1. Introduktion
Oss C90300 är en mycket använd tenn-brons gjutlegering som ger en praktisk kombination av god gjutbarhet, korrosionsmotstånd (särskilt i marina miljöer), lager/nötningsbeteende och tillfredsställande mekanisk hållfasthet.
Den är specificerad för bussningar, pumpdelar, ventiler, växlar och andra komponenter vid servicelastning, glidkontakt och korrosionsbeständighet är primära drivkrafter.
2. Vad är brons UNS C90300?
US C90300 är en gjuten plåt brons legering i UNS (Enhetligt numreringssystem) Kopparlegeringar.
Det är formulerat för gjuteribruk och är brett specificerat där en balans mellan kastbarhet, korrosionsmotstånd (särskilt i marina och vattenhanteringsmiljöer), bra lager/nötningsbeteende och rimlig mekanisk hållfasthet krävs.
I praktiken väljs C90300 för komponenter som bussningar, ärm, pump och ventildelar, små växlar och marina beslag där glidkontakt, inbäddningsförmåga och motståndskraft mot havsvatten eller våtkorrosion är viktiga.
Nyckelegenskaper och metallurgisk karaktär
- Bra kastbarhet. C90300 häller och fyller formar förutsägbart i sand, skal- och investeringsprocesser, möjliggör rimligt tunna sektioner och bra ytdetaljer vid korrekt bearbetning.
- Tennförstärkt matris. Tenn fungerar som ett substitutionslegeringselement i koppar, höjer hårdheten, slitstyrka och hållfasthet i förhållande till vanlig koppar samtidigt som duktiliteten bibehålls tillräcklig för många lager- och strukturella användningar.
- Bäring och tribologisk prestanda. Legeringen utställningar formbarhet och inbäddningsbarhet– det kommer att ta emot små föroreningar i den mjukare bronsmatrisen istället för att få ett hårdare passande skaft, vilket gör den lämplig för glidlager och bussningar under gränssmörjning eller blandad smörjning.
- Utmärkt korrosionsbeständighet i våt miljö. Tennbronser motstår allmän korrosion och fungerar bra i havsvatten och många industriella vattenhaltiga miljöer; de är mindre benägna för avzinkning eller snabb lokal attack än många mässing.
- Ej nederbördshärdande. Mekaniska egenskaper fastställs främst av sammansättning och stelning/mikrostruktur; C90300 är normalt inte föremål för förstärkning av lösning/åldrande behandlingar.
Avspännings- eller glödgningsoperationer används huvudsakligen för dimensionsstabilitet eller duktilitetsjusteringar. - Måttlig bearbetbarhet. Tenn förbättrar spånbildning och bearbetbarhet i förhållande till många höghållfasta kopparlegeringar; hårdmetallverktyg och standardbearbetning av brons är lämpliga för produktionsarbete.
3. Legeringsidentitet och typisk kemi
Värdena presenteras som typiska viktprocentintervall som används för design och inköp; alltid bekräfta exakta gränser med gjuteriets bruk/certifierade analys för alla kritiska tillämpningar.
| Punkt | Typisk sammansättning (wt%) | Fungera / effekt |
| USA:s beteckning | C90300 | Unified Numbering System-identitet för denna gjutna tennbrons. |
| Koppar (Cu) | Balans (~86,0 – 89.0%) | Basmetall; tillhandahåller matris, termiska/elektriska egenskaper och duktilitet. |
| Tenn (Sn) | 7.5 - 9.0% | Huvudförstärkning och slitage/korrosionsbeständigt element i legeringen. |
| Zink (Zn) | 3.0 - 5.0% | Förbättrar flytande, gjutbarhet och deoxidation av smältan. |
| Nickel (I) | 0 - 1.0% (typ.) | Frivillig; kan förbättra korrosionsbeständigheten, styrka och seghet. |
| Järn (Fe) | ≤ ~0,5 % (typ.) | Kontrollerad förorening eller avsiktlig tillsats; påverkar styrka och slitage. |
Leda (Pb) |
≤ ~0,2–0,25 % (spåra) | Kan förekomma i spårnivåer i vissa gjutningar; små mängder underlättar bearbetbarheten men är inte ett avgörande element. |
| Kisel (Och) | ≤ ~0,5 % (spåra) | Deoxidation/fluiditetspåverkan; normalt kontrolleras till låga nivåer. |
| Fosfor (P) | ≤ ~0,03 % (spåra) | Desoxidator/avgasrester; hålls mycket låg för att undvika sprödhet. |
| Svavel (S) | ≤ ~0,02 % (spåra) | Förorening; låga nivåer tolereras; överdrivet S är skadligt. |
| Aluminium / Mangan / andra | Var och en vanligen ≤ ~0,1–0,3 % | Mindre mikrolegerings- eller trampelement styrda enligt specifikation. |
4. Fysiska och mekaniska egenskaper
Nedan är representativa gjutna värden för C90300 hämtade från typiska leverantörs- och materialdatareferenser.
