Шчыльнасць бронзы

1. Уводзіны

Бронза гэта не адзін матэрыял з адной фіксаванай шчыльнасцю. У сучаснай медосплавной практыцы, сямейства бронзавых уключае алавяныя бронзы, свінцова-алавяныя бронзы, высокасвінцаваныя алавяныя бронзы, нікелева-алавяныя бронзы, і алюмініевай бронзы, і кожная група мае розны склад і, такім чынам, розную шчыльнасць.

Вось чаму «шчыльнасць бронзы» лепш за ўсё разумець як a дыяпазон а не адно значэнне.

2. Што азначае шчыльнасць бронзавага сплаву

Шчыльнасць - гэта маса матэрыялу на адзінку аб'ёму. У бронзе, гэта не проста нумар па каталогу; гэта прамое выражэнне хімічнага складу і мікраструктуры сплаву.

Бронзавыя сплавы вырабляюць на аснове медзі, але даданне волава, цынк, алюміній, нік, марганец, жалеза, і часам свінец зрушвае канчатковую шчыльнасць ад чыстай медзі.

Сама медзь мае шчыльнасць 8.89 G/CM³, таму некаторыя бронзы аказваюцца крыху лягчэйшымі за медзь, у той час як іншыя блізкія да медзі ці нават крыху больш шчыльныя, у залежнасці ад сямейства сплаваў.

Вось чаму шчыльнасць бронзы мае значэнне ў машынабудаванні. Гэта ўплывае на вагу дэталі, інэртнасць, маса адгрузкі, звязванне, і як кампанент паводзіць сябе пры кручэнні, рассоўныя, або нясучая служба.

У падшыпнікавых і марскіх прымяненнях, Напрыклад, шчыльнасць - гэта не толькі "цяжар"; гэта частка агульнага механічнага і цеплавога балансу кампанента.

3. Чаму шчыльнасць бронзы адрозніваецца ў розных сем'ях

Бронза - гэта прозвішча, ні адной спецыфікацыі сплаву. Афіцыйная класіфікацыя літой бронзы падзяляе сямейства на медна-алавяныя бронзы, свінцова-алавяныя бронзы, высокасвінцаваныя алавяныя бронзы, нікелева-алавяныя бронзы, і алюмініевай бронзы.

Паколькі ў гэтых сем'ях выкарыстоўваюцца розныя сістэмы легіравання і розныя прапорцыі легіруючых элементаў, іх шчыльнасць не аднолькавая.

Гэта ключавы металургічны момант: змяняецца шчыльнасць, таму што змяняецца легіраванне маса на адзінку аб'ёму матэрыяльнай сістэмы.

Бронза з большай колькасцю цынку або алюмінію не будзе паводзіць сябе як бронза з вялікай колькасцю волава або свінцу, і нікель-алюмініевая бронза не будзе мець такі ж профіль шчыльнасці, як алавяная бронза з высокім утрыманнем свінцу.

Апублікаваныя табліцы уласцівасцяў для C90500, C93200, C86300, C95400, і C95500 робяць гэтую розніцу бачнай у рэальных лічбах, а не толькі ў тэорыі.

4. Рэпрэзентатыўныя значэнні шчыльнасці звычайных бронзавых сплаваў

Значэнні шчыльнасці ўзяты з апублікаваных табліц дадзеных сплаваў пры 20°C / 68° F.

5. Што азначае шчыльнасць бронзы ў дызайне і вытворчасці

Шчыльнасць - гэта зменная дызайну, Не проста нумар па каталогу

У бронзавым адборы, шчыльнасць - гэта не проста апісальная ўласцівасць.

Гэта зменная дызайну, якая ўплывае частка мас, інэртнасць, звязванне, вага дастаўкі, і дынамічная рэакцыя, асабліва калі кампанент вялікі, верціцца, або неаднаразова паскараецца і запавольваецца.

Таму інжынеры не павінны пытацца толькі: «Наколькі шчыльная бронза?», а хутчэй «Што гэтая шчыльнасць робіць з гатовай дэталлю ў эксплуатацыі?"

Бронза - гэта сямейства сплаваў, якія выкарыстоўваюцца ў вельмі розных працоўных цыклах, таму шчыльнасць абранага класа UNS заўсёды трэба інтэрпрэтаваць разам з нагрузкай, хуткасць, змазка, і навакольнага асяроддзя.

Імша, Інэртнасць, і структурнае паводзіны

Больш шчыльная бронза вырабляе больш цяжкі кампанент для той жа геаметрыі. У статычным абсталяванні, гэта можа быць неістотным або нават пажаданым, калі маса спрыяе дэмпфіраванню або кантактнай стабільнасці.

У частках, якія верцяцца або вяртаюцца, аднак, маса змяняе інертнасць сістэмы, што ўплывае на момант запуску, спыняючы паводзіны, адказ на вібрацыю, і энергія, неабходная для паскарэння кампанента.

Гэта адна з прычын таго, што бронзавая шчыльнасць мае значэнне для перадач, кулачкі, працоўныя, вінты, і іншыя часткі, звязаныя з рухам.

