1. Zavedenie
UNS C86300 je jednou z najvýraznejších zliatin medi v priemyselných prevádzkach, pretože nie je navrhnutá pre elektrickú vodivosť alebo ľahké obrábanie, ale pre vysoká sila, odpor, a odolnosť proti korózii pri veľkom zaťažení.
Patrí do rodiny formálne opísanej ako mangánový bronz a zliatiny olovnatého mangánového bronzu, označovaný aj ako vysokopevnostné žlté mosadze,
ktorý už signalizuje svoju pozíciu v krajine zliatin medi: je to konštrukčný bronz s vážnym nosným zámerom, nie univerzálna mosadz.
To, čo robí C86300 obzvlášť cenným, je jeho schopnosť pracovať pri nízkej rýchlosti, podmienky vysokého zaťaženia, kde na trvanlivosti povrchu záleží viac ako na vodivosti, a kde materiál musí odolávať mechanickému opotrebovaniu a korózii.
Preto sa objavuje v aplikáciách, ako sú mostové kolíky, puzdro, vačka, výstroj, časti hydraulického valca, veľké drieky ventilov, vrtule, a pomalobežné vysokozáťažové ložiská.
2. Čo je mangánový bronz C86300?
UNS C86300 je a mangán bronz, tiež bežne označovaný ako a vysokopevnostná žltá mosadz pre ťažký servis.
Nevyberá sa pre vodivosť alebo ľahké opracovanie; je vybraný, pretože kombinuje vysoká sila, Dobrý odolnosť proti korózii, a silnú nosnosť v náročnom mechanickom prostredí.
Literatúra o vývoji medi zaraďuje C86300 do skupiny vysokopevných mosadzí, ktoré môžu pracovať pod veľmi vysoké zaťaženie a stredne vysoké rýchlosti, pričom treba poznamenať, že tieto zliatiny vyžadujú tvrdý, dobre vyrovnané hriadele a spoľahlivé mazanie.
Prakticky, C86300 je a zliatina medi na náročnú prevádzku mechanických častí.
Sa bežne používa mostové čapy, puzdro, vačka, výstroj, časti hydraulického valca, veľké drieky ventilov, vrtule, a pomalobežné vysokozáťažové ložiská,
ktorý vám povie takmer všetko o jeho dizajnovom zámere: toto je konštrukčný bronz, ktorý má prežiť opotrebovanie, zaťaženie, a koróziu skôr ako univerzálnu výrobnú zliatinu.
Funkcie
Vysoká pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu.
C86300 je navrhnutý tak, aby prenášal zaťaženie a odolával povrchovému poškodeniu v pomalobežných alebo hranične mazaných systémoch.
Odkazy na zliatiny medi opisujú túto rodinu ako schopnú veľmi vysokého zaťaženia, s pevnosťou v ťahu výrazne nad 800 MPa pre triedu zliatin, a s vlastnosťami vhodnými pre ťažkú prevádzku ložísk a prevodov.
Dobrý odolnosť proti korózii.
C86300 sa používa v námornom hardvéri, časti lodí, sponky, kryt, kormidlo, a iné servisné diely vystavené korózii, čo odráža jeho schopnosť fungovať v agresívnom prostredí lepšie ako mnohé bežné mosadze.
Vynikajúca konštrukčná užitočnosť, ale nízka obrobiteľnosť.
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.
Najvhodnejšie pre pomalú rýchlosť, služby s vysokým zaťažením.
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.
Liata zliatina s viacerými formami dodávky.
C86300 is available as continuous cast, odstredivka, liaty do piesku, and precision cast material, which makes it usable both as finished cast components and as semi-finished stock for further machining or fabrication.
