1. مقدمه
ما C90300 یک آلیاژ ریخته گری قلع-برنز است که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد که ترکیبی عملی از ریخته گری خوب را ارائه می دهد, مقاومت در برابر خوردگی (به خصوص در محیط های دریایی), رفتار یاتاقان / سایش و استحکام مکانیکی رضایت بخش.
برای بوش ها مشخص شده است, قطعات پمپ, دریچه, چرخ دنده ها و سایر قطعات در محل بارگیری سرویس, تماس لغزشی و مقاومت در برابر خوردگی محرک های اصلی هستند.
2. برنز UNS C90300 چیست؟?
C90300 آمریکا قلع ریخته گری است برنز آلیاژ در UNS (سیستم شماره گذاری متحد) خانواده آلیاژهای مس.
این برای استفاده در ریخته گری فرموله شده است و به طور گسترده ای در جایی که تعادل از قابلیت استفاده, مقاومت در برابر خوردگی (به ویژه در محیط های دریایی و آب), رفتار یاتاقان / سایش خوب و استحکام مکانیکی مناسب لازم است.
در عمل C90300 برای قطعاتی مانند بوشینگ انتخاب می شود, آستین, قطعات پمپ و شیر, چرخ دنده های کوچک و اتصالات دریایی در تماس کشویی, قابلیت جاسازی و مقاومت در برابر آب دریا یا خوردگی مرطوب مهم است.
ویژگی های کلیدی و ویژگی متالورژیکی
- قابلیت بازیگری خوب. C90300 قالب ها را به طور قابل پیش بینی در ماسه می ریزد و پر می کند, فرآیندهای پوسته و سرمایه گذاری, وقتی به درستی پردازش شود، مقاطع نازک قابل قبول و جزئیات سطح خوب را فعال می کند.
- ماتریس تقویت شده با قلع. قلع به عنوان یک عنصر آلیاژی جایگزین در مس عمل می کند, افزایش سختی, مقاومت در برابر سایش و استحکام نسبت به مس ساده با حفظ شکل پذیری کافی برای بسیاری از کاربردهای باربری و ساختاری.
- عملکرد بلبرینگ و تریبولوژیکی. نمایشگاه های آلیاژ سازگاری و جاسازی- ذرات آلاینده کوچک را به ماتریس برنزی نرمتر می پذیرد نه اینکه شفت جفت گیری سخت تری ایجاد کند., آن را برای یاتاقان ها و بوشینگ های ساده تحت روغن کاری مرزی یا مخلوط مناسب می کند.
- مقاومت عالی در برابر خوردگی در محیط مرطوب. برنزهای قلع در برابر خوردگی عمومی مقاومت می کنند و در آب دریا و بسیاری از محیط های آبی صنعتی عملکرد خوبی دارند.; آنها نسبت به بسیاری از برنج ها کمتر مستعد زینک زدایی یا حمله موضعی سریع هستند.
- نه بارش-سخت شدن. خواص مکانیکی در درجه اول توسط ترکیب و انجماد/ریزساختار ایجاد می شود; C90300 به طور معمول در معرض تقویت با درمان های محلول / پیری نیست.
عملیات تنش زدایی یا بازپخت عمدتاً برای تنظیم ثبات ابعادی یا شکل پذیری استفاده می شود. - ماشینکاری متوسط. قلع تشکیل تراشه و ماشین کاری را نسبت به بسیاری از آلیاژهای مس با مقاومت بالا بهبود می بخشد; ابزار کاربید و روش های ماشینکاری استاندارد برنز برای کار تولید مناسب است.
3. هویت آلیاژ و شیمی معمولی
مقادیر بهعنوان محدودههای درصد وزنی معمولی که برای طراحی و تهیه استفاده میشوند، ارائه میشوند; همیشه محدودیت های دقیق را با آسیاب ریخته گری/تحلیل تایید شده برای هر کاربرد حیاتی تایید کنید.
| مورد | ترکیب معمولی (وزنی ٪) | عمل / اثر |
| نامگذاری ایالات متحده | C90300 | هویت سیستم شماره گذاری یکپارچه برای این ریخته گری قلع-برنز. |
| مس (مس) | تعادل (~86.0 - 89.0%) | فلز پایه; ماتریس را ارائه می دهد, خواص حرارتی/الکتریکی و شکل پذیری. |
| قلع (sn) | 7.5 - 9.0% | عنصر اصلی تقویت کننده و مقاوم در برابر سایش / خوردگی در آلیاژ. |
| روی (روی) | 3.0 - 5.0% | سیالیت را بهبود می بخشد, قابلیت ریخته گری و اکسید زدایی مذاب. |
| نیکل (در) | 0 - 1.0% (تایپ) | اختیاری; می تواند مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشد, قدرت و صلابت. |
| اتو کردن (با) | ≤ ~ 0.5٪ (تایپ) | ناخالصی کنترل شده یا افزودن عمدی; بر استحکام و سایش تأثیر می گذارد. |
رهبری (پب) |
≤ ~0.2-0.25٪ (ردیابی) | ممکن است در برخی از قطعات ریخته گری در سطوح کمی ظاهر شود; مقادیر کم به ماشینکاری کمک میکند اما عنصر تعیینکننده نیست. |
| سیلیکون (وت) | ≤ ~ 0.5٪ (ردیابی) | تاثیر اکسیداسیون/سیالیت; به طور معمول تا سطوح پایین کنترل می شود. |
| فسفر (پ) | ≤ ~0.03٪ (ردیابی) | باقیمانده اکسید کننده/گاز زدا; برای جلوگیری از شکنندگی بسیار پایین نگه داشته می شود. |
| گوگرد (حرف) | ≤ ~ 0.02٪ (ردیابی) | ناحانی; سطوح پایین قابل تحمل; S بیش از حد مضر است. |
| آلومینیوم / منگنز / دیگر | هر کدام معمولاً ≤ ~0.1-0.3٪ | عناصر ریز آلیاژی یا ترمپ که طبق مشخصات کنترل می شوند. |
4. خواص فیزیکی و مکانیکی
در زیر مقادیر نمایندگی برای C90300 ارائه شده است که از منابع معمولی تامین کننده و داده های مواد استخراج شده است..
خواص واقعی با فرآیند ریخته گری متفاوت است, ضخامت بخش, استراتژی دروازه و تمرین ذوب - همیشه با کوپن های ریخته گری از ریخته گری خود اعتبارسنجی کنید.
خواص فیزیکی
| دارایی | ارزش معمولی |
| تراکم | ≈ 8.7-8.9 g/cm³ (± 0.318 lb/in³). |
| جامد / مایع | ~854 درجه سانتی گراد (جامد) - ~ 1000 درجه سانتیگراد (مایع) (راهنمای ریختن و گرمایش ایمن). |
| هدایت حرارتی | ~70-75 W/m·K (به محتوای Sn/Zn بستگی دارد). |
| هدایت الکتریکی | ~ 10-12 % قید (در مقایسه با مس خالص کم است). |
| ضریب انبساط حرارتی | ± 17 × 10 ⁻⁶ /درجه سانتیگراد (دمای اتاق تا متوسط). |
خصوصیات مکانیکی (به عنوان بازیگران معمولی)
| دارایی | دامنه معمولی / ارزش |
| استحکام کششی (بیدر) | ~ 300-320 مگاپاسکال (≈ 44-46 ksi) |
| بازده (0.5% جبران کردن) | ~ 145-152 مگاپاسکال (≈ 21-22 ksi) |
| کشیدگی (در 50 میلی متر) | ~ 18-30٪ بسته به بخش و فرآیند |
| سختی برینل (رفیق) | 70 HB (به عنوان بازیگران معمولی) |
| مدول الاستیسیته | ~110-125 گیگا پاسکال |
5. رفتار ریخته گری و عمل ریخته گری
فرآیندهای ریخته گری مناسب
C90300 با روش های اصلی ریخته گری که برای برنز استفاده می شود سازگار است:
- ریخته گری - مقرون به صرفه برای مقاطع بزرگ یا سنگین.
- سرمایه گذاری سرمایه گذاری (ریخته گری موم گمشده) - بهترین پرداخت سطح و دقت ابعادی برای تینر, قطعات دقیق.
- قالب گیری پوسته و ریخته گری دائمی در قالب - گزینه های میانی که سطح و تحمل بهتری را ارائه می دهند.
- ریخته گری مداوم و گریز از مرکز برای میله ها نیز استفاده می شود, حلقه ها و اشکال خاص.
پارامترهای مهم ریخته گری
- ریختن دما / سوپر گرما: به مایع آلیاژی احترام بگذارید و از گرمای بیش از حد خودداری کنید;
داده های متراکم نشان می دهد مایع نزدیک است ~ 1000 درجه سانتیگراد و سولیدوس نزدیک ~854 درجه سانتی گراد - کنترل را در یک پنجره باریک برای متعادل کردن سیالیت و جلوگیری از اکسیداسیون/فساک. - تمیزی ذوب شود: گاز زدایی و فیلتراسیون ضروری است; برنزهای قلع به تخلخل هیدروژن و اجزای اکسید حساس هستند - فیلترهای سرامیکی و گاززدای چرخشی خطرات را کاهش می دهند..
- دروازه & تغذیه: فیدرها را برای تامین انقباض در مقاطع سنگین طراحی کنید و از انتقال تدریجی مقطعی برای جلوگیری از داغ شدن و پارگی داغ استفاده کنید..
شبیه سازی (پر کردن/انجماد کردن) برای هندسه های پیچیده توصیه می شود. - کنترل جامد سازی: انجماد جهت دار با لرز یا لرز/بالاگر به کاهش عیوب انقباض کمک می کند و ریزساختار را در قسمت های ضخیم تر اصلاح می کند..
عملیات حرارتی پس از ریخته گری
C90300 است یک آلیاژ سخت کننده بارش نیست; به عملیات حرارتی سن محلول برای افزایش استحکام پاسخ نمی دهد.
مراحل حرارتی معمولی هستند آنیل های تسکین دهنده استرس (برای حذف تنش های ریخته گری و بهبود ماشین کاری) یا آنیل های متوسط برای بهبود شکل پذیری در صورت لزوم.
روش عملی ریختهگری به کنترل ریختهگری - نه عملیات حرارتی - برای بیشتر اهداف خواص مکانیکی متکی است.
6. قابلیت تغییر, پیوستن & اتمام
قابلیت تغییر
- ماشینکاری متوسط - محتوای قلع تشکیل تراشه و ماشینکاری را نسبت به بسیاری از آلیاژهای مس با استحکام بالا افزایش میدهد;
مقادیر معمول رتبه بندی ماشینکاری C90300 را در یک کلاس عملی برای تراشکاری معمولی قرار می دهد, فرز و حفاری با ابزار کاربید. - تمرین توصیه شده: از اتصالات سفت و سخت استفاده کنید, ابزار کاربید (نمرات پوشش داده شده برای تولید), تغذیه محافظه کارانه برای جلوگیری از ایجاد لبه, و پوشش سبک برای سطوح بحرانی.
محتوای گوگرد و سرب در سایر آلیاژها (نه انواع C90300 بدون سرب) می تواند کنترل تراشه را تغییر دهد - قبل از انتخاب پارامترهای برش، ترکیب را بررسی کنید.
پیوستن
- برز در صورت لزوم، روش اتصال ترجیحی برای ریخته گری برنز است (فلزات پرکننده و شار برای سازگاری برنز انتخاب شده است).
- جوش معمولاً برای ریختهگریهای بزرگ از آن اجتناب میشود، زیرا برنز از ترکخوردگی حرارتی و تغییرات خصوصیت رنج میبرد; جوشکاری موضعی را می توان با روش های تخصصی و کاهش تنش پس از جوش در مواردی که اجتناب ناپذیر است مورد استفاده قرار داد.
پایان سطحی
- جلا دادن, آبکاری (در, قله), لاک زدن یا پتینه کردن معمولاً بسته به نیازهای عملکردی یا زیبایی شناختی اعمال می شوند.
برای سطوح بلبرینگ, تراش دادن یا لپ زدن بافت سطح مورد نیاز برای تشکیل فیلم روان کننده را ایجاد می کند.
(برای جلوگیری از مشکلات سازگاری گالوانیکی و مشکلات چسبندگی، فرآیندهای تکمیل و اتصال را با مشورت کارخانه ریخته گری انتخاب کنید.)
7. خوردگی, سایش و عملکرد تریبولوژیکی
- مقاومت در برابر خوردگی: برنزهای قلع مانند C90300 به نمایش گذاشته می شوند مقاومت عالی در محیط های آب شیرین و آب دریا و معمولا برای سخت افزار دریایی و قطعات پمپ استفاده می شود.
محتوای قلع آنها باعث ایجاد یک لایه سطحی پایدار می شود و حساسیت به مکانیسم های خوردگی موضعی خاص را کاهش می دهد.. - تریبولوژی و رفتار باربری: C90300 ارزش گذاری شده است سازگاری و جاسازی خوب - تحت روانکاری مختلط یا مرزی، تمایل دارد ذرات سخت کوچک را به ماتریس برنزی نرمتر بپذیرد به جای اینکه شفت سخت تر را به ثمر برساند..
این باعث می شود آن را به یک ماده مطلوب برای بوشینگ تبدیل کنید, یاتاقان ها و آستین های ساده که در برابر فولاد سخت شده قرار دارند. روانکاری مناسب و پرداخت سطح همچنان برای عمر طولانی لازم است.
نت طراحی: برای یاتاقان های دوار با بار بالا، هندسه یاتاقان آزمایش شده را در نظر بگیرید, رژیم روغن کاری و استفاده احتمالی از یاتاقان های خط دار یا کامپوزیت در صورتی که کار بیش از توانایی برنز باشد..
8. کاربردهای معمول آلیاژ UNS C90300
مناطق خدمات مشترک که در آن UNS C90300 مشخص شده است:
- بوش, آستین و بلبرینگ ساده (پمپ های هیدرولیک, جعبه دنده).
- اجزای پمپ و شیر (سرپرست, بدنهای, صندلی) - به ویژه در تجهیزات حمل و نقل دریایی و آب.
- چرخ دنده, چرخ های کرم و ریخته گری های ساختاری کوچک که در آن ریخته گری و مقاومت در برابر سایش مورد نیاز است.
- دریایی اتصالات و اجزای پروانه جایی که مقاومت در برابر خوردگی آب دریا مورد نیاز است.
- ریخته گری های تزئینی و عناصر معماری جایی که پتینه و زیبایی شناسی اهمیت دارد.
| عامل مقایسه | C90300 (قلع برنز) | C51000 (برنز فسفر) | C95400 (آلومینیوم برنز) | برنزهای سرب (به عنوان مثال, C93200, عمومی) |
| ترکیب معمولی (وزنی ٪) | مس ≈ 86-89; Sn ≈ 7.5-9; روی ≈ 3-5; آهن / نیکل جزئی | مس ≈ 90-95; Sn ≈ 5-10; P ≈ 0.01-0.35 (ردیابی) | مس ≈ 78-88; Al ≈ 5-11; Fe/Ni/C (صغیر) | مس + پایه Sn با پب اضافه شده ~ 1-4٪ (متفاوت است), Zn/Sn کوچک |
| مکانیسم تقویت اولیه | محلول جامد & مراحل غنی از قلع از ریخته گری | محلول جامد + پراکندگی فسفید (پ) - بهار/خستگی خوب | محلول جامد + مراحل سفارش داده شده; استحکام بالا از طریق محتوای Al | محلول جامد; سرب به عنوان فاز ماشینکاری آزاد/نرم برای کنترل تراشه عمل می کند |
| UTS معمولی به عنوان بازیگر (MPA) | ~ 300-320 مگاپاسکال | ~ 350-500 مگاپاسکال (با آلیاژ متفاوت است & درمان) | ~400-650 مگاپاسکال (استحکام بالاتر) | ~ 220-350 مگاپاسکال (به سرب بستگی دارد, محتوای Sn) |
سختی معمولی (HB) |
70-140 HB (وابسته به فرآیند) | 80-160 HB | ~ 120-220 HB (بالاتر) | ~60-120 HB (نرم تر به دلیل سرب) |
| پوشیدن & عملکرد بلبرینگ | سازگاری خوب & قابلیت جاسازی; به طور گسترده برای بوش استفاده می شود | خستگی و عملکرد بهار عالی; آلیاژهای بلبرینگ خوب موجود است | سایش عالی و قابلیت تحمل بار بالا | روانکاری/قابلیت جاسازی خوب; ماشینکاری عالی برای درج های یاتاقان |
| مقاومت در برابر خوردگی (آب دریا / env مرطوب) | خیلی خوب (خدمات دریایی مشترک) | خوب تا خیلی خوب (به Sn بستگی دارد) | خیلی خوب تا عالی (برنزهای آلومینیومی برجسته در آب دریا) | معتاد; آلیاژهای سرب می توانند در برخی محیط ها خورده شوند; برای آب دریا ترجیح داده نمی شود |
قابلیت استفاده (رفتار ریخته گری) |
بسیار خوب - شن و ماسه, پوسته, سرمایه گذاری | خوب; به صورت ریخته گری یا فرفورژه در دسترس است; برنز فسفر اغلب ساخته می شود | خوب تا منصفانه - دمای ریزش بالاتر, حساس در کنترل ذوب | قابلیت بازیگری عالی; به طور گسترده برای یاتاقان ها / قطعات ریخته گری اقتصادی استفاده می شود |
| قابلیت تغییر | متوسط - توسط Sn برای کنترل تراشه بهبود یافته است | خوب (برنزهای فسفر اگر سخت باشند می توانند چالش برانگیز باشند) | متوسط تا دشوار - آلیاژهای سخت ابزار سایش | عالی (سرب به طور چشمگیری رفتار برش آزاد را بهبود می بخشد) |
| قابلیت عملیات حرارتی / سخت سازی | مقاوم در برابر بارش نیست; آنیل/تنش تسکین دهنده | برخی از انواع به کار سرد پاسخ می دهند; سخت شدن سن کلاسیک نیست | برخی از آلیاژها را می توان برای استحکام، عملیات حرارتی کرد (محلول/پیری) | نه سخت شدن سن; خواص کنترل شده توسط ترکیب و کار |
برنامه های معمولی |
بوش, قطعات پمپ, دریچه, اتصالات دریایی, چرخ های کرمی | یاتاقان, چشمه, اتصالات الکتریکی, اجزای پوشیدن | یاتاقان های سنگین, پیشران دریایی, قطعات با بار بالا, چرخ دنده | بوش های اقتصادی, اتصالات, قطعات ماشینکاری شده ارزان قیمت, قطعات با حجم بالا |
| هزینه نسبی | متوسط - قلع یک عنصر درجه یک است | متوسط (فسفر و Sn بالا باعث افزایش هزینه می شود) | بالاتر (آلیاژهای آلیاژی و آلبرنز هزینه را افزایش می دهند) | پایین (آلیاژهای سرب دار مقرون به صرفه هستند) |
| معاوضه های کلیدی / یادداشت انتخاب | انتخاب متعادل برای پوشیدن + خوردگی + قابلیت استفاده | زمانی که خستگی را انتخاب کنید / عملکرد فنر یا خواص الکتریکی مهم است | برای بالاترین قدرت انتخاب کنید & سایش شدید / مقاومت در برابر حفره | جایی را انتخاب کنید که هزینه ماشینکاری غالب است و خدمات خورنده مهم نیست; در استفاده از آب آشامیدنی محدود شده است |
10. پایان
UNS C90300 برنز قلع است دارای زمان آزمایش شده, آلیاژ مس ریختگی با ارزش بالا که در متعادل کردن مقاومت مکانیکی عالی است, مقاومت در برابر پوشیدن, دوام خوردگی, و قابلیت بازیگری.
ترکیب شیمیایی به دقت مهندسی شده و ریزساختار یکنواخت آن عملکرد ثابتی را در بار متوسط ارائه می دهد, محیط های خدماتی با سرعت کم تا متوسط, آن را در دریا ضروری می کند, دست زدن به مایعات, انتقال قدرت مکانیکی, و بخش های مهندسی عمومی.
متداول
محتوای قلع معمولی در C90300 چقدر است?
قلع معمولی است ~7.5-9.0 درصد وزنی با مس به عنوان تعادل; روی معمولا در وجود دارد ~3-5 درصد وزنی. همیشه گواهی کارخانه را برای لاتی که دریافت می کنید بررسی کنید.
آیا می توان C90300 را برای افزایش قدرت عملیات حرارتی کرد?
خیر - C90300 یک آلیاژ سختکننده بارش نیست.
استحکام و شکل پذیری در درجه اول از طریق ترکیب کنترل می شود, اندازه بخش و سرعت انجماد; آنیل های تنش زدایی برای پایداری ابعادی استفاده می شوند.
آیا UNS C90300 برای سرویس آب دریا مناسب است?
بله - برنزهای قلع مانند C90300 به دلیل مقاومت خوب در برابر خوردگی آب دریا و رفتار ضد رسوب نسبت به بسیاری از فولادها به طور معمول در محیط های دریایی و اجزای پمپ استفاده می شوند..
چه فرآیند ریخته گری را باید مشخص کنم?
استفاده کردن سرمایه گذاری سرمایه گذاری برای نازک, قطعات دقیق و تلرانس های تنگ; ریخته گری شن و ماسه یا پوسته برای قطعات بزرگتر یا اقتصادی.
پرداخت سطح مورد نظر را مشخص کنید, الزامات باند تحمل و NDT از قبل.
