1. Introduction
NOUS C90300 est un alliage de coulée étain-bronze largement utilisé qui offre une combinaison pratique de bonne coulabilité, résistance à la corrosion (surtout dans les environnements marins), comportement roulement/usure et résistance mécanique satisfaisante.
Il est spécifié pour les bagues, Pump Pièces, vannes, engrenages et autres composants où le service est chargé, le contact glissant et la résistance à la corrosion sont les principaux facteurs déterminants.
2. Qu'est-ce que le bronze UNS C90300?
États-Unis C90300 est une boîte en fonte bronze alliage dans l'UNS (Système de numérotation unifiée) Famille d'alliages de cuivre.
Il est formulé pour une utilisation en fonderie et est largement spécifié lorsqu'un équilibre de coulée, résistance à la corrosion (en particulier dans les environnements marins et de traitement de l'eau), bon comportement roulement/usure et résistance mécanique raisonnable est requis.
En pratique, le C90300 est choisi pour les composants tels que les bagues, manches, pièces de pompe et de valve, petits engrenages et raccords marins avec contact glissant, l'incrustation et la résistance à l'eau de mer ou à la corrosion humide sont importantes.
Principales caractéristiques et caractère métallurgique
- Bonne coulée. Le C90300 verse et remplit les moules de manière prévisible dans le sable, processus de coque et d'investissement, permettant des sections raisonnablement fines et de bons détails de surface lorsqu'elles sont traitées correctement.
- Matrice renforcée à l'étain. L'étain agit comme élément d'alliage de substitution dans le cuivre, augmenter la dureté, résistance à l'usure et résistance par rapport au cuivre ordinaire tout en préservant une ductilité suffisante pour de nombreuses utilisations structurelles et de roulements.
- Performances des roulements et tribologiques. Les expositions d'alliage conformabilité et intégrabilité-il acceptera les petites particules de contaminants dans la matrice de bronze plus molle plutôt que de marquer un arbre d'accouplement plus dur, ce qui le rend adapté aux paliers lisses et aux bagues sous lubrification limite ou mixte.
- Excellente résistance à la corrosion en milieu humide. Les bronzes à l'étain résistent à la corrosion générale et fonctionnent bien dans l'eau de mer et dans de nombreux environnements aqueux industriels; ils sont moins sujets à la dézincification ou à une attaque localisée rapide que de nombreux laitons.
- Ne durcit pas par précipitation. Les propriétés mécaniques sont établies principalement par la composition et la solidification/microstructure; Le C90300 n'est normalement pas soumis à un renforcement par des traitements de solution/vieillissement.
Les opérations de détente ou de recuit sont principalement utilisées pour des ajustements de stabilité dimensionnelle ou de ductilité.. - Machinabilité modérée. L'étain améliore la formation de copeaux et l'usinabilité par rapport à de nombreux alliages de cuivre à haute résistance; les outils en carbure et les pratiques standard d'usinage du bronze sont appropriés pour les travaux de production.
3. Identité de l'alliage et chimie typique
Les valeurs sont présentées sous forme de plages de pourcentages en poids typiques utilisées pour la conception et l'approvisionnement.; toujours confirmer les limites exactes auprès de l'usine de la fonderie/analyse certifiée pour toute application critique.
| Article | Composition typique (WT%) | Fonction / effet |
| Désignation américaine | C90300 | Identité du système de numérotation unifiée pour ce bronze en étain coulé. |
| Cuivre (Cu) | Équilibre (~86,0 – 89.0%) | Métal de base; fournit une matrice, propriétés thermiques/électriques et ductilité. |
| Étain (Sn) | 7.5 - 9.0% | Élément principal de renforcement et de résistance à l'usure et à la corrosion de l'alliage. |
| Zinc (Zn) | 3.0 - 5.0% | Améliore la fluidité, coulabilité et désoxydation de la masse fondue. |
| Nickel (Dans) | 0 - 1.0% (Typ.) | Facultatif; peut améliorer la résistance à la corrosion, force et ténacité. |
| Fer (Fe) | ≤ ~0,5% (Typ.) | Impureté contrôlée ou ajout délibéré; affecte la résistance et l'usure. |
Plomb (PB) |
≤ ~0,2 à 0,25 % (tracer) | Peut apparaître à l'état de traces dans certains moulages; de petites quantités facilitent l'usinabilité mais ne constituent pas un élément déterminant. |
| Silicium (Et) | ≤ ~0,5% (tracer) | Influence de la désoxydation/fluidité; normalement contrôlé à de faibles niveaux. |
| Phosphore (P) | ≤ ~0,03% (tracer) | Résidu de désoxydant/dégazeur; maintenu très bas pour éviter la fragilisation. |
| Soufre (S) | ≤ ~0,02% (tracer) | Impureté; faibles niveaux tolérés; un excès de S est préjudiciable. |
| Aluminium / Manganèse / autre | Chacun généralement ≤ ~0,1–0,3 % | Éléments mineurs de micro-alliage ou de tramage contrôlés selon les spécifications. |
4. Propriétés physiques et mécaniques
Vous trouverez ci-dessous des valeurs représentatives telles que coulées pour le C90300, tirées de références typiques de fournisseurs et de données sur les matériaux..
