Бронза марки БрО10Ц2 (БрОЦ10-2): полное описание и характеристики

Бронза оловянная литейная марки БрО10Ц2 (БрОЦ10-2) представляет собой универсальный медный сплав, обладающий сбалансированным набором физико-механических и технологических характеристик. Благодаря оптимальному соотношению олова и цинка, этот материал широко применяется для изготовления антифрикционных деталей, компонентов судостроительной промышленности и ответственных узлов в машиностроении, где требуется сочетание прочности, износостойкости и коррозионной стойкости.

Расшифровка марки БрО10Ц2

Маркировка БрО10Ц2 имеет четкую структуру, где каждый элемент обозначения несет конкретную информацию:

• Бр — бронза (медный сплав)
• О10 — содержание олова 10%
• Ц2 — содержание цинка 2%

Альтернативное обозначение этого сплава — БрОЦ10-2, которое также встречается в технической документации и является полностью эквивалентным. Данная маркировка соответствует требованиям ГОСТ 613-79, регламентирующего состав и характеристики оловянных литейных бронз.

Химический состав БрО10Ц2 по ГОСТ 613-79

Химический состав бронзы БрО10Ц2 регламентируется государственным стандартом ГОСТ 613-79 и включает следующие элементы:

Элемент	Содержание, %	Влияние на свойства сплава
Медь (Cu)	Основа (≈ 88%)	Определяет базовые свойства сплава: пластичность, электро- и теплопроводность
Олово (Sn)	9,0-11,0	Повышает прочность, твердость, коррозионную стойкость и износостойкость
Цинк (Zn)	1,5-2,5	Улучшает литейные свойства, повышает жидкотекучесть, увеличивает прочность, снижает себестоимость сплава
Железо (Fe)	≤ 0,3	Допустимая примесь, повышает твердость, но снижает пластичность
Свинец (Pb)	≤ 0,3	Допустимая примесь, улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость
Сурьма (Sb)	≤ 0,3	Допустимая примесь, повышает твердость, но может снижать пластичность
Фосфор (P)	≤ 0,05	Допустимая примесь, в малых количествах действует как раскислитель
Алюминий (Al)	≤ 0,02	Допустимая примесь, незначительно повышает прочность и коррозионную стойкость
Кремний (Si)	≤ 0,02	Допустимая примесь, влияет на литейные свойства

Примечание: Общая массовая доля примесей не должна превышать 1,0%. Содержание олова и цинка в указанных пропорциях обеспечивает оптимальный баланс между механическими и технологическими свойствами материала.

Физические и механические свойства БрО10Ц2

Бронза БрО10Ц2 обладает комплексом физических и механических свойств, определяющих её широкое применение в различных отраслях промышленности:

Физические свойства:

• Плотность: 8,8-9,0 г/см³
• Температура плавления: около 1015°C
• Теплопроводность: 60-70 Вт/(м·К)
• Коэффициент линейного расширения: 18,0×10⁻⁶ 1/°C
• Удельное электрическое сопротивление: 0,10-0,12 Ом·мм²/м

Механические свойства:

• Предел прочности при растяжении (σв): 210-250 МПа
• Относительное удлинение (δ): 5-10%
• Твердость по Бринеллю: 70-90 HB
• Предел текучести: 100-130 МПа
• Ударная вязкость: 0,3-0,5 МДж/м²

Добавление 2% цинка в сплав, по сравнению с бронзами без цинка, способствует улучшению литейных свойств при сохранении высоких механических характеристик. Это позволяет изготавливать отливки сложной формы с хорошими прочностными показателями.

