1. Zavedení
UNS C86300 je jednou z nejvýraznějších slitin mědi v průmyslovém provozu, protože není navržena pro elektrickou vodivost nebo snadné obrábění., Ale pro vysoká síla, nosit odpor, a odolnost proti korozi při velkém zatížení.
Patří do rodiny formálně popsané jako manganový bronz a slitiny olovnatého manganového bronzu, také označovaný jako vysokopevnostní žluté mosazi,
který již signalizuje jeho pozici v krajině slitin mědi: jedná se o konstrukční bronz se závažným nosným záměrem, není univerzální mosaz.
Co dělá C86300 obzvláště cenným, je jeho schopnost pracovat při nízké rychlosti, podmínky vysoké zátěže, kde na trvanlivosti povrchu záleží více než na vodivosti, a kde materiál musí odolávat jak mechanickému opotřebení, tak koroznímu působení.
Proto se objevuje v aplikacích, jako jsou můstky, pouzdra, vačky, rychlostní stupně, díly hydraulického válce, velké dříky ventilů, vrtule, a pomaloběžná vysokozátěžová ložiska.
2. Co je C86300 manganový bronz?
UNS C86300 je a mangan bronz, také běžně popisovaný jako a vysokopevnostní žlutá mosaz pro těžký provoz.
Není vybrán pro vodivost nebo snadné obrábění; je vybrán, protože kombinuje vysoká síla, Dobrá odolnost proti korozi, a silnou nosností v náročných mechanických prostředích.
Literatura o vývoji mědi řadí C86300 do skupiny vysokopevnostních mosazí, které mohou pracovat pod velmi vysoké zatížení a středně vysoké rychlosti, přičemž je třeba poznamenat, že tyto slitiny vyžadují ztuhlý, dobře vyrovnané hřídele a spolehlivé mazání.
Z praktického hlediska, C86300 je a litá měděná slitina pro těžké mechanické díly.
Je široce používán pro můstkové čepy, pouzdra, vačky, rychlostní stupně, díly hydraulického válce, velké dříky ventilů, vrtule, a pomaloběžná vysokozátěžová ložiska,
který vám řekne téměř vše o jeho designovém záměru: toto je strukturální bronz určený k přežití opotřebení, zatížení, a korozi spíše než univerzální výrobní slitina.
Funkce
Vysoká pevnost a odolnost proti opotřebení.
C86300 je navržen tak, aby přenášel zatížení a odolával poškození povrchu v pomaloběžných nebo hraničně mazaných systémech.
Odkazy na slitiny mědi popisují tuto rodinu jako schopné velmi vysokého zatížení, s pevností v tahu výrazně vyšší 800 MPa pro třídu slitiny, a s vlastnostmi vhodnými pro těžký provoz ložisek a převodů.
Dobrá odolnost proti korozi.
C86300 se používá v námořním hardwaru, díly lodí, svorky, obaly, Rudders, a další servisní díly vystavené korozi, což odráží jeho schopnost fungovat v agresivním prostředí lépe než mnoho běžných mosazí.
Vynikající konstrukční užitečnost, ale nízká obrobitelnost.
Slitina je dostatečně pevná, aby mohla být použita jako samostatná součást stroje, ale jeho publikované hodnocení obrobitelnosti je pouze 8, takže by se s ním mělo zacházet spíše jako s výkonnostním bronzem než se snadno obrobitelnou slitinou.
Nejvhodnější pro pomalou rychlost, služba s vysokým zatížením.
Rodina slitin je specificky doporučena pro aplikace s vysokým zatížením, kde je dobře řízeno vyrovnání hřídele a mazání.
Vedení materiálu obsahujícího měď také poznamenává, že tyto vysoce pevné mosazi mají střední odolnost proti únavě a špatně snášejí špinavá maziva, protože mají malou schopnost zachycovat částice.
Litá slitina s více formami dodávky.
C86300 je k dispozici jako plynulé lití, Centrifugální obsazení, litý do písku, a přesného litého materiálu, díky čemuž je použitelný jak jako hotové odlitky, tak jako polotovar pro další obrábění nebo výrobu.