Les propriétés réelles varient selon le processus de coulée, épaisseur de section, stratégie de déclenchement et pratique de fusion - validez toujours avec les coupons de coulée de votre fonderie.
Propriétés physiques
| Propriété | Valeur typique |
| Densité | ≈ 8,7 à 8,9 g/cm³ (≈ 0.318 lb / in³). |
| Solidus / Liquide | ~854 °C (solidus) - ~1000 °C (liquide) (guide pour verser et surchauffer en toute sécurité). |
| Conductivité thermique | ~70–75 W/m·K (dépend de la teneur en Sn/Zn). |
| Conductivité électrique | ~10-12 % IACS (faible par rapport au cuivre pur). |
| Coefficient de dilatation thermique | ≈ 17 × 10⁻⁶ / ° C (pièce à températures modérées). |
Propriétés mécaniques (typique tel que coulé)
| Propriété | Gamme typique / valeur |
| Résistance à la traction (Uts) | ~300-320 MPa (≈ 44-46 ksi) |
| Rendement (0.5% compenser) | ~145-152 MPa (≈ 21-22 ksi) |
| Élongation (dans 50 mm) | ~18-30 % en fonction de la section et du processus |
| Dureté Brinell (BNN) | ~ 70 Hb (tel que coulé, typique) |
| Module d'élasticité | ~110-125 GPa |
5. Comportement de fonderie et pratique de la fonderie
Procédés de coulée adaptés
Le C90300 est adaptable aux principales méthodes de coulée utilisées pour les bronzes:
- Coulée de sable — économique pour les sections grandes ou lourdes.
- Moulage de précision (casting de la cire perdue) — meilleure finition de surface et précision dimensionnelle pour les produits plus fins, pièces détaillées.
- Moulage en coquille et moulage en moule permanent — options intermédiaires offrant un état de surface et une tolérance améliorés.
- Coulée continue et centrifuge sont également utilisés pour les bars, bagues et certaines formes.
Paramètres de casting critiques
- Température de versement / surchauffer: respecter le liquidus de l'alliage et éviter les surchauffes excessives;
Les données Concast indiquent un liquide à proximité ~1000 °C et solidus près ~854 °C — contrôle dans une fenêtre étroite pour équilibrer la fluidité et éviter l'oxydation/les crasses. - Faire fondre la propreté: le dégazage et la filtration sont indispensables; les bronzes à l'étain sont sensibles à la porosité de l'hydrogène et aux inclusions d'oxydes — les filtres en céramique et les dégazeurs rotatifs réduisent les risques.
- Déclenchement & alimentation: concevoir des alimentateurs pour fournir un retrait dans les sections lourdes et utiliser des transitions de section progressives pour éviter les points chauds et les déchirures chaudes.
Simulation (remplissage/solidification) est recommandé pour les géométries complexes. - Contrôle de solidification: la solidification directionnelle avec des refroidissements ou des refroidissements/risers aide à réduire les défauts de retrait et affine la microstructure dans les portions plus épaisses.
Traitement thermique post-tour
C90300 est il ne s'agit pas d'un alliage durcissant par précipitation; il ne répond pas aux traitements thermiques de mise en solution pour augmenter la résistance.
Les étapes thermiques typiques sont recuits de détente (pour supprimer les contraintes de coulée et améliorer l'usinabilité) ou des recuits modérés pour améliorer la ductilité si nécessaire.
La pratique pratique de la fonderie repose sur le contrôle de la coulée – et non sur le traitement thermique – pour la plupart des objectifs de propriétés mécaniques..
6. Machinabilité, adhésion & finition
Machinabilité
- Machinabilité modérée — la teneur en étain améliore la formation de copeaux et l'usinabilité par rapport à de nombreux alliages de cuivre à haute résistance;
Les valeurs d'usinabilité communes placent le C90300 dans une classe pratique pour le tournage de routine., fraisage et perçage avec des outils en carbure. - Pratique recommandée: utiliser des fixations rigides, outillage en carbure (nuances enduites pour la production), alimentations conservatrices pour éviter les bords accumulés, et passes de finition légères pour les surfaces critiques.
