1. Вступ
UNS C86300 є одним із найвідоміших мідних сплавів у промисловому застосуванні, оскільки він не призначений для електропровідності або легкої механічної обробки, але для висока сила, Опір зносу, і стійкість до корозії при великих навантаженнях.
Він належить до сімейства, офіційно описаного як марганцева бронза і сплави свинцевої марганцевої бронзи, також згадується як високоміцні жовті латуні,
що вже сигналізує про його позицію в ландшафті мідних сплавів: це конструкційна бронза з серйозними навантаженнями, не латунь загального призначення.
Що робить C86300 особливо цінним, так це його здатність працювати на низькій швидкості, умови високого навантаження, де довговічність поверхні має більше значення, ніж провідність, і де матеріал повинен протистояти як механічному зносу, так і впливу корозії.
Ось чому він з'являється в таких додатках, як мостові штифти, втулки, кулачок, шестерні, частини гідроциліндра, великі штоки клапанів, гвинти, і низькошвидкісні підшипники для великих навантажень.
2. Що таке марганцева бронза C86300?
UNS C86300 - це a марганець бронза, також зазвичай описується як a високоміцна жовта латунь для важкої служби.
Він не вибраний для провідності або легкої обробки; його вибрано, тому що він поєднує висока сила, Хороша резистентність до корозії, і сильну несучу здатність у складних механічних середовищах.
Література з розробки міді відносить C86300 до групи високоміцних латуней, які можуть працювати під дуже високі навантаження і помірно високі швидкості, при цьому відзначаючи, що ці сплави вимагають загартований, добре вирівняні вали і надійне мастило.
На практиці, C86300 - це a литий мідний сплав для важких механічних частин.
Він широко використовується для мостові штирі, втулки, кулачок, шестерні, частини гідроциліндра, великі штоки клапанів, гвинти, і низькошвидкісні підшипники для великих навантажень,
який розповість вам майже все про його задум дизайну: це конструкційна бронза, яка витримує знос, навантаження, і корозії, а не сплав загального призначення.
Особливості
Висока міцність і зносостійкість.
C86300 призначений для перенесення навантажень і опору пошкодженню поверхні в системах з низькою швидкістю або граничним змащенням.
Посилання на мідні сплави описують це сімейство як здатне витримувати дуже високі навантаження, з міцністю на розрив значно вище 800 МПа для класу сплаву, і має властивості, придатні для експлуатації підшипників і передач у важких умовах.
Хороша резистентність до корозії.
C86300 використовується в морському обладнанні, частини човна, затискач, обкладинка, рум'яні, та інші службові частини, які піддаються корозії, що відображає його здатність працювати в агресивних середовищах краще, ніж багато звичайних латуней.
Відмінна структурна корисність, але низька оброблюваність.
Сплав досить міцний, щоб використовувати його як деталь машини самостійно, але його опублікований рейтинг оброблюваності є лише 8, тому до неї слід ставитися як до високоякісної бронзи, а не як до сплаву, що легко ріжеться.
Найкраще підходить для повільної швидкості, обслуговування з високим навантаженням.
Сімейство сплавів спеціально рекомендовано для застосування з високим навантаженням, де центрування валу та змащування добре контролюються.
У посібнику з матеріалів, що містять мідь, також зазначено, що ці високоміцні латуні мають помірна стійкість до втоми і погано переносять брудні мастильні матеріали, оскільки вони мають низьку здатність вбудовувати частинки.
Литий сплав з кількома формами подачі.
C86300 доступний у безперервному литті, відцентровий, піщаний відлив, і матеріал точного лиття, що дозволяє використовувати його як готові литі компоненти, так і напівфабрикати для подальшої механічної обробки або виготовлення.
