1. Introduksjon
OSS C90300 er en mye brukt tinn-bronse støpelegering som gir en praktisk kombinasjon av god støpeevne, Korrosjonsmotstand (Spesielt i marine miljøer), bære-/sliteegenskaper og tilfredsstillende mekanisk styrke.
Den er spesifisert for gjennomføringer, Pumpedeler, ventiler, gir og andre komponenter ved servicelasting, glidekontakt og korrosjonsmotstand er primære drivere.
2. Hva er bronse UNS C90300?
US C90300 er en støpt tinn bronse legering i UNS (Unified Numbering System) familie av kobberlegeringer.
Den er formulert for bruk i støperi og er vidt spesifisert hvor en balanse mellom støptbarhet, Korrosjonsmotstand (spesielt i marine og vannhåndteringsmiljøer), god oppførsel/slitasje og rimelig mekanisk styrke er påkrevd.
I praksis er C90300 valgt for komponenter som foringer, ermer, pumpe og ventildeler, små gir og marine beslag der glidekontakt, innstøping og motstand mot sjøvann eller våtkorrosjon er viktig.
Nøkkeltrekk og metallurgisk karakter
- God castability. C90300 heller og fyller former forutsigbart i sand, skall- og investeringsprosesser, muliggjør rimelig tynne seksjoner og gode overflatedetaljer når de behandles riktig.
- Tinnforsterket matrise. Tinn fungerer som et substitusjonslegeringselement i kobber, øke hardheten, slitestyrke og styrke i forhold til vanlig kobber samtidig som duktiliteten bevares tilstrekkelig for mange lager- og strukturelle bruksområder.
- Bæring og tribologisk ytelse. Legeringen viser tilpasningsevne og innbyggingsevne- den vil akseptere små forurensningspartikler inn i den mykere bronsematrisen i stedet for å få et hardere parringsskaft, gjør den egnet for glidelagre og foringer under grense eller blandet smøring.
- Utmerket korrosjonsbestandighet i vått miljø. Tinnbronse motstår generell korrosjon og fungerer godt i sjøvann og mange industrielle vannholdige miljøer; de er mindre utsatt for avzinking eller raskt lokalisert angrep enn mange messing.
- Ikke nedbørsherdende. Mekaniske egenskaper etableres først og fremst ved sammensetning og størkning/mikrostruktur; C90300 er normalt ikke gjenstand for forsterkning av løsnings-/aldringsbehandlinger.
Avspennings- eller glødeoperasjoner brukes hovedsakelig for dimensjonsstabilitet eller duktilitetsjusteringer. - Moderat maskinbarhet. Tinn forbedrer spondannelse og bearbeidbarhet i forhold til mange høyfaste kobberlegeringer; karbidverktøy og standard bronsebearbeidingspraksis er passende for produksjonsarbeid.
3. Legeringsidentitet og typisk kjemi
Verdiene presenteres som typiske vektprosentområder brukt for design og innkjøp; alltid bekrefte eksakte grenser med støperiets mølle/sertifiserte analyse for enhver kritisk applikasjon.
| Punkt | Typisk komposisjon (vekt%) | Funksjon / effekt |
| amerikansk betegnelse | C90300 | Unified Numbering System-identitet for denne støpte tinnbronse. |
| Kopper (Cu) | Balansere (~86,0 – 89.0%) | Base metal; gir matrise, termiske/elektriske egenskaper og duktilitet. |
| Tinn (Sn) | 7.5 - 9.0% | Hovedforsterkning og slitasje/korrosjonsbestandig element i legeringen. |
| Sink (Zn) | 3.0 - 5.0% | Forbedrer fluiditet, støping og deoksidering av smelten. |
| Nikkel (I) | 0 - 1.0% (typ.) | Valgfri; kan forbedre korrosjonsbestandigheten, styrke og seighet. |
| Stryke (Fe) | ≤ ~0,5 % (typ.) | Kontrollert urenhet eller bevisst tilsetning; påvirker styrke og slitasje. |
Bly (Pb) |
≤ ~0,2–0,25 % (Spor) | Kan vises på spornivåer i enkelte støpegods; små mengder hjelper maskinbearbeidbarheten, men er ikke et definerende element. |
| Silisium (Og) | ≤ ~0,5 % (Spor) | Deoksidasjon/flytende påvirkning; normalt kontrollert til lave nivåer. |
| Fosfor (P) | ≤ ~0,03 % (Spor) | Deoksidasjonsmiddel/avgasser-rester; holdt svært lavt for å unngå sprøhet. |
| Svovel (S) | ≤ ~0,02 % (Spor) | Urenhet; lave nivåer tolereres; overdreven S er skadelig. |
| Aluminium / Mangan / annen | Hver typisk ≤ ~0,1–0,3 % | Mindre mikrolegerings- eller trampelementer kontrollert etter spesifikasjon. |
4. Fysiske og mekaniske egenskaper
Nedenfor er representative as-cast-verdier for C90300 hentet fra typiske leverandør- og materialdatareferanser.
