1. Uvod
UNS C86300 je jedna od najkarakterističnijih legura bakra u industrijskoj upotrebi jer nije dizajnirana za električnu provodljivost ili laku obradu, Ali za visoka čvrstoća, otpornost na habanje, i otpornost na koroziju pod velikim opterećenjem.
Pripada porodici koja se formalno opisuje kao manganske bronze i legure olovne manganske bronze, takođe se naziva žuti mesing visoke čvrstoće,
što već signalizira njegovu poziciju u pejzažu legure bakra: to je strukturalna bronza sa ozbiljnom namjerom nošenja tereta, nije mesing opće namjene.
Ono što C86300 čini posebno vrijednim je njegova sposobnost da radi na maloj brzini, uslovi visokog opterećenja u kojima je izdržljivost površine važnija od provodljivosti, i gdje materijal mora biti otporan i na mehaničko habanje i na izlaganje koroziji.
Zato se pojavljuje u aplikacijama kao što su igle za most, čahure, kamere, zupčanici, dijelovi hidrauličnih cilindara, velike stabljike ventila, propeleri, i lagani ležajevi za velika opterećenja.
2. Šta je C86300 manganska bronza?
UNS C86300 je a mangan bronza, također se obično opisuje kao a žuti mesing visoke čvrstoće za teške uslove rada.
Nije odabran za provodljivost ili laku obradu; odabran je zato što kombinuje visoka čvrstoća, Dobra otpornost na koroziju, i jaku nosivost u zahtjevnim mehaničkim okruženjima.
Literatura o razvoju bakra svrstava C86300 u grupu mesinga visoke čvrstoće koji mogu da rade ispod veoma visoka opterećenja i srednje velike brzine, uz napomenu da ove legure zahtijevaju očvrsnuto, dobro poravnate osovine i pouzdano podmazivanje.
U praktičnom smislu, C86300 je a livena legura bakra za teške mehaničke delove.
Široko se koristi za igle za most, čahure, kamere, zupčanici, dijelovi hidrauličnih cilindara, velike stabljike ventila, propeleri, i lagani ležajevi za velika opterećenja,
koji vam govori gotovo sve o njegovoj namjeri dizajna: ovo je strukturna bronza namijenjena da preživi habanje, opterećenje, i korozija, a ne legura za proizvodnju opće namjene.
Karakteristike
Visoka čvrstoća i otpornost na habanje.
C86300 je dizajniran da nosi opterećenje i da se odupre površinskim oštećenjima u sistemima sa sporim brzinama ili graničnim podmazivanjem.
Reference o leguri bakra opisuju ovu porodicu kao sposobnu za vrlo velika opterećenja, sa vlačnom čvrstoćom znatno iznad 800 MPa za klasu legure, i sa svojstvima pogodnim za teške uslove rada ležajeva i zupčanika.
Dobra otpornost na koroziju.
C86300 se koristi u brodskom hardveru, dijelovi za brod, stezaljke, prekrivači, kormilo, i drugi servisni dijelovi izloženi koroziji, što odražava njegovu sposobnost da se ponaša u agresivnom okruženju bolje od mnogih običnih mesinga.
Odlična strukturalna korisnost, ali niska obradivost.
Legura je dovoljno čvrsta da se može koristiti kao mašinski dio samostalno, ali njegova objavljena ocjena obradivosti je samo 8, tako da ga treba tretirati kao bronzu za performanse, a ne kao leguru koja se lako seče.
Najprikladniji za male brzine, usluga visokog opterećenja.
Porodica legura se posebno preporučuje za aplikacije sa velikim opterećenjem gdje su poravnanje osovine i podmazivanje dobro kontrolirani.
Smjernice za materijale koji sadrže bakar također navode da ovi mesingi visoke čvrstoće imaju umjerena otpornost na zamor i ne podnose dobro prljava maziva jer imaju mali kapacitet za unošenje čestica.
Lijevana legura s više oblika napajanja.
C86300 je dostupan kao kontinuirano livenje, Centrifugal cast, cast cast, i precizno livenog materijala, što ga čini upotrebljivim i kao gotove livene komponente i kao poluproizvod za dalju mašinsku obradu ili proizvodnju.
