Effekt av legeringselement på aluminiumbrons
Aluminiumbronslegeringar är baserade på koppar och aluminium. För att förbättra och förbättra prestandan hos aluminiumbrons tillsätts i allmänhet några andra legeringselement. Den rimliga tillsatsen av legeringselement spelar en nyckelroll för att förbättra materialens prestanda, såsom bättre korrosionsbeständighet, högre hårdhet, bättre seghet, etc. Samtidigt kommer överdriven tillsats av vissa element också att medföra vissa negativa konsekvenser, som t.ex. minskad hållfasthet, ökad sprödhet, minskad korrosionsbeständighet, etc. Denna artikel introducerar rollen för de viktigaste legeringselementen som läggs till aluminiumbrons.
Järn Fe
1. En liten mängd Fe kan lösas i den fasta lösningen av Cu-Al-legering. Om den är överdriven kommer den att bilda nålformad FeAl3, vilket kommer att minska legeringens mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet. Därför bör Fe-halten i legeringen inte överstiga 5 %.
2. Om innehållet av Ni, Mn och Al i legeringen ökar, kommer lösligheten av Fe i den fasta lösningen att minska ytterligare. Järn kan bromsa atomdiffusionshastigheten i aluminiumbrons och öka fasens stabilitet och därigenom hämma det "självglödgnings"-fenomen som gör att legeringen blir spröd, vilket kraftigt minskar sprödheten hos legeringen.
3. Lämplig mängd järn kan förfina gjutnings- och omkristallisationskornen av aluminiumbrons och förbättra de mekaniska egenskaperna. Att lägga till 0.5%~1.0 kan förfina kornen avsevärt.
Nickel Ni
1. Nickel har en viss fast löslighet i Cu-Al-legering. När Ni-halten överstiger den maximala fasta lösligheten kommer NiAl-fas i K-fas att bildas. Ni ökar den eutektoida omvandlingstemperaturen för aluminiumbrons å ena sidan, och flyttar den eutektoida punktsammansättningen i riktning mot temperaturökningen å andra sidan, och kan också ändra fasens morfologi. När Ni-halten är låg är fasen nålformad, och när nickelhalten når 3% förvandlas den till en flinga.
2. När Mn tillsätts till Cu-Al-Ni-legering finns det en tendens att bilda granulär struktur när fasen genomgår eutektoid transformation.
3. Ni kan avsevärt förbättra styrkan, hårdheten, termisk stabilitet och korrosionsbeständigheten hos aluminiumbrons. Cu-Al-Ni-Fe-legering som innehåller en viss mängd Ni behöver inte lösningsbehandlas och kylas efter varmbearbetning och kan åldras direkt.
4. Att lägga till Ni och Fe till aluminiumbrons samtidigt kan få bättre heltäckande prestanda. I Cu-A1-Ni-Fe-legering har utfällningsmorfologin för κ-fasen ett stort inflytande på dess mekaniska egenskaper.
5. Det optimala innehållsförhållandet för Ni till Fe är 0.9~1.1.
Mangan Mn
1. Mn har en stor löslighet i den fasta lösningen av Cu-Al-legering, men minskar den fasta lösligheten av aluminium i . Mangan stabiliserar nedbrytningen av fas, minskar starttemperaturen för fastransformation och fördröjer eutektoidomvandling.
2. Mn-halten i aluminiumbrons överstiger inte den maximala löslighetsgränsen, vilket är fördelaktigt för legeringens mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet, och de har goda bearbetnings- och formningsegenskaper.
3. Binär aluminiumbrons innehållande 0.3%~0.5% Mn har ganska goda varmbearbetningsegenskaper, och sprickningstendensen under varmvalsning minskar avsevärt.
4. En viss mängd Fe tillsätts till aluminiumbrons som innehåller Mn, och legeringens prestanda förbättras ytterligare, eftersom Fe kan förfina kornen, men järn kommer att försvaga den stabiliserande effekten av Mn på fasen.
Tenn och krom
1. Tillsats av mindre än eller lika med 0.2 % Sn till aluminiumbrons kan förbättra legeringens förmåga att motstå spänningskorrosionssprickor i ånga och lätt sura atmosfärer.
2. Krom kan förbättra de mekaniska egenskaperna hos binära Cu-Al-legeringar, hämma korntillväxt under legeringsglödgning och öka hårdheten hos glödgade material.
Zink och kisel
1. Zink löses i Cu-Al-legering i begränsad utsträckning, vilket utökar fasområdet. Zn kommer dock att minska de järnrika faspartiklarna i Cu-Al-Ni-Fe-legeringar, vilket minskar slitstyrkan. Den maximala halten av föroreningszink i bearbetad aluminiumbrons är 1,0%.
2. Kisel är en förorening i aluminiumbrons och dess innehåll får inte överstiga 0.2 %, och för de flesta aluminiumbrons får brons inte överstiga 0.1 %, annars kommer det att minska de mekaniska egenskaperna och processegenskaper hos legeringen, men det kan förbättra legeringens bearbetbarhet.
