Effekt af legeringselementer på aluminium bronze
Aluminium bronze legeringer er baseret på kobber og aluminium. For at forbedre og forbedre ydeevnen af aluminiumbronze tilføjes der generelt nogle andre legeringselementer. Den rimelige tilsætning af legeringselementer spiller en nøglerolle i at forbedre materialers ydeevne, såsom bedre korrosionsbestandighed, højere hårdhed, bedre sejhed osv. Samtidig vil overdreven tilsætning af nogle elementer også medføre nogle negative konsekvenser, som f.eks. reduceret styrke, øget skørhed, reduceret korrosionsbestandighed osv. Denne artikel introducerer rollen for de vigtigste legeringselementer, der er tilføjet til aluminiumbronze.
Jern Fe
1. En lille mængde Fe kan opløses i den faste opløsning af Cu-Al-legering. Hvis det er for stort, vil det danne nåleformet FeAl3, hvilket vil reducere legeringens mekaniske egenskaber og korrosionsbestandighed. Derfor bør Fe-indholdet i legeringen ikke overstige 5%.
2. Hvis indholdet af Ni, Mn og Al i legeringen stiger, vil opløseligheden af Fe i den faste opløsning blive yderligere reduceret. Jern kan bremse den atomare diffusionshastighed i aluminiumbronze og øge stabiliteten af fasen og derved hæmme det "selvudglødnings"-fænomen, der får legeringen til at blive skør, hvilket i høj grad reducerer legeringens skørhed.
3. Passende mængde jern kan forfine støbe- og omkrystallisationskornene af aluminiumbronze og forbedre de mekaniske egenskaber. Tilføjelse af 0.5%~1.0 kan forfine kornene betydeligt.
Nikkel Ni
1. Nikkel har en vis fast opløselighed i Cu-Al-legering. Når Ni-indholdet overstiger den maksimale faststofopløselighed, vil der dannes K-fase NiAl-fase. Ni øger på den ene side den eutektoide transformationstemperatur af aluminiumbronze og på den anden side flytter den eutektoide punktsammensætning i retning af temperaturstigning og kan også ændre fasens morfologi. Når Ni-indholdet er lavt, er fasen nåleformet, og når nikkelindholdet når 3%, bliver det til en flage.
2. Når Mn tilsættes til Cu-Al-Ni-legering, er der en tendens til at danne granulær struktur, når fasen gennemgår eutektoid transformation.
3. Ni kan væsentligt forbedre styrken, hårdheden, termisk stabilitet og korrosionsbestandighed af aluminium bronze. Cu-Al-Ni-Fe-legering, der indeholder en vis mængde Ni, behøver ikke opløsningsbehandles og bratkøles efter varmbearbejdning og kan ældes direkte.
4. Tilføjelse af Ni og Fe til aluminiumsbronze på samme tid kan opnå en bedre omfattende ydeevne. I Cu-A1-Ni-Fe-legering har præcipitationsmorfologien af κ-fasen stor indflydelse på dens mekaniske egenskaber.
5. Det optimale indholdsforhold mellem Ni og Fe er 0.9~1.1.
Mangan Mn
1. Mn har en stor opløselighed i den faste opløsning af Cu-Al-legering, men reducerer den faste opløselighed af aluminium i . Mangan stabiliserer nedbrydningen af fase, reducerer starttemperaturen for fasetransformation og forsinker eutektoid transformation.
2. Mn-indholdet i aluminiumbronze overstiger ikke den maksimale opløselighedsgrænse, hvilket er gavnligt for legeringens mekaniske egenskaber og korrosionsbestandighed, og de har gode forarbejdnings- og formningsegenskaber.
3. Binær aluminiumsbronze indeholdende 0.3%~0.5% Mn har ganske gode varmbearbejdningsegenskaber, og revne-tendensen under varmvalsning er væsentligt reduceret.
4. En vis mængde Fe tilsættes til aluminiumbronze indeholdende Mn, og legeringens ydeevne forbedres yderligere, fordi Fe kan forfine kornene, men jern vil svække den stabiliserende effekt af Mn på fasen.
Tin og krom
1. Tilføjelse af mindre end eller lig med 0.2 % Sn til aluminiumbronze kan forbedre legeringens evne til at modstå spændingskorrosionsrevner i damp og let sure atmosfærer.
2. Chrom kan forbedre de mekaniske egenskaber af binære Cu-Al-legeringer, hæmme kornvækst under legeringsudglødning og øge hårdheden af udglødede materialer.
Zink og silicium
1. Zink opløses i Cu-Al-legering i begrænset omfang, hvilket udvider faseområdet. Zn vil dog reducere de jernrige fasepartikler i Cu-Al-Ni-Fe-legeringer, hvilket reducerer slidstyrken. Det maksimale indhold af urenhedszink i forarbejdet aluminiumsbronze er 1,0%.
2. Silicium er en urenhed i aluminiumsbronze, og dens indhold må ikke overstige 0.2%, og for de fleste aluminiumsbronzer må ikke overstige 0.1%, ellers vil det reducere de mekaniske egenskaber og legeringens procesegenskaber, men det kan forbedre legeringens bearbejdelighed.
