1. Uvod
UNS C86300 jedna je od najistaknutijih legura bakra u industrijskoj upotrebi jer nije dizajnirana za električnu vodljivost ili jednostavnu strojnu obradu, ali za visoka snaga, nositi otpor, i otpornost na koroziju pod velikim opterećenjem.
Pripada obitelji formalno opisanoj kao manganska bronca i legure manganske bronce s olovom, također se naziva žuti mesing visoke čvrstoće,
što već signalizira njegov položaj u krajoliku bakrenih legura: to je strukturalna bronca s ozbiljnom namjerom nošenja tereta, nije mjed opće namjene.
Ono što C86300 čini posebno vrijednim je njegova sposobnost rada u sporim brzinama, uvjetima visokog opterećenja gdje je trajnost površine važnija od vodljivosti, i gdje materijal mora biti otporan i na mehaničko trošenje i na izlaganje koroziji.
Zbog toga se pojavljuje u aplikacijama kao što su igle za mostove, čahure, crijeva, zupčanici, dijelovi hidrauličkog cilindra, velike stabljike ventila, propeleri, i sporohodni ležajevi za velika opterećenja.
2. Što je C86300 manganska bronca?
UNS C86300 je a mangan bronca, također se obično opisuje kao a žuti mesing visoke čvrstoće za teške uvjete rada.
Nije odabran zbog vodljivosti ili lake strojne obrade; odabran je jer spaja visoka snaga, Dobar otpor korozije, i jaku sposobnost nosivosti u zahtjevnim mehaničkim okruženjima.
Literatura o razvoju bakra svrstava C86300 u skupinu mesinga visoke čvrstoće koji mogu raditi ispod vrlo velika opterećenja i umjereno velike brzine, uz napomenu da ove legure zahtijevaju očvrsnut, dobro poravnate osovine i pouzdano podmazivanje.
Praktično, C86300 je a lijevana bakrena legura za teške mehaničke dijelove.
Široko se koristi za klinovi mosta, čahure, crijeva, zupčanici, dijelovi hidrauličkog cilindra, velike stabljike ventila, propeleri, i sporohodni ležajevi za velika opterećenja,
što vam govori gotovo sve o njegovoj dizajnerskoj namjeri: ovo je strukturalna bronca namijenjena da preživi trošenje, opterećenje, i koroziju, a ne legura za izradu opće namjene.
Značajke
Visoka čvrstoća i otpornost na habanje.
C86300 dizajniran je za nošenje opterećenja i otpornost na oštećenje površine u sustavima s malim brzinama ili graničnim podmazivanjem.
Reference bakrenih legura opisuju ovu obitelj kao sposobnu za vrlo visoka opterećenja, s vlačnom čvrstoćom znatno iznad 800 MPa za klasu legure, i sa svojstvima prikladnim za teške uvjete rada ležajeva i zupčanika.
Dobar otpor korozije.
C86300 se koristi u brodskom hardveru, dijelovi broda, stezaljke, prekrivači, kormilo, i drugi servisni dijelovi izloženi koroziji, što odražava njegovu sposobnost boljeg rada u agresivnim okruženjima od mnogih običnih mesinga.
Izvrsna strukturna korisnost, ali niske obradivosti.
Legura je dovoljno jaka da se sama po sebi koristi kao strojni dio, ali njegova objavljena ocjena obradivosti je samo 8, tako da se treba tretirati kao bronca za performanse, a ne kao legura laka za rezanje.
Najprikladnije za male brzine, usluga visokog opterećenja.
Obitelj legura posebno se preporučuje za aplikacije s visokim opterećenjem gdje su poravnanje vratila i podmazivanje dobro kontrolirani.
Smjernice za materijale koji nose bakar također navode da ovi mesingi visoke čvrstoće imaju umjerena otpornost na zamor i ne podnose dobro prljava maziva jer imaju mali kapacitet za ugrađivanje čestica.
Lijevana legura s više oblika opskrbe.
C86300 je dostupan kao kontinuirano lijevano, centrifugalna glumačka skupina, lijevani pijesak, i precizno lijevanog materijala, što ga čini upotrebljivim i kao gotove lijevane komponente i kao poluproizvod za daljnju strojnu obradu ili izradu.