Такім чынам, выбар шчыльнасці становіцца часткай механічнай канструкцыі, не толькі спецыфікацыя матэрыялу.

Чаму шчыльнасць так важная ў падшыпніках

Бронза - адно з класічных сямействаў падшыпнікавых матэрыялаў, але сплаў выбіраецца ў першую чаргу для яго грузападымальнасць, рэжым змазкі, паводзіны насіць, і сумяшчальнасць з валам, не толькі для шчыльнасці.

Інструкцыя па распрацоўцы падшыпнікаў з літой бронзы падкрэслівае, што характарыстыкі падшыпнікаў залежаць ад таго, ці працуе сістэма ў поўнай плёнцы, змешаны фільм, або межавая змазка,

і што бронзавыя падшыпнікі звычайна выкарыстоўваюцца ва ўмовах вельмі нізкай хуткасці або вялікай нагрузкі, дзе якасць змазкі мае вырашальнае значэнне.

У такім кантэксце, шчыльнасць ўплывае на практычную масу і цеплавую інэрцыю падшыпніка, але гэта не замяняе больш важныя пытанні цвёрдасці вала, падача змазачных матэрыялаў, і кантактны рэжым.

Карысны спосаб падумаць пра гэта: больш цяжкі бронзавы падшыпнік можа быць механічна трывалым і стабільным, але калі сістэма змазкі дрэнная, шчыльнасць не ўратуе дызайн.

Бронзаносная літаратура паказвае, што хуткасць змазкі, глейкасць, і геаметрыя падшыпніка павінна быць правільнай для правільнай працы падшыпніка. Шчыльнасць мае значэнне, але толькі ў рамках большай трыбалагічнай сістэмы.

Шчыльнасць і эфектыўнасць вытворчасці

У вытворчасці, шчыльнасць бронзы ўплывае больш, чым вага канчатковай дэталі.

Гэта таксама ўплывае матэрыялаёмістасць, выхад ліцця за стрэл або заліванне, кошт дастаўкі, апрацоўка цяжару, і наступная нагрузка апрацоўкі.

Вялікая адліўка з больш шчыльнай бронзы змяшчае больш масы для той жа абалонкі, таму ліцейны і машынны цэхі павінны перамяшчаць больш металу на кожным этапе працэсу.

Гэта не робіць шчыльную бронзу лепшай ці горшай, але гэта змяняе эканоміку вытворчасці.

Гэта асабліва важна ў такіх кампанентах, як корпусы клапанаў, прапелерная апаратура, кусты, і звышмоцныя дэталі машын, дзе сплаў ужо выкарыстоўваецца, таму што ён прапануе спрыяльнае спалучэнне трываласці, Каразія супраціву, і нашэнне супраціву.

Нікелевыя алюмініевыя бронзы, Напрыклад, апісваюцца як валодаюць выдатнай устойлівасцю да кавітацыі і высокай прадукцыйнасцю марской вады, таму яны ўстаноўлены ў марской службе.

У тых выпадках, Штраф за шчыльнасць часта прымаецца, таму што перавага абслугоўвання большая, чым кошт вагі.

Шчыльнасць супраць сітаватасці: Крытычнае адрозненне

У вырабе бронзы, лёгка пераблытаць шчыльнасць матэрыялу з шчыльнасць часткі.

Яны не аднолькавыя. Шчыльнасць матэрыялу - гэта ўласцівасць самога сплаву; Шчыльнасць дэталі залежыць ад сплаву, маршрут працэсу, і любую сітаватасць, прысутную ў гатовым кампаненце.

Гэта адрозненне становіцца асабліва важным у бронзавых дэталях парашковай металургіі, дзе спеченная шчыльнасць наўмысна ніжэй, чым поўная шчыльнасць, каб дэталь магла ўтрымліваць алей.

У літаратуры па медных сплавах адзначаецца, што бронзавыя дэталі P/M могуць паглынаць 10% да 30% па аб'ёме алею ў залежнасці ад шчыльнасці спечанага, менавіта таму самасмазывающиеся бронзавыя падшыпнікі працуюць на нізкіх абарачэннях.

Гэты пункт каштоўны не толькі ў парашковай металургіі. Гэта нагадвае інжынерам, што шчыльнасць - гэта не толькі вага; гэта таксама адносіцца да ўнутранай структуры, размеркаванне нагрузкі, і функцыянальная сітаватасць.

Іншымі словамі, «бронзавая дэталь з меншай шчыльнасцю» можа быць альбо выбарам дызайну, альбо дэфектам, у залежнасці ад маршруту працэсу. Разуменне гэтай розніцы вельмі важна для кантролю якасці.

Як інжынеры павінны правільна выкарыстоўваць шчыльнасць

Правільны працоўны працэс просты, але часта ігнаруецца.

Першы, удакладніце дакладная проба бронзы UNS. Па-другое, праверыць, ці спасылаецца значэнне на цалкам шчыльны літой матэрыял, каваны запас, або спеченный P/M матэрыял.

Трэці, праверыць, ці адчувальная канструкцыя да масы, інэртнасць, цеплавыя паводзіны, або ўтрыманне змазкі.

