Effect van legeringselementen op aluminiumbrons
De basiselementen van aluminiumbronslegering zijn koper en aluminium. Om de prestaties van aluminiumbrons te verbeteren en te verbeteren, worden over het algemeen enkele andere legeringselementen toegevoegd. De redelijke toevoeging van legeringselementen speelt een sleutelrol bij het verbeteren van materiaaleigenschappen, zoals grotere corrosieweerstand, hogere hardheid en betere taaiheid. Tegelijkertijd zal overmatige toevoeging van sommige elementen ook enkele nadelige gevolgen met zich meebrengen, zoals verminderde sterkte, verhoogde brosheid, verminderde corrosieweerstand, enz. Dit artikel introduceert de rol van de belangrijkste legeringselementen die aan aluminiumbrons worden toegevoegd.
Ijzer Fe
1. Een kleine hoeveelheid Fe kan worden opgelost in de vaste oplossing van Cu-Al-legering. Als de hoeveelheid te hoog is, wordt er naaldachtig FeAl3 gevormd, wat de mechanische eigenschappen en corrosieweerstand van de legering zal verminderen. Daarom mag het Fe-gehalte in de legering niet hoger zijn dan 5%.
2. Als het Ni-, Mn- en Al-gehalte in de legering toeneemt, zal de oplosbaarheid van Fe in de vaste oplossing verder afnemen. IJzer kan de diffusiesnelheid van atomen in aluminiumbrons vertragen en de stabiliteit van de fase vergroten, waardoor het fenomeen van "zelfontharding" wordt geremd dat ervoor zorgt dat de legering bros wordt, waardoor de brosheid van de legering aanzienlijk wordt verminderd.
3. Een geschikte hoeveelheid ijzer kan de giet- en herkristallisatiekorrels van aluminiumbrons verfijnen en de mechanische eigenschappen verbeteren. Het toevoegen van 0,5% aan 1.0 zal een duidelijk effect hebben op het verfijnen van de granen.
NikkelNi
1. Nikkel heeft een bepaalde vaste oplosbaarheid in Cu-Al-legering. Wanneer het Ni-gehalte de maximale vaste oplosbaarheid overschrijdt, zal de K-fase NiAl-fase worden gevormd. Enerzijds verhoogt Ni de eutectoïde overgangstemperatuur van aluminiumbrons, anderzijds verplaatst het de eutectoïde puntcomponenten in de verwarmingsrichting en kan het ook de morfologie van de fase veranderen. Wanneer het Ni-gehalte laag is, is de fase naaldvormig en wanneer het nikkelgehalte 3% bereikt, verandert deze in vlokken.
2. Wanneer Mn wordt toegevoegd aan de Cu-Al-Ni-legering, heeft de fase de neiging een korrelige structuur te vormen wanneer de fase een eutectoïde transformatie ondergaat.
3. Ni kan de sterkte, hardheid, thermische stabiliteit en corrosieweerstand van aluminiumbrons aanzienlijk verbeteren. Cu-Al-Ni-Fe-legeringen die een bepaalde hoeveelheid Ni bevatten, vereisen geen oplossingsbehandeling en afschrikken na warme verwerking. Directe tijdslimiet.
4. Door tegelijkertijd Ni en Fe aan aluminiumbrons toe te voegen, kunnen betere algehele prestaties worden verkregen. In Cu-A1-Ni-Fe-legeringen heeft de precipitatievorm van de κ-fase een grote invloed op de mechanische eigenschappen ervan.
5. De optimale gehalteverhouding van Ni tot Fe is 0.9~1.1.
Mangaan
1. Mn heeft een grote oplosbaarheid in de vaste oplossing van Cu-Al-legering, maar vermindert de vaste oplosbaarheid van aluminium in. Mangaan stabiliseert de ontleding van de fase, verlaagt de begintemperatuur van de faseovergang en vertraagt de eutectoïde overgang.
2. Het Mn-gehalte in aluminiumbrons overschrijdt de maximale oplosbaarheidsgrens niet, wat gunstig is voor de mechanische eigenschappen en corrosieweerstand van de legering. Ze hebben een goede verwerking en vervormbaarheid.
3. Binair aluminiumbrons dat 0,3%~0,5% Mn bevat, heeft zeer goede eigenschappen voor warmverwerken en de neiging tot barsten tijdens warmwalsen is aanzienlijk verminderd.
4. Het toevoegen van een bepaalde hoeveelheid Fe aan aluminiumbrons dat Mn bevat, kan de prestaties van de legering verder verbeteren, omdat Fe de korrels kan raffineren, maar ijzer het stabiliserende effect van Mn op de fase zal verzwakken.
Tin en chroom
1. Het toevoegen van minder dan of gelijk aan 0,2% Sn aan aluminiumbrons kan het vermogen van de legering verbeteren om weerstand te bieden aan spanningscorrosie in stoom en in lichtzure atmosferen.
2. Chroom kan de mechanische eigenschappen van binaire Cu-Al-legeringen verbeteren, de korrelgroei tijdens het gloeien van de legering remmen en de hardheid van gegloeide materialen verhogen.
Zink en silicium
1. Zink heeft een beperkte oplossing in Cu-Al-legering en breidt het fasegebied uit. Zn zal echter de ijzerrijke fasedeeltjes van de Cu-Al-Ni-Fe-legering verminderen en de slijtvastheid verminderen. Het maximale gehalte aan onzuiver zink in verwerkt aluminiumbrons is 1,0%.
2. Silicium is een onzuiverheid in aluminiumbrons en het gehalte ervan mag niet hoger zijn dan 0,2%. Voor de meeste aluminiumbronssoorten mag dit niet hoger zijn dan 0,1%. Anders zullen de mechanische eigenschappen en proceseigenschappen van de legering worden verminderd, maar kan de bewerkbaarheid van de legering worden verbeterd.