Faktiske egenskaper varierer med støpeprosessen, seksjonstykkelse, gatestrategi og smeltingspraksis – valider alltid med støpte kuponger fra støperiet ditt.
Fysiske egenskaper
| Eiendom | Typisk verdi |
| Tetthet | ≈ 8,7–8,9 g/cm³ (≈ 0.318 lb/in³). |
| Solidus / Flytende | ~854 °C (Solidus) - ~1000 °C (flytende) (guide til sikker skjenking og overheting). |
| Termisk konduktivitet | ~70–75 W/m·K (avhenger av Sn/Zn-innhold). |
| Elektrisk konduktivitet | ~10–12 % IACS (lav sammenlignet med rent kobber). |
| Termisk ekspansjonskoeffisient | ≈ 17 × 10⁻⁶ /° C. (rom til moderate temp). |
Mekaniske egenskaper (typisk som støpt)
| Eiendom | Typisk område / verdi |
| Strekkfasthet (Uts) | ~300–320 MPa (≈ 44–46 ksi) |
| Avkastning (0.5% offset) | ~145–152 MPa (≈ 21–22 ksi) |
| Forlengelse (i 50 mm) | ~18–30 % avhengig av seksjon og prosess |
| Brinell hardhet (Bnn) | ~ 70 hb (som støpt typisk) |
| Elastisitetsmodul | ~110–125 GPa |
5. Støpeatferd og støperipraksis
Egnede støpeprosesser
C90300 kan tilpasses de viktigste støpemetodene som brukes for bronse:
- Sandstøping — økonomisk for store eller tunge seksjoner.
- Investeringsstøping (Lost-wax casting) — beste overflatefinish og dimensjonsnøyaktighet for tynnere, detaljerte deler.
- Skallstøping og permanent formstøping — mellomliggende alternativer som gir forbedret overflatefinish og toleranse.
- Kontinuerlig og sentrifugalstøping brukes også til barer, ringer og visse former.
Kritiske støpeparametere
- Hellingstemperatur / overheting: respekter legeringens liquidus og unngå overoppheting;
Kontrastdata indikerer væske nær ~1000 °C og solidus nær ~854 °C — kontroll innenfor et smalt vindu for å balansere flyten og unngå oksidasjon/slagg. - Smelte renslighet: avgassing og filtrering er avgjørende; tinnbronse er følsomme for hydrogenporøsitet og oksidinneslutninger - keramiske filtre og roterende avgassere reduserer risikoen.
- Gating & fôring: design matere for å gi krymping i tunge seksjoner og bruk gradvise seksjonsoverganger for å unngå hot-spots og hot-tears.
Simulering (fylling/størkning) anbefales for komplekse geometrier. - Størkningskontroll: retningsbestemt størkning med frysninger eller frysninger/stigerør bidrar til å redusere krympingsfeil og foredler mikrostruktur i tykkere porsjoner.
Etter å ha støpt varmebehandling
C90300 er ikke en nedbørsherdende legering; den reagerer ikke på varmebehandlinger i løsningsalder for å øke styrken.
Typiske termiske trinn er stressavlastende utglødninger (for å fjerne støpespenninger og forbedre bearbeidbarheten) eller moderate glødinger for å forbedre duktiliteten der det er nødvendig.
Praktisk støperipraksis er avhengig av støpekontroll – ikke varmebehandling – for de fleste formål med mekaniske egenskaper.
6. Maskinbarhet, Bli med & etterbehandling
Maskinbarhet
- Moderat maskinbarhet - tinninnhold forbedrer spondannelse og bearbeidbarhet i forhold til mange høyfaste kobberlegeringer;
vanlige bearbeidbarhetsvurderingsverdier plasserer C90300 i en praktisk klasse for rutinemessig dreiing, fresing og boring med karbidverktøy. - Anbefalt praksis: bruk stiv feste, Karbidverktøy (belagte kvaliteter for produksjon), konservative feeds for å unngå oppbygget kant, og lett etterbehandling for kritiske overflater.