Ekvivalentní označení k UNS C86300
Poznámka: jedná se o publikovaná ekvivalentní nebo související specifikační označení pro C86300; v několika případech, odkazují spíše na produktové standardy než na identické aliasy pouze pro chemii.
| Standardní rodina | Ekvivalent / související označení pro 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. Chemické složení manganového bronzu C86300
| Živel | Rozsah složení C86300 | Metalurgická role |
| Cu | 60.0–66,0 % | Základní matrice a měděný základ odolný proti korozi. |
| PB | až do 0.20% | Pouze zbytkové olovo; C86300 není olovnatý volně obrobitelný bronz. |
| Sn | až do 0.20% | Drobný zbytkový prvek; ne cínovo-bronzové provedení. |
| Zn | 22.0–28,0 % | Hlavní maticový partner; pomáhá definovat charakter podobný mosazi. |
| Fe | 2.0–4,0% | Zpevňovací prvek a prvek podporující opotřebení. |
V |
až do 1.0% | Hodnota niklu zahrnuje kobalt; podporuje pevnost a odolnost proti korozi. |
| Al | 5.0–7,5 % | Klíčový posilující prvek z manganového bronzu. |
| Mn | 2.5–5,0% | Hlavní posilovací a fázově stabilizující prvek. |
| Cu + pojmenované prvky | 99.0% min. | Kontrola složení je u litého konstrukčního bronzu poměrně přísná. |
4. Fyzikální a mechanické vlastnosti UNS C86300
Níže uvedené údaje jsou zveřejněné kontinuální odlévání hodnoty pro standardně skladovaný C86300, měřeno při 68° F. / 20° C. pokud není uvedeno jinak.
C86300 je také obecně považován za a neheat-léčba slitina, takže jeho výkon je řízen především složením a stavem odlévání spíše než konvenčním zpevňovacím tepelným zpracováním.
Fyzikální vlastnosti
| Vlastnictví | Americký zvyk | Metrický | Inženýrský význam |
| Bod tání – kapalina | 1693 ° F. | 923 ° C. | Vysoká teplota lití; vyžaduje pečlivou kontrolu taveniny a formy. |
| Bod tání – solidus | 1625 ° F. | 885 ° C. | Označuje relativně úzký rozsah tuhnutí pro litý bronz. |
| Hustota | 0.283 lb/in³ | 7.83 g/cm³ | Hustý, robustní slitina vhodná pro nosné díly. |
| Specifická hmotnost | 7.83 | 7.83 | Potvrzuje úroveň hustoty. |
| Elektrická vodivost | 8% IAC | 0.046 MS/m | Nízká vodivost; není určeno jako elektricky vodivá slitina. |
| Tepelná vodivost |
20.5 Btu/ft²·h·°F |
35.5 W/m · k | Mírný přenos tepla, hluboko pod mědí. |
| Součinitel tepelné roztažnosti | 12 × 10⁻⁶ /°F (68–572 °F) | 20.7 × 10⁻⁶ /° C. (20–300 ° C.) | Mírný tepelný růst; důležité pro design lícování a vůle. |
| Měrná tepelná kapacita | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J/KG · K. | Typické chování při akumulaci tepla slitiny mědi. |
| Modul pružnosti v tahu | 14,200 KSI | 97,900 MPA | Dostatečně tuhá pro strukturální servis, i když méně tuhý než ocel. |
| Magnetická propustnost* | 1.09 | 1.09 | V podstatě slabě magnetické v praktickém provozu. |
Mechanické vlastnosti
Níže publikované mechanické hodnoty jsou pro ASTM B505/B505M-23 kontinuálně lité C86300 při pokojové teplotě.
| Mechanická vlastnost | Americký zvyk | Metrický |
| Pevnost v tahu, min. | 110 KSI | 758 MPA |
| Mez kluzu při 0.5% prodloužení pod zatížením, min. | 62 KSI | 427 MPA |
| Prodloužení v 2 v. nebo 50 mm, min. | 14% | 14% |
| Tvrdost podle Brinella (3000 kg zatížení), typický | 223 Bnn | 223 Bnn |
| Mez deformace v tlaku, min. | 55 KSI | 380 MPA |
| Hodnocení obrobitelnosti | 8 | 8 |
5. Zpracování a výroba manganového bronzu C86300
Obsazení
C86300 je v podstatě a slitina orientovaná na odlévání, a je komerčně dodáván jako nepřetržité obsazení, Centrifugální obsazení, a lití do písku materiál.
Je také pokryto několika slévárenskými specifikacemi, včetně ASTM B505/B505M pro plynulé lití, ASTM B271/B271M pro odstředivé odlitky, ASTM B584 pro pískové odlitky, a ASTM B763/B763M pro odlitky ventilů.