Технологические свойства и обрабатываемость БрО10Ц2

Бронза БрО10Ц2 обладает рядом технологических свойств, которые определяют особенности её использования в производственных процессах:

Литейные свойства:

• Жидкотекучесть: хорошая, что обеспечивает качественное заполнение литейных форм
• Линейная усадка: малая (1,4-1,6%), что позволяет получать отливки с высокой размерной точностью
• Склонность к образованию усадочной пористости: умеренная, может требовать специальных технологических приемов
• Склонность к ликвации: умеренная, при правильном режиме охлаждения минимизируется
• Газопоглощение: среднее, требует соблюдения технологии плавки и подготовки сплава

Обрабатываемость и технологические особенности:

• Резание: хорошая обрабатываемость (75-85% от обрабатываемости латуни)
• Свариваемость: удовлетворительная, возможно применение газовой и аргонодуговой сварки
• Паяемость: хорошая, поддается пайке различными припоями
• Обрабатываемость давлением: ограниченная, преимущественно используется для литья
• Полируемость: хорошая, допускает получение высококачественной поверхности

Специфической особенностью бронзы БрО10Ц2 является её подверженность к образованию рассредоточенной усадочной пористости, что может затруднять получение плотных отливок. Для преодоления этой проблемы применяются специальные технологические приемы, такие как направленная кристаллизация, применение холодильников и оптимизация конструкции литниковой системы.

Особенности термической обработки

Термическая обработка бронзы БрО10Ц2 может применяться для улучшения структуры и свойств материала:

• Отжиг для снятия внутренних напряжений проводится при температуре 550-600°C с выдержкой 1-2 часа и последующим медленным охлаждением
• Нормализация может проводиться при температуре 700-730°C для улучшения структуры сплава
• Закалка для данного сплава обычно не применяется из-за незначительного эффекта упрочнения
• Старение может проводиться при температуре 250-300°C в течение 2-3 часов для стабилизации размеров изделий

При термической обработке необходимо учитывать, что перегрев выше 780-800°C может привести к испарению цинка из сплава, что негативно влияет на структуру и свойства материала. Поэтому при нагреве рекомендуется использовать защитные среды или покрытия.

Преимущества и недостатки

Бронза БрО10Ц2, как и любой конструкционный материал, обладает определенными достоинствами и ограничениями, которые необходимо учитывать при выборе материала для конкретных применений.

Преимущества бронзы БрО10Ц2:

• Хорошие литейные свойства — благодаря содержанию цинка обладает повышенной жидкотекучестью, что обеспечивает качественное заполнение форм сложной конфигурации
• Малый коэффициент линейной усадки — позволяет получать отливки с высокой размерной точностью
• Высокие механические свойства — сочетание прочности и пластичности обеспечивает надежность деталей при эксплуатации
• Хорошая коррозионная стойкость — устойчивость к воздействию атмосферных условий, пресной и морской воды
• Хорошие антифрикционные свойства — обеспечивают эффективную работу в узлах трения
• Высокая обрабатываемость — позволяет получать детали с высоким качеством поверхности
• Оптимальное соотношение цена/качество — добавление цинка снижает себестоимость сплава при сохранении основных эксплуатационных характеристик
• Устойчивость к вибрационным нагрузкам — способность к гашению вибраций делает материал подходящим для деталей, работающих в условиях динамических нагрузок

Недостатки бронзы БрО10Ц2:

• Склонность к образованию усадочной пористости — требует применения специальных технологических приемов при литье
• Ограниченная свариваемость — при сварке требуется соблюдение специальной технологии
• Чувствительность к перегреву — при высоких температурах возможно испарение цинка
• Меньшая коррозионная стойкость — по сравнению с бронзами, не содержащими цинк
• Возможность обесцинкования — при длительном контакте с водными средами
• Ограниченная стойкость — в средах, содержащих минеральные кислоты, щелочи и сернистые соединения

Понимание этих особенностей позволяет правильно выбрать сферу применения бронзы БрО10Ц2 и технологию изготовления деталей из этого материала.