Teneurs en soufre et en plomb dans d'autres alliages (pas les variantes sans plomb C90300) peut modifier le contrôle des copeaux — vérifiez la composition avant de sélectionner les paramètres de coupe.
Adhésion
- Effrontement est la méthode d'assemblage préférée pour les pièces moulées en bronze lorsque cela est nécessaire (métaux d'apport et flux sélectionnés pour la compatibilité avec le bronze).
- Soudage est généralement évité pour les grandes pièces moulées car le bronze a tendance à souffrir de fissures thermiques et de changements de propriétés; le soudage localisé peut être utilisé avec des procédures spécialisées et un soulagement des contraintes après soudage lorsque cela est inévitable.
Finition de surface
- Polissage, placage (Dans, Agir), laquage ou patination sont couramment appliqués en fonction des exigences fonctionnelles ou esthétiques.
Pour surfaces d'appui, le rodage ou le rodage produit la texture de surface requise pour la formation du film lubrifiant.
(Sélectionnez les processus de finition et d'assemblage en consultation avec la fonderie pour éviter les problèmes de compatibilité galvanique et les problèmes d'adhérence de finition.)
7. Corrosion, usure et performances tribologiques
- Résistance à la corrosion: Exposition de bronzes à l'étain tels que le C90300 excellente résistance en milieu d'eau douce et d'eau de mer et sont couramment utilisés pour le matériel marin et les composants de pompes.
Leur teneur en étain favorise un film de surface stable et réduit la susceptibilité à certains mécanismes de corrosion localisés. - Tribologie et comportement des roulements: C90300 est évalué pour bonne conformabilité et intégration — sous lubrification mixte ou limite, il a tendance à accepter les petites particules dures dans la matrice de bronze plus molle plutôt que de rayer l'arbre le plus dur.
Cela en fait un matériau privilégié pour les bagues, paliers lisses et manchons fonctionnant contre de l'acier trempé. Une lubrification et une finition de surface appropriées sont toujours nécessaires pour une longue durée de vie.
Note de conception: pour les roulements rotatifs soumis à des charges élevées, envisagez une géométrie de roulement testée, régime de lubrification et utilisation possible de roulements revêtus ou composites si le service dépasse la capacité du bronze.
8. Applications typiques de l'alliage UNS C90300
Zones de service communes où UNS C90300 est spécifié:
- Bagues, manchons et paliers lisses (pompes hydrauliques, boîtes de vitesses).
- Composants de pompes et de vannes (échange, corps de valve, sièges) — en particulier dans les équipements marins et de traitement de l'eau.
- Engrenages, roues à vis sans fin et petites pièces moulées structurelles là où la coulabilité et la résistance à l'usure sont nécessaires.
- Marin raccords et composants d'hélice là où la résistance à la corrosion par l’eau de mer est requise.
- Moulages décoratifs et éléments architecturaux où la patine et l'esthétique comptent.
| Facteur de comparaison | C90300 (Bronze à l'étain) | C51000 (Bronze phosphore) | C95400 (Bronze d'aluminium) | Bronzes au plomb (Par exemple, C93200, général) |
| Composition typique (WT%) | Cu ≈ 86-89; Sn ≈ 7,5–9; Zn ≈ 3–5; mineur Fe/Ni | Cu ≈ 90-95; Sn ≈ 5–10; P ≈ 0,01–0,35 (tracer) | Cu ≈ 78-88; Al ≈ 5–11; Fe/Ni/C (mineure) | Cu + Socle Sn avec PB ajouts ~1 à 4 % (varie), petit Zn/Sn |
| Mécanisme de renforcement primaire | Solution solide & phases riches en étain issues de la coulée | Solution solide + dispersion de phosphure (P) — bon printemps/fatigue | Solution solide + phases ordonnées; haute résistance grâce à la teneur en Al | Solution solide; Le Pb agit comme une phase d'usinage libre/molle pour le contrôle des copeaux |
| UTS tel que moulé typique (MPA) | ~300-320 MPa | ~350-500MPa (varie selon l'alliage & traitement) | ~400-650 MPa (résistance plus élevée) | ~220-350 MPa (ça dépend du Pb, Contenu Sn) |
Dureté typique (HB) |
~70-140 HB (dépendant du processus) | ~80-160 HB | ~120-220 HB (plus haut) | ~60-120 HB (plus doux à cause du Pb) |
| Porter & performances des roulements | Bonne conformabilité & intégrabilité; largement utilisé pour les bagues | Excellentes performances en fatigue et en ressort; bons alliages de roulements disponibles | Excellente capacité d’usure et de charge élevée | Bon pouvoir lubrifiant/encastrable; excellente usinabilité pour les inserts de roulements |
