1. Zavedení
NÁS C90300 je široce používaná slitina na odlévání cínu a bronzu, která poskytuje praktickou kombinaci dobré slévatelnosti, odolnost proti korozi (zejména v mořském prostředí), chování ložiska/opotřebení a uspokojivá mechanická pevnost.
Je určen pro průchodky, díly čerpadla, ventily, ozubená kola a další součásti, kde je servisní zatížení, kluzný kontakt a odolnost proti korozi jsou primárními hnacími silami.
2. Co je bronz UNS C90300?
US C90300 je litý cín bronz slitiny v UNS (Sjednocený číslování číslování) rodina slitin mědi.
Je formulován pro slévárenské použití a je široce specifikován tam, kde je rovnováha castiability, odolnost proti korozi (zejména v mořském a vodním prostředí), dobré chování ložisek/opotřebení a přiměřená mechanická pevnost je vyžadováno.
V praxi se C90300 volí pro komponenty, jako jsou pouzdra, rukávy, části čerpadla a ventilu, malá ozubená kola a námořní armatury s kluzným kontaktem, důležitá je vložitelnost a odolnost vůči mořské vodě nebo mokré korozi.
Klíčové vlastnosti a hutní charakter
- Dobrá sesabilita. C90300 lije a plní formy předvídatelně v písku, shell a investiční procesy, umožňující přiměřeně tenké řezy a dobré detaily povrchu při správném zpracování.
- Matrice zesílená cínem. Cín působí jako substituční legující prvek v mědi, zvýšení tvrdosti, odolnost proti opotřebení a pevnost ve srovnání s obyčejnou mědí při zachování tažnosti dostatečné pro mnoho použití ložisek a konstrukcí.
- Ložiska a tribologická výkonnost. Výstava slitiny přizpůsobivost a zabudovatelnost– přijme malé částice kontaminantů do měkčí bronzové matrice místo toho, aby vytvořil tvrdší spojovací hřídel, díky tomu je vhodný pro kluzná ložiska a pouzdra pod mezním nebo smíšeným mazáním.
- Vynikající odolnost proti korozi v mokrém prostředí. Cínové bronzy odolávají obecné korozi a dobře fungují v mořské vodě a mnoha průmyslových vodních prostředích; jsou méně náchylné k odzinkování nebo rychlému lokalizovanému napadení než mnoho mosazí.
- Nevytvrzuje precipitací. Mechanické vlastnosti jsou dány především složením a tuhnutím/mikrostrukturou; C90300 normálně nepodléhá zpevňování roztokem/stárnutím.
Operace odlehčení pnutí nebo žíhání se používají hlavně pro úpravu rozměrové stability nebo tažnosti. - Mírná machinabilita. Cín zlepšuje tvorbu třísek a obrobitelnost ve srovnání s mnoha vysoce pevnými slitinami mědi; Pro výrobní práce jsou vhodné nástroje z tvrdokovu a standardní postupy obrábění bronzu.
3. Identita slitiny a typická chemie
Hodnoty jsou prezentovány jako typické rozsahy hmotnostních procent používaných pro návrh a nákup; vždy ověřte přesné limity slévárenským mlýnem/certifikovanou analýzou pro jakoukoli kritickou aplikaci.
| Položka | Typické složení (WT%) | Funkce / účinek |
| americké označení | C90300 | Jednotná identita systému číslování pro tento litý cín-bronz. |
| Měď (Cu) | Váhy (~86,0 – 89.0%) | Základní kov; poskytuje matrici, tepelné/elektrické vlastnosti a tažnost. |
| Cín (Sn) | 7.5 - 9.0% | Hlavní zpevňovací prvek a prvek odolný proti opotřebení/korozi ve slitině. |
| Zinek (Zn) | 3.0 - 5.0% | Zlepšuje plynulost, slévatelnost a dezoxidace taveniny. |
| Nikl (V) | 0 - 1.0% (typ.) | Volitelný; může zlepšit odolnost proti korozi, pevnost a houževnatost. |
| Železo (Fe) | ≤ ~0,5 % (typ.) | Kontrolovaná nečistota nebo záměrné přidávání; ovlivňuje pevnost a opotřebení. |
Vést (PB) |
≤ ~0,2–0,25 % (stopa) | U některých odlitků se může objevit ve stopových hladinách; malá množství napomáhají obrobitelnosti, ale nejsou určujícím prvkem. |
| Křemík (A) | ≤ ~0,5 % (stopa) | Vliv dezoxidace/tekutosti; normálně řízena na nízké úrovně. |
| Fosfor (Str) | ≤ ~0,03 % (stopa) | Zbytky deoxidátoru/odplyňovače; udržovány velmi nízko, aby nedošlo ke zkřehnutí. |
| Síra (S) | ≤ ~0,02 % (stopa) | Nečistota; nízké hladiny tolerovány; nadměrné S je na škodu. |
| Hliník / Mangan / ostatní | Každý obvykle ≤ ~0,1–0,3 % | Drobné mikrolegované nebo trampové prvky řízené podle specifikace. |
4. Fyzikální a mechanické vlastnosti
Níže jsou uvedeny reprezentativní hodnoty po odlití pro C90300 získané z typických odkazů na dodavatele a materiálové údaje.
