Сплав БрАЖ9-4л

Запрашивайте литейную бронзу БрА9Ж3Л по e-mail.

Бронза БрА9Ж3Л (альтернативное обозначение — БрАЖ9-4Л) относится к безоловянным литейным бронзам системы Cu–Al–Fe. Сплав регламентирован ГОСТ 493-79 и предназначен для получения фасонных отливок методом литья в песчаные формы и кокиль. Сочетание высокой прочности, коррозионной стойкости и выраженных антифрикционных характеристик делает БрА9Ж3Л востребованной в машиностроении, судостроении, горно-металлургическом оборудовании и арматуростроении.

В маркировке «БрА9Ж3Л» буквы расшифровываются следующим образом: Бр — бронза, А9 — алюминий около 9 %, Ж3 — железо около 3 %, Л — литейная. Альтернативное обозначение «БрАЖ9-4Л» исторически принято для той же марки и также применяется в нормативной и коммерческой документации. Цифра «4» в этом варианте соответствует верхней границе содержания железа.

Нормативные документы на бронзу БрА9Ж3Л

Химический состав литейной бронзы БрА9Ж3Л определяется несколькими стандартами и отраслевыми нормативами:

Базовым документом на химический состав и минимальные механические свойства является ГОСТ 493-79. Отраслевые стандарты (ОСТ) могут уточнять отдельные требования — например, ОСТ 24.916.01-71 сужает допустимый диапазон алюминия до 8,0–10,0 % и разрешает содержание свинца до 0,30 % при фасонном литье.

Химический состав сплава БрА9Ж3Л по ГОСТ 493-79

Основу сплава составляет медь. Главные легирующие элементы — алюминий и железо. Алюминий обеспечивает формирование прочной оксидной плёнки и повышает механические свойства; железо измельчает зерно, улучшает износостойкость и сопротивление ползучести.

Содержание меди указано приблизительно — оно определяется как остаток после вычитания легирующих элементов и примесей. Примеси, не регламентируемые ГОСТ 493-79, входят в общую сумму примесей. По ОСТ 24.916.01-71 при фасонном литье допускается содержание свинца до 0,30 %, при этом общая сумма примесей не должна превышать 1,00 %.

Влияние основных легирующих элементов

Алюминий в диапазоне 8–10,5 % создаёт на поверхности плотную оксидную плёнку Al₂O₃, благодаря которой сплав устойчив к коррозии в атмосфере, пресной и морской воде. При содержании алюминия свыше 9,4 % в структуре появляется γ₂-фаза (Cu₉Al₄), повышающая твёрдость, но снижающая пластичность. Железо в количестве 2–4 % образует дисперсные интерметаллиды FeAl₃, которые выполняют роль центров кристаллизации, измельчают зерно и повышают износостойкость отливок.

Механические свойства бронзы БрА9Ж3Л при t = 20 °С

Механические характеристики литейных бронз зависят от способа литья: кокильные отливки за счёт более быстрого охлаждения имеют мелкозернистую структуру и повышенную прочность по сравнению с литьём в песчаную форму.

Литьё в песчаную форму

Литьё в кокиль

* Значения σ_0,2 и KCU приведены по данным отраслевых стандартов (ОСТ); в приложении к ГОСТ 493-79 для БрА9Ж3Л нормируются только σ_в, δ₅ и НВ.

Примечание: при литье в кокиль ГОСТ 493-79 допускает снижение относительного удлинения до 6 %, если твёрдость НВ превышает 1568 МПа (160 кгс/мм²).

Физические свойства литейной бронзы БрА9Ж3Л

Диапазон плотности 7500–7600 кг/м³ объясняется различием методик определения и колебанием фактического химического состава в рамках допуска ГОСТ.

Антифрикционные характеристики сплава БрАЖ9-4Л

Алюминиевая бронза БрА9Ж3Л рекомендуется как заменитель дорогостоящих оловянных бронз в узлах трения. Антифрикционные параметры по справочным данным:

Эти характеристики определяют пригодность БрА9Ж3Л для подшипников скольжения, червячных колёс и других деталей, работающих в условиях трения при средних и высоких нагрузках.

