Алюминиевая бронза

Алюминиевая бро́нза — вид бронзы, у которой алюминий является основным легирующим металлом, добавляемым к меди (в отличие от обычной бронзы, где медь легируется оловом, или латуни, где используется цинк). Промышленное применение нашли алюминиевые бронзы разного состава, но при этом большинство сплавов содержит алюминий в количестве от 5 % до 11 % по массе, а остальное составляет медь и другие легирующие элементы, такие как железо, никель, марганец и кремний.

Микроструктура алюминиевой бронзы с 20 % алюминия

Химический состав сплавов

Бронзитал. Медь (Cu) 92 %, алюминий (Al) 6 %, никель (Ni) 2 % (200 лир, 1983 г.)

Ниже в таблице приведены составы нескольких типовых стандартных алюминиевых бронз, которые обрабатываются давлением, и их обозначения по ГОСТ 18175-78^[1] и ISO 428^[2]. В процентах показан пропорциональный состав сплава по массе. Медь составляет остальную часть и в таблице не приводится:

Сплав по ISO 428	Сплав по ГОСТ 18175-78	Al	Fe	Ni	Mn	Zn	As
CuAl5	БрА5	4,0…6,5 %	0,5 % max.	0,8 % max.	0,5 % max.	0,5 % max.	0,4 % max.
CuAl8	БрА7	7,0…9,0 %	0,5 % max.	0,8 % max.	0,5 % max.	0,5 % max.
CuAl8Fe3		6.5…8,5 %	1,5…3,5 %	1,0 % max.	0,8 % max.	0,5 % max.
CuAl9Mn2	БрАМц9―2	8,0…10,0 %	1,5 % max.	0,8 % max.	1,5…3,0 %	0,5 % max.
CuAl10Fe3	БрАЖ9―4	8,5…11,0 %	2,0…4,0 %	1,0 % max.	2,0 % max.	0,5 % max.
CuAl10Fe5Ni5	БрАЖН10―4―4	8,5…11,5 %	2,0…6,0 %	4,0…6,0 %	2,0 % max.	0,5 % max.

Свойства

Цвет алюминиевой бронзы соломенно-жёлтый, с красноватым оттенком, напоминающим цвет золота. Основные механические свойства в твёрдом состоянии: плотность 7500…8200 кг/м³, температура плавления 1040…1084 °C, твёрдость по Бринеллю 55…220 кгс/мм², предел прочности 20…75 кгс/мм², относительное удлинение 20…75 %^[3].

Алюминиевые бронзы в сравнении с другими бронзовыми сплавами имеют бо́льшую прочность и коррозионную стойкость^[4]. Эти сплавы демонстрируют низкий уровень поверхностной коррозии в атмосферных условиях, низкий уровень окисления при высоких температурах и слабую способность к реакциям с сернистыми соединениями и продуктами выхлопа двигателей внутреннего сгорания.

Применение

Монета номиналом в 1 гривну, сделанная из алюминиевой бронзы

Алюминиевые бронзы чаще всего применяются в оборудовании, где благодаря стойкости к коррозии они имеют преимущество в сравнении с другими конструкционными материалами. Сюда следует отнести подшипники и детали шасси в самолётах, сборочные единицы в двигателях (особенно для морских судов), погружённые в воду элементы конструкций корпусов судов, гребные винты кораблей.

Алюминиевая бронза, благодаря красивому золотисто-жёлтому цвету и высокой коррозионной стойкости, иногда также используется в качестве замены золота для изготовления бижутерии и монет^[5].

Наибольшим спросом алюминиевые бронзы пользуются в следующих сферах:

• при изготовлении оборудования, эксплуатируемого в морских условиях;
• в оборудовании водоснабжения;
• в нефтяной и нефтехимической промышленности (например, для изготовления инструмента, эксплуатируемого во взрывоопасных средах);
• для изготовления оборудования, эксплуатируемого в условиях коррозионной среды;
• для изготовления декоративных элементов строительных конструкций.

Широко применяется для изготовления мелких деталей машиностроения (втулок, шестерней, фланцев). Положительными качествами алюминиевой бронзы перед оловянной являются:

• меньшая склонность к внутрикристаллической ликвации;
• большая плотность отливок;
• более высокая прочность и жаропрочность;
• меньшая склонность к хладоломкости.

Основные недостатки алюминиевых бронз перед оловянными:

• значительная усадка:
• склонность к образованию столбчатых кристаллов при кристаллизации и росту зерна при нагреве, что сильно охрупчивает сплав;
• сильное газопоглощение жидкого расплава;
• самоотпуск при медленном охлаждении;
• недостаточная коррозионная стойкость в перегретом паре.^[6]

Алюминиевая бронза поддаётся сварке в среде инертного газа (аргона).

См. также

• Бериллиевая бронза
• Бронза