Ekvivalentne oznake UNS C86300
Zabilježiti: ovo su objavljene ekvivalentne ili povezane oznake specifikacije za C86300; u nekoliko slučajeva, oni se odnose na standarde proizvoda, a ne na identične pseudonime samo za hemiju.
| Standardna porodica | Ekvivalentan / povezane oznake za UNS C86300 |
| Ams | Ams 4860 |
| ASTM | ASTM B22, ASTM B271, ASTM B30, ASTM B505, ASTM B584, ASTM B763 |
| MIL | MIL-C-11866 |
| QQ-C-390, QQ-C-523 | |
| Sae | SAE J461, SAE J462 |
3. Hemijski sastav C86300 manganske bronce
| Element | C86300 raspon sastava | Metalurška uloga |
| Cu | 60.0–66,0% | Osnovna matrica i bakreni temelj otporan na koroziju. |
| PB | do 0.20% | Samo zaostalo olovo; C86300 nije bronza za slobodnu obradu sa olovom. |
| Sn | do 0.20% | Manji zaostali element; nije dizajn od limene bronze. |
| ZN | 22.0–28,0% | Glavni matrični partner; pomaže u definiranju karaktera poput mesinga. |
| FE | 2.0-4,0% | Element za jačanje i potporu habanju. |
U |
do 1.0% | Vrijednost nikla uključuje kobalt; podržava snagu i performanse korozije. |
| Al | 5.0–7,5% | Ključni element za jačanje u manganskoj bronzi. |
| MN | 2.5-5,0% | Glavni element ojačanja i stabilizacije faze. |
| Cu + imenovani elementi | 99.0% min. | Kontrola sastava je relativno čvrsta za livenu strukturnu broncu. |
4. Fizička i mehanička svojstva UNS C86300
Podaci u nastavku su objavljeni kontinuirano livenje vrijednosti za standardno zalihe C86300, izmjereno na 68° F / 20° C osim ako nije drugačije navedeno.
C86300 se također općenito smatra a ne-topliti legura, tako da je njegov učinak vođen prvenstveno sastavom i stanjem livenja, a ne konvencionalnim termičkim tretmanima za ojačavanje.
Fizička svojstva
| Nekretnina | US Customary | Metrički | Inženjerski značaj |
| Tačka topljenja – tečnost | 1693 ° F | 923 ° C | Visoka temperatura izlivanja; zahtijeva pažljivu kontrolu taljenja i plijesni. |
| Tačka topljenja – solidus | 1625 ° F | 885 ° C | Označava relativno uzak raspon smrzavanja za livenu broncu. |
| Gustina | 0.283 lb / in³ | 7.83 g / cm³ | Gust, robusna legura pogodna za nosive delove. |
| Specifična težina | 7.83 | 7.83 | Potvrđuje nivo gustine. |
| Električna provodljivost | 8% IACS | 0.046 MS / M | Niska provodljivost; nije predviđena kao legura koja vodi električnu energiju. |
| Toplotna provodljivost |
20.5 Btu/ft²·hr·°F |
35.5 W / m · K | Umjeren prijenos topline, daleko ispod bakra. |
| Koeficijent toplinske ekspanzije | 12 × 10⁻⁶ /°F (68–572°F) | 20.7 × 10⁻⁶ / ° C (20-300 ° C) | Umjeren termički rast; važno za dizajn uklapanja i zazora. |
| Specifični toplotni kapacitet | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J / kg · K | Tipično ponašanje akumulacije topline od legure bakra. |
| Modul elastičnosti u napetosti | 14,200 Ksi | 97,900 MPa | Dovoljno čvrst za strukturalne usluge, iako manje krut od čelika. |
| Magnetna permeabilnost* | 1.09 | 1.09 | U suštini slabo magnetna u praktičnoj službi. |
Mehanička svojstva
Dolje objavljene mehaničke vrijednosti su za ASTM B505/B505M-23 kontinuirano liveno C86300 na sobnoj temperaturi.
| Mehanička svojstva | US Customary | Metrički |
| Zatezna čvrstoća, min. | 110 Ksi | 758 MPa |
| Granica tečenja pri 0.5% produžetak pod opterećenjem, min. | 62 Ksi | 427 MPa |
| Izduženje u 2 u. ili 50 mm, min. | 14% | 14% |
| Tvrdoća po Brinellu (3000 kg opterećenje), tipičan | 223 Bnn | 223 Bnn |
| Granica deformacije kompresije, min. | 55 Ksi | 380 MPa |
| Ocjena obradivosti | 8 | 8 |
5. Prerada i proizvodnja C86300 manganske bronce
Livenje
C86300 je u osnovi a legura orijentisana na livenje, i komercijalno se isporučuje kao kontinuirana bačena, Centrifugal cast, i lijevani pijesak materijal.
Takođe je pokriven sa nekoliko specifikacija vezanih za livnicu, uključujući ASTM B505/B505M za kontinuirano livenje, ASTM B271/B271M za centrifugalno odlivanje, ASTM B584 za odljevke u pijesak, i ASTM B763/B763M za odljevke ventila.
