Сплав БрАМц9-2

Бронза БрАМц9-2 — безоловянный деформируемый медный сплав системы Cu–Al–Mn. Маркировка расшифровывается следующим образом: «Бр» — бронза, «А9» — алюминий около 9 %, «Мц2» — марганец около 2 %. Международное обозначение по ISO — CuAl9Mn2, немецкий аналог по DIN — 2.0960, чешский аналог — CSN 423044. По классификации ГОСТ 18175-78 сплав относится к бронзам безоловянным, обрабатываемым давлением.

Отсутствие олова существенно снижает стоимость бронзы по сравнению с оловянными марками. Сплав сочетает высокую коррозионную стойкость, хорошие антифрикционные свойства и способность работать при знакопеременных нагрузках. По совокупности характеристик БрАМц9-2 применяется как заменитель более дорогих оловянных бронз типа БрОЦ4-3 и БрОЦ10-2. Близкий по составу отечественный аналог — бронза БрАМц10-2, содержащая до 11 % алюминия.

Химический состав бронзы БрАМц9-2 по ГОСТ 18175-78

Химический состав сплава регламентирован ГОСТ 18175-78 «Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки». Основа — медь. Легирующие элементы — алюминий и марганец. Суммарная массовая доля примесей не должна превышать 1,5 %.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается содержание никеля до 0,5 % без учёта его в общей сумме примесей.

Роль легирующих элементов

Алюминий — основной легирующий компонент. Его введение в медную матрицу повышает прочность, твёрдость, коррозионную стойкость и антифрикционные свойства. На поверхности сплава формируется плотная оксидная плёнка Al₂O₃, обеспечивающая защиту от коррозии в морской воде, пресной воде и атмосфере.

Марганец при содержании до 2,5 % улучшает механические свойства, повышает износостойкость и пластичность. Он способствует измельчению зерна, улучшает технологичность при горячей обработке давлением и повышает коррозионную стойкость сплава.

Физические свойства сплава БрАМц9-2

Физические характеристики определяют поведение материала при проектировании деталей и выборе режимов обработки.

Удельное электросопротивление бронзы БрАМц9-2 составляет 110 нОм·м — это примерно в 6,5 раза выше, чем у чистой меди (около 17 нОм·м). Поэтому для электротехнических задач, где требуется высокая электропроводность, этот сплав не подходит. Однако для электрических контактов, работающих в агрессивных средах, его коррозионная стойкость компенсирует относительно невысокую проводимость.

Механические свойства бронзы БрАМц9-2

Механические характеристики сплава зависят от вида полуфабриката и состояния поставки. Ниже приведены данные по марочнику при температуре 20 °C.

Обозначения: σ_в — предел кратковременной прочности (временное сопротивление разрыву); δ₅ — относительное удлинение при разрыве; HB — твёрдость по Бринеллю.

Сплав обладает высоким сопротивлением при знакопеременных нагрузках, что особенно важно для деталей, работающих в условиях вибрации и циклических напряжений.

Коэффициент трения

Антифрикционные свойства — одно из основных преимуществ бронзы БрАМц9-2.

Низкий коэффициент трения со смазкой позволяет использовать сплав в парах трения скольжения, подшипниковых узлах и направляющих механизмов.

Технологические свойства бронзы БрАМц9-2

Обработка давлением

Сплав хорошо обрабатывается давлением в горячем и холодном состоянии. Температура горячей обработки (прессование, ковка, штамповка) составляет 750–850 °C. Отжиг после холодной деформации выполняется при температуре 650–750 °C.

Бронза БрАМц9-2 обладает хорошей пластичностью, что подтверждается относительным удлинением до 20 % для прессованных прутков. Это позволяет получать полуфабрикаты различных профилей и сечений.

Механическая обработка

Сплав обрабатывается резанием на металлорежущих станках. Из прутков и поковок вытачивают втулки, зубчатые колёса, ходовые гайки и другие детали на токарных, фрезерных и сверлильных станках, в том числе с ЧПУ.

Сварка

Бронза БрАМц9-2 сваривается аргонодуговой сваркой (TIG). Сварочная проволока из этого же сплава (ГОСТ 16130-90) применяется для сварки конструкций из алюминиево-марганцевых бронз, мышьяковистых латуней, меди и медно-никелевых сплавов, а также для наплавки на сталь.

