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                合金元素在銅合金中╲的作用及元素檢測方案

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                人氣:-發表時間:2019-03-12 15:19【

                黃銅

                合金』元素對黃銅性能影響

                元素

                作用

                Fe

                1、在黃銅中的溶解度極】小

                2、細化銅晶粒,延遲銅的再結晶過程,即提高再結晶溫度№,抑制退火時再結晶晶粒長大,提高合〓金強度與硬度。不利是降低銅的塑★性、電導率與熱導率

                3、如果鐵在銅中呈獨立的相,則銅具有鐵磁性。當銅中含鐵量╳為0.1%時,銅的導電率約為70%

                4、同時存在矽時,兩者形成高硬度矽化鐵質點,使得切削性變壞。

                Pb

                1、不固◆溶於銅,呈黑色質點分布於易溶共晶體中,存在與晶√界上

                2、Pb對銅的電導率與熱導率無顯著影響,還能大幅度提高銅的可切削性能。

                3、Pb嚴重降低Cu的高溫塑性,即伸長率與面縮♂率劇烈下降,同時高溫脆性區也隨著銅含量的增加而擴大。

                4、兩相鉛黃銅可熱加工,單相鉛黃銅一般只≡能冷軋或熱擠。

                P

                1、磷很少固溶於銅-鋅合金中,在單相黃銅中,超過0.05-0.06%的磷,就出現脆性〓相CU3P,降低★黃銅塑性;

                2、作為良▓好的脫氧,要求有一定量的殘留磷,磷能提高銅熔體的流動性。

                AS

                1、As可與銅中Cu2O起反應形成高熔點的砷酸銅質點,消除了晶界上的Cu+Cu2O共晶體,從而提高了◥銅的塑性;

                2、黃◣銅中加入0.02-0.05%砷,可防止黃銅脫鋅,提高黃銅的耐腐蝕性。

                Sn

                1能少量溶於α相及(α+β)黃銅中,起抑制脫Ψ 鋅的作用能提高材料的抗蝕能力,改善⊙耐磨性,但Sn可導致鑄錠的反偏析。

                Mn

                1、在黃銅中的溶解度較大,可提高黃銅的強度、硬度;

                2、高錳黃銅可采用淬火與時效來≡提高強★度和硬度。

                Al

                1、鋁顯著縮小黃銅的α區,鋁含量增高時,將出現γ相,雖可提高硬度,但極具降低⊙合金塑性;

                2、增加〒黃銅的流動性。


                錫青銅

                 

                合金元素對錫青銅△影響

                元素

                作用

                P

                1、良好脫氧劑,增加錫青銅的流動性,但加大反偏析程度;

                2、適當的磷提高錫青銅強度、硬度、彈性極限、彈性〖模量和疲勞強度;

                3、當磷超過0.3%是,合金組織中出現銅和銅的@ 磷化物所組成的共晶體,磷化物有高的硬度、耐磨性和良好的研磨性。

                Zn

                1、鋅能大量溶解於∏銅-錫合金的α固溶體中,

                2、能改善●流動性,減小結晶溫度ζ 範圍,減輕錫青銅的反偏析。

                Pb

                1、鉛不固溶於錫青銅,以獨立相存【在,呈黑色夾雜物分布在枝晶間,分布不均勻,加鎳@可改善分布,並能細化組織。

                Mn

                1、錳降低錫在α相固溶體中的溶解度,

                2、錳在熔化○時,容易生產氧化物,降低合金︻的流動性,使鑄錠性能變壞。

                鋁、鎂、矽

                1少量能溶入α固溶體,提高合金∑力學性能,但ξ 在熔化過程中,容易氧化生產難熔的氧化物,進而降低錫青銅的流動性和強度。


                鋁銅

                 

                合金元素對鋁青銅影響

                元素

                作用

                Fe

                1、合金中鐵過量,組織會有針狀FeAl3化合▲物析出,力學性能變化,抗腐蝕性惡化;

                2、鐵使鋁青銅中的原子擴散速度減慢,增加в相穩定性,少量的鐵能抑制鋁青銅變脆的“自行退火”現象,顯著減少合金的脆性,加入0.5-1%的含量使※得晶粒細化。

                Mn

                1、二元鋁青銅加入▃0.3-0.5%的錳,可減少熱軋開裂;