Коррозионная стойкость и жаростойкость

Защитная оксидная плёнка на основе Al₂O₃ обеспечивает устойчивость бронзы БрА9Ж3Л к воздействию атмосферы, пресной и морской воды. Сплав не склонен к обесцинкованию (в отличие от латуней), что важно при работе в контакте с морской водой. Жаростойкость сохраняется при температурах до 265 °С — при более высоких температурах начинается деградация защитных свойств оксидного слоя.

Следует учитывать, что алюминиевые бронзы подвержены избирательной (селективной) коррозии в кислых средах с pH ниже 5, а также в растворах, содержащих аммиак и его соединения.

Область применения бронзы БрА9Ж3Л

Литейная бронза БрА9Ж3Л применяется при изготовлении отливок для следующих отраслей и назначений:

• Антифрикционные детали — подшипники скольжения, втулки, сальники, нажимные кольца, работающие при давлениях до 200 кгс/см².
• Арматура (за исключением паровой) — корпуса и тарелки клапанов, седла, корпуса насосов, штоки.
• Горно-металлургическое оборудование — шестерни, венцы зубчатых колёс, гайки нажимных винтов.
• Судостроение и судовое машиностроение — детали, работающие в контакте с морской водой.
• Тяжёлое машиностроение — ободья, массивные втулки, детали прессового оборудования.

В паре со стальным цементированным червяком бронза БрА9Ж3Л обеспечивает надёжную работу червячных передач при средних скоростях скольжения. Небольшие червячные колёса изготавливают целиком из бронзы; для крупногабаритных колёс применяют составную конструкцию — бронзовый венец на чугунной или стальной ступице.

Особенности литья и обработки бронзы БрАЖ9-4Л

Сплав БрА9Ж3Л предназначен для фасонного литья двумя основными методами — в песчаные формы и в металлические формы (кокиль). Каждый метод имеет свои особенности.

Литьё в песчаную форму

Метод применяется для крупногабаритных и единичных отливок. Массивные детали — ободья, втулки, корпуса насосов — отливают в песчано-глинистые формы, что позволяет получать заготовки значительной массы. Скорость охлаждения относительно невысока, поэтому структура отливок крупнозернистая, а механические свойства ниже по сравнению с кокильным литьём.

Литьё в кокиль

Кокильное литьё обеспечивает ускоренное охлаждение, мелкозернистую структуру и повышенную плотность отливок. Предел прочности при литье в кокиль достигает 490 МПа и выше — на 25 % больше, чем при литье в песок. Метод экономически оправдан в серийном производстве.

Термическая обработка

Алюминиевые бронзы, содержащие свыше 9 % алюминия, склонны к повышенной хрупкости из-за выделения γ₂-фазы. Отливки, которым предстоит работать при ударных нагрузках, подвергают отжигу для снятия внутренних напряжений и улучшения пластичности.

Механическая обработка

Бронза БрА9Ж3Л удовлетворительно обрабатывается резанием — точением, фрезерованием, сверлением. Однако из-за высокой вязкости стружка может налипать на инструмент. Рекомендуется применять твёрдосплавный инструмент и обильное охлаждение.

Сравнение с деформируемой бронзой БрАЖ9-4

Деформируемая бронза БрАЖ9-4 (ГОСТ 18175-78) имеет практически тот же химический состав, но предназначена для получения полуфабрикатов обработкой давлением — прутков, труб, поковок. Литейная БрА9Ж3Л (ГОСТ 493-79) предназначена для фасонного литья. Фактическое различие между марками — в нормируемом составе примесей и способе переработки, а не в базовом составе основных легирующих элементов.

Зарубежные аналоги бронзы БрА9Ж3Л

Ниже приведены близкие по составу и свойствам зарубежные марки алюминиевых бронз. Указаны как точные, так и ближайшие аналоги — полная взаимозаменяемость требует сверки конкретных спецификаций.

Формы поставки литейной бронзы БрА9Ж3Л

Литейная бронза БрА9Ж3Л поставляется в формах, удобных для последующего литейного производства и механической обработки:

• Чушки (слитки) для переплава и литья.
• Фасонные отливки по чертежам заказчика — втулки, шестерни, венцы, корпуса клапанов.
• Заготовки цилиндрические (полые и сплошные) для токарной и фрезерной обработки.

Конкретные размеры, массы и партии — по согласованию. Условия поставки и сроки уточняйте у менеджеров.