Вплив легуючих елементів на алюмінієву бронзу
Основними елементами сплаву алюмінієвої бронзи є мідь і алюміній. Щоб покращити та підвищити продуктивність алюмінієвої бронзи, зазвичай додають деякі інші легуючі елементи. Розумне додавання елементів сплаву відіграє ключову роль у покращенні властивостей матеріалу, таких як більша стійкість до корозії, вища твердість і краща в’язкість. У той же час, надмірне додавання деяких елементів також призведе до деяких несприятливих наслідків, таких як зниження міцності, підвищена крихкість, зниження корозійної стійкості тощо. У цій статті представлено роль основних легуючих елементів, доданих до алюмінієвої бронзи.
Залізо Fe
1. У твердому розчині сплаву Cu-Al можна розчинити невелику кількість Fe. Якщо його буде надмірно, утвориться голчастий FeAl3, що знизить механічні властивості та корозійну стійкість сплаву. Тому вміст Fe в сплаві не повинен перевищувати 5%.
2. Якщо вміст Ni, Mn та Al у сплаві збільшується, то розчинність Fe у твердому розчині ще більше знижуватиметься. Залізо може сповільнювати швидкість дифузії атомів в алюмінієвій бронзі та підвищувати стабільність фази, тим самим перешкоджаючи явищу «самовідпалу», яке спричиняє крихкість сплаву, що значно зменшує крихкість сплаву.
3. Відповідна кількість заліза може покращити зерна лиття та рекристалізації алюмінієвої бронзи та покращити механічні властивості. Додавання 0.5% до 1.0 матиме очевидний ефект очищення зерен.
Нікель
1. Нікель має певну тверду розчинність у сплаві Cu-Al. Коли вміст Ni перевищує максимальну розчинність твердої речовини, утворюється K-фаза NiAl. З одного боку, Ni підвищує температуру евтектоїдного переходу алюмінієвої бронзи, з іншого боку, він переміщує компоненти евтектоїдної точки в напрямку нагрівання, а також може змінити морфологію фази. При низькому вмісті Ni фаза має голчасту форму, а при вмісті нікелю 3% перетворюється в пластівці.
2. Коли Mn додається до сплаву Cu-Al-Ni, фаза має тенденцію до утворення зернистої структури, коли фаза зазнає евтектоїдного перетворення.
3. Ni може значно покращити міцність, твердість, термічну стабільність і стійкість до корозії алюмінієвої бронзи. Сплави Cu-Al-Ni-Fe, що містять певну кількість Ni, не вимагають обробки розчину і гарту після гарячої обробки. Пряме обмеження часу.
4. Додавання Ni та Fe одночасно до алюмінієвої бронзи може отримати кращу загальну продуктивність. У сплаві Cu-A1-Ni-Fe форма виділення κ-фази має великий вплив на його механічні властивості.
5. Оптимальне співвідношення вмісту Ni до Fe становить 0,9~1,1.
Марганець
1. Mn має велику розчинність у твердому розчині сплаву Cu-Al, але він знижує тверду розчинність алюмінію в. Марганець стабілізує β-фазовий розпад, знижує температуру початку фазового переходу та затримує евтектоїдний перехід.
2. Вміст Mn в алюмінієвій бронзі не перевищує максимальну межу розчинності, що сприятливо впливає на механічні властивості та стійкість до корозії сплаву. Мають хорошу обробку та формуваність.
3. Подвійна алюмінієва бронза, що містить 0.3%~0.5%Mn, має дуже хороші властивості гарячої обробки, і тенденція до розтріскування під час гарячої прокатки значно знижена.
4. Додавання певної кількості Fe до алюмінієвої бронзи, що містить Mn, може додатково покращити характеристики сплаву, оскільки Fe може подрібнити зерна, але залізо послабить стабілізуючий ефект Mn на фазу.
Олово і хром
1. Додавання менше або дорівнює 0.2% Sn до алюмінієвої бронзи може покращити здатність сплаву протистояти корозійному розтріскуванню під напругою в парі та злегка кислому середовищі.
2. Хром може покращити механічні властивості бінарних сплавів Cu-Al, пригнічувати ріст зерна під час відпалу сплаву та підвищувати твердість відпалених матеріалів.
Цинк і кремній
1. Цинк обмежено розчиняється в сплаві Cu-Al і розширює площу фази. Однак Zn зменшить кількість багатих залізом частинок фази сплаву Cu-Al-Ni-Fe і зменшить зносостійкість. Максимальний вміст домішки цинку в обробленій алюмінієвій бронзі становить 1.0%.
2. Кремній є домішкою в алюмінієвій бронзі, і його вміст не повинен перевищувати 0.2%. Для більшості алюмінієвих бронз він не повинен перевищувати 0.1%. В іншому випадку механічні властивості та технологічні властивості сплаву будуть знижені, але оброблюваність сплаву може бути покращена.
