Bronzos tankis

1. Įvadas

Bronza nėra viena medžiaga su vienu fiksuotu tankiu. Šiuolaikinėje vario lydinio praktikoje, bronzinė šeima apima tin bronzes, švino alavo bronzos, aukšto švino skardos bronzos, nikelio-alavo bronzos, ir aliuminio bronzos, ir kiekviena grupė turi skirtingą sudėtį, taigi ir skirtingą tankį.

Štai kodėl „bronzos tankis“ geriausiai suprantamas kaip a diapazonas o ne viena vertybė.

2. Ką reiškia tankis bronzos lydinyje

Tankis yra medžiagos masė tūrio vienetui. Iš bronzos, tai ne tik katalogo numeris; tai tiesioginė lydinio chemijos ir mikrostruktūros išraiška.

Bronzos lydiniai yra vario pagrindu, bet alavo pridėjimas, cinkas, aliuminis, Nikelis, Manganas, lygintuvas, o kartais švinas galutinį tankį pakeičia nuo gryno vario.

Pats varis turi tankį 8.89 g/cm³, todėl kai kurios bronzos yra šiek tiek lengvesnės už varį, o kiti yra artimi variui ar net šiek tiek tankesni, priklausomai nuo lydinių šeimos.

Štai kodėl bronzos tankis yra svarbus inžinerijoje. Tai turi įtakos daliniam svoriui, inercija, siuntimo masė, tvarkymas, ir kaip komponentas elgiasi besisukdamas, stumdomas, arba nešančiosios paslaugos.

Guolių ir jūrų reikmėms, pavyzdžiui, tankis nėra vien tik „sunkumas“; tai yra bendro komponento mechaninio ir šiluminio balanso dalis.

3. Kodėl bronzos tankis skiriasi įvairiose šeimose

Bronza yra šeimos vardas, ne viena lydinio specifikacija. Formali išlietos bronzos klasifikacija išskiria šeimą į vario-alavo bronzas, švino alavo bronzos, aukšto švino skardos bronzos, nikelio-alavo bronzos, ir aliuminio bronzos.

Kadangi šiose šeimose naudojamos skirtingos legiravimo sistemos ir skirtingos legiravimo elementų proporcijos, jų tankis nevienodas.

Tai yra pagrindinis metalurgijos taškas: tankis keičiasi, nes legiravimas keičia masė tūrio vienetui materialinės sistemos.

Bronza, kurioje yra daugiau cinko ar aliuminio, nesielgs kaip bronza, kurioje yra daugiau alavo ar švino, ir nikelio-aliuminio bronzos tankis nebus toks pat kaip ir daug švino turinčios alavo bronzos.

Paskelbtos C90500 savybių lentelės, C93200, C86300, C95400, ir C95500 šis skirtumas matomas realiais skaičiais, o ne vien teorija.

4. Įprastų bronzos lydinių tipinės tankio vertės

Tankio vertės paimtos iš paskelbtų lydinio duomenų lapų esant 20 °C temperatūrai / 68° F..

5. Ką bronzos tankis reiškia projektuojant ir gamyboje

Tankis yra dizaino kintamasis, Ne tik katalogo numeris

Bronzos atrankoje, tankis nėra tik aprašomoji savybė.

Tai dizaino kintamasis, turintis įtakos dalies masės, inercija, tvarkymas, siuntos svoris, ir dinamiška reakcija, ypač kai komponentas yra didelis, besisukantis, arba pakartotinai greitinamas ir lėtinamas.

Štai kodėl inžinieriai neturėtų klausti tik „Kokio tankio yra bronza?“, o „Ką šis tankis daro eksploatuojamai gatavai detalei?“

Bronza yra lydinių šeima, naudojama labai skirtingais darbo ciklais, todėl pasirinktos UNS klasės tankis visada turi būti aiškinamas kartu su apkrova, greitis, tepimas, ir aplinka.

Mišios, Inercija, ir struktūrinis elgesys

Tankesnė bronza sukuria sunkesnę tos pačios geometrijos komponentą. Statinėje aparatinėje įrangoje, tai gali būti nereikšminga arba net pageidautina, jei masė prisideda prie slopinimo arba kontakto stabilumo.

Besisukančiose arba slenkančiose dalyse, Tačiau, masė keičia sistemos inerciją, kuris turi įtakos paleidimo sukimo momentui, elgesio sustabdymas, vibracijos reakcija, ir energijos, reikalingos komponentui pagreitinti.

Tai yra viena iš priežasčių, kodėl bronzos tankis yra svarbus pavarose, kumšteliai, sparnuotojai, sraigtai, ir kitos su judėjimu susijusios dalys.