De faktiska egenskaperna varierar med gjutprocessen, sektionens tjocklek, gatingstrategi och smältpraxis – validera alltid med gjutna kuponger från ditt gjuteri.
Fysiska egenskaper
| Egendom | Typiskt värde |
| Densitet | ≈ 8,7–8,9 g/cm³ (≈ 0.318 lb/in³). |
| Gulnus / Flytande | ~854 °C (gulnus) - ~1000 °C (flytande) (guide till säker hällning och överhettning). |
| Termisk konduktivitet | ~70–75 W/m·K (beror på Sn/Zn-innehåll). |
| Elektrisk ledningsförmåga | ~10–12 % Iacs (låg jämfört med ren koppar). |
| Termisk expansionskoefficient | ≈ 17 × 10⁻⁶ /° C (rum till måttliga temperaturer). |
Mekaniska egenskaper (typiska gjutna)
| Egendom | Typiskt sortiment / värde |
| Dragstyrka (UTS) | ~300–320 MPa (≈ 44–46 ksi) |
| Avkastning (0.5% offset) | ~145–152 MPa (≈ 21–22 ksi) |
| Förlängning (i 50 mm) | ~18–30 % beroende på avsnitt och process |
| Brinell hårdhet (Bnn) | ~ 70 HB (som gjuten typisk) |
| Elasticitetsmodul | ~110–125 GPa |
5. Gjutbeteende och gjuteriövningar
Lämpliga gjutprocesser
C90300 är anpassningsbar till de vanligaste gjutningsmetoderna som används för brons:
- Sandgjutning — ekonomiskt för stora eller tunga sektioner.
- Investeringsgjutning (gjutning) — bästa ytfinish och måttnoggrannhet för thinner, detaljerade delar.
- Skalformning och permanent formgjutning — Mellanliggande alternativ som erbjuder förbättrad ytfinish och tolerans.
- Sträng- och centrifugalgjutning används också för barer, ringar och vissa former.
Kritiska gjutningsparametrar
- Hälltemperatur / överhettning: respektera legeringens liquidus och undvik överhettning;
Kontrastdata indikerar vätska nära ~1000 °C och solidus nära ~854 °C — kontroll inom ett smalt fönster för att balansera flytande och undvika oxidation/slagg. - Smälta renlighet: avgasning och filtrering är väsentliga; tennbronser är känsliga för väteporositet och oxidinneslutningar - keramiska filter och roterande avgasare minskar riskerna.
- Grind & matning: designa matare för att tillföra krympning i tunga sektioner och använda gradvisa sektionsövergångar för att undvika hotspots och heta revor.
Simulering (fyllning/stelning) rekommenderas för komplexa geometrier. - Stelningskontroll: riktad stelning med frossa eller frossa/stigare hjälper till att minska krympningsdefekter och förfinar mikrostrukturen i tjockare delar.
Värmebehandling efter
C90300 är inte en fällningshärdande legering; den svarar inte på värmebehandlingar för att höja styrkan.
Typiska termiska steg är avspänningsglödgning (för att ta bort gjutspänningar och förbättra bearbetbarheten) eller måttlig glödgning för att förbättra duktiliteten där så krävs.
Praktisk gjuteripraxis bygger på gjutningskontroll – inte värmebehandling – för de flesta ändamål med mekaniska egenskaper.
6. Bearbetbarhet, sammanfogning & efterbehandling
Bearbetbarhet
- Måttlig bearbetbarhet — tenninnehåll förbättrar spånbildning och bearbetbarhet i förhållande till många höghållfasta kopparlegeringar;
vanliga bearbetningsvärden placerar C90300 i en praktisk klass för rutinsvarvning, fräsning och borrning med hårdmetallverktyg. - Rekommenderad praxis: använd styv fixtur, karbidverktyg (belagda kvaliteter för produktion), konservativa flöden för att undvika uppbyggd kant, och lätt efterbehandling för kritiska ytor.
