Wat de warmtebehandeling van kopernikkel betreft, zullen de mechanische eigenschappen en toepassingen van kopernikkelkwaliteiten worden uitgelegd.
1. Inleiding tot witkoper
Koper-nikkellegeringen die Ni bevatten<50% (wt) are called white copper.
Omdat de twee elementen koper en nikkel zeer dicht bij elkaar liggen in het periodiek systeem, zijn hun elektrochemische eigenschappen en atoomstralen niet veel verschillend, en het zijn beide kubieke roosters met het vlak in het midden, ze zijn oneindig oplosbaar in elkaar. Koper is niet-magnetisch en nikkel is ferromagnetisch. In een binaire Cu-Ni-legering neemt het Curiepunt van de legering af naarmate het Ni-gehalte afneemt. Wanneer het nikkelgehalte daalt tot 74%, daalt het Curiepunt naar kamertemperatuur; wanneer het nikkelgehalte daalt tot 50%, daalt het Curiepunt tot onder de -200 graad.
Het toevoegen van nikkel aan koper kan de sterkte, corrosieweerstand, elektrische weerstand en thermo-elektrische eigenschappen aanzienlijk verbeteren. Industriële koper-nikkellegeringen zijn onderverdeeld in structureel wit koper en elektrisch wit koper op basis van verschillende prestatiekenmerken en toepassingen. De binaire koper-nikkellegering wordt eenvoudig wit koper genoemd. De opvallende kenmerken van eenvoudig wit koper zijn de hoge chemische stabiliteit in verschillende corrosieve media zoals zeewater, organische zuren en verschillende zoutoplossingen, en uitstekende koude en warme verwerkingseigenschappen. Het witkoperkwaliteitsnummer wordt voorafgegaan door "B", gevolgd door het nikkelgehalte (%). Kopernikkel dat ook andere elementen bevat, wordt complex kopernikkel of speciaal kopernikkel genoemd.
Kopernikkel dat Mn bevat, wordt mangaankopernikkel genoemd, ook bekend als constantaan, zoals BMn40-1.5. De samenstelling (gew.) is 40% Ni en 1,5% Mn.
Het toevoegen van een kleine hoeveelheid mangaan of ijzer aan wit koper kan niet alleen de korrelgrootte verfijnen, maar ook de corrosieweerstand aanzienlijk verbeteren. Daarom kan het ijzerhoudende complexe witkoper - ijzer-witkoper BFe30-1-1 en BFe5-1 worden gebruikt als onderdelen die werken in zeeschepen en andere sterk corrosieve media.
De belangrijkste rol van zink in koper-nikkellegeringen is het versterken van vaste oplossingen en het verbeteren van de corrosieweerstand. Zink-nikkelkoper bevat Ni tussen 5%-35% (gew.) en Zn tussen 13%-45% (gew.). Onder hen wordt BZn15-20 het meest gebruikt. Het heeft een hoge corrosieweerstand, goede verwerkingsprestaties, mooie zilverwitte kleur, klein soortelijk gewicht en lage kosten. Zink-nikkel-koper wordt toegevoegd<2% (wt) Pb and trace amounts of selenium. (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.
De oplosbaarheid van aluminium in koper-nikkellegeringen neemt af naarmate de temperatuur daalt en kan door een vaste oplossing worden versterkt. Aluminium-nikkel-koper BAl13-3 en BAl16-1.5 hebben bijvoorbeeld niet alleen uitstekende mechanische eigenschappen en corrosieweerstand, maar hebben ook een hoge elasticiteit en lage temperatuurbestendigheid. Bij een lage temperatuur van 90K (-183 graad) nemen de mechanische eigenschappen niet alleen niet af, maar verbeteren ze ook. verbeteren!
Het toevoegen van Ti (titanium), Zr (zirkonium), Ne (niobium), Mo en andere elementen aan koper-nikkellegeringen kan de gietprestaties van de legering verbeteren, de mechanische eigenschappen en thermoplasticiteit bij kamertemperatuur verbeteren, en is ook gunstig voor lassen en corrosie weerstand.
Hieronder vindt u de mechanische eigenschappen en toepassingen van kopernikkel voor corrosiebestendige constructies:
B5
Strip M, treksterkte 220 MPa, rek 32%
Strip Y, treksterkte 400 MPa, rek 10%
Gebruikt voor corrosiebestendige scheepsonderdelen.
B19
Strip Y, treksterkte 400 MPa, rek 10%
Strip M, treksterkte 300 MPa, rek 25%
Strip Y, treksterkte 400 MPa, rek 3%
Plaat M, treksterkte 300 MPa, rek 30%
Plaat Y, treksterkte 400 MPa, rek 3%
Het wordt gebruikt voor precisie-instrumenten, instrumentonderdelen en metalen gaas- en chemisch corrosiebestendige onderdelen die werken in stoom, zoetwater en zeewater.
B30
Strook M, treksterkte 380 MPa
Strook Y, treksterkte 550 MPa
Plaat M, treksterkte 380 MPa, rek 23%
Plaat Y, treksterkte 550 MPa, rek 3%
Het wordt gebruikt voor corrosiebestendige onderdelen die in stoom en zeewater werken, en voor metalen buizen en condensatiebuizen die onder hoge temperatuur en hoge druk werken.
BMn3-12
Strip M, treksterkte 360 MPa, rek 25%
Plaat Y, treksterkte 360 MPa, rek 25%
Het doel is hetzelfde als hierboven.
