Плита бронзовая БрБ2

Бронза БрБ2 — общие сведения о сплаве

Бронза БрБ2 — безоловянная деформируемая бронза, легированная бериллием. Сплав относится к группе дисперсионно-упрочняемых медных сплавов: его свойства радикально изменяются при термической обработке (закалке и последующем искусственном старении). Химический состав регламентирован ГОСТ 18175-78.

Расшифровка марки: «Бр» — бронза, «Б» — бериллий, «2» — номинальное содержание бериллия около 2 %. Основу сплава составляет медь (96,9–98,0 %). Бериллий (1,8–2,1 %) обеспечивает возможность дисперсионного твердения, а никель (0,2–0,5 %) стабилизирует структуру и замедляет рост зерна при нагреве. Допустимые примеси: железо, кремний, алюминий (каждого — до 0,15 %), свинец (до 0,005 %). Суммарное содержание примесей — не более 0,5 %.

Зарубежные аналоги: C17200 (UNS, США), CuBe2 / 2.1247 (DIN/EN, Германия), C1720 (JIS, Япония).

Бронзовая плита БрБ2 — форма выпуска и нормативные документы

Бронзовая плита БрБ2 — плоский полуфабрикат прямоугольного сечения, получаемый горячей прокаткой из бериллиевой бронзы. Плитой считается прокат толщиной от 25 мм и более; при меньшей толщине изделие классифицируется как лист или полоса.

Химический состав сплава устанавливает ГОСТ 18175-78. Полосы и ленты из бериллиевой бронзы изготавливают по ГОСТ 1789-2013. Плиты из бериллиевой бронзы выпускаются по техническим условиям (ТУ). Диапазон толщин плит составляет от 10 до 190 мм, ширина — от 93 до 525 мм, длина — от 80 до 1600 мм. По согласованию с изготовителем допускается выпуск иных размеров.

Состояния поставки плит БрБ2

Плиты поставляются в двух основных состояниях:

Обозначение	Состояние	Характеристика
М (мягкое)	Закалённое	Высокая пластичность, пригодность к дальнейшей деформации и механической обработке
Т (твёрдое)	Закалённое + деформированное на 30–40 %	Повышенная прочность и твёрдость; после последующего старения — максимальные показатели

Маркировка плит БрБ2

Условное обозначение плиты содержит следующие элементы: способ изготовления (Г — горячекатаная), форма сечения (ПР — прямоугольное), точность изготовления и состояние поставки. Если точность изготовления или состояние не регламентированы, в обозначении используется буква Х.

Обрезные и необрезные плиты

Плиты толщиной до 40 мм поставляются обрезными — с кромками, обработанными в размер. Предельные отклонения по ширине и длине — до 40 мм. Плиты толщиной более 40 мм, как правило, поставляются необрезными, с технологическими припусками: до 150 мм по длине и до 75 мм по ширине.

Физические свойства бронзы БрБ2

Основные физические характеристики сплава при температуре 20 °С:

Параметр	Значение
Плотность	8200 кг/м³
Температура плавления (солидус / ликвидус)	~866 / ~982 °С
Модуль упругости (E)	131 ГПа
Теплопроводность (после старения)	84 Вт/(м·К)
Удельное электросопротивление до облагораживания	0,10 мкОм·м
Удельное электросопротивление после облагораживания	0,07 мкОм·м

Электропроводность БрБ2 значительно ниже, чем у чистой меди, но в состаренном состоянии составляет не менее 22 % IACS — это средний уровень среди медных сплавов. Облагораживание (старение) существенно снижает электросопротивление: с 0,10 до 0,07 мкОм·м.

