ผลของธาตุผสมต่ออลูมิเนียมบรอนซ์

ผลของธาตุผสมต่ออลูมิเนียมบรอนซ์

องค์ประกอบพื้นฐานของโลหะผสมทองแดงอลูมิเนียมคือทองแดงและอลูมิเนียม เพื่อปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพของอลูมิเนียมบรอนซ์ โดยทั่วไปจะมีการเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมอื่น ๆ เข้าไป การเติมองค์ประกอบโลหะผสมอย่างเหมาะสมมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความต้านทานการกัดกร่อนที่มากขึ้น ความแข็งที่สูงขึ้น และความเหนียวที่ดีขึ้น ในเวลาเดียวกัน การเติมองค์ประกอบบางอย่างมากเกินไปจะทำให้เกิดผลเสียตามมา เช่น ความแข็งแรงลดลง ความเปราะบางที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานการกัดกร่อนลดลง เป็นต้น บทความนี้จะแนะนำบทบาทขององค์ประกอบการผสมหลักที่เพิ่มลงในอลูมิเนียมบรอนซ์

เหล็กเฟ

1. Fe จำนวนเล็กน้อยสามารถละลายได้ในสารละลายของแข็งของโลหะผสม Cu-Al หากมากเกินไป จะเกิด FeAl3 ที่มีลักษณะคล้ายเข็ม ซึ่งจะลดคุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสม ดังนั้นปริมาณ Fe ในโลหะผสมจึงไม่ควรเกิน 5%

2. หากปริมาณ Ni, Mn และ Al ในโลหะผสมเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของ Fe ในสารละลายของแข็งจะลดลงอีก เหล็กสามารถชะลออัตราการแพร่ของอะตอมในอลูมิเนียมบรอนซ์ และเพิ่มความเสถียรของเฟส จึงยับยั้งปรากฏการณ์ "การหลอมตัวเอง" ที่ทำให้โลหะผสมเปราะ ช่วยลดความเปราะบางของโลหะผสมได้อย่างมาก

3. เหล็กในปริมาณที่เหมาะสมสามารถปรับการหล่อและการตกผลึกใหม่ของอลูมิเนียมบรอนซ์และปรับปรุงคุณสมบัติทางกลได้ การเพิ่ม 0.5% ให้กับ 1.0 จะมีผลชัดเจนในการทำให้เมล็ดละเอียดขึ้น

นิกเกิลนี

1. นิกเกิลมีความสามารถในการละลายของแข็งในโลหะผสม Cu-Al เมื่อปริมาณ Ni เกินความสามารถในการละลายของแข็งสูงสุด เฟส K เฟส NiAl จะถูกสร้างขึ้น ในอีกด้านหนึ่ง Ni จะเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของยูเทคตอยด์ของอะลูมิเนียมบรอนซ์ ในทางกลับกัน Ni จะเคลื่อนส่วนประกอบของจุดยูเทคตอยด์ไปในทิศทางการให้ความร้อน และยังสามารถเปลี่ยนสัณฐานวิทยาของเฟสได้อีกด้วย เมื่อปริมาณ Ni ต่ำ เฟสจะเป็นรูปเข็ม และเมื่อปริมาณนิกเกิลถึง 3% ก็จะเปลี่ยนเป็นสะเก็ด

2. เมื่อเติม Mn ลงในโลหะผสม Cu-Al-Ni เฟสนี้มีแนวโน้มที่จะสร้างโครงสร้างเป็นเม็ดเมื่อเฟสผ่านการเปลี่ยนแปลงของยูเทคตอยด์

3. Ni สามารถปรับปรุงความแข็งแรง ความแข็ง ความคงตัวทางความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อนของอลูมิเนียมบรอนซ์ได้อย่างมีนัยสำคัญ โลหะผสม Cu-Al-Ni-Fe ที่มี Ni ในปริมาณหนึ่งไม่จำเป็นต้องมีการบำบัดสารละลายและการดับหลังจากการแปรรูปด้วยความร้อน การจำกัดเวลาโดยตรง

4. การเพิ่ม Ni และ Fe ในเวลาเดียวกันให้กับอะลูมิเนียมบรอนซ์จะทำให้ได้ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้น ในโลหะผสม Cu-A1-Ni-Fe รูปแบบการตกตะกอนของเฟส κ มีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติเชิงกลของมัน

5. อัตราส่วนเนื้อหาที่เหมาะสมที่สุดของ Ni ถึง Fe คือ 0.9~1.1

แมงกานีส

1. Mn มีความสามารถในการละลายได้มากในสารละลายของแข็งของโลหะผสม Cu-Al แต่จะลดความสามารถในการละลายของแข็งของอะลูมิเนียมใน แมงกานีสทำให้การสลายตัวของเฟสคงตัว ลดอุณหภูมิเริ่มต้นของการเปลี่ยนเฟส และชะลอการเปลี่ยนผ่านของยูเทคตอยด์

2. ปริมาณ Mn ในอลูมิเนียมบรอนซ์ไม่เกินขีดจำกัดความสามารถในการละลายสูงสุด ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อคุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสม พวกเขามีการประมวลผลและการขึ้นรูปที่ดี

3. อลูมิเนียมบรอนซ์ไบนารีที่ประกอบด้วย 0.3%~0.5%Mn มีคุณสมบัติการทำงานที่ร้อนที่ดีมาก และแนวโน้มที่จะแตกร้าวในระหว่างการรีดร้อนจะลดลงอย่างมาก

4. การเติม Fe ลงในอลูมิเนียมบรอนซ์ที่มี Mn จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของโลหะผสมให้ดียิ่งขึ้น เนื่องจาก Fe สามารถปรับเกรนของเมล็ดได้ แต่เหล็กจะทำให้ผลการรักษาเสถียรภาพของ Mn บนเฟสอ่อนลง

ดีบุกและโครเมียม

1. การเติม Sn น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.2% ให้กับอลูมิเนียมบรอนซ์สามารถปรับปรุงความสามารถของโลหะผสมในการต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นในไอน้ำและบรรยากาศที่เป็นกรดเล็กน้อย

2. โครเมียมสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของโลหะผสม Cu-Al แบบไบนารี ยับยั้งการเจริญเติบโตของเกรนระหว่างการหลอมโลหะผสม และเพิ่มความแข็งของวัสดุอบอ่อน

สังกะสีและซิลิกอน

1. สังกะสีมีการละลายในโลหะผสม Cu-Al อย่างจำกัด และขยายพื้นที่เฟส อย่างไรก็ตาม Zn จะลดอนุภาคเฟสที่มีธาตุเหล็กของโลหะผสม Cu-Al-Ni-Fe และลดความต้านทานการสึกหรอ ปริมาณสังกะสีเจือปนสูงสุดในอะลูมิเนียมบรอนซ์ที่ผ่านการแปรรูปคือ 1.0%

2. ซิลิคอนเป็นสิ่งเจือปนในอลูมิเนียมบรอนซ์ และปริมาณของมันต้องไม่เกิน 0.2% สำหรับอลูมิเนียมบรอนซ์ส่วนใหญ่ จะต้องไม่เกิน 0.1% มิฉะนั้นคุณสมบัติทางกลและคุณสมบัติกระบวนการของโลหะผสมจะลดลง แต่สามารถปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปของโลหะผสมได้