1. Introduction
UNS C86300 est l'un des alliages de cuivre les plus distinctifs en service industriel car il n'est pas conçu pour la conductivité électrique ou pour un usinage facile., mais pour forte résistance, se résistance à l'usure, et résistance à la corrosion sous forte charge.
Il appartient à la famille formellement décrite comme bronze au manganèse et alliages de bronze au plomb et au manganèse, également appelé laiton jaune haute résistance,
qui signale déjà sa position dans le paysage des alliages de cuivre: c'est un bronze structurel avec une intention sérieuse de porter des charges, pas un laiton à usage général.
Ce qui rend le C86300 particulièrement précieux, c'est sa capacité à fonctionner à vitesse lente., conditions de charge élevée où la durabilité de la surface compte plus que la conductivité, et où le matériau doit résister à la fois à l'usure mécanique et à l'exposition corrosive.
C'est pourquoi il apparaît dans des applications telles que les broches de pont, bagues, cams, engrenages, pièces de cylindre hydraulique, grosses tiges de valve, hélice, et roulements à vitesse lente pour charges lourdes.
2. Qu'est-ce que le bronze au manganèse C86300?
UNS C86300 est un manganèse bronze, également communément décrit comme un laiton jaune haute résistance pour service intensif.
Il n'est pas sélectionné pour la conductivité ou la facilité d'usinage; il est sélectionné car il combine forte résistance, Bonne résistance à la corrosion, et forte capacité de charge dans des environnements mécaniques exigeants.
La littérature sur le développement du cuivre place le C86300 dans le groupe des laitons à haute résistance pouvant fonctionner sous charges très élevées et vitesses moyennement élevées, tout en notant que ces alliages nécessitent endurci, arbres bien alignés et lubrification fiable.
En termes pratiques, C86300 est un alliage de cuivre moulé pour pièces mécaniques à service sévère.
Il est largement utilisé pour broches de pont, bagues, cams, engrenages, pièces de cylindre hydraulique, grosses tiges de valve, hélice, et roulements à vitesse lente pour charges lourdes,
qui vous dit presque tout sur son intention de conception: c'est un bronze structurel destiné à survivre à l'usure, charger, et à la corrosion plutôt qu'un alliage de fabrication à usage général.
Caractéristiques
Haute résistance et résistance à l'usure.
Le C86300 est conçu pour supporter des charges et résister aux dommages de surface dans les systèmes à vitesse lente ou lubrifiés aux limites.
Les références en alliage de cuivre décrivent cette famille comme capable de supporter des charges très élevées, avec une résistance à la traction bien supérieure 800 MPa pour la classe d'alliage, et avec des propriétés adaptées au service intensif de roulements et d'engrenages.
Bonne résistance à la corrosion.
Le C86300 est utilisé dans le matériel marin, pièces de bateau, pinces, couvertures, gouvernails, et autres pièces de rechange exposées à la corrosion, ce qui reflète sa capacité à mieux fonctionner dans des environnements agressifs que de nombreux laitons ordinaires.
Excellente utilité structurelle, mais faible usinabilité.
The alloy is strong enough to be used as a machine part in its own right, but its published machinability rating is only 8, so it should be treated as a performance bronze rather than an easy-cutting alloy.
Idéal pour les vitesses lentes, service à forte charge.
The alloy family is specifically recommended for high-load applications where shaft alignment and lubrication are well controlled.
Copper-bearing-material guidance also notes that these high-strength brasses have moderate fatigue resistance and do not tolerate dirty lubricants well because they have little capacity to embed particles.
Un alliage coulé avec de multiples formes d'approvisionnement.
C86300 is available as continuous cast, casting centrifuge, moulage au sable, and precision cast material, which makes it usable both as finished cast components and as semi-finished stock for further machining or fabrication.
Désignations équivalentes à UNS C86300
Note: these are published equivalent or associated specification designations for C86300; dans plusieurs cas, ils font référence à des normes de produits plutôt qu'à des alias identiques réservés à la chimie.
| Famille standard | Équivalent / désignations associées pour UNS C86300 |
| AMS | AMS 4860 |
| ASTM | ASTMB22, ASTM B271, ASTMB30, ASTM B505, ASTM B584, ASTMB763 |
| MIL | MIL-C-11866 |
| QQ-C-390, QQ-C-523 | |
| Sae | SAEJ461, SAEJ462 |
3. Composition chimique du bronze au manganèse C86300
| Élément | Gamme de compositions C86300 | Rôle métallurgique |
| Cu | 60.0–66,0% | Matrice de base et fondation en cuivre résistante à la corrosion. |
| PB | jusqu'à 0.20% | Plomb résiduel uniquement; Le C86300 n'est pas un bronze d'usinage libre au plomb. |
| Sn | jusqu'à 0.20% | Élément résiduel mineur; pas un modèle en bronze étain. |
| Zn | 22.0–28,0% | Partenaire matriciel majeur; aide à définir le caractère semblable à celui du laiton. |
| Fe | 2.0–4,0% | Élément de renforcement et de support contre l'usure. |
Dans |
jusqu'à 1.0% | La valeur du nickel inclut le cobalt; soutient la résistance et les performances contre la corrosion. |
| Al | 5.0–7,5% | Élément de renfort clé en bronze au manganèse. |
| MN | 2.5–5,0% | Élément principal de renforcement et de stabilisation de phase. |
| Cu + éléments nommés | 99.0% min. | Le contrôle de la composition est relativement strict pour un bronze structurel coulé. |
4. Propriétés physiques et mécaniques de l'UNS C86300
Les données ci-dessous sont celles publiées coulée continue valeurs pour le C86300 en stock standard, mesuré à 68° F / 20° C sauf indication contraire.
Le C86300 est également généralement considéré comme un non-traitement alliage, ses performances dépendent donc principalement de la composition et des conditions de coulée plutôt que des traitements thermiques de renforcement conventionnels..
Propriétés physiques
| Propriété | Coutume américaine | Métrique | Importance technique |
| Point de fusion – liquide | 1693 ° F | 923 ° C | Température de coulée élevée; nécessite un contrôle minutieux de la fonte et de la moisissure. |
| Point de fusion – solidus | 1625 ° F | 885 ° C | Indique une plage de congélation relativement étroite pour un bronze coulé. |
| Densité | 0.283 lb / in³ | 7.83 g / cm³ | Dense, alliage robuste adapté aux pièces porteuses. |
| Densité spécifique | 7.83 | 7.83 | Confirme le niveau de densité. |
| Conductivité électrique | 8% IACS | 0.046 MS / M | Faible conductivité; non destiné à être un alliage conducteur d'électricité. |
| Conductivité thermique |
20.5 Btu/pi²·h·°F |
35.5 W / m · k | Transfert de chaleur modéré, bien en dessous du cuivre. |
| Coefficient de dilatation thermique | 12 × 10⁻⁶ /°F (68–572°F) | 20.7 × 10⁻⁶ / ° C (20–300 ° C) | Croissance thermique modérée; important pour la conception de l'ajustement et du dégagement. |
| Capacité thermique spécifique | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J / kg · k | Comportement typique de stockage de chaleur d'un alliage de cuivre. |
| Module d'élasticité en traction | 14,200 ksi | 97,900 MPA | Assez rigide pour le service structurel, bien que moins rigide que l'acier. |
| Perméabilité magnétique* | 1.09 | 1.09 | Essentiellement faiblement magnétique en service pratique. |
Propriétés mécaniques
Les valeurs mécaniques publiées ci-dessous concernent ASTM B505/B505M-23 coulée continue C86300 à température ambiante.
| Propriété mécanique | Coutume américaine | Métrique |
| Résistance à la traction, min. | 110 ksi | 758 MPA |
| Limite d'élasticité à 0.5% extension sous charge, min. | 62 ksi | 427 MPA |
| Allongement 2 dans. ou 50 mm, min. | 14% | 14% |
| Dureté Brinell (3000 kg de charge), typique | 223 BNN | 223 BNN |
| Limite de déformation en compression, min. | 55 ksi | 380 MPA |
| Cote d'usinabilité | 8 | 8 |
5. Transformation et fabrication du bronze au manganèse C86300
Fonderie
C86300 est fondamentalement un alliage orienté vers le moulage, et il est fourni dans le commerce sous forme casting continu, casting centrifuge, et moulage au sable matériel.
Il est également couvert par plusieurs spécifications liées à la fonderie, y compris ASTMB505/B505M pour coulée continue, ASTMB271/B271M pour coulée centrifuge, ASTM B584 pour moulages en sable, et ASTMB763/B763M pour pièces moulées de valves.
Cette étendue de spécification est un signal fort que le C86300 est destiné aux composants moulés structurels et résistants à l'usure plutôt qu'aux simples pièces en laiton décoratives ou à usage général..
Du point de vue de la fonderie, Le C86300 n’est pas un alliage particulièrement indulgent.
Ses caractéristiques de casting publiées montrent faible rendement de coulée, fort débit, fluidité moyenne, faible dégagement de gaz, faible effet de la taille de la section, et retrait élevé lors de la solidification.
En termes pratiques, cela signifie que le succès de la production dépend fortement de la propreté de la fonte, pratique de versement contrôlée, et un système de contrôle et d'alimentation bien conçu.
L'alliage peut faire d'excellents moulages, mais seulement lorsque la fonderie traite le contrôle de l'oxyde et la compensation du retrait comme des variables de premier ordre.
Usinage
Le C86300 est usinable, mais pas dans le sens du free-cutting. Il est publié la cote d'usinabilité est 8, ce qui est très faible par rapport aux laitons d'usinage libre.
En termes pratiques, cela signifie usinage est possible, mais usure des outils, contrôle des copeaux, et la finition de surface exigent plus d'attention que pour un laiton au plomb.
Le C86300 doit donc être sélectionné en premier pour ses performances., pas pour la commodité de l'usinage.
Adhésion
Le comportement d'assemblage est un autre domaine dans lequel le C86300 montre son caractère « d'alliage de performance »..
Tarifs indicatifs de fabrication publiés soudure aussi mauvaise, brasage aussi médiocre, soudage oxyacétylène aussi médiocre, et le soudage à l'arc sous protection gazeuse est aussi médiocre, alors que le soudage à l’arc avec des métaux revêtus est jugé bon.
Autrement dit, ce n'est pas un alliage qui récompense les méthodes d'assemblage occasionnelles.
Cela compte dans le design. Si un composant est susceptible d'être assemblé par brasage tendre ou brasage, C86300 est généralement le mauvais choix.
Si l'adhésion est inévitable, la conception et la procédure doivent être développées autour de la seule voie clairement acceptable: soudage à l'arc avec des métaux revêtus, avec une qualification appropriée et une attention à la distorsion, apport de chaleur, et conception commune.
Traitement thermique
C86300 fait ne répond pas au traitement thermique conventionnel de la même manière que les alliages à durcissement par précipitation.
Sa force vient de la composition et de la structure du moulage, pas d'un cycle de durcissement qui augmente considérablement les propriétés mécaniques.
Cela signifie que vous ne devez pas vous attendre à ce qu'une étape de traitement thermique transforme le C86300 en une classe de résistance matériellement différente..
Que peut-on utiliser, cependant, est soulagement du stress. Published data indicate a stress-relief condition of 500° F / 260° C, with time at temperature of 1 hour per inch of wall thickness.
This is a residual-stress management step, not a strengthening treatment.
It is useful when the casting or machined component needs improved dimensional stability after heavy machining or fabrication, but it should not be mistaken for a property-enhancement process.
6. Avantages et limites du bronze au manganèse C86300
Avantages principaux
Haute résistance pour un alliage de cuivre.
C86300 is designed as a severe-duty bronze, pas un laiton à usage général.
Its alloying system gives it very high load-bearing capability, and copper-alloy references place it among materials suited for heavy loads and shock loads under slow speeds.
Excellent comportement à l'usure et au grippage.
This alloy performs well in sliding contact applications where surface durability matters more than electrical conductivity or easy machining.
Son utilisation dans les roulements à vitesse lente et pour charges lourdes et les composants sujets à l'usure reflète ce profil de résistance et d'usure..
Bonne résistance à la corrosion.
Le C86300 est décrit à plusieurs reprises comme résistant à la corrosion, c'est l'une des raisons pour lesquelles il est utilisé dans le matériel marin, composants liés à l'hélice, gouvernails, et autres parties sujettes à l'exposition.
En service, cette résistance à la corrosion est particulièrement précieuse lorsqu'elle est combinée à sa solidité et à sa résistance à l'usure.
Fortes performances à vitesse lente, service à forte charge.
La famille des alliages est particulièrement bien adaptée aux vitesses lentes, roulements pour charges lourdes, à condition que l'arbre soit dur et que l'environnement ne soit pas abrasif.
Les directives sur les matériaux porteurs en cuivre indiquent également que ces bronzes au manganèse peuvent fonctionner à des charges élevées., mais ils ont besoin d'une bonne lubrification et de conditions de fonctionnement non abrasives.
Disponible dans plusieurs itinéraires de coulée.
Le C86300 peut être produit en coulée continue, casting centrifuge, moulage au sable, and precision cast material, ce qui donne aux ingénieurs une flexibilité dans la taille des pièces, géométrie, et itinéraire de production.
Principales limites
Faible usinabilité.
Le C86300 n'est pas un alliage d'usinage libre. Sa cote d'usinabilité est seulement 8, ce qui signifie l'usure des outils, contrôle des copeaux, et la finition de surface doit être gérée avec soin.
C'est une performance bronze, pas un laiton adapté aux magasins.
Le casting est exigeant.
L'alliage montre faible rendement de coulée, fort débit, fluidité moyenne, faible dégagement de gaz, et retrait élevé lors de la solidification.
Cette combinaison signifie que les moulages sonores nécessitent une forte discipline de processus, bonne conception d'alimentation, et un contrôle minutieux de la fonte.
Les options d'adhésion sont limitées.
Tarifs indicatifs de fabrication publiés pour le soudage, effrontement, soudage oxyacétylène, et le soudage à l'arc sous protection gazeuse sont aussi médiocres, tandis que le soudage à l'arc avec des métaux revêtus est l'exception pratique.
Autrement dit, Le C86300 n'est pas un alliage pratique pour les flux de travail d'assemblage simples.
Pas idéal pour les conditions de fonctionnement sales ou abrasives.
Les directives sur les matériaux de roulement en cuivre avertissent que les roulements en bronze au manganèse doivent dureté élevée de l'arbre et conditions de fonctionnement non abrasives,
et qu'ils tolèrent mal la lubrification sale car ils ont peu de capacité à intégrer les débris.
7. Applications du bronze au manganèse C86300
Composants marins robustes
Le C86300 est largement utilisé dans le matériel marin car il combine la résistance à la corrosion avec la résistance à l'usure et la résistance structurelle..
Les exemples typiques incluent hélice, gouvernails, pinces, couvertures, et accastillage bateau.
Roulements et bagues
L’un des rôles classiques de l’alliage est vitesse lente, roulements pour charges lourdes et bagues. Il s’agit de l’une des niches d’ingénierie les plus importantes de l’alliage.
Engrenages, Cames, et pièces de transmission de mouvement
C86300 est couramment utilisé dans engrenages, cams, et composants de machines qui nécessitent une durabilité de surface sous des contraintes de contact élevées.
Composants hydrauliques et de vannes
L'alliage est un choix fréquent pour pièces de cylindre hydraulique, grosses tiges de valve, et écrous à visser.
Ces applications exigent une bonne résistance à la compression, se résistance à l'usure, et résistance à la corrosion, surtout là où le mouvement est répétitif et la lubrification est imparfaite.
Quincaillerie structurelle et industrielle
C86300 apparaît également dans broches de pont, jambes de force, cadres, supports, attaches, et quincaillerie de construction.
Équipement pour charges spéciales et services lourds
Les références en alliage de cuivre relient les bronzes au manganèse charges lourdes et charges de choc à des vitesses lentes,
y compris roulements de train d'atterrissage d'avions et autres surfaces de contrôle ou pièces structurelles où l'intégrité dimensionnelle est critique.
8. C86300 contre. Alliages concurrents: Ce qui le distingue
| Élément de comparaison | C86300 | C95400 | C95500 |
| Famille d'alliages / positionnement | Bronze au manganèse; un laiton jaune à haute résistance conçu pour un service mécanique intensif. | Bronze d'aluminium; un bronze structurel à usage général largement utilisé pour le service contre l'usure et les charges. | Bronze nickel-aluminium; un alliage pour service sévère avec un positionnement marin et orienté vers l'usure plus fort. |
| Résistance à la traction représentative en coulée continue | 110 ksi minimum. | 85 ksi minimum. | 95 ksi minimum. |
| Limite d'élasticité représentative en coulée continue | 62 ksi minimum. | 32 ksi minimum.
) |
42 ksi minimum. |
| Allongement représentatif en coulée continue | 14% minimum. | 12% minimum.
) |
10% minimum. |
| Densité | 0.283 lb/cu po; densité spécifique 7.83. | 0.269 lb/cu po; densité spécifique 7.45. | 0.272 lb/cu po; densité spécifique 7.53. |
| Conductivité électrique | 8% IACS. | 13% IACS. | 8% IACS. |
| Conductivité thermique | 20.5 Btu/pied carré/h/°F. | 33.9 Btu/pied carré/h/°F. | 24.2 Btu/pied carré/h/°F. |
| Module d'élasticité | 14,200 ksi. | 15,500 ksi. | 16,000 ksi. |
| Cote d'usinabilité | 8. | 60. | 50. |
| Comportement de diffusion | Faible rendement de coulée, fort débit, fluidité moyenne, faible dégagement de gaz, retrait élevé lors de la solidification. | Faible rendement de coulée, fort débit, fluidité moyenne, gazage moyen, retrait élevé lors de la solidification. | Faible rendement de coulée, fort débit, fluidité moyenne, gazage moyen, retrait élevé lors de la solidification. |
Adhésion / fabrication |
Mauvaise soudure, mauvais brasage, soudage oxyacétylène mauvais, soudage à l'arc sous protection gazeuse médiocre, soudage à l'arc avec métal enduit bon. | Bonne soudure, bon brasage, soudage oxyacétylène déconseillé, soudage à l'arc sous protection gazeuse bon, soudage à l'arc avec métal enduit bon. | Bonne soudure, salon du brasage, soudage oxyacétylène déconseillé, soudage à l'arc sous protection gazeuse bon, soudage à l'arc avec métal enduit bon. |
| Accent sur le service typique | Roulements à vitesse lente pour charges lourdes, bagues, engrenages, cams, pièces de cylindre hydraulique, broches de pont, hélice, tiges de soupape, et matériel marin. | Roulements, bagues, engrenages, corps de valve, Pump Pièces, guides de moulin à chaud, pièces d'atterrissage, et composants d'usure industrielle. | Matériel marin, corps de valve, roulements, bagues, engrenages, pièces liées à l'hélice, Plaques de portage, et pièces industrielles à service sévère. |
9. Conclusion
Le bronze au manganèse C86300 témoigne de la puissance de l'ingénierie des matériaux, combinant la coulabilité du laiton, la résistance de l'acier, et la résistance à la corrosion des bronzes d'aluminium en un seul, matériau polyvalent.
Sa composition chimique soigneusement équilibrée – cuivre, zinc, manganèse, aluminium, et du fer – crée une microstructure multiphasée
qui offre une force exceptionnelle, se résistance à l'usure, et la ductilité, ce qui en fait le choix idéal pour les applications lourdes les plus exigeantes.
De son rôle dans les roulements de machines lourdes et les moyeux d'hélices marines jusqu'aux trains d'atterrissage aérospatiaux et aux infrastructures civiles, Le C86300 résout les limites des alliages de cuivre conventionnels et même de certains aciers.
Sa capacité à supporter des charges élevées, environnements durs, et le chargement cyclique, tout en restant coulable et usinable, le distingue comme un véritable cheval de bataille en ingénierie..
Pour tous ceux qui recherchent un matériau qui équilibre la résistance, se résistance à l'usure, et résistance à la corrosion pour une utilisation intensive, Le C86300 n'est pas seulement un choix, c'est la norme.
FAQ
Le C86300 peut-il être utilisé dans des applications autolubrifiantes?
Oui, mais seulement une fois modifié.
Le C86300 est fréquemment utilisé comme métal de base pour les roulements à bouchons en graphite, où des bouchons de lubrifiant solide sont insérés dans le bronze pour permettre un fonctionnement sans huile dans des environnements difficiles.
Le C86300 est-il le même que le « Bronze au manganèse »?
Le C86300 est le bronze au manganèse « haute résistance » le plus courant.. Cependant, il existe d'autres qualités comme C86200 et C86500 avec des résistances inférieures.
Précisez toujours le numéro UNS pour garantir des propriétés mécaniques correctes.
Comment le C86300 se compare-t-il au bronze aluminium (C95400)?
Les deux sont des alliages à haute résistance. Le C86300 offre généralement une résistance à la traction et une dureté plus élevées, tandis que C95400 (Bronze en aluminium) offre une meilleure résistance à la cavitation et aux charges d’impact.