Ekvivalentné označenia k UNS C86300
Poznámka: these are published equivalent or associated specification designations for C86300; vo viacerých prípadoch, odkazujú skôr na štandardy produktov než na identické iba chemické aliasy.
| Štandardná rodina | Rovnocenný / súvisiace označenia pre 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 | |
| Šarvák | SAE J461, SAE J462 |
3. Chemické zloženie mangánového bronzu C86300
| Prvok | Rozsah zloženia C86300 | Metalurgická úloha |
| Cu | 60.0–66,0 % | Základná matrica a medený základ odolný voči korózii. |
| Pb | až do 0.20% | Len zvyškové olovo; C86300 nie je olovnatý voľne opracovateľný bronz. |
| Sn | až do 0.20% | Menší zvyškový prvok; nie cínovo-bronzové prevedenie. |
| Zn | 22.0–28,0 % | Hlavný maticový partner; pomáha definovať charakter pripomínajúci mosadz. |
| FE | 2.0–4,0% | Spevňujúci prvok a prvok podporujúci opotrebovanie. |
V |
až do 1.0% | Hodnota niklu zahŕňa kobalt; podporuje pevnosť a korózne vlastnosti. |
| Al | 5.0–7,5 % | Kľúčový posilňujúci prvok z mangánového bronzu. |
| Mn | 2.5–50% | Hlavný posilňovací a fázovo stabilizujúci prvok. |
| Cu + pomenované prvky | 99.0% blesk. | Kontrola zloženia je pre odlievaný konštrukčný bronz pomerne prísna. |
4. Fyzikálne a mechanické vlastnosti UNS C86300
Nižšie uvedené údaje sú zverejnené kontinuálne odlievanie hodnoty pre štandardne skladovaný C86300, merané pri 68° F / 20° C ak nie je uvedené inak.
C86300 sa tiež všeobecne považuje za a neohrievateľný zliať, takže jeho výkon sa riadi skôr zložením a stavom odlievania než konvenčným tepelným spracovaním spevnenia.
Fyzické vlastnosti
| Majetok | US zvyk | Metrika | Inžiniersky význam |
| Teplota topenia - kvapalina | 1693 ° F | 923 ° C | Vysoká teplota nalievania; vyžaduje starostlivú kontrolu taveniny a plesní. |
| Teplota topenia – solidus | 1625 ° F | 885 ° C | Označuje relatívne úzky rozsah tuhnutia pre liaty bronz. |
| Hustota | 0.283 lb/in³ | 7.83 g/cm³ | Hustý, robustná zliatina vhodná na nosné diely. |
| Špecifická hmotnosť | 7.83 | 7.83 | Potvrdzuje úroveň hustoty. |
| Elektrická vodivosť | 8% IACS | 0.046 MS/M | Nízka vodivosť; nie je určená ako elektricky vodivá zliatina. |
| Tepelná vodivosť |
20.5 Btu/ft²·h·°F |
35.5 W/m · k | Mierny prenos tepla, hlboko pod meďou. |
| Koeficient tepelnej rozťažnosti | 12 x 10⁻⁶ /°F (68–572 °F) | 20.7 × 10⁻⁶ /° C (20–300 ° C) | Mierny tepelný rast; dôležité pre dizajn lícovania a vôle. |
| Špecifická tepelná kapacita | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J/kg · k | Typické správanie pri akumulácii tepla zliatiny medi. |
| Modul pružnosti v ťahu | 14,200 ksi | 97,900 MPA | Dostatočne pevné pre štrukturálne služby, aj keď je menej tuhý ako oceľ. |
| Magnetická priepustnosť* | 1.09 | 1.09 | V podstate slabo magnetické v praktickej prevádzke. |
Mechanické vlastnosti
Nižšie uvedené mechanické hodnoty sú pre ASTM B505/B505M-23 plynulé liatie C86300 pri izbovej teplote.
| Mechanická vlastnosť | US zvyk | Metrika |
| Pevnosť v ťahu, blesk. | 110 ksi | 758 MPA |
| Medza klzu pri 0.5% predĺženie pri zaťažení, blesk. | 62 ksi | 427 MPA |
| Predĺženie 2 v. alebo 50 mm, blesk. | 14% | 14% |
| Tvrdosť podľa Brinella (3000 kg zaťaženie), typický | 223 Bnn | 223 Bnn |
| Limit deformácie v tlaku, blesk. | 55 ksi | 380 MPA |
| Hodnotenie obrobiteľnosti | 8 | 8 |
5. Spracovanie a výroba mangánového bronzu C86300
Odlievanie
C86300 je v podstate a zliatina orientovaná na odlievanie, a je komerčne dodávaný ako nepretržité obsadenie, odstredivka, a liaty do piesku materiál.
