Бронза БрБНТ1,7

Бронза БрБНТ1,7 — деформируемая безоловянная бериллиевая бронза системы Cu–Be–Ni–Ti. Сплав разработан для изготовления упругих элементов ответственного назначения: пружин, мембран, токоведущих контактов и чувствительных деталей приборостроения. Точных зарубежных аналогов марка не имеет.

Цифра «1,7» в обозначении указывает на номинальное содержание бериллия — около 1,7 %. Легирование никелем и титаном измельчает зерно и повышает термическую стабильность упрочнённого состояния.

Расшифровка марки БрБНТ1,7

Маркировка сплава расшифровывается по стандартной российской системе обозначения медных сплавов:

В различных источниках встречаются альтернативные написания: БрБНТ 1.7, БрБНТ1.7 (через точку). Транслитерация — BrBNT1,7. Все эти варианты обозначают один и тот же сплав.

Нормативная база и статус сплава

Бронза БрБНТ1,7 была нормирована в ранних редакциях ГОСТ 18175-78 «Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки» и в ГОСТ 1789-70 «Полосы и ленты из бериллиевой бронзы. Технические условия».

В 1988 году Изменением № 5 к ГОСТ 1789-70 марка БрБНТ1,7 была исключена из стандарта. Одновременно она была исключена из действующей редакции ГОСТ 18175-78. Из бериллиевых бронз в актуальных ГОСТах остались марки БрБ2 и БрБНТ1,9.

Тем не менее сплав БрБНТ1,7 продолжает применяться в промышленности. Прокат из этой бронзы выпускается и поставляется по техническим условиям предприятий-изготовителей с опорой на требования ранних редакций ГОСТ 1789-70 (до Изменения № 5).

Химический состав бронзы БрБНТ1,7

Химический состав сплава определялся ранними редакциями ГОСТ 18175-78. Основа — медь; легирующие элементы — бериллий, никель и титан.

Допустимые примеси в сплаве БрБНТ1,7

Роль каждого легирующего элемента: бериллий обеспечивает дисперсионное упрочнение при старении; никель измельчает зерно и замедляет рекристаллизацию; титан дополнительно стабилизирует структуру и повышает релаксационную стойкость.

Физические свойства бериллиевой бронзы БрБНТ1,7

Плотность сплава принята равной 8,2 г/см³ (по расчётным данным ГОСТ 1789-70, приложение 1).

Бериллиевые бронзы системы Cu–Be–Ni–Ti относятся к дисперсионно-упрочняемым сплавам. Их свойства существенно зависят от состояния поставки и последующей термической обработки. БрБНТ1,7 поставлялась исключительно в твёрдом состоянии (обозначение «Т»), то есть после закалки и последующей пластической деформации на 30–40 %.

Сравнение свойств БрБНТ1,7 с родственными марками

В семействе отечественных бериллиевых бронз марка БрБНТ1,7 занимает промежуточное положение между БрБНТ1,9 и БрБ2 по содержанию бериллия. Основное отличие от БрБ2 — наличие легирующих добавок никеля и титана, которые влияют на процессы старения и структуру сплава.

Механические свойства полос и лент БрБНТ1,7

Данные приведены по ГОСТ 1789-70 (таблицы 5, 7, приложение 3) — в редакции до Изменения № 5.

Свойства в твёрдом состоянии (после закалки и деформации 30–40 %)

Свойства после дисперсионного твердения (старения)

Старение проводится при температуре 305 ± 5 °С с выдержкой 2,5 часа (плюс время прогрева садки), охлаждение — на воздухе.

Таким образом, после старения прочность возрастает почти вдвое, а твёрдость увеличивается более чем в два раза. Это типично для дисперсионно-твердеющих бериллиевых бронз, в которых при старении выделяется метастабильная γ’-фаза (CuBe).

Термическая обработка сплава БрБНТ1,7

Бронза БрБНТ1,7 относится к дисперсионно-упрочняемым сплавам. Её эксплуатационные свойства определяются режимом термообработки, который включает два последовательных этапа.