Ta širina specifikacije je snažan signal da je C86300 namijenjen ozbiljnim konstrukcijskim i habajućim livenim komponentama, a ne jednostavnim ukrasnim ili mesinganim dijelovima opće namjene.
Sa stanovišta livnice, C86300 nije legura koja posebno oprašta.
Njegove objavljene karakteristike livenja pokazuju nizak prinos livenja, high drossing, srednja fluidnost, niske količine gasova, mali uticaj veličine sekcije, i veliko skupljanje pri skrućivanju.
U praktičnom smislu, to znači da uspješna proizvodnja u velikoj mjeri ovisi o čistoći taline, kontrolisano izlivanje, i dobro dizajniran sistem ulaska i hranjenja.
Od legure se mogu napraviti odlični odljevci, ali samo kada livnica tretira kontrolu oksida i kompenzaciju skupljanja kao varijable prvog reda.
Obrada
C86300 se može obrađivati, ali ne u smislu slobodnog rezanja. Objavljeno je ocjena obradivosti je 8, što je vrlo nisko u odnosu na mesing koji se slobodno obrađuje.
U praktičnom smislu, ovo znači obrada je moguće, ali habanje alata, kontrola čipova, i površinska obrada zahtijevaju više pažnje nego što bi to bilo za olovni mesing.
C86300 stoga treba prvo odabrati za performanse, ne radi udobnosti obrade.
Pridruživanje
Ponašanje spajanja je još jedna oblast u kojoj C86300 pokazuje svoj karakter „legura performansi“..
Objavljene stope smjernica za izradu lemljenje kao loše, lemljenje kao loše, oksiacetilensko zavarivanje kao loše, i elektrolučno zavarivanje zaštićeno gasom kao loše, dok zavarivanje obloženog metala je dobro ocijenjeno.
Drugim riječima, ovo nije legura koja nagrađuje povremene metode spajanja.
To je bitno u dizajnu. Ako je vjerovatno da će se komponenta sastaviti mekim lemljenjem ili lemljenjem, C86300 je obično pogrešan izbor.
Ako je pridruživanje neizbježno, dizajn i procedura treba da se razvijaju oko jedne jasno prihvatljive rute: zavarivanje obloženog metala, sa odgovarajućom kvalifikacijom i pažnjom na izobličenje, Toplotni ulaz, i dizajn spojeva.
Toplotni tretman
C86300 radi ne reaguju na konvencionalnu termičku obradu na način na koji to čine legure koje očvršćuju taloženjem.
Njegova snaga dolazi od sastava i strukture livenja, ne iz ciklusa očvršćavanja koji značajno povećava mehanička svojstva.
To znači da ne biste trebali očekivati da korak toplinske obrade transformiše C86300 u materijalno drugačiju klasu čvrstoće.
Šta se može koristiti, međutim, je olakšanje stresa. Objavljeni podaci ukazuju na stanje oslobađanja od stresa 500° F / 260° C, sa vremenom na temperaturi od 1 sat po inču debljine zida.
Ovo je korak upravljanja rezidualnim stresom, nije tretman za jačanje.
Korisno je kada odlivena ili obrađena komponenta treba poboljšanu stabilnost dimenzija nakon teške strojne obrade ili proizvodnje, ali ne treba ga zamijeniti sa procesom poboljšanja imovine.
6. Prednosti i ograničenja C86300 manganske bronze
Osnovne prednosti
Visoka čvrstoća za leguru bakra.
C86300 je dizajniran kao bronza za teške uslove rada, nije mesing opće namjene.
Njegov sistem legiranja daje mu vrlo visoku sposobnost nosivosti, i reference legure bakra svrstavaju ga među materijale pogodne za velika opterećenja i udarna opterećenja pri malim brzinama.
Odlično habanje i otpornost na kvarenje.
Ova legura ima dobre rezultate u aplikacijama s kliznim kontaktom gdje je izdržljivost površine važnija od električne provodljivosti ili lake obrade.
Njegova upotreba u laganim ležajevima i komponentama sklonim habanju odražava taj profil čvrstoće plus habanje.
Dobra otpornost na koroziju.
C86300 se više puta opisuje kao otporan na koroziju, što je jedan od razloga što se koristi u brodskom hardveru, komponente vezane za propeler, kormilo, i drugi dijelovi skloni izlaganju.
U službi, ova otpornost na koroziju je posebno vrijedna u kombinaciji sa svojom čvrstoćom i otpornošću na habanje.
