ГОСТ 1789-70: полосы и ленты из бериллиевой бронзы БрБ2

Запись «лента БрБ2 ГОСТ 1789–70» в чертеже отсылает к стандарту на плоский прокат из бериллиевой бронзы: он задаёт марки, состояния поставки, размеры с допусками и правила приёмки холоднокатаных полос и лент. Химический состав сплава при этом нормирует другой документ — ГОСТ 18 175–78. Ниже разбираем, что покрывает ГОСТ 1789–70, как читать обозначения в заказе и чем его требования отличаются от американского ASTM B194.

Что регламентирует ГОСТ 1789–70

Полное название документа — «Полосы и ленты из бериллиевой бронзы. Технические условия». Это стандарт на полуфабрикат: он описывает готовый холоднокатаный плоский прокат и условия его поставки. Область применения — приборостроение и производство деталей с упругими чувствительными элементами: мембраны, пружинные контакты, сильфоны, плоские пружины.

По структуре стандарт закрывает пять групп требований. Первая — сортамент: перечень толщин, ширин и длин, в которых выпускают полосу и ленту. Вторая — технические требования: марки, состояние материала, качество поверхности, механические свойства. Третья — правила приёмки: формирование партий, объёмы контроля, документ о качестве. Четвёртая — методы контроля и испытаний. Пятая — маркировка, упаковка, транспортирование и хранение. Химический состав внутри документа не дублируется: марки описаны в ГОСТ 18 175–78 «Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки», на который ГОСТ 1789–70 прямо ссылается.

Полезно развести два уровня. ГОСТ 1789–70 отвечает на вопрос, в каком виде и с какими допусками приходит лента. Прочность и твёрдость готовой детали формирует термообработка — закалка и дисперсионное старение, которые выполняют уже после вырубки и гибки заготовки. Поэтому мягкая лента приходит пластичной под формовку, а рабочую упругость деталь набирает старением. Сам сплав, механизм дисперсионного твердения и режимы термообработки мы разобрали в отдельном материале про бериллиевую бронзу БрБ2; здесь фокус на нормативной части и сортаменте.

Пара слов о статусе. Базовый ГОСТ 1789–70 действует с изменениями 1−5; параллельно существует межгосударственная редакция ГОСТ 1789–2013 с тем же названием. Заводские чертежи, склады и сертификаты массово ссылаются на редакцию 1970 года, поэтому запись «БрБ2 ГОСТ 1789–70» встречается чаще ссылки на 2013 год. Требования редакций преемственны; при разночтениях работают по документу, указанному в чертеже.

Сортамент и допуски

Сортамент — ядро стандарта. Полосы и ленты представляют собой холоднокатаный прокат прямоугольного сечения, и документ задаёт, в каких толщинах и ширинах он выпускается, а также предельные отклонения по каждому размеру. Общий диапазон толщин — от 0,02 до 6,0 мм: сюда попадает и тончайшая пружинная лента под мембраны, и толстая полоса под силовые упругие элементы.

Ширина увязана с толщиной: чем тоньше лента, тем уже допустимый рулон. Полосу поставляют в отрезках длиной 200−1500 мм, мерных и немерных, ленту — в рулонах.

Предельные отклонения нормируются отдельно по толщине и по ширине. Для ориентира: лента толщиной 0,30 мм идёт с допуском порядка ±0,03 мм по толщине, а по ширине около 80 мм тонкий прокат укладывается в пределы ±1,0 мм. Точные значения по каждой ступени берут из таблиц стандарта, и повышенную точность оговаривают в заказе отдельной строкой.

Ленты сматывают в рулоны с внутренним диаметром от 150 мм. Ограничение практическое: тугая намотка тонкой твёрдой ленты даёт остаточную деформацию и волнистость, которая потом вылезает при вырубке. Ещё один контрольный параметр для твёрдого проката — способность к гибу: твёрдые полосы и ленты толщиной до 1,5 мм должны без трещин выдерживать изгиб на 90° вокруг оправки диаметром в две толщины. Этот тест отсекает перенаклёпанный металл, который треснет уже на штампе.