Je tiež pokrytý niekoľkými špecifikáciami týkajúcimi sa zlievarenstva, vrátane ASTM B505/B505M pre plynulé odlievanie, ASTM B271/B271M pre odstredivé odliatky, ASTM B584 na pieskové odliatky, a ASTM B763/B763M pre odliatky ventilov.
Šírka špecifikácií je silným signálom, že C86300 je určený skôr pre seriózne konštrukčné a opotrebované odlievané komponenty než pre jednoduché dekoratívne alebo univerzálne mosadzné diely..
Zo zlievarenského hľadiska, C86300 nie je mimoriadne zhovievavá zliatina.
Jeho zverejnené charakteristiky odlievania ukazujú nízka výťažnosť odlievania, vysoká omrvinka, stredná tekutosť, nízke plynovanie, nízky vplyv veľkosti sekcie, a vysoké zmrštenie pri tuhnutí.
Prakticky, to znamená, že úspešná výroba vo veľkej miere závisí od čistoty taveniny, prax riadeného nalievania, a dobre navrhnutý vtokový a kŕmny systém.
Zliatina môže robiť vynikajúce odliatky, ale iba vtedy, keď zlieváreň považuje kontrolu oxidov a kompenzáciu zmršťovania za premenné prvého rádu.
Obrábanie
C86300 je opracovateľný, ale nie vo voľnom zmysle. Je zverejnený hodnotenie obrobiteľnosti je 8, čo je v porovnaní s mosadzami s voľným obrábaním veľmi nízke.
Prakticky, to znamená obrábanie je možné, ale opotrebovanie nástroja, čipová kontrola, a povrchová úprava si vyžaduje viac pozornosti ako v prípade olovnatej mosadze.
C86300 by sa preto mal zvoliť pre výkon ako prvý, nie pre pohodlie pri obrábaní.
Príbuzný
Spájanie je ďalšou oblasťou, kde C86300 prejavuje svoj charakter „výkonnej zliatiny“..
Zverejnené ceny výroby spájkovanie ako nekvalitné, spájkovanie ako chudobné, kyslíkové zváranie ako nekvalitné, a oblúkové zváranie v ochrannej atmosfére plynu ako nekvalitné, zatiaľ čo oblúkové zváranie s povlakom kovu je hodnotené ako dobré.
Inými slovami, toto nie je zliatina, ktorá odmeňuje bežné spôsoby spájania.
Na dizajne záleží. Ak je pravdepodobné, že komponent bude zostavený mäkkým spájkovaním alebo tvrdým spájkovaním, C86300 je zvyčajne nesprávna voľba.
Ak je pripojenie nevyhnutné, návrh a postup by sa mali vypracovať okolo jednej jasne prijateľnej trasy: oblúkové zváranie povlakovaného kovu, s primeranou kvalifikáciou a pozornosťou na skreslenie, tepelný vstup, a spoločný dizajn.
Tepelné spracovanie
C86300 áno nereaguje na konvenčné tepelné spracovanie spôsobom, akým to robia zliatiny vytvrdzujúce precipitáciou.
Jeho sila pochádza zo zloženia a liatej štruktúry, nie z cyklu vytvrdzovania, ktorý výrazne zvyšuje mechanické vlastnosti.
To znamená, že by ste nemali očakávať, že krok tepelného spracovania zmení C86300 na materiálovo odlišnú triedu pevnosti..