Snažne performanse u malim brzinama, usluga visokog opterećenja.
Porodica legura je posebno pogodna za male brzine, ležajevi za velika opterećenja, pod uslovom da je osovina tvrda i okolina nije abrazivna.
Uputstva za materijale sa bakrenim ležajevima također navode da ove manganske bronze mogu raditi pri visokim opterećenjima, ali im je potrebno dobro podmazivanje i neabrazivni radni uslovi.
Dostupan u više ruta bacanja.
C86300 se može proizvoditi kao kontinuirano livenje, Centrifugal cast, cast cast, i precizno livenog materijala, što inženjerima daje fleksibilnost u veličini dijela, geometrija, i proizvodni put.
Glavna ograničenja
Niska obradivost.
C86300 nije legura za slobodnu obradu. Njegova ocjena obradivosti je samo 8, što znači habanje alata, kontrola čipova, i završnom obradom površine treba pažljivo upravljati.
To je bronza za performanse, nije mesing pogodan za radnju.
Kasting je zahtjevan.
Legura pokazuje nizak prinos livenja, high drossing, srednja fluidnost, niske količine gasova, i veliko skupljanje pri skrućivanju.
Ta kombinacija znači da zvučni odljevci zahtijevaju jaku procesnu disciplinu, dobar dizajn hranjenja, i pažljiva kontrola topljenja.
Mogućnosti pridruživanja su ograničene.
Objavljene smjernice za izradu stopa lemljenja, lemljenje, oksiacetilensko zavarivanje, i elektrolučno zavarivanje zaštićeno plinom kao loše, dok je obloženo metalno zavarivanje praktičan izuzetak.
Drugim riječima, C86300 nije pogodna legura za jednostavno spajanje radnih tokova.
Nije idealno za prljave ili abrazivne uslove rada.
Smjernice za materijale za bakrene ležajeve upozoravaju da su ležajevi od bronze od mangana potrebni visoka tvrdoća osovine i neabrazivni radni uslovi,
i da ne podnose dobro prljavo podmazivanje jer imaju mali kapacitet da ugrade krhotine.
7. Primjena C86300 manganske bronze
Pomorske komponente za teške uslove rada
C86300 se široko koristi u pomorskom hardveru jer kombinuje otpornost na koroziju sa otpornošću na habanje i strukturnu čvrstoću.
Tipični primjeri uključuju propeleri, kormilo, stezaljke, prekrivači, i brodski hardver.
Ležajevi i čahuri
Jedna od klasičnih uloga legure je u spora brzina, ležajevi za velika opterećenja i čahure. Ovo je jedna od najvažnijih inženjerskih niša legure.
Zupčanici, Kamere, i dijelovi za prijenos kretanja
C86300 se obično koristi u zupčanici, kamere, i mašinskih komponenti kojima je potrebna površinska izdržljivost pod visokim kontaktnim naprezanjem.
Hidraulične i ventilske komponente
Legura je čest izbor za dijelovi hidrauličnih cilindara, velike stabljike ventila, i matice za zavrtanje.
Ove primjene zahtijevaju dobru tlačnu čvrstoću, otpornost na habanje, i otpornost na koroziju, posebno tamo gdje se pokreti ponavljaju i podmazivanje je nesavršeno.
Strukturni i industrijski hardver
C86300 se također pojavljuje u igle za most, struts, Okviri, nosači, Pričvršćivači, i građevinski hardver.
Oprema za posebne terete i teške usluge
Reference legure bakra povezuju bronzu sa manganom teška opterećenja i udarna opterećenja pri malim brzinama,
uključujući ležajevi stajnog trapa aviona i druge kontrolne površine ili strukturne dijelove kod kojih je dimenzionalni integritet kritičan.
8. C86300 vs. Konkurentski legura: Šta ga izdvaja
| Stavka poređenja | C86300 | C95400 | C95500 |
| Porodica legure / pozicioniranje | Manganova bronza; žuti mesing visoke čvrstoće dizajniran za teške mehaničke usluge. | Aluminijumska bronza; strukturalna bronza široke namjene koja se široko koristi za habanje i opterećenje. | Nikl aluminijum bronza; legura za teške uslove rada sa jačim položajem u moru i habanju. |
| Reprezentativna vlačna čvrstoća pri kontinuiranom livenju | 110 ksi minimum. | 85 ksi minimum. | 95 ksi minimum. |
| Reprezentativna granica popuštanja za kontinuirano livenje | 62 ksi minimum. | 32 ksi minimum.