Todėl tankio pasirinkimas tampa mechaninės konstrukcijos dalimi, ne tik medžiagos specifikacija.

Kodėl tankis yra toks svarbus guoliams

Bronza yra viena iš klasikinių guolių medžiagų šeimų, bet lydinys parenkamas pirmiausia dėl jo apkrovos greičio galimybė, tepimo režimas, dėvėjimo elgesys, ir suderinamumas su velenu, ne vien dėl tankio.

Lieto bronzos guolių projektavimo vadove pabrėžiama, kad guolių našumas priklauso nuo to, ar sistema veikia pilnai plėvele, mišrus filmas, arba ribinis tepimas,

ir kad bronziniai guoliai dažniausiai naudojami labai lėtu greičiu arba labai apkrautomis sąlygomis, kai tepimo kokybė yra labai svarbi.

Tame kontekste, tankis įtakoja praktinę guolio masę ir šiluminę inerciją, bet tai nepakeičia svarbesnių veleno kietumo klausimų, tepalų tiekimas, ir kontaktinis režimas.

Naudingas būdas apie tai galvoti yra tai: sunkesnis bronzinis guolis gali būti mechaniškai tvirtas ir stabilus, bet jei tepimo sistema prasta, tankis neišgelbės dizaino.

Bronzinių guolių literatūroje yra aiškiai nurodyta, kad tepimo greitis, klampumas, ir guolio geometrija turi būti teisinga, kad guolis tinkamai veiktų. Svarbus tankis, bet tik toje didesnėje tribologinėje sistemoje.

Tankis ir gamybos efektyvumas

Gamyboje, bronzos tankis įtakoja daugiau nei galutinės dalies svoris.

Tai taip pat turi įtakos medžiagų suvartojimas, liejimo išeiga per šūvį ar užpylimą, Siuntimo kaina, tvarkymo našta, ir pasroviui tenkanti apdirbimo apkrova.

Dideliame liejinyje, pagamintame iš tankesnės bronzos, tam pačiam vokui yra daugiau masės, todėl liejykla ir mašinų dirbtuvė turi perkelti daugiau metalo kiekviename proceso etape.

Dėl to tanki bronza pati savaime nepagerėja ar blogesnė, bet tai keičia gamybos ekonomiką.

Tai ypač svarbu komponentams, tokiems kaip vožtuvų korpusai, propelerio aparatūra, krūmai, ir sunkiasvorių mašinų dalys, kai lydinys jau naudojamas, nes jis siūlo palankų stiprumo derinį, atsparumas korozijai, ir atsparumas dėvėjimams.

Nikelio aliuminio bronzos, pavyzdžiui, apibūdinami kaip pasižymintys puikiu atsparumu kavitacijai ir stipriomis jūros vandens savybėmis, todėl jie yra įsteigti jūrų tarnyboje.

Tais atvejais, tankumo bauda dažnai priimama, nes paslaugos nauda yra didesnė už svorio kainą.

Tankis ir poringumas: Kritinis skirtumas

Bronzos gamyboje, tai lengva supainioti medžiagos tankis su dalies tankis.

Jie nėra vienodi. Medžiagos tankis yra paties lydinio savybė; dalies tankis priklauso nuo lydinio, proceso maršrutą, ir bet koks gatavo komponento poringumas.

Šis skirtumas tampa ypač svarbus miltelinės metalurgijos bronzinėse dalyse, kai sukepinto tankis yra sąmoningai mažesnis už visą tankį, kad dalis galėtų išlaikyti alyvą.

Vario lydinio literatūroje pažymima, kad bronzinės P/M dalys gali sugerti 10% į 30% aliejaus tūrio, priklausomai nuo sukepinimo tankio, kaip tik todėl savaime sutepantys bronziniai guoliai veikia mažu greičiu.

Šis taškas yra vertingas ne tik miltelių metalurgijoje. Tai primena inžinieriams, kad tankis priklauso ne tik nuo svorio; tai taip pat susiję su vidine struktūra, apkrovos dalijimasis, ir funkcinis poringumas.

Kitaip tariant, „mažesnio tankio bronzinė dalis“ gali būti dizaino pasirinkimas arba defektas, priklausomai nuo proceso maršruto. Suprasti šį skirtumą būtina kokybės kontrolei.

Kaip inžinieriai turėtų teisingai naudoti tankį

Tinkama darbo eiga yra paprasta, bet dažnai nepastebima.

Pirma, nurodykite tiksli UNS bronzos klasė. Antra, patikrinkite, ar reikšmė nurodo visiškai tanki liejimo medžiaga, kaltinės atsargos, arba sukepinta P/M medžiaga.

Trečia, patikrinkite, ar konstrukcija yra jautri masei, inercija, šiluminis elgesys, arba lubrikantų susilaikymas.