Svavel- och blyinnehåll i andra legeringar (inte C90300 blyfria varianter) kan ändra spånkontrollen — verifiera sammansättningen innan du väljer skärparametrar.
Sammanfogning
- Lödning är den föredragna sammanfogningsmetoden för bronsgjutgods vid behov (tillsatsmetaller och flussmedel valda för bronskompatibilitet).
- Svetsning undviks i allmänhet för stora gjutgods eftersom brons tenderar att drabbas av termisk sprickbildning och egenskapsförändringar; Lokaliserad svetsning kan användas med specialistprocedurer och spänningsavlastning efter svetsning där det är oundvikligt.
Ytbehandling
- Putsning, plåt (I, Ag), lackering eller patinering används vanligtvis beroende på funktionella eller estetiska krav.
För bärytor, honing eller lappning ger den erforderliga ytstrukturen för bildning av smörjmedelsfilm.
(Välj efterbearbetnings- och sammanfogningsprocesser i samråd med gjuteriet för att undvika problem med galvanisk kompatibilitet och vidhäftningsproblem.)
7. Korrosion, slitage och tribologisk prestanda
- Korrosionsmotstånd: Tennbrons som C90300 utställning utmärkt motstånd i söt- och havsvattenmiljöer och används ofta för marin hårdvara och pumpkomponenter.
Deras tenninnehåll främjar en stabil ytfilm och minskar känsligheten för vissa lokala korrosionsmekanismer. - Tribologi och bärande beteende: C90300 är värderad för god formbarhet och inbäddningsförmåga — under blandad eller gränssmörjning tenderar den att ta emot små hårda partiklar i den mjukare bronsmatrisen snarare än att skära den hårdare axeln.
Detta gör det till ett favoritmaterial för bussningar, glidlager och hylsor som löper mot härdat stål. Rätt smörjning och ytfinish är fortfarande nödvändiga för lång livslängd.
Designanteckning: För roterande lager med hög belastning överväg testad lagergeometri, smörjsystem och eventuell användning av fodrade eller kompositlager om driften överstiger brons kapacitet.
8. Typiska tillämpningar av UNS C90300 legering
Gemensamma serviceområden där UNS C90300 specificeras:
- Bussningar, hylsor och glidlager (hydrauliska pumpar, växellådor).
- Pump och ventilkomponenter (impeller, ventilkroppar, säten) — särskilt inom marin och vattenhanteringsutrustning.
- Växlar, snäckhjul och små konstruktionsgjutgods där gjutbarhet och slitstyrka behövs.
- Marin beslag och propellerkomponenter där havsvattenkorrosionsbeständighet krävs.
- Dekorativa gjutgods och arkitektoniska element där patina och estetik spelar roll.
| Jämförelsefaktor | C90300 (Tenn brons) | C51000 (Fosforbrons) | C95400 (Aluminium brons) | Blybrons (TILL EXEMPEL., C93200, allmän) |
| Typisk sammansättning (wt%) | Cu ≈ 86–89; Sn ≈ 7,5–9; Zn ≈ 3–5; mindre Fe/Ni | Cu ≈ 90–95; Sn ≈ 5–10; P ≈ 0,01–0,35 (spåra) | Cu ≈ 78–88; Al ≈ 5–11; Fe/Ni/C (mindre) | Cu + Sn bas med Pb tillägg ~1–4 % (variera), liten Zn/Sn |
| Primär förstärkningsmekanism | Fast lösning & tennrika faser från gjutning | Fast lösning + fosfiddispersion (P) — bra vår/trötthet | Fast lösning + beställda faser; hög hållfasthet via Al-innehåll | Fast lösning; Pb fungerar som fribearbetning/mjuk fas för spånkontroll |
| Typisk as-cast UTS (MPA) | ~300–320 MPa | ~350–500 MPa (varierar med legering & behandling) | ~400–650 MPa (högre styrka) | ~220–350 MPa (beror på Pb, Sn innehåll) |
Typisk hårdhet (Hb) |
~70–140 HB (processberoende) | ~80–160 HB | ~120–220 HB (högre) | ~60–120 HB (mjukare på grund av Pb) |
| Bära & lagerprestanda | Bra formbarhet & inbäddningsbarhet; används ofta för bussningar | Utmärkt trötthet och fjäderprestanda; bra lagerlegeringar tillgängliga | Utmärkt slitage och hög belastningskapacitet | Bra smörjförmåga/inbäddningsförmåga; utmärkt bearbetbarhet för lagerskär |
