердость: СВОЙСТВА БРОНЗ

Отличия меди от бронзы Статьи про металлолом

Главная
\
Статьи

\ Отличия меди от бронзы

Мы вывозим металлолом из любого района Санкт-Петербурга

• Адмиралтейский
• Горелово
• Василеостровский
• Девяткино
• Выборгский
• Кировский
• Калининский
• Красногвардейский
• Колпино
• Купчино
• Невский
• Московский
• Мурино
• Парголово
• Парнас
• Приморский
• Ржевка
• Рыбацкое
• Софийская
• Славянка, Шушары
• Фрунзенский

Пруток бронзовый БрБ2, диаметр 5 мм

Информация для заказа

Вы можете купить в розницу различные заготовки (отрезки) из прутка бронзового БрБ2 длиной от 50 до 1000 мм. Другие длины по запросу.

Номинальный диаметр D прутка бронзового равен 5 мм. Предельное отклонение по диаметру -0,16 мм (по ГОСТу). Фактическая длина L заготовок строго не меньше указанной в таблице. Может быть больше на 1-5 мм (отрезаем с запасом).

Срок готовности к отгрузке при отсутствии на складе 5 рабочих дней (при оформлении заказа).

Цены за штуку в рублях. Остатки и цены обновлены: 12.07.23 17:44

Код ↑↓	Модель ↑↓	m (кг) ↑↓	L (мм) ↑↓	Склад ↑↓	Цена (руб) ↑↓	Количество
130001	БрБ2 5 х 50 мм	0.01	50	10 шт	190
130002	БрБ2 5 х 100 мм	0. 02	100	10 шт	360
130003	БрБ2 5 х 150 мм	0.03	150	5 шт	500
130004	БрБ2 5 х 200 мм	0.04	200	5 шт	660
130005	БрБ2 5 х 300 мм	0. 05	300	4 шт	820
130006	БрБ2 5 х 400 мм	0.07	400	4 шт	1090
130007	БрБ2 5 х 500 мм	0.09	500	2 шт	1390
130008	БрБ2 5 х 1000 мм	0. 17	1000	1 шт	2460

Корзина: 0 шт на 0 руб 

Описание

Пруток бронзовый БрБ2 изготовлен в соответствии с ГОСТ 15835-70. Тянутый. Состояние твердое (холоднодеформированное после закалки). Полная маркировка БрБ2 Т.

Сплав бериллиевой бронзы БрБ2 обладает высокой прочностью, твердостью и износостойкостью. Имеет высокие пружинные свойства. Искробезопасен.

После термообработки твердость изделий может достигать 300-400 HB.

Основные характеристики

Файлы

• ГОСТ 15835-70. Прутки из бериллиевой бронзы. Технические условия. Скачать (pdf, 514 кБ)

Производитель

• Российская Федерация.

Вопросы и комментарии

Плотность, прочность, твердость, температура плавления

О бронзе

Бронза представляет собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, но может относиться к сплавам меди и других элементов (например, алюминия, кремния и никеля). ). Бронза несколько прочнее латуни, но при этом обладает высокой степенью коррозионной стойкости. Как правило, они используются, когда в дополнение к коррозионной стойкости требуются хорошие свойства при растяжении. Например, бериллиевая медь достигает наибольшей прочности (до 1400 МПа) среди всех сплавов на основе меди.

Исторически сложилось так, что сплав меди с другим металлом, например оловом, для получения бронзы впервые начали практиковать примерно через 4000 лет после открытия выплавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «природная бронза» стала широко использоваться. Древняя цивилизация находится в бронзовом веке либо путем производства бронзы путем выплавки собственной меди и сплавления с оловом, мышьяком или другими металлами. Бронза или бронзоподобные сплавы и смеси использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. Бронзы до сих пор широко используются для изготовления пружин, подшипников, втулок, опорных подшипников автомобильных трансмиссий и аналогичных фитингов, особенно в подшипниках небольших электродвигателей. Латунь и бронза являются распространенными конструкционными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.

Сводка

Плотность бронзы

Типичные плотности различных веществ даны при атмосферном давлении. Плотность  определяется как  масса на единицу объема . Это интенсивное свойство , которое математически определяется как масса, деленная на объем: ρ = m/V

Другими словами, плотность (ρ) вещества равна общей массе (m) этого вещества, деленной на общий объем (V), занимаемый этим веществом. Стандартная единица СИ составляет килограммов на кубический метр ( кг/м ³ ). Стандартная английская единица измерения – 90 005 фунтов массы на кубический фут 9.0006  ( фунтов/фут ³ ).