Tik tada tankis turėtų būti naudojamas kaip atrankos sprendimo dalis. Tai vienintelis būdas išvengti katalogo numerio naudojimo taip, lyg tai būtų išsamus inžinerinis atsakymas.

6. Kaip inžinieriai teisingai naudoja tankio duomenis

Teisingas bronzos tankio naudojimo būdas yra nurodyti tikslus lydinys, ne tik žodis „bronza“.

Guolių bronzos, tokios kaip C93200, tankis labai skiriasi nuo aliuminio bronzos, tokios kaip C95400, ir tie skirtumai gali iš esmės pakeisti dalies masę gamybos projekte.

Todėl anksčiau pateiktos duomenų lapo reikšmės naudingos tik tada, kai jos susietos su konkrečiu UNS numeriu ir produkto forma.

Inžinieriai taip pat turi atsiminti, kad tankis pats savaime nenulemia našumo.

Dvi panašaus tankio bronzos dėvint gali elgtis labai skirtingai, korozija, Aparatas, arba keliamoji galia.

Pavyzdžiui, C95500 ir C86300 yra maždaug 7,5–7,8 g/cm³, tačiau jie naudojami skirtingose ​​griežtų paslaugų nišose, nes skiriasi jų cheminė sudėtis ir mechaniniai profiliai.

7. Pasirinkimo logika: Tinkamos bronzos pasirinkimas pagal tankį ir funkciją

Jei svorio mažinimas yra svarbus, aliuminio bronzos, tokios kaip C95400, dažnai yra patrauklios, nes yra šviesesniame bronzos spektro gale, tačiau pasižymi stipriu korozijos ir dėvėjimosi savybėmis..

Skirta sunkiems guoliams arba jūrinei įrangai, inžinierius gali priimti tankesnę bronzą, pvz., C93200 arba C86300, nes paslaugų nauda yra didesnė už masinę bausmę.
Jei taikymas yra sudėtingos eksploatacinės jūrinės įrangos arba su oro sraigtu susijusi įranga, nikelio aliuminio bronzos, tokios kaip C95500, siūlo tvirtą svorio kompromisą, stiprybė, ir atsparumas korozijai.

Taigi atrankos taisyklė paprasta: nesirinkite bronzos vien pagal tankį.

Pasirinkite lydinį, kurio tankis, stiprybė, atsparumas nusidėvėjimui, atsparumas korozijai, išliejamumas, ir apdirbamumas kartu atitinka detalės funkciją.

Svarbus yra bronzos tankis, bet tai tik viena ašis daugialypiame materialiame sprendime.

8. Bronzos tankis vs. Konkuruojančios medžiagos

9. Išvada

Bronzos tankis geriausiai traktuojamas kaip a plataus asortimento šeimos turtas, ne kaip viena fiksuota vertė.

Reprezentatyvūs bronzos lydiniai apima maždaug 7.45 g/cm³ aliuminio bronzoje iki 9.25 g/cm³ iš aukštos švino skardos bronzos, su keletu kitų įprastų bronzų, esančių tarp jų.

Toks paplitimas atspindi faktą, kad bronza yra vario lydinių šeima su skirtingomis legiravimo sistemomis ir skirtingais aptarnavimo prioritetais..

Inžinieriams, praktinė pamoka aiški: bronzos tankis veikia masę, inercija, siuntimas, ir pusiausvyrą, bet ji visada turėtų būti aiškinama kartu su jėga, dėvėjimo elgesys, atsparumas korozijai, ir pagaminamumą.

„Geriausia“ bronza nėra pati lengviausia ar sunkiausia; tai bronza, kurios tankis atitinka likusią dizaino trumpą dalį.

 

DUK

Ar bronza yra sunkesnė už varį?

Ne visada. Varis turi tankį 8.89 g/cm³, o bronzos tankis labai skiriasi priklausomai nuo lydinio. Kai kurios bronzos yra lengvesnės už varį, o kiti, pvz C93200, yra šiek tiek tankesni.

Ar mažesnis tankis visada reiškia geresnę bronzą?

Ne. Mažesnis tankis gali padėti sumažinti svorį, bet renkantis bronzą taip pat reikia atsižvelgti į stiprumą, atsparumas nusidėvėjimui, atsparumas korozijai, išliejamumas, ir apdirbimo elgesį.

Kodėl bronzos lydiniai turi tokį skirtingą tankį?

Kadangi bronza yra vario lydinių šeima su skirtingomis legiravimo sistemomis - alavu, švino, Nikelis, aliuminis, Manganas, ir geležies visa perkelia galutinį tankį ir tarnavimo elgesį.