Alumīnija bronza ir vara sakausējumu grupa, kurā galvenais leģējošais elements ir alumīnijs (Al). Neraugoties uz nosaukumu, materiāla pamats ir varš (Cu), bet alumīniju pievieno, lai palielinātu stiprību, cietību, nodilumizturību un korozijizturību.
Alumīnija bronzu izmanto kuģubūvē, mašīnbūvē, ķīmiskajā rūpniecībā, sūkņu, vārstu, bukšu un atbildīgu iekārtu detaļu ražošanā. Atkarībā no markas sakausējums var papildus saturēt dzelzi, niķeli un mangānu.
Alumīnija bronzas ķīmiskais sastāvs
Alumīnija bronzas pamats ir varš. Daudzās rūpnieciskajās markās alumīnija saturs ir aptuveni 5–12 %. Dzelzi, niķeli un mangānu var pievienot, lai uzlabotu mehāniskās un ekspluatācijas īpašības. Precīzu sastāvu nosaka materiāla marka un standarts.
| Elements | Tipiskais saturs | Nozīme sakausējumā |
|---|---|---|
| Varš (Cu) | Galvenā daļa | Sakausējuma pamats, nodrošina siltumvadītspēju un plastiskumu |
| Alumīnijs (Al) | Bieži aptuveni 5–12 % | Palielina stiprību, cietību un korozijizturību |
| Dzelzs (Fe) | Atsevišķās markās | Veicina stiprības palielināšanos un struktūras uzlabošanos |
| Niķelis (Ni) | Speciālajās markās | Uzlabo stiprību un noturību agresīvās vidēs |
| Mangāns (Mn) | Atsevišķās markās | Ietekmē stiprību un tehnoloģiskās īpašības |
Galvenie alumīnija bronzas veidi
Divkomponentu alumīnija bronza. Sastāv galvenokārt no vara un alumīnija. To izmanto detaļām, kurām nepieciešama stiprība un korozijizturība.
Dzelzi saturoša alumīnija bronza. Leģēta ar dzelzi, kas veicina izturīgākas struktūras veidošanos un uzlabo nodilumizturību.
Niķeļa-alumīnija bronza. Satur niķeli un dzelzi. Apvieno augstu stiprību, korozijizturību un labas ekspluatācijas īpašības jūras ūdenī.
Lejamā alumīnija bronza. Paredzēta formas lējumu, sūkņu korpusu, kuģu dzenskrūvju, armatūras un citu sarežģītu detaļu izgatavošanai.
Deformējamā alumīnija bronza. Tiek izmantota stieņu, lokšņu, slokšņu un citu pusfabrikātu ražošanā.
Eiropas alumīnija bronzas markas
Eiropas apzīmējumu sistēmā deformējamos vara sakausējumus apzīmē ar CW, bet lejamus sakausējumus — ar CC. Alumīnija bronzai izmanto, piemēram, šādas markas.
| Marka | Apzīmējums | Raksturojums un pielietojums |
|---|---|---|
| CW302G | CuAl8Fe3 | Deformējamā alumīnija bronza ar dzelzi izturīgām detaļām |
| CW307G | CuAl10Ni5Fe4 | Niķeļa-alumīnija bronza slogotām un korozijizturīgām detaļām |
| CC331G | CuAl10Fe2-C | Lejamā bronza mašīnu detaļām un rūpnieciskajai armatūrai |
| CC333G | CuAl10Fe5Ni5-C | Lejamā niķeļa-alumīnija bronza kuģu un sūkņu detaļām |
Faktiskās īpašības ir atkarīgas no ķīmiskā sastāva, ražošanas metodes, termiskās apstrādes un attiecīgā standarta prasībām.
Fizikālās un mehāniskās īpašības
Blīvums: parasti aptuveni 7,4–8,0 g/cm³ atkarībā no markas.
Kušanas temperatūra: daudzām rūpnieciskajām markām kušanas intervāls ir aptuveni 1000–1080 °C; precīzas vērtības ir atkarīgas no sastāva.
Krāsa: zeltaini dzeltena vai dzeltenbrūna, dažkārt ar sarkanīgu nokrāsu.
Stiprība: augsta vara sakausējumu vidū, īpaši niķeļa-alumīnija bronzai.
Nodilumizturība: laba, izvēloties piemērotu marku un ekspluatācijas apstākļus.
Korozijizturība: augsta daudzās rūpnieciskajās un jūras vidēs, pateicoties aizsargājošai oksīda plēvei.
Magnētiskās īpašības: atkarīgas no sastāva un struktūras; dažas dzelzi saturošas markas var būt magnētiskas.
Kāpēc alumīnija bronza ir izturīga pret koroziju?
Alumīnijs veicina plānas aizsargājošas oksīda plēves veidošanos uz sakausējuma virsmas. Tā ierobežo turpmāku metāla mijiedarbību ar apkārtējo vidi un palielina korozijizturību.
Tāpēc dažas alumīnija bronzas markas ir piemērotas izmantošanai jūras ūdenī, sūkņu sistēmās un rūpnieciskajās iekārtās. Tomēr izturība ir atkarīga no sakausējuma sastāva, plūsmas ātruma, temperatūras, vides ķīmiskā sastāva un citiem ekspluatācijas apstākļiem.
Ar ko alumīnija bronza atšķiras no alvas bronzas un misiņa?
Alumīnija bronza satur varu un alumīniju (Cu + Al). Alvas bronzas pamatā ir varš un alva (Cu + Sn), bet misiņa — varš un cinks (Cu + Zn).
Alumīnija bronzu bieži izvēlas stipri slogotām un korozijizturīgām detaļām. Alvas bronzu plaši izmanto buksēs un slīdgultņos, savukārt misiņu — veidgabalos, santehnikas armatūrā un dekoratīvos izstrādājumos. Konkrētās īpašības vienmēr nosaka materiāla marka.
Alumīnija bronzas pielietojums
- Kuģu dzenskrūves un jūras aprīkojuma detaļas.
- Sūkņu darbrati, korpusi un noslēgarmatūras elementi.
- Bukses, slīdgultņi, vadotnes un nodilumizturīgas detaļas.
- Zobrati un smagās mašīnbūves komponenti.
- Ķīmiskās un naftas ķīmijas rūpniecības iekārtas.
- Detaļas, kas darbojas pie lielām mehāniskām slodzēm un korozīvās vidēs.
Alumīnija bronza metāllūžņos
Alumīnija bronza rūpnieciskajos metāllūžņos sastopama vecu kuģu dzenskrūvju, sūkņu detaļu, bukšu, vārstu, zobratu, lējumu un ražošanas atlikumu veidā. Pārstrādei nodod arī metāla atgriezumus un mehāniskās apstrādes skaidas.
Šķirošanas laikā ir svarīgi atšķirt alumīnija bronzu no misiņa, alvas bronzas un citiem vara sakausējumiem. Pēc ārējās krāsas sastāvu nevar droši noteikt, tāpēc vajadzības gadījumā izmanto instrumentālo analīzi.
Alumīnija bronza ir vērtīga vara otrreizējā izejviela. Pārstrāde ļauj atgriezt varu, alumīniju un citus leģējošos elementus ražošanas apritē. Pieņemšanas nosacījumi ir atkarīgi no sastāva, tīrības, piemaisījumiem un lūžņu veida.