Ekvivalentne oznake za UNS C86300
Bilješka: ovo su objavljene ekvivalentne ili pridružene specifikacijske oznake za C86300; u nekoliko slučajeva, odnose se na standarde proizvoda, a ne na identične aliase samo za kemiju.
| Standardna obitelj | Ekvivalent / povezane oznake za 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. Kemijski sastav C86300 manganske bronce
| Element | Raspon sastava C86300 | Metalurška uloga |
| Pokrajina | 60.0–66,0% | Osnovna matrica i bakreni temelj otporan na koroziju. |
| Pb | do 0.20% | Samo zaostalo olovo; C86300 nije olovna bronca za slobodnu strojnu obradu. |
| Sn | do 0.20% | Manji rezidualni element; ne kositreno-brončani dizajn. |
| Zn | 22.0–28,0% | Glavni matrix partner; pomaže u definiranju karaktera poput mesinga. |
| FE | 2.0–4.0% | Element za ojačanje i potporu habanja. |
U |
do 1.0% | Vrijednost nikla uključuje kobalt; podržava snagu i performanse protiv korozije. |
| Al | 5.0–7,5% | Ključni element za ojačavanje u manganskoj bronci. |
| MN | 2.5-5.0% | Glavni ojačavajući i fazno stabilizirajući element. |
| Pokrajina + imenovani elementi | 99.0% min. | Kontrola sastava je relativno stroga za lijevanu strukturnu broncu. |
4. Fizička i mehanička svojstva UNS C86300
Podaci ispod su objavljeni kontinuirani lijevani vrijednosti za standardni C86300, mjereno na 68° F / 20° C osim ako nije drugačije navedeno.
C86300 također se općenito smatra bez topline legura, tako da je njegova izvedba prvenstveno određena sastavom i stanjem lijevanja, a ne konvencionalnim toplinskim obradama za ojačavanje.
Fizička svojstva
| Vlasništvo | Uobičajeno u SAD-u | Metrički | Inženjerski značaj |
| Talište – tekućina | 1693 ° F | 923 ° C | Visoka temperatura izlijevanja; zahtijeva pažljivu kontrolu taljenja i plijesni. |
| Talište – solidus | 1625 ° F | 885 ° C | Označava relativno uzak raspon smrzavanja za lijevanu broncu. |
| Gustoća | 0.283 lb/in³ | 7.83 g/cm³ | Gust, robusna legura pogodna za nosive dijelove. |
| Specifična težina | 7.83 | 7.83 | Potvrđuje razinu gustoće. |
| Električna vodljivost | 8% IACS | 0.046 MS/M | Niska vodljivost; nije namijenjen kao elektrovodljiva legura. |
| Toplinska vodljivost |
20.5 Btu/ft²·hr·°F |
35.5 W/m · k | Umjeren prijenos topline, daleko ispod bakra. |
| Koeficijent toplinskog širenja | 12 × 10⁻⁶ /°F (68–572°F) | 20.7 × 10⁻⁶ /° C (20–300 ° C) | Umjeren toplinski rast; važno za dizajn pristajanja i zazora. |
| Specifični toplinski kapacitet | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J/kg · k | Tipično ponašanje bakrene legure pri skladištenju topline. |
| Modul elastičnosti pri zatezanju | 14,200 ksi | 97,900 MPA | Dovoljno krut za strukturnu uslugu, iako manje krut od čelika. |
| Magnetska propusnost* | 1.09 | 1.09 | Uglavnom slabo magnetičan u praktičnoj uporabi. |
Mehanička svojstva
Dolje objavljene mehaničke vrijednosti odnose se na ASTM B505/B505M-23 kontinuirani lijevani C86300 na sobnoj temperaturi.
| Mehanička svojstva | Uobičajeno u SAD-u | Metrički |
| Zatečna čvrstoća, min. | 110 ksi | 758 MPA |
| Granica razvlačenja pri 0.5% produženje pod opterećenjem, min. | 62 ksi | 427 MPA |
| Izduženje u 2 u. ili 50 mm, min. | 14% | 14% |
| Tvrdoća po Brinellu (3000 kg opterećenja), tipičan | 223 Bnn | 223 Bnn |
| Granica kompresijske deformacije, min. | 55 ksi | 380 MPA |
| Ocjena obradivosti | 8 | 8 |
5. Obrada i proizvodnja C86300 manganske bronce
Lijevanje
C86300 je u osnovi a legura usmjerena na lijevanje, a komercijalno se isporučuje kao kontinuirana glumaca, centrifugalna glumačka skupina, i lijevani pijesak materijal.
Također je pokriveno s nekoliko specifikacija povezanih s ljevaonicama, uključujući ASTM B505/B505M za kontinuirane odljevke, ASTM B271/B271M za centrifugalne odljevke, ASTM B584 za odljevke u pijesku, i ASTM B763/B763M za odljevke ventila.