Коррозионная стойкость

Сплав устойчив к воздействию пресной и морской воды, пара, жидкого топлива при рабочих температурах до 250 °C. Защитная оксидная плёнка на основе Al₂O₃ обеспечивает долговременную стойкость в атмосферных условиях. По коррозионной стойкости в морской воде БрАМц9-2 превосходит бронзу БрАЖ9-4 за счёт замены железа на марганец.

Формы поставки проката из бронзы БрАМц9-2

Бронза БрАМц9-2 поставляется в виде различных полуфабрикатов. Ниже приведены основные формы проката с указанием действующих стандартов.

Прутки бронзовые ГОСТ 1628-2019

Стандарт ГОСТ 1628-2019 (заменил ГОСТ 1628-78, введён с 01.12.2019) распространяется на тянутые, прессованные и горячекатаные бронзовые прутки.

Прутки поставляются немерной, мерной и кратной длины. Из прутков изготавливают износостойкие детали: втулки, зубчатые колёса, шестерни, ходовые гайки, валы, направляющие станков.

Полосы и ленты ГОСТ 1595-90

ГОСТ 1595-90 устанавливает требования к горячекатаным и холоднокатаным полосам и лентам из бронзы БрАМц9-2.

Ленты производятся холоднокатаными в мягком и твёрдом состоянии. Полосы и ленты используются для трубных досок конденсаторов, плоских деталей химического оборудования, элементов судовых механизмов.

Сварочная проволока ГОСТ 16130-90

Проволока из бронзы БрАМц9-2 по ГОСТ 16130-90 выпускается тянутой, круглого сечения. Диаметр — от 0,8 до 5 мм. Основное назначение — аргонодуговая и полуавтоматическая сварка медных сплавов, а также наплавка износостойких слоёв на стальные детали.

Поковки

Поковки из БрАМц9-2 изготавливаются по технической документации предприятия-изготовителя. Применяются для получения заготовок ответственных деталей судостроения и машиностроения.

Области применения сплава БрАМц9-2

Сочетание коррозионной стойкости, высокой прочности при знакопеременных нагрузках и низкого коэффициента трения определяет широкий спектр применения бронзы БрАМц9-2.

Судостроение

БрАМц9-2 — одна из основных марок так называемой «морской бронзы». Из неё изготавливают детали судовой арматуры, работающей в морской воде при температурах до 250 °C: корпуса и тарелки клапанов, крышки насосов, коробки сальников, трубные доски конденсаторов. Детали из этого сплава используют в узлах, контактирующих с пресной водой, паром и жидким топливом.

Машиностроение и станкостроение

Сплав применяется для антифрикционных деталей, работающих на истирание под нагрузкой до 35 кгс/см² при скорости скольжения до 1,9 м/с: зубчатые колёса, шестерни, венцы зубчатых колёс, ходовые гайки, втулки. В станкостроении БрАМц9-2 используют для накладных направляющих суппортов и салазок крупных и тяжёлых станков — токарных, карусельных, расточных.

Гидравлическое оборудование

Детали гидравлических систем: золотники, втулки цилиндров, детали насосов. Стойкость к гидравлическому давлению и агрессивным средам обеспечивает надёжную работу в условиях контакта с рабочими жидкостями.

Химическая промышленность

Коррозионная стойкость бронзы востребована в деталях химического оборудования, трубопроводной арматуре, крепеже, работающем в агрессивных средах.

Специальный крепёж и пружинные элементы

Из твёрдой бронзы БрАМц9-2 изготавливают крепёжные детали для эксплуатации в неблагоприятных атмосферных условиях, а также пружинные элементы, работающие при умеренных нагрузках.

Сварочные работы

Проволока БрАМц9-2 (ГОСТ 16130-90) применяется при ручной и механизированной аргонодуговой сварке деталей из алюминиево-марганцевых бронз, мышьяковистых латуней, меди и медно-никелевых сплавов. Также используется для наплавки коррозионно-стойких и износостойких слоёв на стальные детали.

Аналоги бронзы БрАМц9-2

При выборе зарубежного аналога необходимо сверять точный химический состав по стандарту страны-производителя, поскольку допуски по элементам могут различаться.