Влияние на легиращи елементи върху калаен бронз
Калайеният бронз е медна сплав с мед като основен елемент и калай като основен елемент. Има много марки калаено-бронзови сплави, които са подходящи за използване при различни работни условия. Разликата между марките е в количеството добавени елементи. Различните добавки на елементи могат да позволят на калаено-бронзовите сплави да постигнат различни свойства и да се използват при различни изисквания за употреба. По-долу ще представим подробно влиянието на добавянето на различни елементи върху свойствата на калаения бронз.
Фосфор P
1. Съдържанието на фосфор в калаения бронз обикновено не надвишава 0.45%. Когато съдържанието на фосфор е по-голямо от 0.5%, евтектично-перитектична реакция L+ +Cu3P ще настъпи при около 637, причинявайки термична крехкост. Когато съдържанието на фосфор в сплавта е по-голямо от 0.3%, в структурата ще се появи евтектика, съставена от мед и меден фосфид (Cu3P).
2. Фосфорът е ефективен деоксидант за медни сплави и подобрява течливостта на калаения бронз. Недостатъкът е, че увеличава обратната сегрегация на слитъка.
3. Размерът на зърното на материала преди студена обработка и нискотемпературното отгряване (180~300) след обработката имат голямо влияние върху механичните свойства на калаено-фосфорния бронз. Когато зърната са фини, якостта, твърдостта, модулът на еластичност и якостта на умора на материала са по-високи от тези на едрозърнестите материали, но пластичността е малко по-ниска. 4. След като студено обработеният калай-фосфорен бронз се отгрява при 200 ~ 260 градуса за 1 ~ 2 часа, неговата здравина, пластичност, граница на еластичност и модул на еластичност се подобряват и неговата еластична стабилност също може да бъде подобрена.
ЦинкЗн
1. Цинкът е един от сплавните елементи на калаения бронз. Цинкът има висока разтворимост в алфа твърдия разтвор на калаен бронз. Следователно обработеният с Cu-Sn-Zn бронз е еднофазен твърд разтвор. Zn подобрява течливостта на сплавта, стеснява температурния диапазон на кристализация и облекчава обратната сегрегация, без да има голямо влияние върху нейната структура и свойства.
2. Съдържанието на Zn в обработения калаен бронз обикновено не е повече от 5%.
Олово Pb
1. Съдържанието на Pb в калаения бронз не надвишава 5%. Не е твърдо, разтворено във фазата и съществува в свободно състояние. Разпределен е между дендритите под формата на черни частици, но разпределението е неравномерно.
2. Pb може да намали коефициента на триене на калаения бронз, да подобри устойчивостта на износване и да подобри обработваемостта, но леко намалява механичните свойства на сплавта.
Манган
1. Mn е един от вредните примеси в калаения бронз и съдържанието му трябва да бъде строго контролирано и не трябва да надвишава 0.002%. 2. Манганът лесно се окислява до образуване на оксиди, които намаляват течливостта на стопилката на сплавта. След втвърдяване те се разпределят по границите на зърната, отслабвайки междузърнестите връзки и намалявайки якостта.
Желязо Fe
Fe е примес в калаения бронз с максимално съдържание 0.05%. Може да рафинира зърната, да забави процеса на рекристализация и да подобри здравината и твърдостта. Съдържанието обаче не трябва да надвишава граничната стойност, в противен случай ще се образува твърде много фаза, богата на желязо, което ще намали устойчивостта на корозия и ефективността на процеса на сплавта.
Алуминий Al, магнезий Mg, силиций Si
1. Малко количество може да се разтвори в твърд разтвор, за да се подобрят механичните свойства на сплавта, но по време на процеса на топене тя лесно се окислява, за да се получат огнеупорни оксиди, като по този начин се намалява течливостта и здравината на калаения бронз.
2. Съдържанието на алуминий в Sn бронз не трябва да бъде по-голямо от 0.002%, а съдържанието на Mg също трябва да бъде строго контролирано, тъй като техните оксиди ще намалят здравината на сплавта и ще намалят течливостта на стопявам. Някои калаени бронзи, съдържащи Al и Mg, са разработени в чужбина, които не само имат висока якост, но и имат добра устойчивост на корозия. Например сплавта Cu-5Sn-7Al има висока устойчивост на корозия и якост, а Cu-5Sn- Якостта на lMg калаен бронз след обработка на стареене може да достигне 900 MPa, 30 HRC, и проводимостта е 30% ~ 35% IACS. Може да се използва за производство на компоненти с висока якост, висока устойчивост на корозия и добра проводимост.