Марки, состояния поставки и свойства

Стандарт работает с двумя марками. БрБ2 содержит 1,8−2,1% бериллия и 0,2−0,5% никеля по ГОСТ 18 175–78 — классическая пружинная бронза общего назначения. БрБНТ1,9 дополнительно легирована никелем и титаном при близком содержании бериллия: у неё мельче зерно и стабильнее свойства от партии к партии, поэтому её закладывают в ответственные упругие элементы приборов.

Состояние поставки — степень наклёпа ленты, и стандарт различает два. Мягкое (М) получают закалкой на пересыщенный твёрдый раствор: лента пластичная, тянется и гнётся малым радиусом. Твёрдое (Т) — нагартованное холодной прокаткой на 30−40% после закалки: прочность и упругость выше сразу с рулона, пластичность ниже. Выбор привязан к геометрии детали. Сложную формовку — глубокую вытяжку, гибку малым радиусом — ведут из М и набирают прочность старением после формовки. Под детали простой формы берут Т и экономят на переделах. По нашей практике неверно выбранное состояние — самая частая причина брака при вырубке тонкой ленты: твёрдую ленту 0,1−0,2 мм гнут малым радиусом и получают трещины по кромке.

Механические свойства по состояниям выглядят так:

Твёрдость состаренной БрБ2 достигает 350−400 HV — уровень пружинных сталей. Физические свойства сплава от состояния ленты почти не зависят:

Ключевые особенности материала ленты:

• прочность после старения 1250−1400 МПа при плотности 8,2−8,3 г/см³ - упругие элементы малого сечения держат высокие контактные нагрузки;
• электропроводность 22−30% IACS — редкое для такой прочности сочетание, у нержавеющих пружинных сталей проводимость в 5−7 раз ниже;
• немагнитность и искробезопасность — допуск в приборы точной навигации и во взрывоопасные среды;
• стабильность свойств до 250 °C, выше начинается разупрочнение.

Применение ленты и полосы по ГОСТ 1789–70

Плоский прокат из бериллиевой бронзы почти целиком уходит в упругие и токоведущие детали. Основные отрасли выглядят так.

• Приборостроение — мембраны, сильфоны, анероидные коробки, упругие чувствительные элементы датчиков давления. Сюда же идёт БрБНТ1,9 с её стабильностью характеристик.
• Электроника и связь — пружинящие контакты разъёмов, ламели, контакт-детали, выводы. Ленту 0,05−0,3 мм штампуют миллионными тиражами.
• Электротехника — контактные пластины реле, токоведущие пружины, пружинные шайбы коммутационной аппаратуры.
• Машиностроение — плоские пружины, фиксаторы, упругие компенсаторы в узлах с вибрацией.
• Нефтегаз и геологоразведка — немагнитные детали скважинных приборов и телеметрии, где сталь исказит показания магнитометров.
• Искробезопасный инструмент — заготовки под ударный инструмент для взрывоопасных производств вырубают из толстой полосы.

Общий признак этих задач: деталь одновременно пружинит, проводит ток и обязана служить годами без релаксации. Под такой набор требований и создавался сортамент ГОСТ 1789–70 с его тонкими допусками. Формы и размеры проката БрБ2, доступные к поставке, собраны в каталоге бериллиевой бронзы БрБ2.

Приёмка, маркировка и обозначение в заказе

Ленту и полосу принимают партиями. Партия — прокат одной марки, одного состояния поставки и одного размера, оформленный одним документом о качестве. В документе указывают марку, состояние, размеры, номер партии и результаты испытаний. Механику проверяют испытанием на растяжение по ГОСТ 1497–84 «Металлы. Методы испытаний на растяжение», твёрдый прокат дополнительно контролируют пробой на изгиб. Осмотр поверхности ведут без увеличительных приборов: трещины, расслоения, плены и глубокие риски бракуют.

Маркировка сопровождает каждый рулон и пачку полос: на ярлыке дублируются марка, состояние, размер и номер партии. Терять ярлык на переделах опасно — мягкая и твёрдая лента внешне неотличимы, а поведение на штампе у них разное.