Ta širina specifikacija snažan je signal da je C86300 namijenjen ozbiljnim strukturnim i lijevanim komponentama za habanje, a ne jednostavnim ukrasnim dijelovima ili dijelovima od mesinga opće namjene.
Sa stajališta ljevaonice, C86300 nije legura koja posebno oprašta.
Njegove objavljene karakteristike lijevanja pokazuju mali prinos lijevanja, high drosing, srednja fluidnost, slabo stvaranje plinova, nizak učinak veličine presjeka, i veliko skupljanje u skrućivanju.
Praktično, that means successful production depends heavily on melt cleanliness, controlled pouring practice, and a well-designed gating and feeding system.
The alloy can make excellent castings, but only when the foundry treats oxide control and shrinkage compensation as first-order variables.
Obrada
C86300 is machinable, but not in the free-cutting sense. Its published machinability rating is 8, which is very low relative to free-machining brasses.
Praktično, ovo znači obrada is possible, but tool wear, chip control, and surface finish demand more attention than they would for a leaded brass.
C86300 should therefore be selected for performance first, not for machining convenience.
Spajanje
Joining behavior is another area where C86300 shows its “performance alloy” character.
Published fabrication guidance rates soldering as poor, brazing as poor, oxyacetylene welding as poor, i elektrolučno zavarivanje u zaštiti plina kao loše, dok elektrolučno zavarivanje obloženog metala ocjenjuje se dobrim.
Drugim riječima, ovo nije legura koja nagrađuje povremene metode spajanja.
To je bitno u dizajnu. Ako je vjerojatno da će komponenta biti sastavljena mekim lemljenjem, C86300 je obično pogrešan izbor.
Ako je pridruživanje neizbježno, dizajn i postupak trebaju biti razvijeni oko jedne jasno prihvatljive rute: elektrolučno zavarivanje obloženim metalom, uz odgovarajuću kvalifikaciju i pozornost na iskrivljenje, toplinski unos, i zajednički dizajn.
Toplotna obrada
C86300 radi ne reagiraju na konvencionalnu toplinsku obradu na način na koji to rade legure koje očvršćuju taloženjem.
Njegova snaga dolazi od sastava i lijevane strukture, ne iz ciklusa kaljenja koji značajno povećava mehanička svojstva.
To znači da ne biste trebali očekivati da će korak toplinske obrade transformirati C86300 u materijalno drugačiju klasu čvrstoće.
Što se može koristiti, međutim, je Ublažavanje stresa. Objavljeni podaci ukazuju na stanje za ublažavanje stresa 500° F / 260° C, s vremenom na temperaturi od 1 sat po inču debljine stijenke.
Ovo je korak upravljanja preostalim stresom, nije tretman za jačanje.
Korisno je kada odljevak ili strojno obrađena komponenta treba poboljšanu dimenzijsku stabilnost nakon teške strojne obrade ili izrade, ali ne treba ga zamijeniti s procesom povećanja vlasništva.
6. Prednosti i ograničenja C86300 manganske bronce
Osnovne prednosti
Visoka čvrstoća za leguru bakra.
C86300 dizajniran je kao bronca za teške uvjete rada, nije mjed opće namjene.
Njegov sustav legiranja daje vrlo visoku sposobnost nosivosti, i reference legure bakra svrstavaju ga među materijale prikladne za velika opterećenja i udarna opterećenja pri malim brzinama.
Izvrsno ponašanje protiv habanja i žuljanja.
Ova se legura dobro ponaša u aplikacijama s kliznim kontaktom gdje je izdržljivost površine važnija od električne vodljivosti ili jednostavne strojne obrade.
Njegova uporaba u sporohodnim ležajevima za velika opterećenja i komponentama sklonim trošenju odražava taj profil snage i trošenja.
Dobar otpor korozije.
C86300 se više puta opisuje kao otporan na koroziju, što je jedan od razloga zašto se koristi u pomorskoj opremi, komponente povezane s propelerom, kormilo, i drugi dijelovi skloni izloženosti.
U službi, ova otpornost na koroziju posebno je vrijedna u kombinaciji s njegovom čvrstoćom i otpornošću na trošenje.
Snažne performanse pri malim brzinama, usluga visokog opterećenja.
Obitelj legura posebno je prikladna za male brzine, ležajevi za velika opterećenja, pod uvjetom da je osovina tvrda i okolina nije abrazivna.