BZn15-20
Strip M, treksterkte 350 MPa, rek 3,5%
Strip Y, treksterkte 550 MPa, rek 1,5%
Strip T, treksterkte 650 MPa, rek 1%
Plaat M, treksterkte 350 MPa, rek 3,5%
Strip Y, treksterkte 550 MPa, rek 2%
Plaat T, treksterkte 650 MPa, rek 1%
Bedieningsstang Y, diameter 5-20mm, treksterkte 450 MPa, rek 5%
Bedieningsstang Y, diameter 21-30mm, treksterkte 400 MPa, rek 7%
Bedieningsstang Y, diameter 31-40mm, treksterkte 350 MPa, rek 12%
Bedieningsstang M, treksterkte 300 MPa, rek 30%
Gebruikt in onderdelen van precisiemachines, industriële gebruiksvoorwerpen en medische machines.
BAl6-1.5
Plaat, treksterkte 550 MPa, rek 3%
Wordt gebruikt om veren en elastische onderdelen te maken.
2. De belangrijkste fysieke eigenschappen van veelgebruikt elektrisch wit koper worden hieronder geïntroduceerd.
Eenvoudig witkoper B0.6
Thermische geleidbaarheid λ272w/(m · graad)
Weerstand ρ0.031×10ˉ6Ω·m
Weerstandstemperatuurcoëfficiënt 0.0028/graad
Eenvoudig witkoper B16
Lineaire uitzettingscoëfficiënt 15,3×10ˉ6/graad
Weerstand ρ0.223×10ˉ6Ω·m
Weerstandstemperatuurcoëfficiënt 0.0028/graad
Mangaankoper BMn3-12
Lineaire uitzettingscoëfficiënt 16.0×10ˉ6/graad
Soortelijke warmte c410J/kg· graad
Thermische geleidbaarheid λ22w/(m · graad)
Weerstand ρ0.435×10ˉ6Ω·m
Weerstandstemperatuurcoëfficiënt 0.00003/graad
Constantaan BMn40-1.5
Lineaire uitzettingscoëfficiënt 14,4×10ˉ6/graad
Soortelijke warmte c410J/kg· graad
Thermische geleidbaarheid λ21w/(m · graad)
Weerstand ρ0.435×10ˉ6Ω·m
Weerstandstemperatuurcoëfficiënt 0.00002/graad
Test brons BMn43-0.5
Lineaire uitzettingscoëfficiënt 14,4×10ˉ6/graad
Thermische geleidbaarheid λ24w/(m · graad)
Weerstand ρ0.49×10ˉ6Ω·m
Weerstandstemperatuurcoëfficiënt-0.00014/graad
3. Warmtebehandeling van wit koper
Aluminium wit koper BAl2-3 kan worden versterkt door een warmtebehandeling. Na een vaste oplossing bij 900 graden, koudwalsen 50% en veroudering bij 550 graden, kan de sterkte 800-1000MPa bereiken, en de toestand van de vaste oplossing is slechts 250-350MPa.
De intrakristallijne segregatie van de witte koperstaaf is ernstig en homogenisatie-gloeien moet worden uitgevoerd. Het homogenisatie-gloeisysteem van wit koper is als volgt:
B19, B30, temperatuur 100-1050 graad, tijd 3-4u
BMn3-12, temperatuur 830-870 graad, tijd 2-3u
BMn40-1.5, temperatuur 1050-1150 graad, tijd 3-4u
BZn15-20, temperatuur 940-970 graad, tijd 2-3u
Verschillende warmtebehandelingsprocessen van wit koper hebben een grote invloed op de prestaties ervan. BMn3-12 dat voor precisie-instrumenten wordt gebruikt, moet spanningsvrij worden gemaakt en uitgegloeid om de weerstand te stabiliseren.
BMn40-1.5 die bij hoge temperaturen werkt, moet kortstondig worden uitgegloeid bij een hogere temperatuur van 750-850 graad, watergekoeld of luchtgekoeld.
Het zink-nikkelkoper BZn15-20 dat wordt gebruikt om elastische componenten te maken, kan worden uitgegloeid bij een lage temperatuur van 325-375 graad.
De tussenliggende gloeitemperatuur (graad) van machinaal bewerkte witkoperen onderdelen moet op passende wijze worden verlaagd naarmate de effectieve dikte (mm) afneemt, zoals hieronder vermeld:
B19, B25
750-780℃ (>5 mm) 700-750 graad (15-mm)
{{0}} graad (0.5-1mm) 530-620 graad (<0.5mm)
BZn15-20\bmN3-12
700-750 graad (groter dan 5 mm) 680-730 graad (1-5mm)
{{0}} graad (0.5-1mm) 520-600 graad (<0.5mm)
BAl6-1.5, BAl13-3
700-750℃ (>5 mm) 700-730 (1-5 mm)
{{0}} graad (0.5-1mm) 550-600 graad (<0,5 mm)
BMn40-1.5
800-850℃ (>5 mm) 750-800 graad (1-5mm)
{{0}} graad (0.5-1mm) 550-600 graad (<0.5mm)
De gloeitemperatuur van afgewerkte koper-nikkelstaven en -draden varieert ook met de verschillende toestanden van "halfhard en zacht" vóór het gloeien, zoals hieronder vermeld:
BZn15-20
Bar, halfhard 400-420 graad, zacht 650-700 graad
Draad Φ{{0}}.3-Φ6,0, zacht 650-700 graad
BMn3-12
Draad Φ{{0}}.3-Φ6,0, zacht 500-540 graad
BMn40-1.5
Draad Φ{0}}.3-Φ0,8, zacht 670-680 graad
Draad Φ{{0}}.85-Φ2,0, zacht 690-700 graad
Draad Φ2.1-Φ6.0, zachte 710-730 graad