Плотность бронзы 8770 кг/м ³ .

Пример: Плотность

Вычислите высоту куба из бронзы, который весит одну метрическую тонну.

Решение:

Плотность определяется как масса на единицу объема . Математически он определяется как масса, деленная на объем: ρ = m/V

Так как объем куба равен третьей степени его сторон (V = a ³ ), высоту этого куба можно рассчитать:

Тогда высота этого куба равна a = 0,485 м .

Плотность материалов

Механические свойства бронзы

Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность бронзы

В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности при растяжении

Предел прочности при растяжении алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 550 МПа.

Предел прочности при растяжении оловянной бронзы – UNS C

– оружейного металла

составляет около 310 МПа.

Предел прочности при растяжении меди бериллия – UNS C17200 составляет около 1380 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальное напряжение , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или даже до «предельной». Если это напряжение применяется и поддерживается, произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, температура тестовой среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 250 МПа.

Предел текучести оловянной бронзы – UNS C

– оружейного металла

составляет около 150 МПа.

Предел текучести меди из бериллия – UNS C17200 составляет около 1100 МПа.

Точка текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. До предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей первоначальной форме, когда приложенное напряжение будет снято. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для очень высокопрочных сталей.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости Юнга алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 110 ГПа.

Модуль упругости Юнга оловянной бронзы – UNS C

– оружейного металла

составляет около 103 ГПа.

Модуль упругости Юнга меди бериллия – UNS C17200 составляет около 131 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для напряжения растяжения и сжатия в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение. Вплоть до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего положения равновесия. Все атомы смещены на одинаковую величину и сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не возникает. Согласно Закон Гука, напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон модуль Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость бронз

Твердость по Бринеллю алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет примерно 170 МПа. Твердость алюминиевых бронз увеличивается с содержанием алюминия (и других сплавов), а также с напряжениями, вызванными холодной обработкой.

Твердость по Бринеллю оловянной бронзы – UNS C

– оружейного металла

составляет примерно 75 BHN.

Твердость по Роквеллу меди бериллия – UNS C17200 составляет примерно 82 HRB.

Испытание на твердость по Роквеллу  является одним из наиболее распространенных испытаний на твердость при вдавливании, который был разработан для определения твердости. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, сделанным при предварительном нагружении (незначительная нагрузка). Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Прикладывается основная нагрузка, затем ее снимают, сохраняя при этом второстепенную нагрузку. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета Число твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Главным преимуществом твердости по Роквеллу является возможность отображать значения твердости напрямую . Результатом является безразмерное число, обозначаемое как HRA, HRB, HRC и т. д., где последняя буква соответствует соответствующей шкале Роквелла.

Испытание Rockwell C выполняется с пенетратором Brale ( алмазный конус 120° ) и основной нагрузкой 150 кг.

Пример: Прочность

Предположим, пластиковый стержень изготовлен из бронзы. Этот пластиковый стержень имеет площадь поперечного сечения 1 см ² . Рассчитайте усилие на растяжение, необходимое для достижения предела прочности на растяжение для этого материала, которое составляет: UTS = 310 МПа.

Решение:

Напряжение (σ)  можно приравнять нагрузке на единицу площади или силе (F), приложенной к площади поперечного сечения (A) перпендикулярно силе, как:

, следовательно, растяжение усилие, необходимое для достижения предела прочности на растяжение:

F = UTS x A = 310 x 10 ⁶ x 0,0001 = 31 000 Н

Сопротивление материалов

E эластичность материалов

твердость материалов

тепловые свойства Бронзы

Термические свойства  материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на приложение тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а размеры увеличиваются. Но различные материалы реагируют на воздействие тепла по-разному .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность являются свойствами, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Температура плавления бронзы

Температура плавления алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 1030°C.

Температура плавления оловянной бронзы – UNS C

– оружейного металла

составляет около 1000°C.

Температура плавления меди бериллий – UNS C17200 имеет температуру около 866°C.