Толькі тады шчыльнасць павінна быць выкарыстана ў якасці часткі рашэння аб выбары. Гэта адзіны спосаб пазбегнуць выкарыстання нумара па каталогу, як калі б гэта быў поўны інжынерны адказ.

6. Як інжынеры правільна выкарыстоўваюць дадзеныя аб шчыльнасці

Правільны спосаб выкарыстання шчыльнасці бронзы - гэта ўказаць дакладны сплаў, не толькі слова «бронза».

Падшыпнічная бронза, такая як C93200, мае вельмі адрозную шчыльнасць ад алюмініевай бронзы, такой як C95400, і гэтыя адрозненні могуць істотна змяніць масу дэталі ў канструкцыі вытворчасці.

Такім чынам, прыведзеныя вышэй значэнні табліцы дадзеных карысныя толькі тады, калі яны звязаны з пэўным нумарам UNS і формай прадукту.

Інжынеры таксама павінны памятаць, што шчыльнасць сама па сабе не вызначае прадукцыйнасць.

Дзве бронзы з аднолькавай шчыльнасцю могуць паводзіць сябе па-рознаму пры зносе, карозія, апрацоўка, або грузападымальнасць.

Напрыклад, C95500 і C86300 знаходзяцца ў дыяпазоне каля 7,5–7,8 г/см³, але яны выкарыстоўваюцца ў розных нішах сур'ёзнага абслугоўвання, таму што іх хімічны склад і механічныя профілі адрозніваюцца.

7. Логіка выбару: Выбар правільнай бронзы па шчыльнасці і функцыі

Калі зніжэнне вагі мае значэнне, алюмініевыя бронзы, такія як C95400, часта прывабныя, таму што яны знаходзяцца на больш лёгкім канцы бронзавага спектру, але пры гэтым забяспечваюць моцную каразійную і зносаўстойлівасць.

Для цяжкіх падшыпнікаў або марскога абсталявання, інжынер можа прыняць больш шчыльную бронзу, напрыклад, C93200 або C86300, таму што карысць паслугі перавышае масавы штраф.
Калі прымяненне - марское абсталяванне або абсталяванне, звязанае з вінтамі, для цяжкіх эксплуатацыйных работ, нікель-алюмініевыя бронзы, такія як C95500, прапануюць моцны кампраміс паміж вагай, моц, і ўстойлівасць да карозіі.

Такім чынам, правіла выбару простае: не выбірайце бронзу толькі па шчыльнасці.

Выберыце сплаў, шчыльнасць якога, моц, насіць супраціў, Каразія супраціву, лібельнасць, і апрацоўваемасць разам адпавядаюць функцыі дэталі.

Важная шчыльнасць бронзы, але гэта толькі адна вось у многім зменным рашэнні матэрыялу.

8. Шчыльнасць бронзы супраць. Конкурсныя матэрыялы

9. Conclusion

Шчыльнасць бронзы лепш за ўсё разглядаць як a сямейнай уласнасці з шырокім дыяпазонам, не як адно фіксаванае значэнне.

Рэпрэзентатыўныя бронзавыя сплавы ахопліваюць ад каля в 7.45 G/CM³ у алюмініевай бронзе да 9.25 G/CM³ з высокасвінцаванай алавянай бронзы, з некалькімі іншымі звычайнымі бронзамі, якія знаходзяцца паміж імі.

Гэта распаўсюджванне адлюстроўвае той факт, што бронза - гэта сямейства сплаваў на аснове медзі з рознымі сістэмамі сплаваў і рознымі прыярытэтамі абслугоўвання.

Для інжынераў, практычны занятак зразумелы: шчыльнасць бронзы ўплывае на масу, інэртнасць, дастаўка, і баланс, але гэта заўсёды трэба інтэрпрэтаваць разам з сілай, паводзіны насіць, Каразія супраціву, і вытворчасць.

«Лепшая» бронза - гэта не самая лёгкая і не самая цяжкая бронза; гэта бронза, шчыльнасць якой адпавядае астатняй частцы дызайну.

 

FAQ

Бронза цяжэй медзі?

Не заўсёды. Медзь мае шчыльнасць 8.89 G/CM³, у той час як шчыльнасць бронзы моцна адрозніваецца ў залежнасці ад сплаву. Некаторыя бронзы лягчэйшыя за медзь, а іншыя, напрыклад C93200, трохі шчыльней.

Ці заўсёды меншая шчыльнасць азначае лепшую бронзу?

Ніякі. Больш нізкая шчыльнасць можа дапамагчы ў зніжэнні вагі, але выбар бронзы павінен таксама ўлічваць трываласць, насіць супраціў, Каразія супраціву, лібельнасць, і паводзіны апрацоўкі.

Чаму сплавы бронзы маюць такую ​​розную шчыльнасць?

Бо бронза — гэта сямейства сплаваў на аснове медзі з рознымі сістэмамі легіравання — волава, кіраваць, нік, алюміній, марганец, і жалеза ўсё зрушыць канчатковую шчыльнасць і паводзіны абслугоўвання.