Čo sa dá použiť, však, je úľava na stres. Publikované údaje naznačujú stav úľavy od stresu 500° F / 260° C, s časom pri teplote 1 hodinu na palec hrúbky steny.
Toto je krok riadenia zvyškového stresu, nie posilňujúca liečba.
Je to užitočné, keď odliatok alebo obrábaný komponent potrebuje zlepšenú rozmerovú stabilitu po ťažkom obrábaní alebo výrobe, ale nemalo by sa to považovať za proces zveľaďovania majetku.
6. Výhody a obmedzenia mangánového bronzu C86300
Hlavné výhody
Vysoká pevnosť pre zliatinu medi.
C86300 je navrhnutý ako odolný bronz, nie univerzálna mosadz.
Jeho legovací systém mu dáva veľmi vysokú nosnosť, a odkazy na zliatinu medi ju zaraďujú medzi materiály vhodné pre veľké zaťaženie a rázové zaťaženie pri nízkych rýchlostiach.
Vynikajúce správanie sa pri opotrebovaní a odieraní.
Táto zliatina funguje dobre v aplikáciách s klzným kontaktom, kde na trvanlivosti povrchu záleží viac ako na elektrickej vodivosti alebo ľahkom obrábaní.
Jeho použitie v pomalobežných vysoko zaťažených ložiskách a komponentoch náchylných na opotrebovanie odráža tento profil pevnosti a opotrebovania.
Dobrý odolnosť proti korózii.
C86300 je opakovane popisovaný ako odolný voči korózii, čo je jeden z dôvodov, prečo sa používa v námornom hardvéri, komponenty súvisiace s vrtuľou, kormidlo, a iné časti náchylné na expozíciu.
V prevádzke, táto odolnosť proti korózii je obzvlášť cenná v kombinácii s jej pevnosťou a odolnosťou proti opotrebovaniu.
Silný výkon pri nízkej rýchlosti, služby s vysokým zaťažením.
Rodina zliatin je obzvlášť vhodná pre pomalú rýchlosť, ložiská pre veľké zaťaženie, za predpokladu, že hriadeľ je tvrdý a prostredie nie je abrazívne.
Vedenie medeného ložiskového materiálu tiež poznamenáva, že tieto mangánové bronzy môžu pracovať pri vysokých zaťaženiach, ale potrebujú dobré mazanie a neabrazívne prevádzkové podmienky.
Dostupné vo viacerých odlievacích cestách.
C86300 je možné vyrobiť ako plynulé liatie, odstredivka, liaty do piesku, and precision cast material, čo dáva inžinierom flexibilitu vo veľkosti dielov, geometria, a výrobná cesta.
Hlavné obmedzenia
Nízka obrobiteľnosť.
C86300 nie je voľne obrábateľná zliatina. Hodnotenie jeho obrobiteľnosti je len 8, čo znamená opotrebovanie nástroja, čipová kontrola, a povrchovú úpravu je potrebné starostlivo zvládnuť.
Je to výkonnostný bronz, nie je obchodná mosadz.
Kasting je náročný.
Zliatina ukazuje nízka výťažnosť odlievania, vysoká omrvinka, stredná tekutosť, nízke plynovanie, a vysoké zmrštenie pri tuhnutí.
Táto kombinácia znamená, že zvukové odliatky vyžadujú silnú procesnú disciplínu, dobrý dizajn kŕmenia, a starostlivá kontrola topenia.
Možnosti pripojenia sú obmedzené.
Publikovaný návod na výrobu mier spájkovania, spájkovanie, kyslíkové zváranie, a zváranie v ochrannej atmosfére plynu ako zlé, zatiaľ čo oblúkové zváranie kovov s povlakom je praktickou výnimkou.
Inými slovami, C86300 nie je vhodná zliatina na jednoduché spájanie.
Nie je ideálny pre špinavé alebo abrazívne prevádzkové podmienky.