Svovel- og blyinnhold i andre legeringer (ikke C90300 blyfrie varianter) kan endre sponkontroll — verifiser sammensetningen før du velger skjæreparametere.
Bli med
- Lodding er den foretrukne sammenføyningsmetoden for bronsestøpegods ved behov (fyllmetaller og flussmiddel valgt for bronsekompatibilitet).
- Sveising er generelt unngått for store støpegods fordi bronse har en tendens til å lide av termisk sprekkdannelse og egenskapsendringer; lokalisert sveising kan brukes med spesialistprosedyrer og stressavlastning etter sveising der det er uunngåelig.
Overflatebehandling
- Polering, platting (I, AG), lakkering eller patinering brukes ofte avhengig av funksjonelle eller estetiske krav.
For bæreflater, honing eller lapping gir den nødvendige overflateteksturen for dannelse av smøremiddelfilm.
(Velg etterbehandlings- og sammenføyningsprosesser i samråd med støperiet for å unngå problemer med galvanisk kompatibilitet og vedheftproblemer.)
7. Korrosjon, slitasje og tribologisk ytelse
- Korrosjonsmotstand: Tinn bronse som C90300 utstilling utmerket motstand i ferskvanns- og sjøvannsmiljøer og brukes ofte til marin maskinvare og pumpekomponenter.
Tinninnholdet deres fremmer en stabil overflatefilm og reduserer mottakelighet for visse lokaliserte korrosjonsmekanismer. - Tribologi og bærende atferd: C90300 er verdsatt for god tilpasningsevne og innbyggingsevne - under blandet smøring eller grensesmøring har den en tendens til å akseptere små harde partikler inn i den mykere bronsematrisen i stedet for å skjære den hardere akselen.
Dette gjør det til et foretrukket materiale for bøssinger, glidelagre og hylser som går mot herdet stål. Riktig smøring og overflatefinish er fortsatt nødvendig for lang levetid.
Designnotat: for roterende lagre med høy belastning bør du vurdere testet lagergeometri, smøreregime og mulig bruk av forede eller komposittlagre hvis bruken overstiger bronsens evne.
8. Typiske bruksområder for UNS C90300-legering
Felles tjenesteområder hvor UNS C90300 er spesifisert:
- Gjennomføringer, ermer og glidelagre (hydrauliske pumper, girkasser).
- Pumpe og ventilkomponenter (løpehjul, Ventillegemer, seter) — spesielt innen marine og vannhåndteringsutstyr.
- Gir, snekkehjul og små konstruksjonsstøpte hvor støpeevne og slitestyrke er nødvendig.
- Marine beslag og propellkomponenter der sjøvannskorrosjonsbestandighet er nødvendig.
- Dekorative støpegods og arkitektoniske elementer hvor patina og estetikk betyr noe.
| Sammenligningsfaktor | C90300 (Tinn bronse) | C51000 (Fosfor bronse) | C95400 (Aluminium bronse) | Ledede bronser (F.eks., C93200, general) |
| Typisk komposisjon (vekt%) | Cu ≈ 86–89; Sn ≈ 7,5–9; Zn ≈ 3–5; minor Fe/Ni | Cu ≈ 90–95; Sn ≈ 5–10; P ≈ 0,01–0,35 (Spor) | Cu ≈ 78–88; Al ≈ 5–11; Fe/Ni/C (mindreårig) | Cu + Sn base med Pb tillegg ~1–4 % (varierer), liten Zn/Sn |
| Primær forsterkende mekanisme | Solid løsning & tinnrike faser fra støping | Solid løsning + fosfiddispersjon (P) — god vår/tretthet | Solid løsning + bestilte faser; høy styrke via Al-innhold | Solid løsning; Pb fungerer som fribearbeidende/myk fase for sponkontroll |
| Typisk as-cast UTS (MPA) | ~300–320 MPa | ~350–500 MPa (varierer med legering & behandling) | ~400–650 MPa (Høyere styrke) | ~220–350 MPa (avhenger av Pb, Sn innhold) |
Typisk hardhet (Hb) |
~70–140 HB (prosessavhengig) | ~80–160 HB | ~120–220 HB (høyere) | ~60–120 HB (mykere på grunn av Pb) |