                2、錳鋁青銅中加入一定量鐵,鐵↓能細化晶粒,組織中出現鐵鋁化合物的微細質點,提高力學性能和耐磨性,但減弱錳對▆в相穩定的作用。

                Sn

                1、不大於0.2%錫會改變單相鋁青銅在蒸汽和微酸性■氣氛中耐腐蝕能力

                Cr

                1、少量鉻加入二元鋁青銅是有益的,阻礙合金退》火加熱時的晶粒長大,並明顯提高合金退火後的硬度。


                鋁銅

                合金元素對白銅影響

                元素

                作用

                Zn

                1、大量溶於銅-鎳合金中,起固溶強化作用,提高強度硬度,增強抗腐蝕能力;

                Fe

                1、超過2%易引起合金腐蝕開裂,超過4%則腐蝕加劇,保護層脫落;

                2、適量鐵提高白銅在海水☉中的沖擊腐蝕的耐▃腐蝕性能。

                Mn

                1、錳與鎳№形成MnNi,有細化晶粒作用,可借助MnNi的沈澱硬化作用提高合金力學和耐腐蝕性能,

                2、在銅--鋁系合金中加入5%的錳,可提高合金的塑性。

                3、銅鎳合金加入錳,電阻值穩定╱,電阻溫度系數很小。

                Si

                1、矽與鎳形成化合物NI2SiNI3Si,當NI2SiNI3Si從固溶體中析出,能引起合※金的強度和硬度升高,起到強化作用。


                稀土元素

                稀土元素一般幾︼乎不固溶與銅,但少量的稀土金屬不管是單個加入還是以混合稀土的形式加入,都對銅〖的力學性能有益,而對銅的電導率影響又不大,這類元素可與銅中的雜質鉛、鉍等形成高熔點化合物,呈細小的球形質點均布於晶粒內,細化晶粒,提高銅的高溫塑性,即800時銅合金的伸長率與面縮率隨著鈰含量提高而顯著上∩升。

                稀土元素是一種具有『較大負電性與很大化學活性的元素。當其加入銅及銅合金時,可有如下作用:

                1)、由於稀土在銅中固熔度小,易與其他元素化合,生成高熔點◢化合物,成為彌散分布的異質成核核心,而起到細化晶粒,縮小柱狀晶區,改善鑄錠組織的變質作☆用;

                2)、由於稀︽土易與氧、氫、氮、硫以及鉛、鉍等雜質作◤用成渣,起到脫氣、除雜、凈化熔體,進而改善合金的加工工藝性能與成品的使用性能之作用。

                3)、由於稀土能使表面氧化膜等更加致密,並增加氧化膜與基體之結合強度,從而起到提ζ高耐熱、耐蝕與〓防表面變色性能之作用。

                稀土元素在銅的凈化作用,消除晶界上有害雜質的影響,改善銅的導電、導熱及加工性能□與耐腐蝕性能;稀土金屬熔點(Ce720℃ La920℃<銅(1083℃),進入銅→液後迅速生成高熔點化合物,在熔體中懸浮和彌散▲分布,凝固過程中產生異質晶核,使晶粒ω 細化,凝固時間縮◣短,柱狀晶區縮小,防止偏析。此外還能改善機械性能、提高再結晶溫度、改善冷加□ 工性能、增強耐磨性等。

                α相和β的相※對含量

                為了保證合金不僅要具有一╲定的強度、硬度使之耐磨損;而且還要保證其能夠經受一定的沖擊,具有一定的韌性。這就使得合金中的α相與β相的相對含量有一定的要求。有資料指出當合金↙中除CuZnAl以外其它元素〒不變的情況下,α相與β相含量百分比【為66%/33%,其性能бb550MPa、δ108·0%HB146 kg/mm2;當α相與β相含量百分比為27%/62%,бb760 MPa、δ107·0%HB179 kg/mm2。由此可見,β相相對含量高的合金抗拉強度及硬度均高。一般為了降低材料的成本,盡可能使Zn含量高些,為了避免產生較多的γ相而使材料的韌性降低, Zn的含量在設計合金時應有一個控制的上限。Al顯著縮小α相區。因此,在設計合金的相組織時,要將以上幾個方面的因素綜」合到一起考慮,並兼顧卐加工工藝和熱處理制度使最終獲得理想的相組織。

                而對於這些元素的檢測我們可以用直讀光譜儀對其進行檢測,也可以用手持式▆分析儀進行檢測元素分析。

                直讀光譜儀

                手持式分析儀

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