Vedenie medeného ložiska - materiál varuje, že ložiská z mangánového bronzu potrebujú vysoká tvrdosť hriadeľa a neabrazívne prevádzkové podmienky,
a že zle znášajú špinavé mazanie, pretože majú malú kapacitu na zachytenie nečistôt.
7. Aplikácia mangánového bronzu C86300
Námorné komponenty pre veľké zaťaženie
C86300 je široko používaný v námornom hardvéri, pretože kombinuje odolnosť proti korózii s odolnosťou proti opotrebovaniu a štrukturálnou pevnosťou.
Medzi typické príklady patrí vrtule, kormidlo, sponky, kryt, a lodný hardvér.
Ložiská
Jedna z klasických úloh zliatiny je v pomalá rýchlosť, ložiská pre veľké zaťaženie a puzdro. Toto je jedna z najdôležitejších technických výklenkov zliatiny.
Výstroj, Vačky, a časti prenosu pohybu
C86300 sa bežne používa v výstroj, vačka, a strojové súčasti ktoré vyžadujú trvanlivosť povrchu pri vysokom kontaktnom namáhaní.
Hydraulické a ventilové komponenty
Zliatina je častou voľbou pre časti hydraulického valca, veľké drieky ventilov, a skrutkovacie matice.
Tieto aplikácie vyžadujú dobrú pevnosť v tlaku, odpor, a odolnosť proti korózii, najmä tam, kde sa pohyb opakuje a mazanie je nedokonalé.
Konštrukčný a priemyselný hardvér
C86300 sa tiež objavuje v mostové čapy, vzpery, rámy, zátvorky, ochranca, a stavebný hardvér.
Špeciálne nakladacie a ťažké servisné zariadenia
Odkazy na zliatinu medi spájajú mangánové bronzy s ťažké bremená a rázové zaťaženie pri nízkych rýchlostiach,
vrátane ložiská podvozku lietadla a iné ovládacie plochy alebo konštrukčné časti, kde je kritická rozmerová integrita.
8. C86300 vs. Konkurenčné zliatiny: Čo ju odlišuje
| Porovnávacia položka | C86300 | C95400 | C95500 |
| Zliatinová rodina / umiestnenie | Mangánový bronz; žltá mosadz s vysokou pevnosťou určená pre náročné mechanické použitie. | Hliníkový bronz; širokoúčelový konštrukčný bronz, ktorý sa široko používa pri opotrebovaní a zaťažení. | Nikel hliníkový bronz; zliatina na ťažkú prevádzku s pevnejšou námornou polohou a polohou orientovanou na opotrebovanie. |
| Reprezentatívna pevnosť v ťahu pri kontinuálnom odlievaní | 110 ksi minimum. | 85 ksi minimum. | 95 ksi minimum. |
| Reprezentatívna medza klzu kontinuálneho odlievania | 62 ksi minimum. | 32 ksi minimum.
) |
42 ksi minimum. |
| Reprezentatívne kontinuálne odlievané predĺženie | 14% minimálne. | 12% minimálne.