В общем, плавление  является фазовым переходом  вещества из твердого состояния в жидкое. точка плавления  вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления   также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность бронзы

Теплопроводность алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет 59 Вт/(м.К).

Теплопроводность оловянной бронзы – UNS C

– оружейного металла

составляет 75 Вт/(м.К).

Теплопроводность меди бериллия – UNS C17200 составляет 115 Вт/(м.К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что Закон Фурье  применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Пример: расчет теплопередачи

Теплопроводность определяется как количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадратный участок материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем выше его способность сопротивляться теплопередаче.

Рассчитайте скорость теплового потока  через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м ² ). Толщина стены 15 см (L ₁ ) и изготовлен из бронзы с теплопроводностью  из k ₁ = 75 Вт/м.К (плохой теплоизолятор). Предположим, что внутренняя и наружная температуры  составляют 22°C и -8°C, а коэффициенты конвекционной теплопередачи  на внутренней и внешней сторонах равны h ₁  = 10 Вт/м ² K и h ₂  = 30 Вт/м ² К соответственно. Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от окружающих и внутренних условий (ветер, влажность и т. д.).

Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту стену.

Решение:

Как уже было сказано, многие процессы теплопередачи включают составные системы и даже включают комбинацию проводимости и конвекции . С этими композитными системами часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . U-фактор определяется выражением, аналогичным Закон охлаждения Ньютона :

Общий коэффициент теплопередачи связан с полным тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.

, предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стенку и игнорируя излучение, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

Общий коэффициент теплопередачи -тогда: U = 1 / (1

. /10 + 0,15/75 + 1/30) = 7,39Вт/м ² K

Тепловой поток можно рассчитать следующим образом: q = 7,39 [Вт/м ² K] x 30 [K] = 221,67 Вт/м ²

Общие потери тепла через эту стену будет: q _потерь   = q . A = 221,67 [Вт/м ² ] x 30 [м ² ] = 6650,25 Вт

Температура плавления материалов

Теплопроводность материалов

Теплоемкость материалов

Характеристики и применение бронзы

Медь высокой чистоты представляет собой мягкий, ковкий и пластичный металл с высокой тепло- и электропроводностью. Свежая открытая поверхность чистой меди имеет красновато-оранжевый цвет. Медь используется в качестве проводника тепла и электричества в качестве строительного материала. Входит в состав различных металлических сплавов, таких как стерлинговое серебро, используемое в ювелирных изделиях, мельхиор, используемый для изготовления морского оборудования и монет, и константан, используемый в тензодатчиках и термопарах для измерения температуры. Медь высокой чистоты имеет предел прочности около 210 МПа и предел текучести 33 МПа, что ограничивает ее использование в промышленности. Но так же, как и для других сплавов, медь может быть упрочнена. Основной механизм усиления легирование в сплавы на основе меди .

Медные сплавы основаны на меди, в которой основными легирующими элементами являются Zn, Sn, Si, Al и Ni. Сплавы на основе меди представляют собой в основном твердые растворы замещения, в которых растворенные или примесные атомы замещают или замещают атомы-хозяева. Несколько особенностей атомов растворенного вещества и растворителя определяют степень, в которой первый растворяется во втором. Они выражены как правил Юма-Розери . Их целых 400 различных медных и медных сплавов составы свободно сгруппированные по категориям: медь, сплав с высоким содержанием меди, латунь, бронза, медно-никелевый сплав, медь-никель-цинк (нейзильбер), освинцованная медь и специальные сплавы. Кроме того, ограниченное количество медных сплавов можно упрочнить термической обработкой; следовательно, для улучшения этих механических свойств необходимо использовать холодную обработку давлением и/или легирование в твердом растворе.

Свойства меди

Медь — мягкий, прочный, пластичный и ковкий материал, и эти свойства делают медь чрезвычайно подходящей для формовки труб, волочения проволоки, прядения и глубокой вытяжки. К другим ключевым свойствам меди и ее сплавов относятся:

• Отличная теплопроводность . Медь имеет показатель теплопроводности на 60% выше, чем алюминий, поэтому лучше уменьшить точки перегрева в системах электропроводки. Электрическая и теплопроводность металлов возникает из-за того, что их внешних электронов делокализованы .
• Отличная электропроводность . Электропроводность меди составляет 97% от проводимости серебра. Из-за своей гораздо более низкой стоимости и большей распространенности медь традиционно была стандартным материалом для передачи электроэнергии. Однако алюминий обычно используется в воздушных высоковольтных линиях электропередачи, потому что он имеет примерно половину веса и снижает стоимость медного кабеля с сопоставимым сопротивлением. При данной температуре металлы’ тепловая и электрическая проводимости пропорциональны , но повышение температуры увеличивает теплопроводность при уменьшении электропроводности. Это поведение количественно выражено в законе Видемана-Франца .
• Хорошая коррозионная стойкость . Медь не реагирует с водой, но медленно реагирует с кислородом воздуха, образуя слой коричнево-черного оксида меди. В отличие от ржавчины, которая образуется на железе во влажном воздухе, она защищает основной металл от дальнейшей коррозии (пассивация). Медно-никелевые сплавы, алюминиевая латунь и алюминий демонстрируют превосходную стойкость к коррозии в морской воде.
• Хорошая стойкость к биообрастанию
• Хорошая обрабатываемость . Возможна механическая обработка меди, хотя сплавы предпочтительнее из-за хорошей обрабатываемости при создании сложных деталей.
• Сохранение механических и электрических свойств при криогенных температурах. , кремний и никель). Бронза несколько прочнее латуни, но при этом обладает высокой степенью коррозионной стойкости. Как правило, они используются, когда помимо коррозионной стойкости требуются хорошие свойства при растяжении. Например, бериллиевая медь достигает наибольшей прочности среди сплавов на основе меди (1400 МПа).

  Исторически сложилось так, что сплав меди с другим металлом, например, оловом, для получения бронзы впервые начали практиковать примерно через 4000 лет после открытия выплавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «природная бронза» стала широко использоваться. Древняя цивилизация определяется в бронзовом веке как производство бронзы путем плавки меди и сплавления ее с оловом, мышьяком или другими металлами. Бронза или бронзоподобные сплавы и смеси использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. Бронзы по-прежнему широко используются для изготовления пружин, подшипников, втулок, опорных подшипников автомобильных трансмиссий и аналогичных фитингов, особенно в подшипниках небольших электродвигателей. Латунь и бронза являются распространенными конструкционными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.

  Типы бронзы

  Как уже было сказано, бронза представляет собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, но может относиться к сплавам меди и других элементов (например, алюминия, кремния и никеля).