) |
42 ksi minimum. |
| Reprezentativno izduženje za kontinuirano livenje | 14% minimum. | 12% minimum.
) |
10% minimum. |
| Gustina | 0.283 lb/cu in; specifična težina 7.83. | 0.269 lb/cu in; specifična težina 7.45. | 0.272 lb/cu in; specifična težina 7.53. |
| Električna provodljivost | 8% IACS. | 13% IACS. | 8% IACS. |
| Toplotna provodljivost | 20.5 Btu/sq ft/hr/°F. | 33.9 Btu/sq ft/hr/°F. | 24.2 Btu/sq ft/hr/°F. |
| Modul elastičnosti | 14,200 Ksi. | 15,500 Ksi. | 16,000 Ksi. |
| Ocjena obradivosti | 8. | 60. | 50. |
| Casting ponašanje | Nizak prinos livenja, high drossing, srednja fluidnost, niske količine gasova, veliko skupljanje pri skrućivanju. | Nizak prinos livenja, high drossing, srednja fluidnost, srednje gasovanje, veliko skupljanje pri skrućivanju. | Nizak prinos livenja, high drossing, srednja fluidnost, srednje gasovanje, veliko skupljanje pri skrućivanju. |
Pridruživanje / izmišljotina |
Loše lemljenje, lemljenje loše, oksiacetilensko zavarivanje loše, elektrolučno zavarivanje zaštićeno gasom loše, obložen metal dobro zavarivanje. | Lemljenje dobro, lemljenje dobro, zavarivanje oksiacetilenom se ne preporučuje, elektrolučno zavarivanje zaštićeno plinom dobro, obložen metal dobro zavarivanje. | Lemljenje dobro, sajam lemljenja, zavarivanje oksiacetilenom se ne preporučuje, elektrolučno zavarivanje zaštićeno plinom dobro, obložen metal dobro zavarivanje. |
| Tipičan naglasak na usluzi | Sporo okretni ležajevi za velika opterećenja, čahure, zupčanici, kamere, dijelovi hidrauličnih cilindara, igle za most, propeleri, Ventil stabljike, i morski hardver. | Ležajevi, čahure, zupčanici, Tijela ventila, Dijelovi pumpe, vodilice za vrući mlin, dijelovi zupčanika za slijetanje, i industrijske habajuće komponente. | Morski hardver, Tijela ventila, ležajevi, čahure, zupčanici, dijelovi koji se odnose na propeler, Nošenje ploča, i industrijski dijelovi za teške usluge. |
9. Zaključak
C86300 manganska bronza je svedočanstvo snage inženjerstva materijala, kombinujući sposobnost livenja mesinga, čvrstoća čelika, i otpornost na koroziju aluminijskih bronza u jednom, svestran materijal.
Njegov pažljivo izbalansiran hemijski sastav - bakar, cink, mangan, aluminijum, i gvožđe – stvara višefaznu mikrostrukturu
koji daje izuzetnu snagu, otpornost na habanje, i duktilnost, što ga čini izborom za najzahtjevnije aplikacije za teške uslove rada.
Od njegove uloge u ležajevima teških mašina i glavčinama brodskih propelera do svemirskih stajnih trapa i civilne infrastrukture, C86300 rješava ograničenja konvencionalnih legura bakra, pa čak i nekih čelika.
Njegova sposobnost da izdrži velika opterećenja, Oštre okruženja, i ciklično opterećenje – dok ostaje lijevano i strojno – izdvaja ga kao pravog radnog konja u inženjeringu.
Za sve koji traže materijal koji balansira snagu, otpornost na habanje, i otpornost na koroziju za tešku upotrebu, C86300 nije samo izbor – to je standard.
FAQs
Može li se C86300 koristiti u aplikacijama za samopodmazivanje?
Da, ali samo kada se modificira.
C86300 se često koristi kao osnovni metal za ležajeve umetnute grafitom, gdje su čepovi čvrstog maziva umetnuti u bronzu kako bi se omogućio rad bez ulja u teškim okruženjima.
Da li je C86300 isto što i “manganova bronza”?
C86300 je najčešća manganska bronza visoke čvrstoće. Međutim, postoje i druge klase kao što su C86200 i C86500 sa nižom čvrstoćom.
Uvijek navedite UNS broj kako biste osigurali ispravna mehanička svojstva.
Kako se C86300 može porediti sa aluminijumskom bronzom (C95400)?
Obje su legure visoke čvrstoće. C86300 općenito nudi veću vlačnu čvrstoću i tvrdoću, dok je C95400 (Aluminijska bronza) pruža bolju otpornost na kavitaciju i udarno opterećenje.