Области применения бронзы БрО10Ц2

Благодаря комплексу механических, физических и технологических свойств, бронза БрО10Ц2 нашла широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Машиностроение:
  • Антифрикционные детали (втулки, вкладыши, подшипники скольжения)
  • Шестерни и зубчатые колеса
  • Червячные колеса редукторов
  • Детали насосов и компрессоров
  • Направляющие втулки и гильзы
• Судостроение:
  • Детали судовых механизмов
  • Элементы гребных винтов малого размера
  • Корпуса клапанов и задвижек
  • Компоненты палубного оборудования
• Арматуростроение:
  • Корпуса и детали запорной арматуры
  • Седла клапанов
  • Штоки и шпиндели
• Общее машиностроение:
  • Детали приборов и аппаратов
  • Компоненты измерительных устройств
  • Элементы передаточных механизмов
• Электротехническая промышленность:
  • Токоведущие детали
  • Элементы контактных соединений
  • Компоненты электрических аппаратов
• Художественное литье:
  • Декоративные элементы
  • Скульптурные изделия
  • Архитектурные детали
• Специальное применение:
  • Детали, работающие в условиях повышенной влажности
  • Компоненты механизмов, подверженных вибрационным нагрузкам
  • Изделия, требующие высокой размерной стабильности

Наиболее эффективно применение бронзы БрО10Ц2 в условиях, где требуется сочетание хороших литейных и механических свойств, а также коррозионной стойкости при умеренных затратах на материал.

Формы поставки и сортамент

Согласно ГОСТ 613-79, бронза БрО10Ц2 может поставляться в следующих формах:

Наименование	Описание	Применение
Чушки	Стандартные слитки для последующей переплавки	Литейное производство, изготовление фасонных отливок
Слитки	Крупные заготовки для дальнейшей обработки	Производство полуфабрикатов, крупных деталей
Блоки	Заготовки специальной формы	Специализированное литье, художественное литье
Бронзовые круги	Прутки круглого сечения различного диаметра	Изготовление втулок, подшипников, валов, шестерен
Бронзовые втулки	Полуфабрикаты или готовые изделия цилиндрической формы с отверстием	Подшипники скольжения, направляющие элементы
Отливки	Фасонные изделия, полученные методом литья	Готовые детали или заготовки под механическую обработку

Компания "ОборонСпецСплав" предлагает полный ассортимент изделий из бронзы БрО10Ц2 в различных формах поставки, что позволяет удовлетворить потребности заказчиков из разных отраслей промышленности.

Особенности приемки и контроля качества

Согласно ГОСТ 613-79, изделия из бронзы БрО10Ц2 принимаются партиями. Каждая партия должна состоять из продукции одной марки, с одной или несколькими плавками, и сопровождаться единым документом, содержащим:

• Товарный знак предприятия-изготовителя
• Марку бронзы (БрО10Ц2)
• Номер плавки
• Результаты химического анализа
• Массу партии
• Номер партии
• Дату изготовления

Перемешивание чушек или слитков из разных партий не допускается, что обеспечивает сохранение идентификации и прослеживаемости материала.

При приемке проводится проверка качества поверхности чушек, которой подвергают не менее 10% от общего количества в партии. Контроль качества включает:

• Визуальный контроль поверхности на отсутствие дефектов
• Проверка массы и геометрических размеров
• Химический анализ состава сплава
• При необходимости — проведение механических испытаний

Для потребителей, имеющих специфические требования, могут проводиться дополнительные испытания, такие как определение механических свойств, плотности отливок, герметичности и т.д.

Транспортировка и хранение

Транспортировка изделий из бронзы БрО10Ц2 осуществляется в соответствии с общими правилами перевозки грузов. Чушки, слитки и другие формы поставки укомплектовываются в пакеты для обеспечения сохранности и удобства погрузочно-разгрузочных работ.

