Влияние на легиращи елементи върху алуминиев бронз
Алуминиевите бронзови сплави се основават на мед и алуминий. За да се подобри и подобри работата на алуминиевия бронз, обикновено се добавят някои други легиращи елементи. Разумното добавяне на легиращи елементи играе ключова роля за подобряване на характеристиките на материалите, като по-добра устойчивост на корозия, по-висока твърдост, по-добра издръжливост и т.н. В същото време прекомерното добавяне на някои елементи също ще доведе до някои неблагоприятни последици, като напр. намалена якост, повишена крехкост, намалена устойчивост на корозия и др. Тази статия представя ролята на основните легиращи елементи, добавени към алуминиевия бронз.
Желязо Fe
1. Малко количество Fe може да се разтвори в твърдия разтвор на Cu-Al сплав. Ако е прекомерно, ще образува игловиден FeAl3, което ще намали механичните свойства и устойчивостта на корозия на сплавта. Следователно съдържанието на Fe в сплавта не трябва да надвишава 5%.
2. Ако съдържанието на Ni, Mn и Al в сплавта се увеличи, разтворимостта на Fe в твърдия разтвор ще бъде допълнително намалена. Желязото може да забави скоростта на атомна дифузия в алуминиевия бронз и да повиши стабилността на фазата, като по този начин инхибира явлението "самоотгряване", което кара сплавта да стане крехка, което значително намалява крехкостта на сплавта.
3. Подходящо количество желязо може да пречисти зърната от леене и рекристализация на алуминиев бронз и да подобри механичните свойства. Добавянето на 0.5%~1.0 може значително да подобри зърната.
Никел Ni
1. Никелът има известна твърда разтворимост в Cu-Al сплав. Когато съдържанието на Ni надвиши максималната разтворимост на твърдо вещество, ще се образува K фаза NiAl фаза. Ni повишава температурата на евтектоидната трансформация на алуминиевия бронз от една страна и премества състава на евтектоидната точка в посока на повишаване на температурата от друга страна и може също да промени морфологията на фазата. Когато съдържанието на Ni е ниско, фазата е игловидна, а когато съдържанието на никел достигне 3%, се превръща в люспа.
2. Когато Mn се добави към Cu-Al-Ni сплав, има тенденция да се образува гранулирана структура, когато фазата претърпи евтектоидна трансформация.
3. Ni може значително да подобри здравината, твърдостта, термичната стабилност и устойчивостта на корозия на алуминиевия бронз. Cu-Al-Ni-Fe сплав, съдържаща определено количество Ni, не е необходимо да се третира с разтвор и да се охлажда след гореща обработка и може директно да се състарява.
4. Едновременното добавяне на Ni и Fe към алуминиевия бронз може да постигне по-добро цялостно представяне. В сплавта Cu-A1-Ni-Fe морфологията на утаяването на κ фазата има голямо влияние върху нейните механични свойства.
5. Оптималното съотношение на съдържание на Ni към Fe е 0.9~1.1.
Манган Mn
1. Mn има голяма разтворимост в твърдия разтвор на Cu-Al сплав, но намалява твърдата разтворимост на алуминия в. Манганът стабилизира разлагането на фазата, намалява началната температура на фазовата трансформация и забавя евтектоидната трансформация.
2. Съдържанието на Mn в алуминиевия бронз не надвишава максималната граница на разтворимост, което е от полза за механичните свойства и устойчивостта на корозия на сплавта и те имат добри свойства за обработка и формоване.
3. Бинарен алуминиев бронз, съдържащ 0.3%~0.5% Mn, има доста добри свойства за гореща обработка и тенденцията към напукване по време на горещо валцуване е значително намалена.
4. Определено количество Fe се добавя към алуминиевия бронз, съдържащ Mn, и работата на сплавта се подобрява допълнително, тъй като Fe може да рафинира зърната, но желязото ще отслаби стабилизиращия ефект на Mn върху фазата.
Калай и хром
1. Добавянето на по-малко или равно на 0.2% Sn към алуминиев бронз може да подобри способността на сплавта да устои на корозионно напукване под напрежение в пара и леко кисела атмосфера.
2. Хромът може да подобри механичните свойства на бинарните Cu-Al сплави, да инхибира растежа на зърната по време на отгряването на сплавта и да увеличи твърдостта на отгрите материали.
Цинк и силиций
1. Цинкът се разтваря в Cu-Al сплав в ограничена степен, разширявайки фазовата област. Zn обаче ще намали богатите на желязо фазови частици на Cu-Al-Ni-Fe сплави, намалявайки устойчивостта на износване. Максималното съдържание на примесен цинк в обработения алуминиев бронз е 1.0%.
2. Силицият е примес в алуминиевия бронз и съдържанието му не трябва да надвишава 0.2%, а за повечето алуминиеви бронзи не трябва да надвишава 0.1%, в противен случай това ще намали механичните свойства и процесните свойства на сплавта, но може да подобри обработваемостта на сплавта.
