1. Uvod
NAS C90300 široko je korištena legura za lijevanje kositra i bronce koja pruža praktičnu kombinaciju dobre livljivosti, otpor korozije (posebno u morskim okruženjima), ponašanje ležaja/habanja i zadovoljavajuća mehanička čvrstoća.
Određen je za čahure, dijelovi pumpe, ventili, zupčanici i druge komponente gdje servisno opterećenje, klizni kontakt i otpornost na koroziju primarni su pokretači.
2. Što je Bronze UNS C90300?
US C90300 je lijevani kositar bronca legura u UNS (Ujedinjeni sustav numeriranja) Obitelj bakrenih legura.
Formuliran je za upotrebu u ljevaonicama i široko je specificiran gdje je ravnoteža odljenost, otpor korozije (osobito u morskim i vodnim okruženjima), dobro držanje/habanje i razumna mehanička čvrstoća je potrebno.
U praksi se C90300 bira za komponente kao što su čahure, rukavi, dijelovi pumpe i ventila, male zupčanike i brodske armature gdje klizni kontakt, važna je mogućnost ugradnje i otpornost na morsku vodu ili mokru koroziju.
Ključne značajke i metalurški karakter
- Dobra odbacivost. C90300 izlijeva i puni kalupe na predvidljiv način u pijesak, ljuske i investicijskih procesa, omogućujući razumno tanke dijelove i dobre detalje površine kada se pravilno obrade.
- Matrica ojačana kositrom. Kositar djeluje kao zamjenski legirajući element u bakru, podizanje tvrdoće, otpornost na habanje i čvrstoća u odnosu na obični bakar uz očuvanje duktilnosti dostatne za mnoge ležajeve i konstrukcijske namjene.
- Ležaj i tribološka izvedba. Legura izlaže konformabilnost i ugradljivost— prihvatit će male čestice onečišćenja u mekšu brončanu matricu radije nego postići tvrđu spojnu osovinu, što ga čini prikladnim za klizne ležajeve i čahure pod graničnim ili mješovitim podmazivanjem.
- Izvrsna otpornost na koroziju u mokrom okruženju. Kositrena bronca otporna je na opću koroziju i dobro se ponaša u morskoj vodi i mnogim industrijskim vodenim sredinama; oni su manje skloni dezincifikaciji ili brzom lokaliziranom napadu od mnogih mjedi.
- Ne otvrdnjava taloženjem. Mehanička svojstva utvrđuju se prvenstveno sastavom i skrućivanjem/mikrostrukturom; C90300 obično nije podložan ojačavanju otopinom/starenjem.
Postupci smanjenja naprezanja ili žarenja koriste se uglavnom za dimenzionalnu stabilnost ili prilagođavanje duktilnosti. - Umjerena obradivost. Kositar poboljšava stvaranje strugotine i obradivost u odnosu na mnoge bakrene legure visoke čvrstoće; karbidni alati i standardne prakse strojne obrade bronce prikladni su za rad u proizvodnji.
3. Identitet legure i tipična kemija
Vrijednosti su predstavljene kao tipični rasponi masenih postotaka koji se koriste za dizajn i nabavu; uvijek potvrditi točne granice s mlinom ljevaonice/certificiranom analizom za bilo koju kritičnu primjenu.
| Artikal | Tipičan sastav (WT%) | Funkcija / učinak |
| Američka oznaka | C90300 | Identitet jedinstvenog sustava numeriranja za ovu lijevanu kositrenu broncu. |
| Bakar (Pokrajina) | Uravnotežiti (~86,0 – 89.0%) | Bazni metal; pruža matricu, toplinska/električna svojstva i duktilnost. |
| Kositar (Sn) | 7.5 - 9.0% | Glavni element za ojačanje i otpornost na habanje/koroziju u leguri. |
| Cinkov (Zn) | 3.0 - 5.0% | Poboljšava fluidnost, livljivost i deoksidaciju taline. |
| Nikla (U) | 0 - 1.0% (tip.) | Neobavezan; može poboljšati otpornost na koroziju, snaga i žilavost. |
| Željezo (FE) | ≤ ~0,5% (tip.) | Kontrolirana nečistoća ili namjerno dodavanje; utječe na čvrstoću i habanje. |
Dovesti (Pb) |
≤ ~0,2–0,25% (trag) | Može se pojaviti u tragovima u nekim odljevcima; male količine pomažu obradivosti, ali nisu odlučujući element. |
| Silicij (I) | ≤ ~0,5% (trag) | Dezoksidacija/utjecaj na fluidnost; normalno kontrolirana do niskih razina. |
| Fosfor (P) | ≤ ~0,03% (trag) | Ostatak deoksidizatora/degazatora; držati vrlo nisko kako bi se izbjegla krtost. |
| Sumpor (S) | ≤ ~0,02% (trag) | Nečistoća; niske razine tolerirane; prekomjerni S je štetan. |
| Aluminij / Mangan / drugo | Svaki tipično ≤ ~0,1–0,3% | Manji mikrolegirani ili tramp elementi kontrolirani prema specifikaciji. |
4. Fizikalna i mehanička svojstva
Ispod su reprezentativne lijevane vrijednosti za C90300 izvučene iz tipičnih dobavljača i referenci podataka o materijalu.