Еквівалентні позначення UNS C86300
Примітка: це опубліковані еквівалентні або пов’язані позначення специфікацій для C86300; в кількох випадках, вони посилаються на стандарти продукції, а не на ідентичні псевдоніми лише для хімії.
| Стандартна сім'я | Еквівалентний / відповідні позначення для 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 | |
| Сае | SAE J461, SAE J462 |
3. Хімічний склад марганцевої бронзи C86300
| Елемент | C86300 діапазон складу | Металургійна роль |
| Куточок | 60.0–66,0% | Основна матриця та стійка до корозії мідна основа. |
| PB | до 0.20% | Лише залишковий свинець; C86300 не є свинцевою бронзою вільної обробки. |
| Sn | до 0.20% | Незначний залишковий елемент; не олов'яно-бронзова конструкція. |
| Zn | 22.0–28,0% | Головний матричний партнер; допомагає визначити латунний характер. |
| Феод | 2.0–4,0% | Зміцнюючий і зносостійкий елемент. |
У |
до 1.0% | Значення нікелю включає кобальт; підтримує міцність і стійкість до корозії. |
| Al | 5.0–7,5% | Ключовий зміцнюючий елемент у марганцевій бронзі. |
| Мн | 2.5–5,0% | Основний зміцнюючий і фазостабілізуючий елемент. |
| Куточок + іменовані елементи | 99.0% хв. | Контроль складу відносно жорсткий для литої конструкційної бронзи. |
4. Фізичні та механічні властивості UNS C86300
Наведені нижче дані опубліковані безперервнолитий значення для стандартного C86300, вимірюється при 68° F / 20° C якщо не зазначено інше.
C86300 також зазвичай розглядається як a Негірний сплав, тому його продуктивність регулюється насамперед складом і станом лиття, а не звичайними зміцнюючими термічними обробками.
Фізичні властивості
| Власність | Звичай США | Метричний | Інженерне значення |
| Температура плавлення – рідина | 1693 ° F | 923 ° C | Висока температура заливки; вимагає ретельного контролю розплаву та цвілі. |
| Температура плавлення – солідус | 1625 ° F | 885 ° C | Вказує на відносно вузький діапазон замерзання для литої бронзи. |
| Щільність | 0.283 фунт/в³ | 7.83 g/cm³ | Густий, Міцний сплав підходить для несучих частин. |
| Питома вага | 7.83 | 7.83 | Підтверджує рівень щільності. |
| Електропровідність | 8% IACS | 0.046 Мс/м | Низька електропровідність; не призначений як електропровідний сплав. |
| Теплопровідність |
20.5 БТЕ/фут²·год·°F |
35.5 З/м · k | Помірна тепловіддача, набагато нижче міді. |
| Коефіцієнт теплового розширення | 12 × 10⁻⁶ /°F (68–572°F) | 20.7 × 10⁻⁶ /° C (20–300 ° C) | Помірний термічний ріст; важливий для підгонки та дизайну зазору. |
| Питома теплоємність | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J/кг · k | Типова поведінка теплоакумуляції мідного сплаву. |
| Модуль пружності при розтягу | 14,200 KSI | 97,900 MPA | Досить жорсткий для структурного обслуговування, хоча і менш жорсткий, ніж сталь. |
| Магнітна проникність* | 1.09 | 1.09 | По суті слабомагнітний у практичній експлуатації. |
Механічні властивості
Опубліковані нижче механічні значення призначені для ASTM B505/B505M-23 безперервне лиття C86300 При кімнатній температурі.
| Механічна властивість | Звичай США | Метричний |
| Сила на розрив, хв. | 110 KSI | 758 MPA |
| Межа текучості при 0.5% розширення під навантаженням, хв. | 62 KSI | 427 MPA |
| Подовження в 2 у. або 50 мм, хв. | 14% | 14% |
| Твердість за Брінеллем (3000 кг навантаження), типовий | 223 Бнн | 223 Бнн |
| Межа деформації стиснення, хв. | 55 KSI | 380 MPA |
| Рейтинг оброблюваності | 8 | 8 |
5. Обробка та виготовлення марганцевої бронзи C86300
Кастинг
C86300 принципово a ливарний сплав, і він комерційно поставляється як безперервний, відцентровий, і пісок лиття матеріал.
Він також охоплюється декількома специфікаціями, пов’язаними з ливарним виробництвом, включаючи ASTM B505/B505M для безперервного лиття, ASTM B271/B271M для відцентрового лиття, ASTM B584 для піщаного лиття, і ASTM B763/B763M для клапанного лиття.