| Korrosionsmotstånd (havsvatten / våt env.) | Mycket bra (marin service gemensam) | Bra till mycket bra (beror på Sn) | Mycket bra till utmärkt (aluminiumbrons enastående i havsvatten) | Måttlig; blyhaltiga legeringar kan korrodera i vissa miljöer; inte att föredra för havsvatten |
Kastbarhet (gjuteriets beteende) |
Mycket bra - sand, skal, investering | Bra; tillgänglig som gjuten eller bearbetad; fosforbrons ofta bearbetad | Bra till lagom - högre hälltemperatur, kräsen på smältkontroll | Utmärkt gjutbarhet; används ofta för ekonomiska gjutna lager/delar |
| Bearbetbarhet | Måttlig — förbättrad med Sn för chipkontroll | Bra (fosforbrons kan vara utmanande om det är svårt) | Måttlig till svår - hårda legeringar sliter verktyg | Excellent (bly förbättrar klippbeteendet dramatiskt) |
| Värmebehandlingsbarhet / härdning | Ej nederbördshärdbar; glödgning/avspänning endast | Vissa varianter svarar på kallt arbete; inte klassisk åldershärdande | Vissa legeringar kan värmebehandlas för styrka (lösning/åldrande) | Inte åldershärdande; egenskaper styrda av sammansättning och bearbetning |
Typiska applikationer |
Bussningar, pumpdelar, ventiler, marinbeslag, snäckhjul | Skål, fjädrar, elektriska kontakter, slitagekomponenter | Tunga lager, marina propeller, högbelastade komponenter, växlar | Ekonomiska bussningar, beslag, lågkostnadsbearbetade delar, komponenter med hög volym |
| Relativ kostnad | Måttlig — tenn är ett premiumelement | Måttlig - hög (fosfor och högt Sn ökar kostnaden) | Högre (Albrons och legeringar höjer kostnaden) | Lägre (blylegeringar är ekonomiska) |
| Viktiga avvägningar / urvalsanteckning | Balanserat val för slitage + korrosion + kastbarhet | Välj när trötthet / fjäderprestanda eller elektriska egenskaper spelar roll | Välj för högsta styrka & kraftigt slitage / kavitationsmotstånd | Välj där bearbetningskostnaden dominerar och korrosiv service inte är kritisk; begränsad i användningen av dricksvatten/vatten |
10. Slutsats
UNS C90300 tenn brons är en tidtestad, högvärdig gjuten kopparlegering som utmärker sig i att balansera mekanisk styrka, slitbidrag, korrosionsbeständighet, och kastbarhet.
Dess noggrant konstruerade kemiska sammansättning och enhetliga mikrostruktur ger konsekvent prestanda vid måttlig belastning, tjänstemiljöer med låg till medelhastighet, vilket gör den oumbärlig i marin, vätskehantering, mekanisk kraftöverföring, och allmänna ingenjörssektorer.
Vanliga frågor
Vad är det typiska tenninnehållet i C90300?
Typiskt tenn är ~7,5–9,0 viktprocent med koppar som balans; zink är vanligen närvarande vid ~3–5 vikt%. Kontrollera alltid bruksintyget för det parti du får.
Kan C90300 värmebehandlas för att öka styrkan?
Nej — C90300 är inte en fällningshärdande legering.
Styrka och duktilitet styrs främst genom sammansättning, sektionsstorlek och stelningshastighet; spänningsavlastningsglödgning används för dimensionsstabilitet.
Är UNS C90300 lämplig för sjövattenservice?
Ja — tennbronser som C90300 används rutinmässigt i marina miljöer och pumpkomponenter på grund av god korrosionsbeständighet mot havsvatten och antifouling-beteende i förhållande till många stål.
Vilken gjutningsprocess ska jag specificera?
Använda investeringsgjutning för tunna, detaljerade delar och snäva toleranser; sand- eller skalgjutning för större eller ekonomidelar.
Ange önskad ytfinish, toleransband och NDT-krav i förväg.