Stvarna svojstva ovise o postupku lijevanja, debljina presjeka, strategija usmjeravanja i praksa taljenja — uvijek potvrdite lijevanim kuponima iz vaše ljevaonice.
Fizička svojstva
| Vlasništvo | Tipična vrijednost |
| Gustoća | ≈ 8,7–8,9 g/cm³ (≈ 0.318 lb/in³). |
| Solud / Tekućina | ~854 °C (solud) - ~1000 °C (tekućina) (vodič za sigurno izlijevanje i pregrijavanje). |
| Toplinska vodljivost | ~70–75 W/m·K (ovisi o sadržaju Sn/Zn). |
| Električna vodljivost | ~10–12 % IACS (nizak u usporedbi s čistim bakrom). |
| Koeficijent toplinskog širenja | ≈ 17 × 10⁻⁶ /° C (sobna do umjerena temp). |
Mehanička svojstva (tipično as-cast)
| Vlasništvo | Tipičan raspon / vrijednost |
| Zatečna čvrstoća (UTS) | ~300–320 MPa (≈ 44–46 ksi) |
| Prinos (0.5% nagib) | ~145–152 MPa (≈ 21–22 ksi) |
| Produženje (u 50 mm) | ~18–30% ovisno o dijelu i procesu |
| Tvrdoća po Brinellu (Bnn) | ~ 70 Hb (as-cast tipičan) |
| Modul elastičnosti | ~110–125 GPa |
5. Ponašanje pri lijevanju i ljevaonička praksa
Prikladni postupci lijevanja
C90300 je prilagodljiv glavnim metodama lijevanja bronce:
- Lijevanje pijeska — ekonomičan za velike ili teške dijelove.
- Investicijski lijev (Izgubljeni vosak) — najbolja završna obrada površine i točnost dimenzija za razrjeđivač, detaljni dijelovi.
- Ljuskanje i trajno lijevanje u kalupe — međuopcije koje nude poboljšanu površinsku obradu i toleranciju.
- Kontinuirano i centrifugalno lijevanje koriste se i za barove, prstenje i određeni oblici.
Kritični parametri lijevanja
- Temperatura ulijevanja / pregrijavanje: poštujte likvidus legure i izbjegavajte prekomjerno pregrijavanje;
Concast podaci pokazuju da je tekućina blizu ~1000 °C a solidus blizu ~854 °C — kontrola unutar uskog prozora za uravnoteženje fluidnosti i izbjegavanje oksidacije/šljaka. - Otopite čistoću: bitni su otplinjavanje i filtracija; kositrene bronce osjetljive su na vodikovu poroznost i uključivanje oksida — keramički filtri i rotacijski otplinjači smanjuju rizike.
- Kapiranje & hranjenje: projektirati dodavače za postizanje skupljanja u teškim dijelovima i koristiti postupne prijelaze presjeka kako bi se izbjegle vruće točke i vruća pukotina.
Simulacija (punjenje/stvrdnjavanje) preporučuje se za složene geometrije. - Kontrola očvršćivanja: usmjereno skrućivanje s hlađenjem ili hlađenjem/uzdizanjem pomaže smanjiti nedostatke skupljanja i pročišćava mikrostrukturu u debljim dijelovima.
Poslije liječenja toplinske obrade
C90300 je nije legura koja otvrdnjava taloženjem; ne reagira na toplinske tretmane starenja otopine za povećanje čvrstoće.
Tipični toplinski koraci su žarenje za ublažavanje stresa (za uklanjanje naprezanja lijevanja i poboljšanje obradivosti) ili umjereno žarenje za poboljšanje duktilnosti gdje je potrebno.
Praktična ljevaonička praksa oslanja se na kontrolu lijevanja - ne toplinsku obradu - za većinu ciljeva mehaničkih svojstava.
6. Obradivost, spajanje & završnica
Obradivost
- Umjerena obradivost — sadržaj kositra poboljšava stvaranje strugotine i obradivost u odnosu na mnoge bakrene legure visoke čvrstoće;
uobičajene vrijednosti ocjene obradivosti svrstavaju C90300 u praktičnu klasu za rutinsko tokarenje, glodanje i bušenje alatom od tvrdog metala. - Preporučena praksa: koristite kruto učvršćenje, alati za karbid (obložene vrste za proizvodnju), konzervativni dodaci kako bi se izbjeglo nakupljanje rubova, i lagani završni prolazi za kritične površine.