  • Оловянная и фосфористая бронза. Бронзы представляют собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, обычно с содержанием олова около 12–12,5%. Добавление небольшого количества (0,01–0,45) фосфора дополнительно повышает твердость, сопротивление усталости и износостойкость. Добавление этих сплавов приводит к таким применениям, как пружины, крепежные детали, крепления для кирпичной кладки, валы, шпиндели клапанов, шестерни и подшипники. Бронза также является предпочтительным металлом для колоколов в виде бронзового сплава с высоким содержанием олова, известного в просторечии как колокольный металл, который содержит около 23% олова. Сплавы из бронзы с высоким содержанием олова обычно используются в зубчатых передачах и высокопрочных втулках и подшипниках, где присутствуют высокая прочность и большие нагрузки. Другими областями применения этих сплавов являются рабочие колеса насосов, поршневые кольца и паровые фитинги. Например, медный литейный сплав UNS C9.0500 — литейный сплав меди с оловом, также известный как бронза. Первоначально использовавшийся в основном для изготовления оружия, он был в значительной степени заменен сталью.
  • Кремниевая бронза. Кремниевая бронза обычно содержит около 96 процентов меди. Кремниевая бронза имеет состав Si: 2,80–3,80%, Mn: 0,50–1,30%, Fe: макс. 0,80%, Zn: макс. 1,50%, Pb: макс. 0,05%. Кремниевые бронзы обладают хорошим сочетанием прочности и пластичности, хорошей коррозионной стойкостью и легкой свариваемостью. Кремниевые бронзы изначально были разработаны для химической промышленности из-за их исключительной устойчивости к коррозии во многих жидкостях. Они используются в приложениях архитектурных продуктов, таких как:
    • Дверная фурнитура
    • Перила
    • Церковные двери
    • Оконные рамы
  • Алюминий Бронза. Алюминиевые бронзы представляют собой семейство сплавов на основе меди, которые сочетают в себе механические и химические свойства, не имеющие себе равных ни в одной другой серии сплавов. Они содержат от 5 до 12% алюминия. Кроме того, алюминиевые бронзы также содержат никель, кремний, марганец и железо. Они обладают превосходной прочностью, аналогичной низколегированным сталям, и отличной коррозионной стойкостью, особенно в морской воде и подобных средах, где сплавы часто превосходят многие нержавеющие стали. Их превосходная коррозионная стойкость обусловлена ​​алюминием в сплавах, который вступает в реакцию с кислородом воздуха с образованием тонкого прочного поверхностного слоя оксида алюминия (оксида алюминия), который действует как барьер против коррозии богатого медью сплава. Встречаются в кованом и литом виде. Алюминиевые бронзы обычно имеют золотистый цвет. Алюминиевые бронзы используются в морской воде, в том числе:
    • Общие услуги, связанные с морской водой
    • Подшипники
    • Трубная арматура
    • Компоненты насосов и клапанов
    • Теплообменники
  • Бериллиевая бронза. Медно-бериллий, также известный как бериллиевая бронза, представляет собой сплав меди с содержанием бериллия 0,5—3%. Медный бериллий является самым твердым и прочным медным сплавом (UTS до 1400 МПа) в условиях полной термической обработки и наклепа. Он сочетает в себе высокую прочность с немагнитными и искробезопасными свойствами. По механическим свойствам он близок ко многим высокопрочным легированным сталям, но по сравнению со сталями обладает лучшей коррозионной стойкостью. Обладает хорошей теплопроводностью (210 Вт/м°С) в 3-5 раз больше, чем инструментальная сталь. Эти высокоэффективные сплавы уже давно используются для искробезопасного инструмента в горнодобывающей (угольные шахты), газовой и нефтехимической промышленности (нефтяные вышки). Для этих сред доступны отвертки из бериллиевой меди, плоскогубцы, гаечные ключи, холодные долота, ножи и молотки. Из-за отличной усталостной прочности бериллий-медь широко используется для изготовления пружин, пружинной проволоки, тензодатчиков и других деталей, которые должны сохранять свою форму при циклических нагрузках.
  • Bell Metal (бронза с высоким содержанием олова). В общем, колокольные металлы обычно относятся к бронзам с высоким содержанием олова, которые представляют собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, обычно с более чем 20% олова (обычно 78% меди, 22% олова по массе). Колокольный металл используется для литья высококачественных колоколов. Более высокое содержание олова увеличивает жесткость металла и резонанс. Было обнаружено, что увеличение содержания олова увеличивает время затухания удара колокола, что делает колокол более звонким. Бронзы с высоким содержанием олова также используются в зубчатых передачах и высокопрочных втулках и подшипниках, где присутствуют высокая прочность и большие нагрузки.

  Использование и применение бронзы

  Исторически сложилось так, что сплав меди с другим металлом, например, оловом, для получения бронзы впервые начали практиковать примерно через 4000 лет после открытия плавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «природная бронза» войти во всеобщее употребление. Древняя цивилизация определяется в году бронзового века года как производящая бронзу путем плавки меди и сплавления ее с оловом, мышьяком или другими металлами. Основными областями применения меди являются электрические провода (60%), кровля и водопровод (20%), а также промышленное оборудование (15%). Бронзовый подшипник

  Медь используется в основном как чистый металл, но когда требуется большая твердость, ее добавляют в такие сплавы, как латунь и бронза (5% от общего использования). Медь и сплавы на ее основе, в том числе латуни (Cu-Zn) и бронзы (Cu-Sn), широко используются в промышленности и обществе. Некоторые латунные сплавы включают в себя бижутерию, замки, петли, шестерни, подшипники, гильзы для боеприпасов, автомобильные радиаторы, музыкальные инструменты, электронную упаковку и монеты. Бронза или бронзоподобные сплавы и смеси использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. Он по-прежнему широко используется для изготовления пружин, подшипников, втулок, направляющих подшипников автомобильных трансмиссий и аналогичных фитингов, и сегодня он особенно распространен в подшипниках небольших электродвигателей. Латунь и бронза являются распространенными конструкционными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.