Така широта специфікацій є сильним сигналом того, що C86300 призначений для серйозних структурних і зносостійких литих компонентів, а не для простих декоративних або латунних деталей загального призначення..
З ливарної точки зору, C86300 не є особливо пробачливим сплавом.
Його опубліковані ливарні характеристики показують низький вихід лиття, висока осадженість, середньої плинності, низьке газоутворення, низький вплив розміру розділу, і висока усадка при застиганні.
На практиці, це означає, що успішне виробництво значною мірою залежить від чистоти розплаву, контрольована практика розливу, а також добре спроектована система лініювання та живлення.
Зі сплаву можна робити чудові виливки, але лише тоді, коли ливарний цех розглядає контроль оксиду та компенсацію усадки як змінні першого порядку.
Обробка
C86300 піддається механічній обробці, але не у вільному сенсі. Його опубліковано Рейтинг оброблюваності є 8, що є дуже низьким порівняно з латунями вільної обробки.
На практиці, це означає обробка можливо, але знос інструменту, контроль мікросхем, і обробка поверхні вимагають більше уваги, ніж для свинцевої латуні.
Тому C86300 слід вибирати в першу чергу за продуктивністю, не для зручності обробки.
Приєднання
Поведінка з’єднання – це ще одна сфера, де C86300 демонструє свій характер «продуктивного сплаву»..
Опубліковані рекомендації щодо виробництва пайка як погана, пайка як погана, оксиацетиленове зварювання як погане, і дугове зварювання в захисних газах як погане, в той час Дугове зварювання металу з покриттям оцінюється добре.
Іншими словами, це не сплав, який винагороджує випадкові методи з’єднання.
Це має значення в дизайні. Якщо компонент, імовірно, буде зібрано м’яким пайком або пайкою, C86300 зазвичай є неправильним вибором.
Якщо приєднання неминуче, проект і процедура повинні бути розроблені навколо одного чітко прийнятного маршруту: дугове зварювання металу з покриттям, з відповідною кваліфікацією та увагою до спотворень, Вхід тепла, та спільне проектування.
Термічна обробка
C86300 робить не реагують на звичайну термічну обробку як це роблять сплави дисперсійного зміцнення.
Його міцність походить від складу та литої структури, не з циклу гартування, що значно підвищує механічні властивості.
Це означає, що ви не повинні очікувати, що етап термічної обробки перетворить C86300 на суттєво інший клас міцності..
Що можна використовувати, однак, є полегшення стресу. Опубліковані дані вказують на стан зняття стресу 500° F / 260° C, з часом при температурі 1 годину на дюйм товщини стіни.
Це етап управління залишковим стресом, не є зміцнюючим лікуванням.
Це корисно, коли лиття або оброблений компонент потребує покращеної стабільності розмірів після важкої механічної обробки або виготовлення, але це не слід сприймати як процес покращення власності.
6. Переваги та обмеження марганцевої бронзи C86300
Основні переваги
Висока міцність мідного сплаву.
C86300 розроблено як бронза для важких умов експлуатації, не латунь загального призначення.
Його система легування забезпечує дуже високу несучу здатність, і посилання на мідні сплави поміщають його в число матеріалів, придатних для важких навантажень і ударних навантажень при низьких швидкостях.
Чудова зносостійкість і стійкість до задирів.
Цей сплав добре працює при застосуванні ковзних контактів, де довговічність поверхні має більше значення, ніж електропровідність або легка обробка..
Його використання в низькошвидкісних підшипниках із великими навантаженнями та схильних до зносу компонентах відображає профіль міцності плюс знос.
Хороша резистентність до корозії.
C86300 неодноразово описується як стійкий до корозії, що є однією з причин його використання в морському обладнанні, компоненти, пов'язані з гвинтом, рум'яні, та інші частини, схильні до впливу.
На обслуговуванні, ця стійкість до корозії є особливо цінною в поєднанні з її міцністю та зносостійкістю.
Висока продуктивність на низькій швидкості, обслуговування з високим навантаженням.
Сімейство сплавів особливо добре підходить для низької швидкості, підшипники великого навантаження, за умови, що вал твердий і середовище не є абразивним.