Tato šíře specifikací je silným signálem, že C86300 je určen pro vážné konstrukční a odlévané odlévané součásti spíše než pro jednoduché dekorativní nebo univerzální mosazné díly..
Ze slévárenského hlediska, C86300 není obzvláště shovívavá slitina.
Jeho zveřejněné charakteristiky odlévání ukazují nízká výtěžnost lití, vysoký úplet, střední tekutost, nízké plynování, nízký vliv velikosti sekce, a vysoké smrštění při tuhnutí.
Z praktického hlediska, to znamená, že úspěšná výroba silně závisí na čistotě taveniny, praxe řízeného lití, a dobře navržený systém vtoku a krmení.
Ze slitiny lze vytvářet vynikající odlitky, ale pouze tehdy, když slévárna zachází s kontrolou oxidů a kompenzací smrštění jako s proměnnými prvního řádu.
Obrábění
C86300 je obrobitelný, ale ne ve volném smyslu. Jeho zveřejněno hodnocení obrobitelnosti je 8, což je velmi nízké v porovnání s mosazi s volným obráběním.
Z praktického hlediska, to znamená obrábění je možné, ale opotřebení nástroje, čipová kontrola, a povrchová úprava vyžaduje více pozornosti než u olovnaté mosazi.
C86300 by proto měl být vybrán pro výkon jako první, ne pro pohodlí při obrábění.
Spojení
Chování při spojování je další oblastí, kde C86300 projevuje svůj charakter „výkonové slitiny“..
Zveřejněné výrobní naváděcí sazby pájení jako nekvalitní, pájení jako chudé, kyslíkoacetylenové svařování jako špatné, a obloukové svařování v ochranné atmosféře plynu jako špatné, zatímco obloukové svařování potaženého kovu je hodnoceno jako dobré.
Jinými slovy, toto není slitina, která odměňuje běžné způsoby spojování.
Na tom v designu záleží. Pokud je pravděpodobné, že součást bude sestavena měkkým pájením nebo pájením, C86300 je obvykle špatná volba.
Pokud je připojení nevyhnutelné, návrh a postup by měly být vypracovány kolem jedné jasně přijatelné trasy: obloukové svařování povlakovaného kovu, s náležitou kvalifikací a pozorností k narušení, vstup tepla, a společný design.
Tepelné zpracování
C86300 ano nereagují na konvenční tepelné zpracování způsobem, jakým to dělají precipitační vytvrzovací slitiny.
Jeho síla pochází ze složení a odlévané struktury, ne z kalícího cyklu, který výrazně zvyšuje mechanické vlastnosti.
To znamená, že byste neměli očekávat, že krok tepelného zpracování přemění C86300 na materiálově jinou pevnostní třídu..
Co lze použít, však, je úleva od stresu. Publikované údaje naznačují stav úlevy od stresu 500° F. / 260° C., s časem při teplotě 1 hodinu na palec tloušťky stěny.
Toto je krok řízení zbytkového stresu, není posilující léčba.
Je to užitečné, když odlitek nebo obráběná součást vyžaduje zlepšenou rozměrovou stabilitu po těžkém obrábění nebo výrobě, ale neměl by být zaměňován za proces zhodnocování majetku.
6. Výhody a omezení manganového bronzu C86300
Hlavní výhody
Vysoká pevnost pro slitinu mědi.
C86300 je navržen jako odolný bronz, není univerzální mosaz.
Jeho legovací systém mu dává velmi vysokou nosnost, reference a slitiny mědi jej řadí mezi materiály vhodné pro velké zatížení a rázové zatížení při nízkých rychlostech.
Vynikající chování proti opotřebení a oděru.
Tato slitina dobře funguje v aplikacích s kluzným kontaktem, kde na trvanlivosti povrchu záleží více než na elektrické vodivosti nebo snadném obrábění.
Jeho použití v pomaloběžných vysoce zatížených ložiscích a součástech náchylných k opotřebení odráží tento profil pevnosti a opotřebení.
Dobrá odolnost proti korozi.
C86300 je opakovaně popisován jako odolný proti korozi, což je jeden z důvodů, proč se používá v námořním hardwaru, součásti související s vrtulí, Rudders, a další díly náchylné k expozici.
Ve službě, tato odolnost proti korozi je zvláště cenná v kombinaci s její pevností a odolností proti opotřebení.
Silný výkon při pomalé rychlosti, služba s vysokým zatížením.