  Свойства бронзы

  Материальные свойства являются интенсивными свойствами , что означает, что они не зависят от количества массы и могут варьироваться от места к месту в системе в любой момент. Материаловедение включает в себя изучение структуры материалов и связывание их с их свойствами (механическими, электрическими и т. д.). Как только материаловед узнает об этой корреляции структура-свойство, он может приступить к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными факторами, определяющими структуру материала и, следовательно, его свойства, являются входящие в его состав химические элементы и то, как он был обработан до конечной формы.

  Механические свойства бронзы

  Материалы часто выбирают для различных применений, потому что они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для конструкционных приложений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

  Прочность бронзы

  В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Сопротивление материалов рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность  материала  — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

  Предел прочности при растяжении

  Предел прочности при растяжении алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 550 МПа.

  Предел прочности на растяжение оловянной бронзы – UNS C

  – оружейный металл

  около 310 МПа.

  Предел прочности при растяжении меди бериллия – UNS C17200 составляет около 1380 МПа.

  Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению , выдерживаемому структурой при растяжении. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или «предела прочности». Если это напряжение применяется и поддерживается, в результате произойдет перелом. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; следовательно, его значение не зависит от размеров испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, температура тестовой среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочной стали.

  Предел текучести

  Предел текучести алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 250 МПа.

  Предел текучести оловянной бронзы – UNS C

  – оружейного металла

  составляет около 150 МПа.

  Предел текучести медно-бериллиевой стали – UNS C17200 составляет около 1100 МПа.

  Точка текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться. Напротив, предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. Перед пределом текучести материал упруго деформируется и возвращается к своей первоначальной форме после снятия приложенного напряжения. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для высокопрочной стали.

  Модуль упругости Юнга

  Модуль упругости Юнга алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 110 ГПа.

  Модуль упругости Юнга оловянной бронзы – UNS C

  – оружейного металла

  составляет около 103 ГПа.

  Модуль упругости Юнга меди бериллия – UNS C17200 составляет около 131 ГПа.

  Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растяжении и сжатии в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение. Вплоть до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего равновесного положения, и все атомы смещаются на одинаковую величину и сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и никакой остаточной деформации не происходит. Согласно Закон Гука, напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон модуль Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

  Твердость бронз

  Твердость по Бринеллю алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет приблизительно 170 МПа. Твердость алюминиевых бронз увеличивается с содержанием алюминия (и других сплавов) и напряжениями, вызванными холодной обработкой.

  Твердость по Бринеллю оловянная бронза — UNS C

  — оружейный металл

  примерно 75 BHN.

  Твердость по Роквеллу меди бериллия – UNS C17200 составляет примерно 82 HRB.

  Испытание на твердость по Роквеллу является одним из наиболее распространенных испытаний на твердость при вдавливании, разработанных для определения твердости. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, достигнутым при предварительном нагружении (незначительная нагрузка). Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение, а большая нагрузка прикладывается и снимается при сохранении второстепенной нагрузки. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета Число твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Главным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность отображать значения твердости напрямую . Результатом является безразмерное число, обозначаемое как HRA, HRB, HRC и т. д., где последняя буква соответствует соответствующей шкале Роквелла.

  Испытание Rockwell C выполняется с пенетратором Brale ( алмазный конус 120° ) и основной нагрузкой 150 кг.

  Тепловые свойства бронз

  Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и приложение тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному .

  Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

  Температура плавления бронзы

  Температура плавления алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет около 1030°C.

  Температура плавления оловянной бронзы – UNS C

  – оружейного металла

  составляет около 1000°C.

  Температура плавления меди бериллия – UNS C17200 составляет около 866°C.

  В общем, плавление  является фазовым переходом вещества из твердой фазы в жидкую. Точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. точка плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.

  Теплопроводность бронз

  Теплопроводность алюминиевой бронзы – UNS C95400 составляет 59 Вт/(м·К).

  Теплопроводность оловянной бронзы – UNS C

  – оружейного металла

  составляет 75 Вт/(м·К).

  Теплопроводность меди бериллия – UNS C17200 составляет 115 Вт/(м·К).

  Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются с помощью свойства, называемого теплопроводность , k (или λ), измеренная в Вт/м. K . Он измеряет способность вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное). Поэтому он также определен для жидкостей и газов.

  Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры, а для паров она также зависит от давления. В общем:

  Большинство материалов практически однородны. Поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz). Однако для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

  Ссылки:

  Материаловедение:

  Министерство энергетики США, Материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
  Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 и 2.