Sadržaj sumpora i olova u drugim legurama (ne C90300 varijante bez olova) može promijeniti kontrolu strugotine — provjerite sastav prije odabira parametara rezanja.
Spajanje
- Lemljenje je poželjna metoda spajanja za brončane odljevke kada je to potrebno (metali za punjenje i topilo odabrani za kompatibilnost s broncom).
- Zavarivanje općenito se izbjegava za velike odljevke jer bronca ima tendenciju patiti od toplinskog pucanja i promjena svojstava; lokalizirano zavarivanje može se koristiti uz specijalizirane postupke i smanjenje naprezanja nakon zavarivanja gdje je to neizbježno.
Završnica površine
- Poliranje, pozlaćivanje (U, Ag), lakiranje ili patiniranje obično se primjenjuju ovisno o funkcionalnim ili estetskim zahtjevima.
Za nosive površine, brušenje ili lapiranje proizvodi potrebnu teksturu površine za stvaranje filma maziva.
(Odaberite postupke završne obrade i spajanja u dogovoru s ljevaonicom kako biste izbjegli probleme s galvanskom kompatibilnošću i probleme s prianjanjem završne obrade.)
7. Korozija, trošenje i tribološka svojstva
- Otpor korozije: Kositrena bronca kao što je izložak C90300 izvrsna otpornost u okruženju slatke i morske vode i obično se koriste za brodski hardver i komponente pumpi.
Njihov sadržaj kositra potiče stabilan površinski film i smanjuje osjetljivost na određene lokalizirane mehanizme korozije. - Tribologija i ponašanje ležaja: C90300 je cijenjen za dobra prilagodljivost i mogućnost ugradnje — pod mješovitim ili graničnim podmazivanjem nastoji prihvatiti male tvrde čestice u mekšu brončanu matricu umjesto da zarezuje tvrđu osovinu.
To ga čini omiljenim materijalom za čahure, klizni ležajevi i rukavci koji rade na kaljenom čeliku. Pravilno podmazivanje i završna obrada površine i dalje su potrebni za dug radni vijek.
Napomena za dizajn: za rotirajuće ležajeve visokog opterećenja uzeti u obzir ispitanu geometriju ležaja, režim podmazivanja i moguća uporaba obloženih ili kompozitnih ležajeva ako opterećenje premašuje sposobnost bronce.
8. Tipične primjene UNS C90300 legure
Uobičajena područja usluga u kojima je naveden UNS C90300:
- Čahure, rukavci i klizni ležajevi (hidrauličke pumpe, mjenjači).
- Komponente pumpe i ventila (ronilaca, tijela ventila, mjesta) — posebno u pomorskoj opremi i opremi za rukovanje vodom.
- Zupčanici, pužni kotači i mali konstrukcijski odljevci gdje su potrebne livljivost i otpornost na habanje.
- Morski armature i komponente propelera gdje je potrebna otpornost na koroziju morske vode.
- Dekorativni odljevci i arhitektonski elementi gdje su patina i estetika važni.
| Faktor usporedbe | C90300 (Kositrena bronca) | C51000 (Fosforna bronca) | C95400 (Aluminijska bronca) | Olovni bronzovi (Npr., C93200, general) |
| Tipičan sastav (WT%) | Cu ≈ 86–89; Sn ≈ 7,5–9; Zn ≈ 3–5; manji Fe/Ni | Cu ≈ 90–95; Sn ≈ 5–10; P ≈ 0,01–0,35 (trag) | Cu ≈ 78–88; Al ≈ 5–11; Fe/Ni/C (manji) | Pokrajina + Sn baza sa Pb dodaci ~1–4% (varira), mali Zn/Sn |
| Primarni mehanizam ojačanja | Čvrsta otopina & faze bogate kositrom iz lijevanja | Čvrsta otopina + fosfidna disperzija (P) — dobro proljeće/umor | Čvrsta otopina + naručene faze; visoka čvrstoća zahvaljujući sadržaju Al | Čvrsta otopina; Pb djeluje kao slobodna strojna/meka faza za kontrolu strugotine |
| Tipični lijevani UTS (MPA) | ~300–320 MPa | ~350–500 MPa (varira s legurom & liječenje) | ~400–650 MPa (veća snaga) | ~220–350 MPa (ovisi o Pb, Sadržaj Sn) |
Tipična tvrdoća (HB) |
~70–140 HB (ovisan o procesu) | ~80–160 HB | ~120–220 HB (viši) | ~60–120 HB (mekši zbog Pb) |