Інструкції щодо матеріалів мідних підшипників також зазначають, що ці марганцеві бронзи можуть працювати при високих навантаженнях, але вони потребують хорошого змащення та неабразивних умов експлуатації.
Доступний у кількох маршрутах лиття.
C86300 можна виробляти як безперервне лиття, відцентровий, піщаний відлив, і матеріал точного лиття, що дає інженерам гнучкість у розмірі деталей, геометрія, і маршрут виробництва.
Основні обмеження
Низька оброблюваність.
C86300 не є сплавом вільної механічної обробки. Його рейтинг оброблюваності становить лише 8, що означає знос інструменту, контроль мікросхем, і поверхнева обробка повинна бути обережною.
Це бронза виконання, не підходить для магазину.
Кастинг вимогливий.
Сплав показує низький вихід лиття, висока осадженість, середньої плинності, низьке газоутворення, і висока усадка при застиганні.
Ця комбінація означає, що звукове лиття вимагає суворої дисципліни процесу, хороший дизайн годівлі, і ретельний контроль розплавлення.
Можливості приєднання обмежені.
Опубліковано керівництво по виготовленню норм спаювання, пайка, киснево-ацетиленове зварювання, і дугове зварювання в захисних газах як погане, тоді як дугове зварювання металу з покриттям є практичним винятком.
Іншими словами, C86300 не є зручним сплавом для простих робочих процесів з'єднання.
Не ідеальний для брудних або абразивних умов експлуатації.
Інструкції щодо матеріалів мідних підшипників попереджають, що підшипники з марганцевої бронзи потребують висока твердість валу і неабразивні умови експлуатації,
і що вони погано переносять забруднене мастило, оскільки вони мають невелику здатність вбудовувати сміття.
7. Застосування марганцевої бронзи C86300
Надміцні морські компоненти
C86300 широко використовується в морському апаратному забезпеченні, оскільки він поєднує стійкість до корозії, зносостійкість і міцність конструкції.
Типові приклади включають гвинти, рум'яні, затискач, обкладинка, і обладнання для човнів.
Підшипники та втулки
Одна з класичних ролей сплаву в малошвидкісний, підшипники великого навантаження і втулки. Це одна з найважливіших інженерних ніш сплаву.
Шестерні, Кулачки, і частини передачі руху
C86300 зазвичай використовується в шестерні, кулачок, і компоненти машини які потребують довговічності поверхні при високих контактних навантаженнях.
Гідравлічні та клапанні компоненти
Сплав є частим вибором для частини гідроциліндра, великі штоки клапанів, і закручуються гайки.
Для цих застосувань потрібна хороша міцність на стиск, Опір зносу, і корозійна стійкість, особливо там, де рух повторюється, а змащення недосконале.
Конструкційне та промислове обладнання
C86300 також з'являється в мостові штирі, розпірки, кадрів, дужки, кріплення, і будівельна техніка.
Спеціальне та важке обладнання
Посилання на мідні сплави з’єднують марганцеві бронзи важкі навантаження та ударні навантаження на низьких швидкостях,
включаючи підшипники шасі літака та інші частини поверхні керування або конструкції, де цілісність розмірів є критичною.
8. C86300 проти. Конкуруючі сплави: Що вирізняє його
| Пункт порівняння | C86300 | C95400 | C95500 |
| Сімейство сплавів / позиціонування | Марганцева бронза; високоміцна жовта латунь, призначена для механічного обслуговування у важких умовах. | Алюмінієва бронза; конструкційна бронза широкого призначення, яка широко використовується для зносу та навантаження. | Нікель алюмінієва бронза; сплав для важких умов експлуатації з міцнішим морським і орієнтованим на знос позиціонуванням. |
| Показова міцність на розрив безперервного лиття | 110 ksi мінімум. | 85 ksi мінімум. | 95 ksi мінімум. |
| Типова межа текучості безперервного лиття | 62 ksi мінімум. | 32 ksi мінімум.
) |
42 ksi мінімум. |
| Показове подовження безперервного лиття | 14% мінімум. | 12% мінімум.