| Résistance à la corrosion (eau de mer / environnement humide.) | Très bien (service maritime commun) | Bon à très bon (dépend de Sn) | Très bon à excellent (bronzes d'aluminium exceptionnels dans l'eau de mer) | Modéré; les alliages au plomb peuvent se corroder dans certains environnements; pas préféré pour l'eau de mer |
Coulée (comportement de fonderie) |
Très bien — sable, coquille, investissement | Bien; disponible en fonte ou forgé; bronze phosphoreux souvent travaillé | Bon à passable – température de coulée plus élevée, pointilleux sur le contrôle de la fonte | Excellente coulée; largement utilisé pour les roulements/pièces moulés économiques |
| Machinabilité | Modéré – amélioré par Sn pour le contrôle des puces | Bien (les bronzes au phosphore peuvent être difficiles s'ils sont durs) | Modéré à difficile – les alliages durs usent les outils | Excellent (le plomb améliore considérablement le comportement de coupe libre) |
| Possibilité de traitement thermique / durcissement | Non durcissable par précipitation; recuit/soulagement des contraintes uniquement | Certaines variantes réagissent au travail à froid; pas de durcissement classique par le vieillissement | Certains alliages peuvent être traités thermiquement pour plus de résistance (solution/vieillissement) | Ne durcit pas avec le vieillissement; propriétés contrôlées par la composition et le fonctionnement |
Applications typiques |
Bagues, Pump Pièces, vannes, raccords marins, roues à vis sans fin | Roulements, ressorts, connecteurs électriques, composants d'usure | Roulements robustes, hélices marines, composants à forte charge, engrenages | Douilles économiques, raccords, pièces usinées à faible coût, composants à grand volume |
| Coût relatif | Modéré – l’étain est un élément premium | Modéré (le phosphore et le Sn élevé augmentent le coût) | Plus haut (Les albronzes et les alliages augmentent les coûts) | Inférieur (les alliages au plomb sont économiques) |
| Compromis clés / note de sélection | Choix équilibré pour le port + corrosion + coulée | Choisissez quand la fatigue / les performances du ressort ou les propriétés électriques sont importantes | Choisissez la résistance la plus élevée & usure importante / résistance à la cavitation | Choisissez là où le coût d'usinage domine et où le service corrosif n'est pas critique; utilisation restreinte de l'eau potable/de l'eau |
10. Conclusion
Le bronze à l'étain UNS C90300 est un éprouvé, alliage de cuivre moulé de grande valeur qui excelle dans l’équilibrage de la résistance mécanique, se résistance à l'usure, durabilité à la corrosion, et la coulée.
Sa composition chimique soigneusement conçue et sa microstructure uniforme offrent des performances constantes sous charge modérée, environnements de service à vitesse faible à moyenne, le rendant indispensable en marine, manipulation des fluides, transmission de puissance mécanique, et secteurs de l'ingénierie générale.
FAQ
Quelle est la teneur typique en étain du C90300?
L'étain typique est ~7,5 à 9,0 % en poids avec le cuivre comme équilibre; le zinc est couramment présent à ~3 à 5 % en poids. Vérifiez toujours le certificat du moulin pour le lot que vous recevez.
Le C90300 peut-il être traité thermiquement pour augmenter la résistance?
Non — Le C90300 n'est pas un alliage à durcissement par précipitation.
La résistance et la ductilité sont principalement contrôlées par la composition, taille de section et taux de solidification; des recuits de détente sont utilisés pour la stabilité dimensionnelle.
L'UNS C90300 est-il adapté au service d'eau de mer?
Oui — les bronzes à l'étain tels que le C90300 sont couramment utilisés dans les environnements marins et dans les composants de pompes en raison de leur bonne résistance à la corrosion par l'eau de mer et de leur comportement antisalissure par rapport à de nombreux aciers..
Quel processus de casting dois-je préciser?
Utiliser casting d'investissement pour mince, pièces détaillées et tolérances serrées; moulage de sable ou de coquillages pour les pièces plus grandes ou économiques.
Spécifier la finition de surface souhaitée, bande de tolérance et exigences CND dès le départ.