Механические свойства плит из бронзы БрБ2

Механические характеристики БрБ2 зависят от состояния поставки и режима термообработки:

Параметр	Мягкое (М)	Твёрдое (Т)	После закалки и старения
Предел прочности σв, МПа	400–600	600–950	до 1250
Предел текучести σ0,2, МПа	196–344	588–930	до 1000
Относительное удлинение δ, %	40–50	2–4	2–3
Твёрдость HB	100–150	от 150	350–400

После закалки (760–790 °С, охлаждение в воде) и последующего старения (300–350 °С, выдержка 2–3 ч) бронза БрБ2 достигает максимальных значений прочности и твёрдости. Это обусловлено выделением мелкодисперсных частиц интерметаллида CuBe из пересыщенного твёрдого раствора. Среди всех промышленных медных сплавов БрБ2 в состаренном состоянии обладает одним из самых высоких показателей предела прочности.

Коррозионная стойкость бронзы БрБ2

Бериллиевая бронза устойчива ко многим агрессивным средам: пресной и морской воде, неокисляющим кислотам (соляной, угольной), растворам щелочей, продуктам распада пластмасс. Во влажной атмосфере на поверхности формируется оксидная плёнка, которая не ухудшает механических свойств, а служит дополнительной защитой и улучшает антифрикционные характеристики.

Ограничения по коррозионной стойкости: БрБ2 склонна к коррозионному растрескиванию под напряжением в среде влажных паров аммиака. Контакт с галогенами (фтор, хлор, бром, йод) нежелателен — на поверхности образуются галогениды бериллия, что приводит к деградации сплава.

Технологические свойства бронзовых плит БрБ2

В закалённом (мягком) состоянии бронза БрБ2 хорошо деформируется при нормальной температуре: поддаётся гибке, штамповке, вытяжке. Температурный интервал горячей обработки — 750–800 °С. Сплав допускает резание, фрезерование, сверление. Соединение деталей возможно сваркой и пайкой, однако сварку необходимо выполнять до термической обработки (закалки и старения), так как нагрев состаренного материала разупрочняет зону сварного шва.

Применение плит из бериллиевой бронзы БрБ2

Плиты из бронзы БрБ2 используются как заготовки для изготовления ответственных деталей с высокими требованиями к прочности, упругости и износостойкости. Основные области применения:

Пружинящие элементы ответственного назначения. Высокий предел упругости после термообработки делает БрБ2 материалом для пружин, мембран, сильфонов, упругих контактных элементов. Детали сохраняют пружинящие свойства при повышенных температурах (до 250 °С без существенной потери характеристик) и в криогенных условиях.

Износостойкие детали. Из плит вырезают втулки, направляющие, клинья, шестерни, подшипники скольжения для машиностроения и автомобилестроения. Антифрикционные свойства БрБ2 обеспечивают низкий износ сопрягаемых поверхностей.

Неискрящий инструмент. Бериллиевая бронза БрБ2 не даёт искр при ударе, что определяет её применение для инструмента на взрывоопасных производствах: в нефтегазовой отрасли, шахтах, на химических предприятиях.

Электротехника и приборостроение. Средняя электропроводность в сочетании с высокой прочностью и упругостью позволяет использовать БрБ2 для токоведущих пружинящих контактов, переключателей, реле, разъёмов. Плиты служат заготовками для штампованных электротехнических деталей.

Оснастка и пресс-формы. Высокая теплопроводность (по сравнению с инструментальными сталями) и износостойкость делают плиты БрБ2 пригодными для вставок пресс-форм литья пластмасс, где требуется интенсивный отвод тепла.

Из плит и полос бронзовых БрБ2 изготавливают также штампованные и прессованные детали — сплав хорошо поддаётся штамповке и резке в закалённом состоянии.

Формы поставки бронзы БрБ2

Помимо плит, бериллиевая бронза БрБ2 выпускается в виде полос, лент, листов, прутков, проволоки и труб. Выбор формы поставки зависит от назначения конечного изделия и способа его обработки. Плиты применяются там, где требуется крупногабаритная заготовка значительной толщины — для последующей механической обработки или раскроя.