) |
10% мінімум. |
| Щільність | 0.283 фунт/куб дюйм; питома вага 7.83. | 0.269 фунт/куб дюйм; питома вага 7.45. | 0.272 фунт/куб дюйм; питома вага 7.53. |
| Електропровідність | 8% IACS. | 13% IACS. | 8% IACS. |
| Теплопровідність | 20.5 БТЕ/кв. фут/год/°F. | 33.9 БТЕ/кв. фут/год/°F. | 24.2 БТЕ/кв. фут/год/°F. |
| Модуль пружності | 14,200 KSI. | 15,500 KSI. | 16,000 KSI. |
| Рейтинг оброблюваності | 8. | 60. | 50. |
| Поведінка кастингу | Низький вихід лиття, висока осадженість, середньої плинності, низьке газоутворення, висока усадка при застиганні. | Низький вихід лиття, висока осадженість, середньої плинності, середнє газоутворення, висока усадка при застиганні. | Низький вихід лиття, висока осадженість, середньої плинності, середнє газоутворення, висока усадка при застиганні. |
Приєднання / виготовлення |
Пайка погана, пайка погана, киснево-ацетиленове зварювання погане, дугове зварювання в захисних газах погане, добре дугове зварювання металу з покриттям. | Пайка хороша, пайка хороша, зварювання оксиацетиленом не рекомендується, дугове зварювання в захисних газах добре, добре дугове зварювання металу з покриттям. | Пайка хороша, ярмарок пайки, зварювання оксиацетиленом не рекомендується, дугове зварювання в захисних газах добре, добре дугове зварювання металу з покриттям. |
| Типовий сервісний акцент | Тихохідні підшипники для великих навантажень, втулки, шестерні, кулачок, частини гідроциліндра, мостові штирі, гвинти, Стебла клапана, і морське обладнання. | Підшипники, втулки, шестерні, Тіла клапана, деталі накачування, напрямні гарячого млина, деталі для посадки, і компоненти промислового зносу. | Морське обладнання, Тіла клапана, підшипники, втулки, шестерні, частини, пов'язані з гвинтом, носити тарілки, і важкі промислові частини. |
9. Висновок
Марганцева бронза C86300 є свідченням потужності технології розробки матеріалів, поєднання ливарної здатності латуні, міцність сталі, і корозійну стійкість алюмінієвих бронз в єдине ціле, універсальний матеріал.
Її ретельно збалансований хімічний склад — мідь, цинк, марганець, алюміній, і залізо — створює багатофазну мікроструктуру
що забезпечує виняткову міцність, Опір зносу, і пластичність, що робить його найкращим вибором для найвимогливіших застосувань у важких умовах.
Від його ролі в підшипниках важкої техніки та втулках морських гвинтів до аерокосмічних шасі та цивільної інфраструктури, C86300 усуває обмеження звичайних мідних сплавів і навіть деяких сталей.
Його здатність витримувати високі навантаження, суворі середовища, і циклічне навантаження, залишаючись придатним для лиття та механічної обробки, виділяє його як справжню робочу конячку в інженерії.
Для тих, хто шукає матеріал, який збалансує міцність, Опір зносу, і стійкість до корозії для важкого використання, C86300 — це не просто вибір, це стандарт.
Поширені запитання
Чи можна використовувати C86300 у системах із самозмащенням?
Так, але тільки при зміні.
C86300 часто використовується як основний метал для підшипників із графітовою пробкою, де пробки з твердим мастилом вставляються в бронзу, щоб забезпечити роботу без масла в суворих умовах.
Чи C86300 те саме, що «марганцева бронза»?
C86300 є найпоширенішою «високоміцною» марганцевою бронзою. Однак, є інші сорти, такі як C86200 і C86500 з меншою міцністю.
Завжди вказуйте номер UNS, щоб забезпечити правильні механічні властивості.
Як C86300 порівнюється з Aluminium Bronze (C95400)?
Обидва є високоміцними сплавами. C86300 зазвичай забезпечує вищу міцність на розрив і твердість, тоді як C95400 (Алюмінієва бронза) забезпечує кращу стійкість до кавітації та ударних навантажень.