Запись в чертеже и заявке собирает всё перечисленное в одну строку, например: «Лента БрБ2-М 0,4×200 ГОСТ 1789–70». Читается она так: холоднокатаная лента, марка БрБ2, мягкое состояние, толщина 0,4 мм, ширина 200 мм, сортамент и приёмка по ГОСТ 1789–70. Марка при этом отсылает к химсоставу по ГОСТ 18 175–78.

Что уточнить у поставщика до оплаты счёта:

• состояние поставки (М или Т) и его соответствие вашей операции — формовка или прямая вырубка;
• допуски: обычная или повышенная точность по толщине и ширине;
• внутренний диаметр рулона под ваш разматыватель;
• сертификат с номером партии и плавки, механическими свойствами и химсоставом;
• чем подтверждено содержание бериллия: портативный XRF-анализатор бериллий не видит, нужен искровой спектрометр или химический анализ.

Связанные стандарты и международные аналоги

ГОСТ 1789–70 — один документ в семействе стандартов на бериллиевую бронзу. Марку и химию задаёт общий марочник, форму полуфабриката — свой документ на каждый вид проката.

Проволока и другие полуфабрикаты идут по своим стандартам; их номера сверяют по указателю действующих документов, а в спорных случаях — по ссылкам внутри самого ГОСТ 1789–70.

Для закупок по импортным чертежам полезна таблица соответствий марки БрБ2 в разных системах обозначений:

Если в спецификации стоит CuBe2, CW101C или C17200 в плоском прокате, по составу и механике это закрывается лентой БрБ2 по ГОСТ 1789–70. Обратное тоже работает: под экспортный заказ ленту БрБ2 корректно описывать через C17200 или CW101C.

Чем ГОСТ 1789–70 отличается от ASTM B194

Американский аналог по области действия — ASTM B194 «Standard Specification for Copper-Beryllium Alloy Plate, Sheet, Strip, and Rolled Bar». Оба документа нормируют плоский прокат из бериллиевой бронзы, но устроены по-разному.

Главное практическое различие — система состояний. ГОСТ предлагает два состояния, и дисперсионное старение почти всегда остаётся за потребителем. ASTM B194 включает уже состаренные состояния TF00 и TH04 и целую группу mill-hardened (TM00-TM08), где завод сам проводит упрочнение и гарантирует сочетание прочности с формуемостью: заказчику термообработка не нужна. Прямого кода под mill-hardened в отечественной системе нет, поэтому при замене такого материала состояние описывают через фактические твёрдость и предел прочности, а старение при 316−357 °C планируют на своей площадке или заказывают термообработку вместе с поставкой.

Второе различие — размерная сетка. Дюймовые толщины B194 редко совпадают с миллиметровым рядом ГОСТ 1789–70 один в один, поэтому при переносе чертежа закладывают ближайший размер с припуском. Третье — марки: пара C17200 и БрБ2 сходится по бериллию (1,8−2,0% против 1,8−2,1%) и по механике, а вот свинцовистой C17300 в ГОСТ соответствия нет, автоматную обрабатываемость оговаривают отдельно.

Частые вопросы

Заключение

ГОСТ 1789–70 закрывает конкретную задачу: задаёт, в каком виде поставляется плоский прокат из бериллиевой бронзы — марки БрБ2 и БрБНТ1,9, состояния М и Т, толщины 0,02−6,0 мм, ширины до 300 мм и допуски по каждой ступени размеров. Химию сплава он берёт из ГОСТ 18 175–78, а финальные свойства детали дают закалка и старение после формовки. Понимание этой связки — марка, состояние, сортамент, термообработка — снимает большинство ошибок при заказе и раскрое ленты, включая переход с импортных C17200 и CuBe2.

Статью подготовили

Автор: Сергей Ковриго

Эксперт в области: стандарты на медь и медные сплавы

Редактор: Роман Отроков

Эксперт в области: металлургия цветных сплавов

Технолог «Специальные Материалы»