Перевозка может производиться всеми видами транспорта при соблюдении правил, действующих на конкретном виде транспорта:

• Автомобильным
• Железнодорожным
• Морским
• Речным
• Воздушным (при необходимости экспресс-доставки)

Хранение бронзы БрО10Ц2 допускается как в открытых, так и в закрытых помещениях. Однако для предотвращения образования патины и сохранения внешнего вида предпочтительнее хранение в закрытых сухих помещениях.

Оптимальные условия хранения:

• Температура окружающей среды: от -50°C до +40°C
• Относительная влажность: не более 75%
• Отсутствие агрессивных сред (кислот, щелочей, их паров)
• Защита от прямого воздействия атмосферных осадков

При соблюдении указанных условий срок хранения бронзы БрО10Ц2 практически не ограничен.

Сравнение с аналогами и альтернативными материалами

Бронза БрО10Ц2 имеет ряд аналогов и альтернативных материалов, которые могут использоваться для решения сходных задач:

Марка	Стандарт	Основные отличия	Применение
БрОЦ10-2	ГОСТ 613-79	Альтернативное обозначение БрО10Ц2	Идентичное
БрО10С10	ГОСТ 613-79	Содержит 10% свинца вместо цинка, лучшие антифрикционные свойства, но хуже литейные характеристики	Подшипники скольжения, втулки, работающие при высоких нагрузках
БрО10Ф1	ГОСТ 613-79	Содержит 1% фосфора вместо цинка, лучшая жидкотекучесть, выше твердость	Высоконагруженные детали, требующие повышенной прочности
БрО5Ц5С5	ГОСТ 613-79	Меньше олова (5%), больше цинка (5%), содержит 5% свинца, экономичнее	Детали общего назначения с умеренными нагрузками
CuSn10Zn2	EN 1982	Европейский аналог с близким составом	Аналогичное применение в Европе
C90500	ASTM B505	Американский аналог (88Cu-10Sn-2Zn)	Аналогичное применение в США

По сравнению с другими конструкционными материалами, бронза БрО10Ц2 имеет следующие преимущества и недостатки:

• По сравнению с латунями: выше коррозионная стойкость, лучшие антифрикционные свойства, но выше стоимость
• По сравнению с углеродистыми сталями: лучшая коррозионная стойкость, антифрикционные свойства, но ниже прочность
• По сравнению с чугунами: выше пластичность, коррозионная стойкость, но выше стоимость
• По сравнению с алюминиевыми сплавами: выше прочность, износостойкость, но больший удельный вес

Выбор между бронзой БрО10Ц2 и альтернативными материалами должен осуществляться на основе анализа конкретных условий эксплуатации, требований к свойствам материала и экономических факторов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как влияет цинк на свойства бронзы БрО10Ц2?

Цинк в количестве 2% оказывает комплексное влияние на свойства бронзы. Основные эффекты включают: улучшение литейных свойств и повышение жидкотекучести сплава, что способствует лучшему заполнению литейных форм; повышение прочности при сохранении удовлетворительной пластичности; снижение склонности к ликвации олова; улучшение обрабатываемости резанием; снижение себестоимости сплава по сравнению с бронзами без цинка. Однако добавление цинка несколько снижает коррозионную стойкость в сравнении с безцинковыми бронзами и может вызывать явление обесцинкования при длительном контакте с водными средами, особенно при повышенных температурах.

Можно ли использовать бронзу БрО10Ц2 для контакта с питьевой водой?

Да, бронза БрО10Ц2 может применяться для изготовления деталей, контактирующих с питьевой водой, но с определенными ограничениями. При длительном контакте с водой может происходить процесс обесцинкования, что потенциально ведет к попаданию небольших количеств цинка в воду. Современные нормативы в большинстве стран допускают использование оловянных бронз с невысоким содержанием цинка для водопроводной арматуры и фитингов. Однако для компонентов с длительным контактом с горячей питьевой водой рекомендуется выбирать безцинковые бронзы или специальные сплавы, сертифицированные для такого применения.

В чем отличия между БрО10Ц2 и БрО10С10?