Smjernice za materijal bakrenog ležaja također navode da ove manganske bronce mogu raditi pri velikim opterećenjima, ali trebaju dobro podmazivanje i neabrazivne radne uvjete.
Dostupan u više ruta lijevanja.
C86300 može se proizvoditi kao kontinuirano lijevano, centrifugalna glumačka skupina, lijevani pijesak, i precizno lijevanog materijala, što inženjerima daje fleksibilnost u veličini dijelova, geometrija, i put proizvodnje.
Glavna ograničenja
Niska obradivost.
C86300 nije legura za slobodnu strojnu obradu. Njegova ocjena obradivosti je samo 8, što znači istrošenost alata, chip control, i završna obrada površine mora se voditi pažljivo.
Riječ je o izvedbenoj bronci, nije mjed pogodan za trgovinu.
Casting je zahtjevan.
Legura pokazuje mali prinos lijevanja, high drosing, srednja fluidnost, slabo stvaranje plinova, i veliko skupljanje u skrućivanju.
Ta kombinacija znači da zvučni odljevi zahtijevaju snažnu disciplinu procesa, dobar dizajn hranjenja, i pažljiva kontrola taljenja.
Mogućnosti pridruživanja su ograničene.
Objavljene smjernice za izradu stope lemljenja, lemljenje, oksiacetilensko zavarivanje, a zavarivanje u zaštitnom plinu kao loše, dok je elektrolučno zavarivanje obloženim metalom praktična iznimka.
Drugim riječima, C86300 nije prikladna legura za jednostavne radne tijekove spajanja.
Nije idealno za prljave ili abrazivne uvjete rada.
Smjernice za materijal bakrenog ležaja upozoravaju da ležajevi od manganske bronce trebaju visoka tvrdoća osovine i neabrazivnim uvjetima rada,
i da ne podnose dobro prljavo podmazivanje jer imaju mali kapacitet za ugrađivanje krhotina.
7. Primjena C86300 manganske bronce
Brodske komponente za teške uvjete rada
C86300 naširoko se koristi u hardveru povezanom s pomorstvom jer kombinira otpornost na koroziju s otpornošću na habanje i strukturnu čvrstoću.
Tipični primjeri uključuju propeleri, kormilo, stezaljke, prekrivači, i brodski hardver.
Ležajevi i čahure
Jedna od klasičnih uloga legure je in spora brzina, ležajevi za velika opterećenja i čahure. Ovo je jedna od najvažnijih inženjerskih niša legure.
Zupčanici, Kamere, i dijelovi za prijenos gibanja
C86300 se obično koristi u zupčanici, crijeva, i komponente strojeva kojima je potrebna izdržljivost površine pod visokim kontaktnim naprezanjem.
Hidrauličke i ventilske komponente
Legura je čest izbor za dijelovi hidrauličkog cilindra, velike stabljike ventila, i matice za zavrtanje.
Ove primjene zahtijevaju dobru tlačnu čvrstoću, nositi otpor, i otpornost na koroziju, posebno tamo gdje se kretanje ponavlja i podmazivanje je nesavršeno.
Strukturni i industrijski hardver
C86300 se također pojavljuje u klinovi mosta, podupirači, okviri, zagrada, pričvršćivači, i građevinski hardver.
Oprema za posebne terete i teške usluge
Reference legure bakra povezuju manganske bronce s velika opterećenja i udarna opterećenja pri malim brzinama,
uključujući ležajevi stajnog trapa zrakoplova i druge kontrolne površine ili strukturne dijelove gdje je dimenzionalni integritet kritičan.
8. C86300 u odnosu na. Natjecateljske legure: Što ga izdvaja
| Stavka za usporedbu | C86300 | C95400 | C95500 |
| Obitelj legure / pozicioniranje | Manganska bronca; žuti mjed visoke čvrstoće dizajniran za teške mehaničke usluge. | Aluminijska bronca; konstrukcijska bronca široke namjene koja se široko koristi za habanje i opterećenje. | Nikal aluminij bronca; legura za teške uvjete rada s jačim pozicioniranjem orijentiranim na brodove i habanje. |
| Reprezentativna vlačna čvrstoća kontinuiranog lijeva | 110 ksi minimum. | 85 ksi minimum. | 95 ksi minimum. |
| Reprezentativna granica razvlačenja kontinuiranog lijeva | 62 ksi minimum. | 32 ksi minimum.
) |
42 ksi minimum. |
| Reprezentativno produljenje kontinuiranog lijeva | 14% minimum. | 12% minimum.