Rodina slitin je zvláště vhodná pro pomalé rychlosti, ložiska pro velké zatížení, za předpokladu, že hřídel je tvrdá a prostředí není abrazivní.
Měděné vedení ložiskového materiálu také poznamenává, že tyto manganové bronzy mohou pracovat při vysokém zatížení, ale potřebují dobré mazání a neabrazivní provozní podmínky.
K dispozici v několika licích cestách.
C86300 lze vyrábět jako plynulé lití, Centrifugální obsazení, litý do písku, a přesného litého materiálu, což poskytuje inženýrům flexibilitu ve velikosti dílů, geometrie, a výrobní cesta.
Hlavní omezení
Nízká obrobitelnost.
C86300 není volně obrobitelná slitina. Jeho hodnocení obrobitelnosti je pouze 8, což znamená opotřebení nástroje, čipová kontrola, a povrchovou úpravu je třeba pečlivě spravovat.
Je to výkonnostní bronz, ne obchodně přívětivá mosaz.
Casting je náročný.
Slitina ukazuje nízká výtěžnost lití, vysoký úplet, střední tekutost, nízké plynování, a vysoké smrštění při tuhnutí.
Tato kombinace znamená, že zvukové odlitky vyžadují silnou procesní disciplínu, dobrý design krmení, a pečlivá kontrola tání.
Možnosti připojení jsou omezené.
Zveřejněné výrobní pokyny pro sazby pájení, Pájení, svařování kyslíkem a acetylenem, a svařování plynem v ochranné atmosféře jako špatné, zatímco obloukové svařování kovů s povlakem je praktickou výjimkou.
Jinými slovy, C86300 není vhodná slitina pro jednoduché pracovní postupy spojování.
Není ideální pro špinavé nebo abrazivní provozní podmínky.
Měděné vedení ložiskového materiálu varuje, že ložiska z manganového bronzu potřebují vysoká tvrdost hřídele a neabrazivní provozní podmínky,
a že špatně snášejí špinavé mazání, protože mají malou schopnost zachycovat nečistoty.
7. Aplikace manganového bronzu C86300
Námořní komponenty pro velké zatížení
C86300 je široce používán v námořním hardwaru, protože kombinuje odolnost proti korozi s odolností proti opotřebení a strukturální pevností.
Mezi typické příklady patří vrtule, Rudders, svorky, obaly, a lodní hardware.
Ložiska a pouzdra
Jedna z klasických rolí slitiny je v pomalá rychlost, ložiska pro velké zatížení a pouzdra. Toto je jeden z nejdůležitějších technických výklenků slitiny.
Ozubená kola, Vačky, a části pro přenos pohybu
C86300 se běžně používá v rychlostní stupně, vačky, a strojní součásti které vyžadují odolnost povrchu při vysokém kontaktním namáhání.
Hydraulické a ventilové komponenty
Slitina je častou volbou díly hydraulického válce, velké dříky ventilů, a šroubovací matice.
Tyto aplikace vyžadují dobrou pevnost v tlaku, nosit odpor, a odolnost proti korozi, zejména tam, kde se pohyb opakuje a mazání je nedokonalé.
Stavební a průmyslové hardware
C86300 se také objevuje v můstkové čepy, vzpěry, rámy, závorky, upevňovací prvky, a stavebního hardwaru.
Vybavení pro speciální zátěž a těžký servis
Odkazy na slitinu mědi spojují manganové bronzy s těžká břemena a rázová zatížení při nízkých rychlostech,
včetně ložiska podvozku letadel a další řídicí plochy nebo konstrukční části, kde je rozměrová integrita kritická.
8. C86300 vs. Konkurenční slitiny: Co to odlišuje
| Porovnávací položka | C86300 | C95400 | C95500 |
| Slitinová rodina / umístění | Manganový bronz; vysokopevnostní žlutá mosaz určená pro náročné mechanické použití. | Hliníkový bronz; univerzální konstrukční bronz používaný široce pro opotřebení a zatížení. | Nikl hliníkový bronz; slitina pro náročné použití s pevnějším námořním polohováním a orientací na opotřebení. |
| Reprezentativní pevnost v tahu při kontinuálním lití | 110 ksi minimum. | 85 ksi minimum. | 95 ksi minimum. |
| Reprezentativní mez kluzu kontinuálního lití | 62 ksi minimum. | 32 ksi minimum.