Skutečné vlastnosti se liší podle procesu lití, Tloušťka sekce, vtoková strategie a praxe tavení – vždy ověřte pomocí odlévaných kuponů z vaší slévárny.
Fyzikální vlastnosti
| Vlastnictví | Typická hodnota |
| Hustota | ≈ 8,7–8,9 g/cm³ (≈ 0.318 lb/in³). |
| Solidus / Kapalný | ~854 °C (solidus) - ~1000 °C (kapalný) (průvodce bezpečným naléváním a přehřátím). |
| Tepelná vodivost | ~70–75 W/m·K (závisí na obsahu Sn/Zn). |
| Elektrická vodivost | ~10–12 % IAC (nízká ve srovnání s čistou mědí). |
| Součinitel tepelné roztažnosti | ≈ 17 × 10⁻⁶ /° C. (pokoj k mírným teplotám). |
Mechanické vlastnosti (typický as-cast)
| Vlastnictví | Typický rozsah / hodnota |
| Pevnost v tahu (UTS) | ~300–320 MPa (≈ 44–46 ksi) |
| Výtěžek (0.5% offset) | ~145–152 MPa (≈ 21–22 ksi) |
| Prodloužení (v 50 mm) | ~18–30 % v závislosti na sekci a procesu |
| Tvrdost podle Brinella (Bnn) | ~ 70 Hb (jako obsazení typické) |
| Modul pružnosti | ~110–125 GPa |
5. Slévárenské chování a slévárenská praxe
Vhodné postupy odlévání
C90300 je adaptabilní na hlavní metody odlévání používané pro bronzy:
- Lití písku — ekonomické pro velké nebo těžké sekce.
- Investiční lití (lití ztraceného vozu) — nejlepší povrchová úprava a rozměrová přesnost pro tenčí, Podrobné části.
- Shell formování a odlévání trvalých forem — mezilehlé možnosti nabízející zlepšenou povrchovou úpravu a toleranci.
- Kontinuální a odstředivé lití se používají také pro bary, prsteny a určité tvary.
Kritické parametry odlévání
- Teplota nalévání / přehřátí: respektujte slitinu liquidus a vyhněte se nadměrnému přehřátí;
Údaje o concastu ukazují blízkost kapaliny ~1000 °C a solidus blízko ~854 °C — kontrola v úzkém okně pro vyvážení tekutosti a zamezení oxidace/strupů. - Roztavení čistoty: odplynění a filtrace jsou nezbytné; cínové bronzy jsou citlivé na poréznost vodíku a oxidové inkluze – keramické filtry a rotační odplyňovače snižují rizika.
- Gating & krmení: navrhujte podavače tak, aby poskytovaly smrštění v těžkých sekcích a používali postupné přechody sekcí, aby se zabránilo horkým místům a horkým trhlinám.
Simulace (plnění/tuhnutí) Doporučuje se pro složité geometrie. - Ovládání tuhnutí: směrové tuhnutí s chladem nebo chladem/nálevkou pomáhá snižovat vady smrštění a zjemňuje mikrostrukturu v tlustších částech.
Tepelné zpracování po odcizení
C90300 je není precipitačně tvrdnoucí slitina; nereaguje na tepelné zpracování za účelem zvýšení pevnosti.
Typické tepelné kroky jsou žíhání na odlehčení stresu (k odstranění pnutí při lití a zlepšení obrobitelnosti) nebo mírné žíhání pro zlepšení tažnosti tam, kde je to požadováno.
Praktická slévárenská praxe spoléhá na řízení odlévání – nikoli na tepelné zpracování – pro většinu cílů mechanických vlastností.
6. Machinability, spojení & dokončení
Machinability
- Mírná machinabilita — Obsah cínu zlepšuje tvorbu třísek a obrobitelnost ve srovnání s mnoha vysoce pevnými slitinami mědi;
běžné hodnoty jmenovité obrobitelnosti řadí C90300 do praktické třídy pro běžné soustružení, frézování a vrtání tvrdokovovými nástroji. - Doporučená praxe: použijte pevné uchycení, nástroje karbidu (povlakované třídy pro výrobu), konzervativní posuvy, aby se zabránilo nahromadění okraje, a lehké dokončovací pasy pro kritické povrchy.
Obsah síry a olova v jiných slitinách (ne bezolovnaté varianty C90300) může změnit kontrolu třísky – před výběrem řezných parametrů ověřte složení.
Spojení
- Pájení je v případě potřeby preferovanou metodou spojování bronzových odlitků (přídavné kovy a tavidlo vybrané pro kompatibilitu s bronzem).
- Svařování Obecně se u velkých odlitků nepoužívá, protože bronz má tendenci trpět tepelným praskáním a změnami vlastností; lokalizované svařování lze použít se specializovanými postupy a tam, kde je to nevyhnutelné, odlehčení pnutí po svařování.
Povrchová úprava
- Leštění, Posunutí (V, Ag), lakování nebo patinování se běžně používají v závislosti na funkčních nebo estetických požadavcích.
Pro nosné plochy, honování nebo lapování vytváří požadovanou povrchovou strukturu pro tvorbu mazacího filmu.
(Vyberte dokončovací a spojovací procesy po konzultaci se slévárnou, abyste se vyhnuli problémům s galvanickou kompatibilitou a problémům s přilnavostí povrchové úpravy.)
7. Koroze, opotřebení a tribologický výkon
- Odolnost proti korozi: Cínové bronzy jako C90300 exponát vynikající odolnost v prostředí se sladkou a mořskou vodou a běžně se používají pro námořní hardware a součásti čerpadel.
Jejich obsah cínu podporuje stabilní povrchový film a snižuje náchylnost k určitým lokalizovaným korozním mechanismům. - Tribologie a chování ložisek: C90300 se cení dobrá přizpůsobivost a zabudovatelnost — při smíšeném nebo mezním mazání má tendenci přijímat malé tvrdé částice do měkčí bronzové matrice spíše než poškrábat tvrdší hřídel.
To z něj dělá oblíbený materiál pro pouzdra, kluzná ložiska a pouzdra běžící proti kalené oceli. Pro dlouhou životnost je stále nutné správné mazání a povrchová úprava.
Návrh poznámky: u rotačních ložisek s vysokým zatížením zvažte testovanou geometrii ložiska, režim mazání a případné použití ložisek s vložkou nebo kompozitních ložisek, pokud zatížení přesahuje možnosti bronzu.
8. Typické aplikace slitiny UNS C90300
Společné oblasti služeb, kde je specifikován UNS C90300:
- Pouzdra, pouzdra a kluzná ložiska (hydraulická čerpadla, převodovky).
- Komponenty čerpadel a ventilů (oběžné kolo, tělesa ventilu, sedadla) — zejména v námořních zařízeních a zařízeních pro manipulaci s vodou.
- Ozubená kola, šneková kola a drobné konstrukční odlitky kde je potřeba slévatelnost a odolnost proti opotřebení.
- Marine armatury a součásti vrtule tam, kde je vyžadována odolnost proti korozi mořské vody.
- Dekorativní odlitky a architektonické prvky kde záleží na patině a estetice.
| Srovnávací faktor | C90300 (Cínový bronz) | C51000 (Fosforový bronz) | C95400 (Hliníkový bronz) | Vedoucí bronzy (NAPŘ., C93200, generál) |
| Typické složení (WT%) | Cu ≈ 86–89; Sn ≈ 7,5–9; Zn ≈ 3–5; menší Fe/Ni | Cu ≈ 90–95; Sn ≈ 5–10; P ≈ 0,01–0,35 (stopa) | Cu ≈ 78–88; Al ≈ 5–11; Fe/Ni/C (menší) | Cu + Sn základna s PB přidání ~1–4 % (se liší), malý Zn/Sn |
| Primární posilovací mechanismus | Pevné řešení & fáze bohaté na cín z odlévání | Pevné řešení + fosfidová disperze (Str) — dobré jaro/únava | Pevné řešení + uspořádané fáze; vysoká pevnost díky obsahu Al | Pevné řešení; Pb funguje jako volné obrábění/měkká fáze pro třískové řízení |
| Typický as-cast UTS (MPA) | ~300–320 MPa | ~350–500 MPa (se liší podle slitiny & zacházení) | ~400–650 MPa (vyšší síla) | ~220–350 MPa (závisí na Pb, Obsah Sn) |
Typická tvrdost (HB) |
~70–140 HB (proces závislý) | ~80–160 HB | ~120–220 HB (vyšší) | ~60–120 HB (měkčí díky Pb) |
| Nosit & ložiskový výkon | Dobrá přizpůsobivost & vložitelnost; široce používané pro průchodky | Vynikající únava a jarní výkon; k dispozici dobré ložiskové slitiny | Vynikající opotřebení a vysoká nosnost | Dobrá mazací schopnost/vnořitelnost; vynikající obrobitelnost pro ložiskové vložky |
| Odolnost proti korozi (mořská voda / mokré prostředí) | Velmi dobré (námořní služba běžná) | Dobré až velmi dobré (závisí na Sn) | Velmi dobré až vynikající (hliníkové bronzy vynikající v mořské vodě) | Mírný; slitiny olova mohou v některých prostředích korodovat; není preferován pro mořskou vodu |
Castiability (slévárenské chování) |
Velmi dobré - písek, Shell, investice | Dobrý; k dispozici jako lité nebo kované; fosforový bronz často kovaný | Dobrá až spravedlivá – vyšší teplota lití, náročný na kontrolu taveniny | Vynikající castiability; široce používané pro ekonomická litá ložiska/díly |
| Machinability | Střední — vylepšeno o Sn pro kontrolu čipu | Dobrý (fosforové bronzy mohou být náročné, pokud jsou tvrdé) | Střední až obtížné — tvrdé slitiny opotřebovávají nástroje | Vynikající (olovo dramaticky zlepšuje chování při volném řezání) |
| Tepelná zpracovatelnost / Kalení | Není precipitačně vytvrzovatelný; pouze žíhání/úleva od stresu | Některé varianty reagují na práci za studena; ne klasické otužování věkem | Některé slitiny mohou být tepelně zpracovány pro pevnost (řešení/stárnutí) | Ne stárnutí; vlastnosti řízené složením a zpracováním |
Typické aplikace |
Pouzdra, díly čerpadla, ventily, námořní armatury, šneková kola | Ložiska, prameny, elektrické konektory, opotřebitelné součásti | Těžká ložiska, Námořní vrtule, komponenty s vysokým zatížením, rychlostní stupně | Ekonomické průchodky, armatury, levné obráběné díly, velkoobjemové komponenty |
| Relativní náklady | Umírněný — cín je prémiový prvek | Mírný - vysoký (fosfor a vysoký Sn zvyšují náklady) | Vyšší (Albronze a legování zvyšují náklady) | Spodní (slitiny olova jsou ekonomické) |
| Klíčové kompromisy / poznámka k výběru | Vyvážená volba pro nošení + koroze + castiability | Vyberte si při únavě / záleží na výkonu pružiny nebo elektrických vlastnostech | Vyberte si pro nejvyšší pevnost & silné opotřebení / kavitační odpor | Vyberte si tam, kde dominují náklady na obrábění a korozní provoz není kritický; omezeno na pitnou/vodu |
10. Závěr
UNS C90300 cínový bronz je a Časově testované, vysoce hodnotná litá měděná slitina který vyniká ve vyrovnávání mechanické pevnosti, nosit odpor, odolnost proti korozi, a castiability.
Jeho pečlivě navržené chemické složení a jednotná mikrostruktura poskytují konzistentní výkon při mírném zatížení, prostředí služeb s nízkou až střední rychlostí, což je v námořnictvu nepostradatelné, Manipulace s tekutinou, mechanický přenos síly, a všeobecné strojírenství.
Časté časté
Jaký je typický obsah cínu v C90300?
Typický cín je ~7,5–9,0 % hmotn. s mědí jako zbytek; zinek je běžně přítomen ~3–5 % hmotn.. Vždy zkontrolujte certifikát mlýna pro šarži, kterou obdržíte.
Může být C90300 tepelně zpracován pro zvýšení pevnosti?
Ne – C90300 není precipitačně vytvrzovaná slitina.
Pevnost a tažnost jsou primárně řízeny složením, velikost řezu a rychlost tuhnutí; Pro rozměrovou stabilitu se používají žíhání s odlehčením pnutí.
Je UNS C90300 vhodný pro provoz s mořskou vodou?
Ano – cínové bronzy, jako je C90300, se běžně používají v námořních prostředích a součástech čerpadel, protože mají dobrou odolnost proti korozi v mořské vodě a chování proti usazování nečistot ve srovnání s mnoha oceli.
Jaký proces odlévání mám specifikovat?
Použití Investiční obsazení pro tenké, detailní díly a přísné tolerance; lití do písku nebo skořápky pro větší nebo ekonomické díly.
Specifikujte požadovanou povrchovou úpravu, toleranční pásmo a požadavky na NDT dopředu.