) |
10% minimum. |
| Gustoća | 0.283 lb/cu in; specifična težina 7.83. | 0.269 lb/cu in; specifična težina 7.45. | 0.272 lb/cu in; specifična težina 7.53. |
| Električna vodljivost | 8% IACS. | 13% IACS. | 8% IACS. |
| Toplinska vodljivost | 20.5 Btu/sq ft/h/°F. | 33.9 Btu/sq ft/h/°F. | 24.2 Btu/sq ft/h/°F. |
| Modul elastičnosti | 14,200 ksi. | 15,500 ksi. | 16,000 ksi. |
| Ocjena obradivosti | 8. | 60. | 50. |
| Ponašanje u kastingu | Mali učinak lijevanja, high drosing, srednja fluidnost, slabo stvaranje plinova, veliko skupljanje u skrućivanju. | Mali učinak lijevanja, high drosing, srednja fluidnost, srednje rasplinjavanje, veliko skupljanje u skrućivanju. | Mali učinak lijevanja, high drosing, srednja fluidnost, srednje rasplinjavanje, veliko skupljanje u skrućivanju. |
Spajanje / izrada |
Lemljenje slabo, lemljenje siromašan, oksiacetilensko zavarivanje loše, zavarivanje u zaštitnom plinu siromašan, obloženi metalni elektrolučno zavarivanje dobro. | Lemljenje dobro, lemljenje dobro, ne preporučuje se zavarivanje oksiacetilenom, zavarivanje u oklopu plina dobro, obloženi metalni elektrolučno zavarivanje dobro. | Lemljenje dobro, pošteno lemljenje, ne preporučuje se zavarivanje oksiacetilenom, zavarivanje u oklopu plina dobro, obloženi metalni elektrolučno zavarivanje dobro. |
| Tipični naglasak na usluzi | Sporohodni ležajevi za velika opterećenja, čahure, zupčanici, crijeva, dijelovi hidrauličkog cilindra, klinovi mosta, propeleri, stabljike ventila, i morski hardver. | Ležajevi, čahure, zupčanici, tijela ventila, dijelovi pumpe, vodilice vrućeg mlina, dijelovi za slijetanje, i industrijske komponente za habanje. | Morski hardver, tijela ventila, ležajevi, čahure, zupčanici, dijelovi povezani s propelerom, nositi tanjure, i industrijski dijelovi za teške uvjete rada. |
9. Zaključak
C86300 manganska bronca dokaz je snage inženjerstva materijala, kombinirajući sposobnost ljevanja mesinga, čvrstoća čelika, i otpornost na koroziju aluminijske bronce u jednu, svestrani materijal.
Njegov pažljivo uravnotežen kemijski sastav — bakar, cinkov, mangan, aluminij, i željezo-stvara višefaznu mikrostrukturu
koji daje izuzetnu snagu, nositi otpor, i duktilnost, što ga čini izborom za najzahtjevnije zahtjevne primjene.
Od njegove uloge u ležajevima teških strojeva i glavčina brodskih propelera do zrakoplovnog stajnog trapa i civilne infrastrukture, C86300 rješava ograničenja konvencionalnih bakrenih legura, pa čak i nekih čelika.
Njegova sposobnost da izdrži velika opterećenja, oštro okruženje, i cikličko opterećenje - dok ostaje lijevano i obradivo - izdvaja ga kao istinskog radnog konja u inženjerstvu.
Za sve koji traže materijal koji uravnotežuje snagu, nositi otpor, i otpornost na koroziju za teške uvjete rada, C86300 nije samo izbor - to je standard.
Česta pitanja
Može li se C86300 koristiti u samopodmazujućim aplikacijama?
Da, ali samo kada se modificira.
C86300 se često koristi kao osnovni metal za ležajeve s grafitnim čepom, gdje su čvrsti čepovi za podmazivanje umetnuti u broncu kako bi se omogućio rad bez ulja u teškim uvjetima.
Je li C86300 isto što i "Manganese Bronze"?
C86300 je najčešća manganska bronca "visoke čvrstoće".. Međutim, postoje i drugi stupnjevi poput C86200 i C86500 s nižom čvrstoćom.
Uvijek navedite UNS broj kako biste osigurali ispravna mehanička svojstva.
Kakav je C86300 u usporedbi s Aluminium Bronze (C95400)?
Obje su legure visoke čvrstoće. C86300 općenito nudi veću vlačnu čvrstoću i tvrdoću, dok je C95400 (Aluminijska bronca) pruža bolju otpornost na kavitaciju i udarna opterećenja.