) |
10% minimálne. |
| Hustota | 0.283 lb/cu in; špecifická hmotnosť 7.83. | 0.269 lb/cu in; špecifická hmotnosť 7.45. | 0.272 lb/cu in; špecifická hmotnosť 7.53. |
| Elektrická vodivosť | 8% IACS. | 13% IACS. | 8% IACS. |
| Tepelná vodivosť | 20.5 Btu/sq ft/h/°F. | 33.9 Btu/sq ft/h/°F. | 24.2 Btu/sq ft/h/°F. |
| Modul pružnosti | 14,200 ksi. | 15,500 ksi. | 16,000 ksi. |
| Hodnotenie obrobiteľnosti | 8. | 60. | 50. |
| Castingové správanie | Nízka výťažnosť odlievania, vysoká omrvinka, stredná tekutosť, nízke plynovanie, vysoké zmrštenie pri tuhnutí. | Nízka výťažnosť odlievania, vysoká omrvinka, stredná tekutosť, stredné plynovanie, vysoké zmrštenie pri tuhnutí. | Nízka výťažnosť odlievania, vysoká omrvinka, stredná tekutosť, stredné plynovanie, vysoké zmrštenie pri tuhnutí. |
Príbuzný / výroba |
Slabé spájkovanie, spájkovanie chudobné, kyslíkoacetylénové zváranie slabé, zváranie v ochrannej atmosfére plynu slabé, potiahnuté kovové oblúkové zváranie dobré. | Spájkovanie dobré, spájkovanie dobre, kyslíkové zváranie sa neodporúča, oblúkové zváranie v ochrannej atmosfére plynu dobré, potiahnuté kovové oblúkové zváranie dobré. | Spájkovanie dobré, veľtrh spájkovania, kyslíkové zváranie sa neodporúča, oblúkové zváranie v ochrannej atmosfére plynu dobré, potiahnuté kovové oblúkové zváranie dobré. |
| Typický dôraz na službu | Nízkorýchlostné ložiská pre veľké zaťaženie, puzdro, výstroj, vačka, časti hydraulického valca, mostové čapy, vrtule, stonky ventilu, a námorný hardvér. | Ložiská, puzdro, výstroj, telá ventilu, diel, vodidlá horúceho mlyna, podvozky, a priemyselné opotrebiteľné komponenty. | Morský hardvér, telá ventilu, ložiská, puzdro, výstroj, diely súvisiace s vrtuľou, nosiť, a priemyselné diely pre náročný servis. |
9. Záver
Mangánový bronz C86300 je dôkazom sily materiálového inžinierstva, kombinujúci zlievateľnosť mosadze, pevnosť ocele, a odolnosť hliníkových bronzov proti korózii do jedného, všestranný materiál.
Jeho starostlivo vyvážené chemické zloženie — meď, zinok, mangán, hliník, a železo – vytvára viacfázovú mikroštruktúru
ktorý dodáva výnimočnú silu, odpor, a ťažnosť, čo z neho robí ideálnu voľbu pre najnáročnejšie náročné aplikácie.
Od svojej úlohy v ložiskách ťažkých strojov a námorných vrtuľových nábojoch až po letecké pristávacie zariadenia a civilnú infraštruktúru, C86300 rieši obmedzenia konvenčných zliatin medi a dokonca aj niektorých ocelí.
Jeho schopnosť odolávať vysokému zaťaženiu, drsné prostredie, a cyklické zaťaženie – pričom zostáva zlievateľné a opracovateľné – ho odlišuje od skutočného pracanta v strojárstve.
Pre každého, kto hľadá materiál, ktorý vyvažuje silu, odpor, a odolnosť proti korózii pre náročné použitie, C86300 nie je len voľba – je to štandard.
Časté otázky
Môže byť C86300 použitý v samomazných aplikáciách?
Áno, ale len pri úprave.
C86300 sa často používa ako základný kov pre ložiská s grafitovým uzáverom, kde sú do bronzu vložené zátky s pevným mazivom, ktoré umožňujú bezolejovú prevádzku v drsnom prostredí.
Je C86300 rovnaký ako „Mangánový bronz“?
C86300 je najbežnejší „vysoko pevný“ mangánový bronz. Avšak, existujú aj iné druhy ako C86200 a C86500 s nižšou pevnosťou.
Vždy uveďte číslo UNS, aby ste zaistili správne mechanické vlastnosti.
Ako je C86300 v porovnaní s hliníkovým bronzom (C95400)?
Obidve sú zliatiny s vysokou pevnosťou. C86300 vo všeobecnosti ponúka vyššiu pevnosť v ťahu a tvrdosť, zatiaľ čo C95400 (Hliníkový bronz) poskytuje lepšiu odolnosť voči kavitácii a nárazovému zaťaženiu.