Основное отличие между этими марками бронз заключается в составе легирующих элементов. БрО10Ц2 содержит 10% олова и 2% цинка, в то время как БрО10С10 содержит 10% олова и 10% свинца без цинка. Эти различия определяют свойства и области применения: БрО10Ц2 обладает лучшими литейными свойствами, выше пластичность и прочность; БрО10С10 имеет превосходные антифрикционные свойства благодаря высокому содержанию свинца, лучше обрабатывается резанием, но хуже отливается. БрО10Ц2 предпочтительнее для деталей общего назначения, где важны механические свойства и качество отливок, а БрО10С10 специализируется на узлах трения, работающих при высоких нагрузках и недостаточном смазывании.

Какова максимальная рабочая температура для деталей из бронзы БрО10Ц2?

Максимальная рекомендуемая рабочая температура для деталей из бронзы БрО10Ц2 составляет 250-300°C. При более высоких температурах начинается заметное снижение механических свойств и возможно интенсивное окисление поверхности. Кроме того, при температурах выше 300°C возникает риск испарения цинка, что приводит к изменению состава и свойств сплава. Для работы при более высоких температурах рекомендуется использовать специальные жаропрочные бронзы, например, алюминиевые (БрАЖ9-4) или безоловянные (БрКМц3-1).

Как решить проблему усадочной пористости при литье деталей из БрО10Ц2?

Для минимизации усадочной пористости при литье деталей из бронзы БрО10Ц2 рекомендуется применять следующие технологические приемы: использование направленной кристаллизации путем правильного расположения прибылей и холодильников; подогрев литейных форм до оптимальной температуры (150-200°C); применение литниково-питающих систем увеличенного сечения; снижение температуры заливки до оптимального уровня (1050-1100°C); использование модифицирующих добавок для измельчения структуры; применение вакуумирования или литья под давлением для плотных отливок; введение в конструкцию отливки технологических напусков в местах вероятного образования усадочных раковин с последующей их механической обработкой.

Заключение

Бронза БрО10Ц2 (БрОЦ10-2) представляет собой универсальный конструкционный материал, сочетающий хорошие литейные свойства с высокими механическими характеристиками и коррозионной стойкостью. Благодаря оптимальному содержанию олова и цинка, этот сплав обладает рядом ценных качеств:

• Высокая жидкотекучесть, обеспечивающая качественное заполнение литейных форм
• Малый коэффициент линейной усадки, позволяющий получать размерно точные отливки
• Хорошие механические свойства, гарантирующие надежность деталей при эксплуатации
• Превосходная коррозионная стойкость в различных средах
• Хорошие антифрикционные свойства, обеспечивающие работоспособность в узлах трения
• Высокая обрабатываемость резанием, упрощающая изготовление деталей

Эти характеристики делают бронзу БрО10Ц2 оптимальным выбором для производства ответственных деталей в машиностроении, судостроении, арматуростроении и других отраслях промышленности. Широкий спектр форм поставки — от чушек для литья до готовых полуфабрикатов — позволяет удовлетворить потребности самых разных производственных процессов.

При правильном учете технологических особенностей и потенциальных ограничений материала, бронза БрО10Ц2 обеспечивает оптимальное соотношение цены и качества, долговечность и надежность изделий в различных условиях эксплуатации.

Компания "ОборонСпецСплав" предлагает полный ассортимент продукции из бронзы БрО10Ц2, произведенной в строгом соответствии с требованиями ГОСТ 613-79, что гарантирует высокое качество и стабильность характеристик поставляемого материала.

При подготовке данной статьи использованы материалы ГОСТ 613-79 "Бронзы оловянные литейные", а также научно-технические данные из исследований, проведенных специалистами компании "ОборонСпецСплав". Практические рекомендации основаны на многолетнем опыте работы с оловянными литейными бронзами и анализе эксплуатационных характеристик изделий в различных отраслях промышленности.