Закалка бериллиевой бронзы

Закалка заключается в нагреве до температуры 760–790 °С (аналогично другим бериллиевым бронзам) и быстром охлаждении в воде. При этом бериллий растворяется в меди, образуя пересыщенный α-твёрдый раствор. Закалённый сплав обладает повышенной пластичностью и хорошо деформируется.

Пластическая деформация

После закалки полуфабрикаты подвергают холодной пластической деформации (прокатке) со степенью обжатия 30–40 %. В результате формируется твёрдое состояние («Т»), в котором сплав поставляется потребителю. Деформация создаёт высокую плотность дислокаций, что ускоряет последующее старение и повышает итоговую прочность.

Старение (дисперсионное твердение)

Заключительный этап — старение при 305 ± 5 °С с выдержкой 2,5 часа и охлаждением на воздухе. Во время старения из пересыщенного α-раствора выделяются мелкодисперсные частицы интерметаллидной фазы, которые резко повышают прочность и твёрдость сплава при сохранении приемлемой пластичности.

Микроструктура полос и лент после дисперсионного твердения должна иметь равномерное распределение включений β-фазы, а средняя величина зерна не должна превышать 50 мкм (требование ГОСТ 1789-70).

Применение бронзы БрБНТ1,7 в промышленности

Сочетание высокой прочности (до 1470 МПа после старения), упругости, износостойкости и антифрикционных свойств определяет область применения сплава:

Бериллиевые бронзы не дают искры при ударе и трении, что позволяет применять детали из этих сплавов во взрывоопасных средах. Также сплавы Cu–Be обладают немагнитными свойствами, что востребовано при изготовлении компонентов точных измерительных приборов.

Формы поставки полуфабрикатов из БрБНТ1,7

По ГОСТ 1789-70 бронза БрБНТ1,7 выпускалась в виде холоднокатаных полос и лент в твёрдом состоянии (Т).

Лента из бериллиевой бронзы БрБНТ1,7

Полоса из бериллиевой бронзы БрБНТ1,7

Полосы поставлялись мерной, кратной мерной или немерной длины. Точность изготовления — нормальная (Н) или повышенная (П). Поверхность полос и лент должна быть гладкой, чистой, без плен, трещин, раковин и пузырей.

Пример условного обозначения

Лента холоднокатаная, прямоугольного сечения, нормальной точности, твёрдая, толщиной 0,50 мм, шириной 200 мм, немерной длины:

Лента ДПРНТ 0,50×200 НД БрБНТ1,7 ГОСТ 1789-70

Требования к качеству полос и лент

Согласно ГОСТ 1789-70 к полуфабрикатам из бронзы БрБНТ1,7 предъявлялись следующие требования:

Твёрдые полосы и ленты толщиной до 1,5 мм должны выдерживать без трещин испытание на изгиб в холодном состоянии на 90° вокруг оправки диаметром, равным двум толщинам образца. Полосы и ленты в изломе должны быть чистыми, плотными, без расслоений, раковин и посторонних включений. Допускается суммарная длина расслоений не более 2 мм на образце шириной 120 мм.

Серповидность полос не должна превышать 4 мм на 1 м длины, лент — 3 мм на 1 м длины.

Особенности работы с бериллиевой бронзой

Техника безопасности при обработке

Бериллий и его соединения токсичны. Пыль и аэрозоли, образующиеся при механической обработке (шлифовке, полировке, резке) бериллиевых бронз, представляют опасность для органов дыхания. При работе с полуфабрикатами из БрБНТ1,7 необходимо соблюдать требования промышленной безопасности: использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания, обеспечивать местную вытяжную вентиляцию и не допускать пылеобразования.

Хранение и транспортирование

Полосы и ленты из бериллиевой бронзы хранят в условиях, исключающих воздействие влаги, пыли и активных химических реагентов. Ленты поставляются в рулонах (внутренний диаметр не менее 150 мм), обёрнутых бумагой и уложенных в деревянные ящики или барабаны. Масса единицы упаковки не превышает 80 кг.

Поставка бериллиевой бронзы БрБНТ1,7

Компания «Русский металл» осуществляет поставки ленты и полосы из бериллиевой бронзы БрБНТ1,7 из наличия и под заказ. Условия, сроки и объёмы поставки — по запросу.