Бронза БрА9Мц2Л

БрА9Мц2Л (старое обозначение — БрАМц9-2Л) — безоловянная литейная бронза системы Cu–Al–Mn. Марка и химический состав регламентируются ГОСТ 493-79 «Бронзы безоловянные литейные. Марки». Сплав предназначен для изготовления фасонных отливок методами литья в кокиль и в песчаную форму. Основу составляет медь (85–90 %), основные легирующие элементы — алюминий (8–9,5 %) и марганец (1,5–2,5 %). Сочетание высокой коррозионной стойкости, выраженных антифрикционных свойств и удовлетворительных механических характеристик определяет область применения сплава — детали арматуры и узлы трения, работающие в пресной воде, жидком топливе и перегретом паре при температуре до 250 °C.

Химический состав бронзы БрА9Мц2Л по ГОСТ 493-79

Химический состав сплава определяется ГОСТ 493-79. Методы анализа — по ГОСТ 15027.1-77 — ГОСТ 15027.14-77. Медь — основа сплава; её процентное содержание рассчитывается как остаток.

Примеси, не регламентируемые стандартом, входят в общую сумму примесей (примечание к таблице ГОСТ 493-79).

Механические свойства литейной бронзы БрА9Мц2Л

Механические характеристики приведены по справочному приложению 1 к ГОСТ 493-79 для термически необработанного состояния. Испытание на растяжение — по ГОСТ 1497-84, твёрдость по Бринеллю — по ГОСТ 9012-59.

Условные обозначения: σ_в — предел кратковременной прочности (временное сопротивление разрыву); δ₅ — относительное удлинение после разрыва; HB — твёрдость по Бринеллю.

Для данной марки ГОСТ устанавливает одинаковые минимальные значения прочности и пластичности при обоих способах литья. Это характерная особенность БрА9Мц2Л, отличающая её от близких марок (например, БрА9Ж3Л, у которой свойства при литье в песок ниже, чем при литье в кокиль).

Физические свойства сплава БрА9Мц2Л

Справочные физические характеристики сплава приведены в таблице ниже (по данным марочника сплавов).

Литейные характеристики

Влияние легирующих элементов на свойства бронзы

Роль алюминия в сплаве

Алюминий — основной легирующий элемент бронзы БрА9Мц2Л. При содержании 8–9,5 % сплав имеет преимущественно однофазную (α) или двухфазную (α + β) структуру. Алюминий оказывает следующее влияние на свойства:

• повышает прочность и твёрдость за счёт твёрдорастворного упрочнения;
• повышает коррозионную стойкость — на поверхности формируется тонкая защитная плёнка Al₂O₃;
• улучшает жидкотекучесть расплава;
• снижает газонасыщаемость расплава и горячеломкость отливок;
• увеличивает линейную и объёмную усадку по сравнению с чистой медью;
• при содержании Al выше 9,4 % сплав приобретает двухфазную структуру, что может снизить пластичность и коррозионную стойкость.

Роль марганца в сплаве

Марганец (1,5–2,5 %) дополняет действие алюминия:

• повышает пластичность и ударную вязкость;
• улучшает коррозионную стойкость, особенно в морской воде;
• снижает литейную усадку, что уменьшает вероятность образования усадочных раковин и горячих трещин;
• способствует раскислению расплава при плавке.

Коррозионная стойкость алюминиевой бронзы БрА9Мц2Л

Бронза БрА9Мц2Л обладает высокой стойкостью к коррозии благодаря образованию защитной плёнки оксида алюминия на поверхности. Сплав устойчив в следующих средах:

• пресная вода (в том числе при повышенной температуре);
• перегретый водяной пар при температуре до 250 °C;
• жидкое топливо — бензин, керосин;
• атмосферные условия.

Область применения по рабочим средам определена непосредственно в приложении 1 к ГОСТ 493-79.

Антифрикционные свойства и коэффициент трения

БрА9Мц2Л относится к антифрикционным бронзам. Низкие значения коэффициента трения позволяют использовать сплав в узлах скольжения.

Коэффициент трения со смазкой (0,006) является одним из лучших показателей среди литейных бронз. Это обеспечивает минимальный износ контактирующих поверхностей при работе в паре со стальным валом при наличии смазки.

Особенности литья бронзы БрА9Мц2Л

Отливки из бронзы БрА9Мц2Л получают двумя способами, предусмотренными ГОСТ 493-79.

Литьё в кокиль

Литьё в металлические формы (кокили) обеспечивает более высокую скорость охлаждения, мелкозернистую структуру и повышенное качество поверхности отливки. Этот способ применяется для серийного производства деталей средней сложности.

Литьё в песчаную форму

Литьё в песчаные формы (ПФ) используется для изготовления крупногабаритных отливок и деталей сложной конфигурации. Механические свойства при данном способе по ГОСТ не уступают кокильному литью (σ_в ≥ 392 МПа, δ₅ ≥ 20 %).

Технологические особенности плавки

При плавке алюминиевых бронз необходимо учитывать следующие факторы:

• алюминий в расплаве интенсивно окисляется с образованием Al₂O₃ — необходимо применять покровные флюсы;
• перегрев расплава выше 1150–1200 °C приводит к повышенному окислению и газонасыщению;
• для раскисления используют фосфористую медь;
• температура заливки выбирается в зависимости от сложности отливки и обычно составляет 1100–1150 °C;
• линейная усадка 1,7 % учитывается при проектировании модельной оснастки.

Применение бронзы БрА9Мц2Л

По ГОСТ 493-79 сплав предназначен для антифрикционных деталей и деталей арматуры, работающих в пресной воде, жидком топливе и в паре при температуре до 250 °C. Основные области использования:

• втулки и вкладыши подшипников скольжения;
• корпуса и детали запорной арматуры — краны, вентили, задвижки;
• седла клапанов, шестерни, червячные колёса;
• фасонные отливки для насосов, компрессоров, гидроаппаратуры;
• детали, работающие в контакте с нефтепродуктами (бензин, керосин).

Сплав востребован в машиностроении, нефтегазовом оборудовании, арматуростроении, судостроении.

Сравнение с близкими марками алюминиевых бронз

БрА9Мц2Л входит в группу литейных алюминиевых бронз по ГОСТ 493-79. Ниже приведено сравнение с ближайшими марками этой группы.

БрА9Мц2Л выделяется среди литейных алюминиевых бронз наибольшей пластичностью (δ₅ ≥ 20 %). Это делает её предпочтительным выбором для деталей, испытывающих ударные нагрузки и вибрацию. Марки с повышенным содержанием алюминия (БрА10Мц2Л) и дополнительным легированием железом и никелем (БрА10Ж4Н4Л) имеют более высокую прочность и твёрдость, но существенно уступают по пластичности.

Обозначение и нормативная документация

Расшифровка марки: Бр — бронза; А9 — алюминий ~9 %; Мц2 — марганец ~2 %; Л — литейная.

Формы поставки бронзы БрА9Мц2Л

Поставляем продукцию из бронзы БрА9Мц2Л в следующих формах:

• чушки для переплавки;
• фасонные отливки — по чертежам заказчика (литьё в кокиль и в песчаную форму);
• заготовки для антифрикционных деталей — втулки, вкладыши, кольца;
• детали арматуры — корпуса, крышки, седла.

Вся продукция сопровождается сертификатами соответствия. Условия поставки, сроки и стоимость — по запросу.