| Slitasje & lagerytelse | God tilpasningsevne & innebyggbarhet; mye brukt til foringer | Utmerket tretthet og fjærytelse; gode lagerlegeringer tilgjengelig | Utmerket slitasje og høy belastningsevne | God smøreevne/innstøpingsevne; utmerket bearbeidbarhet for lagerinnsatser |
| Korrosjonsmotstand (sjøvann / våt env.) | Veldig bra (marine tjeneste felles) | Bra til veldig bra (avhenger av Sn) | Veldig bra til utmerket (aluminium bronse enestående i sjøvann) | Moderat; blyholdige legeringer kan korrodere i enkelte miljøer; ikke foretrukket for sjøvann |
Støptbarhet (støperiadferd) |
Veldig bra - sand, skall, investering | God; tilgjengelig som støpt eller smidd; fosforbronse ofte smidd | God til rettferdig - høyere skjenketemperatur, kresen på smeltekontroll | Utmerket castabilitet; mye brukt for økonomiske støpte lagre/deler |
| Maskinbarhet | Moderat — forbedret med Sn for brikkekontroll | God (fosforbronse kan være utfordrende hvis det er vanskelig) | Moderat til vanskelig - harde legeringer sliter verktøy | Glimrende (bly forbedrer friskjæringsadferden dramatisk) |
| Varmebehandlingsevne / herding | Ikke nedbørsherdbar; kun gløding/stressavlastning | Noen varianter reagerer på kaldt arbeid; ikke klassisk aldersherding | Noen legeringer kan varmebehandles for styrke (løsning/aldring) | Ikke aldersherdende; egenskaper kontrollert av sammensetning og arbeid |
Typiske applikasjoner |
Gjennomføringer, Pumpedeler, ventiler, Marine beslag, ormehjul | Lagre, fjærer, Elektriske kontakter, slitasjekomponenter | Tunge lagre, Marine propeller, komponenter med høy belastning, gir | Økonomiske foringer, beslag, lavpris maskinerte deler, høyvolumskomponenter |
| Relativ kostnad | Moderat - tinn er et førsteklasses element | Moderat - høy (fosfor og høy Sn øker kostnadene) | Høyere (Albronse og legeringer øker kostnadene) | Senke (blyholdige legeringer er økonomiske) |
| Viktige avveininger / valgnotat | Balansert valg for slitasje + korrosjon + støptbarhet | Velg når tretthet / fjærytelse eller elektriske egenskaper har betydning | Velg for høyeste styrke & alvorlig slitasje / kavitasjonsmotstand | Velg hvor maskineringskostnadene dominerer og korrosiv service ikke er kritisk; begrenset i bruk av drikke/vann |
10. Konklusjon
UNS C90300 tinnbronse er en tidstestet, høyverdig støpt kobberlegering som utmerker seg i å balansere mekanisk styrke, Bruk motstand, korrosjonsbestandighet, og støpbarhet.
Dens nøye konstruerte kjemiske sammensetning og ensartede mikrostruktur gir jevn ytelse ved moderat belastning, tjenestemiljøer med lav til middels hastighet, gjør den uunnværlig i marine, væskehåndtering, mekanisk kraftoverføring, og generelle ingeniørsektorer.
Vanlige spørsmål
Hva er det typiske tinninnholdet i C90300?
Typisk tinn er ~7,5–9,0 vekt% med kobber som balanse; sink er vanligvis tilstede ved ~3–5 vekt%. Sjekk alltid møllesertifikatet for partiet du mottar.
Kan C90300 varmebehandles for å øke styrken?
Nei — C90300 er ikke en nedbørsherdende legering.
Styrke og duktilitet styres først og fremst gjennom sammensetning, seksjonsstørrelse og størkningshastighet; spenningsavlastende utglødninger brukes for dimensjonsstabilitet.
Er UNS C90300 egnet for sjøvannsservice?
Ja – tinnbronser som C90300 brukes rutinemessig i marine miljøer og pumpekomponenter på grunn av god sjøvannskorrosjonsbestandighet og bunnhindrende oppførsel i forhold til mange ståltyper.
Hvilken støpeprosess bør jeg spesifisere?
Bruk Investeringsstøping for tynn, detaljerte deler og stramme toleranser; sand- eller skallstøping for større eller økonomiske deler.
Angi ønsket overflatefinish, toleransebånd og NDT-krav i forkant.
