Сплав БрОЦ4-3А

БрОЦ4-3А — оловянная бронза, обрабатываемая давлением, с регламентированным содержанием цинка. Химический состав и нормы примесей установлены ГОСТ 5017-2006. Суффикс «А» в обозначении означает антимагнитную модификацию: содержание железа в сплаве ограничено 0,02% (вместо 0,05% у базовой марки БрОЦ4-3), что делает материал пригодным для изделий, работающих в магнитных полях или вблизи чувствительного к железу оборудования.

Химический состав по ГОСТ 5017-2006

Сплав относится к однофазным оловянно-цинковым бронзам. Состав по ГОСТ 5017-2006:

Элемент	Содержание, %
Медь (Cu)	92,2–93,8 (основа)
Олово (Sn)	3,5–4,0
Цинк (Zn)	2,7–3,3
Никель (Ni)	до 0,3 (не учитывается в сумме примесей)
Железо (Fe) — марка А	до 0,02
Свинец (Pb)	до 0,02
Фосфор (P)	до 0,03
Прочие примеси в сумме	до 0,2

Цинк в составе снижает температуру кристаллизации, повышает жидкотекучесть и уменьшает содержание растворённого водорода — это улучшает технологичность при горячей деформации. По ГОСТ 5017-2006 в сплаве допускается массовая доля титана до 0,12% за счёт меди (не учитывается в примесях).

Физические свойства

Свойство	Значение
Плотность	8 800 кг/м³
Теплопроводность при 20°С	84 Вт/(м·К)
Модуль упругости первого рода	1,22 × 10⁵ МПа
Удельное электросопротивление при 20°С	90 × 10⁻⁹ Ом·м
Температура плавления	1 045°С

Механические свойства — зависимость от состояния сплава

Механические характеристики БрОЦ4-3А существенно различаются в зависимости от степени холодной деформации (наклёпа) и термообработки. Ниже приведены данные при температуре 20°С по ГОСТ 1789, ГОСТ 10025, ГОСТ 5221.

Сортамент / состояние	σв, МПа	δ, %	Твёрдость HB
Полоса мягкая (отожжённая)	290	35–38	50–70
Полоса твёрдая (наклёпанная)	540–690	2–4	150–170
Пруток прессованный, ∅42–120 мм	270	35	—
Пруток тянутый, ∅5–40 мм	310–430	12–20	—
Проволока твёрдая (ГОСТ 5221)	760–880	0,5–2	—

Сплав выделяется среди оловянных бронз высокой упругостью и хорошей пластичностью в мягком состоянии, что позволяет получать пружинные детали методом холодной деформации непосредственно из ленты или проволоки.

Термическая обработка

Для БрОЦ4-3А применяют два режима отжига — в зависимости от задачи:

Высокотемпературный отжиг (рекристаллизационный), 550–650°С. Проводится для снятия наклёпа после холодной деформации и восстановления пластичности перед следующим технологическим переходом. После такого отжига сплав переходит в мягкое состояние с σв ≈ 290 МПа и δ = 35–38%.

Низкотемпературный отжиг (стабилизирующий), ~250°С, выдержка 1 час. Применяется после окончательной холодной деформации готовых пружинных изделий. Снижает остаточные напряжения без существенного снижения твёрдости, повышает стабильность упругих характеристик в эксплуатации.

Температура горячей деформации (прессование, прокатка) — 700–800°С.

Коррозионная стойкость

БрОЦ4-3А демонстрирует хорошую стойкость в пресной воде, атмосферных условиях и слабоагрессивных средах. Оксидная плёнка на поверхности снижает восприимчивость к биообрастанию в морской воде. Вместе с тем сплав не является химически инертным: он подвержен коррозии в кислотах и сильных щелочах, поэтому при выборе для химической аппаратуры необходимо проверять совместимость со средой.

Формы поставки и сортамент

БрОЦ4-3А поставляется в следующих полуфабрикатах:

• Лента и полоса — мягкая и твёрдая, основной сортамент по ГОСТ 1789. Основная форма выпуска для пружинных и электротехнических деталей.
• Пруток тянутый круглый — ∅5–40 мм по ГОСТ 10025. Для прутков ∅ до 15 мм допускается изготовление пружин методом холодной навивки без предварительного отжига.
• Пруток прессованный — ∅42–120 мм по ГОСТ 10025.
• Проволока круглая — тянутая, по ГОСТ 5221. Пружинная проволока поставляется в твёрдом состоянии с σв 760–880 МПа.
• Проволока и прутки сварочные — ∅1,2–8,0 мм (для сварки меди и латуни) и ∅1,4–4,0 мм (для сварки оловянных и оловянно-фосфористых бронз) по ГОСТ 16130-90.

Поверхность полуфабрикатов проходит кислотное или щелочное травление для удаления загрязнений и шлифование для устранения поверхностных дефектов.

Подробнее о смежных марках бронзового проката: БрОФ10-1 — оловянно-фосфористая бронза для более высоких нагрузок, а также кремнистые бронзы — альтернативный класс деформируемых бронз для коррозионно-стойких применений.

Применение БрОЦ4-3А

Благодаря сочетанию высоких упругих характеристик, хорошей пластичности и ограниченного содержания железа сплав применяется в следующих областях:

• Электротехника: токоведущие пружины, контакты штепсельных разъёмов — из проволоки и ленты твёрдого состояния.
• Машиностроение и приборостроение: плоские и цилиндрические пружины, пружинные детали, конструктивные элементы — из ленты, полосы, прутка.
• Химическое оборудование: детали аппаратуры, работающей в условиях контакта с водой, паром, слабоагрессивными средами.
• Судостроение: запорно-регулирующая арматура, судовые инструменты.
• Сварочные работы: проволока и прутки для ручной аргонодуговой сварки меди и механизированной сварки под флюсом меди и латуни; для сварки оловянных и оловянно-фосфористых бронз (ГОСТ 16130-90).
• Изделия с антимагнитными требованиями (марка А): детали, работающие в магнитных полях или вблизи магниточувствительного оборудования.