) |
42 ksi minimum. |
| Reprezentativní průtažnost kontinuálního lití | 14% minimální. | 12% minimální.
) |
10% minimální. |
| Hustota | 0.283 lb/cu in; měrná hmotnost 7.83. | 0.269 lb/cu in; měrná hmotnost 7.45. | 0.272 lb/cu in; měrná hmotnost 7.53. |
| Elektrická vodivost | 8% IAC. | 13% IAC. | 8% IAC. |
| Tepelná vodivost | 20.5 Btu/sq ft/h/°F. | 33.9 Btu/sq ft/h/°F. | 24.2 Btu/sq ft/h/°F. |
| Modul pružnosti | 14,200 KSI. | 15,500 KSI. | 16,000 KSI. |
| Hodnocení obrobitelnosti | 8. | 60. | 50. |
| Chování při castingu | Nízká výtěžnost lití, vysoký úplet, střední tekutost, nízké plynování, vysoké smrštění při tuhnutí. | Nízká výtěžnost lití, vysoký úplet, střední tekutost, střední plynování, vysoké smrštění při tuhnutí. | Nízká výtěžnost lití, vysoký úplet, střední tekutost, střední plynování, vysoké smrštění při tuhnutí. |
Spojení / výroba |
Slabé pájení, pájení chudé, kyslíkoacetylenové svařování špatné, svařování v ochranné atmosféře plynu špatné, potažené kovové obloukové svařování dobré. | Pájení dobré, pájení dobře, kyslíkoacetylenové svařování se nedoporučuje, svařování plynem v ochranné atmosféře dobré, potažené kovové obloukové svařování dobré. | Pájení dobré, pájecí veletrh, kyslíkoacetylenové svařování se nedoporučuje, svařování plynem v ochranné atmosféře dobré, potažené kovové obloukové svařování dobré. |
| Typický důraz na servis | Pomaloběžná ložiska pro velké zatížení, pouzdra, rychlostní stupně, vačky, díly hydraulického válce, můstkové čepy, vrtule, Stonky ventilu, a mořský hardware. | Ložiska, pouzdra, rychlostní stupně, tělesa ventilu, díly čerpadla, vodítka horkého mlýna, díly přistávacího zařízení, a průmyslové součásti opotřebení. | Mořský hardware, tělesa ventilu, ložiska, pouzdra, rychlostní stupně, díly související s vrtulí, Noste talíře, a průmyslové díly pro těžký provoz. |
9. Závěr
Manganový bronz C86300 je důkazem síly materiálového inženýrství, kombinující slévatelnost mosazi, pevnost oceli, a odolnost proti korozi hliníkových bronzů do jednoho, všestranný materiál.
Jeho pečlivě vyvážené chemické složení — měď, zinek, mangan, hliník, a železo – vytváří vícefázovou mikrostrukturu
který dodává výjimečnou sílu, nosit odpor, a tažnost, což z něj činí ideální volbu pro nejnáročnější náročné aplikace.
Od své role v ložiskách těžkých strojů a lodních vrtulích až po letecké přistávací zařízení a civilní infrastrukturu, C86300 řeší omezení běžných slitin mědi a dokonce i některých ocelí.
Jeho schopnost odolat vysokému zatížení, Tvrdá prostředí, a cyklické zatěžování – a přitom zůstává slévatelný a obrobitelný – jej odlišuje jako skutečného dříče ve strojírenství.
Pro každého, kdo hledá materiál, který vyvažuje sílu, nosit odpor, a odolnost proti korozi pro náročné použití, C86300 není jen volba – je to standard.
Časté časté
Může být C86300 použit v samomazných aplikacích?
Ano, ale pouze při úpravě.
C86300 se často používá jako základní kov pro grafitová ložiska, kde jsou do bronzu vloženy zátky s pevným mazivem, které umožňují bezolejový provoz v drsném prostředí.
Je C86300 stejný jako „Manganový bronz“?
C86300 je nejběžnější „vysokopevnostní“ manganový bronz. Však, existují další třídy jako C86200 a C86500 s nižší pevností.
Vždy uvádějte číslo UNS, abyste zajistili správné mechanické vlastnosti.
Jak si stojí C86300 ve srovnání s hliníkovým bronzem (C95400)?
Obě jsou vysoce pevné slitiny. C86300 obecně nabízí vyšší pevnost v tahu a tvrdost, zatímco C95400 (Hliníkový bronz) poskytuje lepší odolnost proti kavitaci a nárazovému zatížení.