| Nositi & izvedba ležaja | Dobra kompatibilnost & ugradivost; široko se koristi za čahure | Izvrsna izvedba umora i opruge; dostupne dobre legure za ležajeve | Izvrsno trošenje i sposobnost podnošenja velikog opterećenja | Dobra mazivost/mogućnost ugradnje; izvrsna obradivost umetaka za ležajeve |
| Otpor korozije (morska voda / vlažna okolina) | Vrlo dobar (marine service common) | Dobro do vrlo dobro (ovisi o Sn) | Vrlo dobro do izvrsno (aluminijske bronce izvanredne u morskoj vodi) | Umjeren; olovne legure mogu korodirati u nekim okruženjima; nije poželjno za morsku vodu |
Odljenost (ponašanje ljevaonice) |
Vrlo dobro — pijesak, ljuska, ulaganje | Dobro; dostupan kao lijevani ili kovani; fosforna bronca često kovana | Dobro do prilično — viša temperatura izlijevanja, izbirljiv u kontroli taljenja | Izvrsna odljevanost; široko se koristi za ekonomične lijevane ležajeve/dijelove |
| Obradivost | Umjereno — poboljšano Sn za kontrolu strugotine | Dobro (fosforne bronce mogu biti izazovne ako su tvrde) | Umjereno do teško — habajući alati od tvrdih legura | Izvrstan (olovo dramatično poboljšava ponašanje slobodnog rezanja) |
| Mogućnost toplinske obrade / stvrdnjavanje | Ne stvrdnjava na taloženje; samo žarenje/olakšanje stresa | Neke varijante odgovaraju na hladni rad; ne klasično starenje | Neke se legure mogu toplinski obrađivati radi čvrstoće (rješenje/starenje) | Ne otvrdnjava starenjem; svojstva kontrolirana sastavom i radom |
Tipične primjene |
Čahure, dijelovi pumpe, ventili, morske okove, pužni kotači | Ležajevi, izvori, Električni priključci, habajuće komponente | Teški ležajevi, morski propeleri, komponente visokog opterećenja, zupčanici | Ekonomične čahure, fiting, jeftini obrađeni dijelovi, komponente velikog volumena |
| Relativni trošak | Umjereno — kositar je vrhunski element | Umjeren (fosfor i visoki Sn povećavaju troškove) | Viši (Albronca i legiranje povećavaju cijenu) | Donji (olovne legure su ekonomične) |
| Ključni kompromisi / bilješka o odabiru | Uravnotežen izbor za nošenje + korozija + odljenost | Odaberite kada umor / bitne su performanse opruge ili električna svojstva | Odaberite najveću snagu & jako trošenje / otpor kavitacije | Odaberite gdje dominira trošak strojne obrade i gdje korozivna usluga nije kritična; ograničeno korištenje za piće/vodu |
10. Zaključak
UNS C90300 kositrena bronca je a testiran vremenom, visokovrijedna lijevana bakrena legura koji se ističe u uravnoteženju mehaničke čvrstoće, nositi otpor, otpornost na koroziju, i odvezenost.
Njegov pomno osmišljen kemijski sastav i ujednačena mikrostruktura daju dosljednu izvedbu pri umjerenom opterećenju, servisna okruženja niske do srednje brzine, što ga čini nezamjenjivim u pomorstvu, tekućina, mehanički prijenos snage, i opći inženjerski sektori.
Česta pitanja
Koliki je tipični sadržaj kositra u C90300?
Tipični lim je ~7,5–9,0 tež.% s bakrom kao ravnotežom; cink je obično prisutan u ~3–5 tež.%. Uvijek provjerite certifikat mlina za lot koji dobijete.
Može li se C90300 toplinski obraditi radi povećanja čvrstoće?
Ne — C90300 nije legura koja otvrdnjava taloženjem.
Čvrstoća i duktilnost prvenstveno se kontroliraju kroz sastav, veličina presjeka i brzina skrućivanja; za dimenzionalnu stabilnost koriste se žarenja za ublažavanje naprezanja.
Je li UNS C90300 prikladan za usluge morske vode?
Da — kositrene bronce kao što je C90300 rutinski se koriste u morskim okruženjima i komponentama pumpi zbog dobre otpornosti na koroziju u morskoj vodi i ponašanja protiv obraštanja u odnosu na mnoge čelike.
Koji postupak lijevanja trebam navesti?
Koristiti casting za tanke, detaljni dijelovi i uske tolerancije; lijevanje u pijesku ili školjkama za veće ili ekonomične dijelove.
Navedite željenu završnu obradu površine, opseg tolerancije i NDT zahtjevi naprijed.
