ผลของธาตุผสมต่ออลูมิเนียมบรอนซ์

ผลของธาตุผสมต่ออลูมิเนียมบรอนซ์

โลหะผสมอลูมิเนียมสีบรอนซ์มีพื้นฐานมาจากทองแดงและอลูมิเนียม เพื่อปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพของอลูมิเนียมบรอนซ์ โดยทั่วไปจะมีการเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมอื่น ๆ เข้าไป การเติมองค์ประกอบโลหะผสมอย่างเหมาะสมมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุ เช่น ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้น ความแข็งที่สูงขึ้น ความเหนียวที่ดีขึ้น เป็นต้น ในเวลาเดียวกัน การเติมองค์ประกอบบางอย่างมากเกินไปจะนำมาซึ่งผลเสียบางประการด้วย เช่น ความแข็งแรงลดลง ความเปราะที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานการกัดกร่อนลดลง ฯลฯ บทความนี้จะแนะนำบทบาทขององค์ประกอบการผสมหลักที่เติมลงในอลูมิเนียมบรอนซ์

เหล็กเฟ

1. Fe จำนวนเล็กน้อยสามารถละลายได้ในสารละลายของแข็งของโลหะผสม Cu-Al หากมากเกินไปจะเกิด FeAl3 รูปทรงเข็ม ซึ่งจะลดคุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสม ดังนั้นปริมาณ Fe ในโลหะผสมจึงไม่ควรเกิน 5%

2. ถ้าปริมาณ Ni, Mn และ Al ในโลหะผสมเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของ Fe ในสารละลายของแข็งจะลดลงอีก เหล็กสามารถชะลออัตราการแพร่กระจายของอะตอมในอลูมิเนียมบรอนซ์และเพิ่มความเสถียรของเฟส จึงยับยั้งปรากฏการณ์ "การหลอมตัวเอง" ที่ทำให้โลหะผสมเปราะ ช่วยลดความเปราะบางของโลหะผสมได้อย่างมาก

3. ปริมาณเหล็กที่เหมาะสมสามารถปรับการหล่อและการตกผลึกใหม่ของอลูมิเนียมบรอนซ์และปรับปรุงคุณสมบัติทางกล การเติม 0.5%~1.0 จะช่วยปรับแต่งเกรนได้อย่างมาก

นิกเกิล นี

1. นิกเกิลมีความสามารถในการละลายของแข็งในโลหะผสม Cu-Al เมื่อปริมาณ Ni เกินความสามารถในการละลายของแข็งสูงสุด เฟส K เฟส NiAl จะถูกสร้างขึ้น Ni จะเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของยูเทคตอยด์ของอะลูมิเนียมบรอนซ์ในด้านหนึ่ง และอีกด้านหนึ่งจะย้ายองค์ประกอบจุดยูเทคตอยด์ไปในทิศทางที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้น และยังสามารถเปลี่ยนสัณฐานวิทยาของเฟสได้อีกด้วย เมื่อปริมาณ Ni ต่ำ เฟสจะเป็นรูปเข็ม และเมื่อปริมาณนิกเกิลถึง 3% ก็จะกลายเป็นเกล็ด

2. เมื่อเติม Mn ลงในโลหะผสม Cu-Al-Ni จะมีแนวโน้มที่จะสร้างโครงสร้างเป็นเม็ดเมื่อเฟสผ่านการเปลี่ยนแปลงของยูเทคตอยด์

3. Ni สามารถปรับปรุงความแข็งแรง ความแข็ง ความคงตัวทางความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อนของอลูมิเนียมบรอนซ์ได้อย่างมีนัยสำคัญ โลหะผสม Cu-Al-Ni-Fe ที่มี Ni ในปริมาณหนึ่งไม่จำเป็นต้องผ่านการบำบัดและดับหลังจากการทำงานที่ร้อน และสามารถบ่มได้โดยตรง

4. การเพิ่ม Ni และ Fe ลงในอลูมิเนียมบรอนซ์ในเวลาเดียวกันจะทำให้ได้ประสิทธิภาพที่ครอบคลุมดีขึ้น ในโลหะผสม Cu-A1-Ni-Fe สัณฐานวิทยาของการตกตะกอนของเฟส κ มีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติเชิงกลของมัน

5. อัตราส่วนเนื้อหาที่เหมาะสมที่สุดของ Ni ถึง Fe คือ 0.9~1.1

แมงกานีส Mn

1. Mn มีความสามารถในการละลายได้มากในสารละลายของแข็งของโลหะผสม Cu-Al แต่ลดความสามารถในการละลายของแข็งของอะลูมิเนียมใน แมงกานีสทำให้การสลายตัวของเฟสคงตัว ลดอุณหภูมิเริ่มต้นของการเปลี่ยนเฟส และชะลอการเปลี่ยนแปลงของยูเทคตอยด์

2. ปริมาณ Mn ในอลูมิเนียมบรอนซ์ไม่เกินขีดจำกัดความสามารถในการละลายสูงสุด ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อคุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสม และมีคุณสมบัติในการแปรรูปและการขึ้นรูปที่ดี

3. อลูมิเนียมบรอนซ์ไบนารีที่ประกอบด้วย 0.3%~0.5% Mn มีคุณสมบัติการทำงานที่ร้อนค่อนข้างดี และแนวโน้มการแตกร้าวระหว่างการรีดร้อนจะลดลงอย่างมาก

4. มีการเติม Fe จำนวนหนึ่งลงในอลูมิเนียมบรอนซ์ที่มี Mn และประสิทธิภาพของโลหะผสมได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น เนื่องจาก Fe สามารถปรับเกรนของเมล็ดได้ แต่เหล็กจะทำให้ผลการรักษาเสถียรภาพของ Mn บนเฟสอ่อนลง

ดีบุกและโครเมียม

1. การเติม Sn น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.2% ให้กับอลูมิเนียมบรอนซ์สามารถปรับปรุงความสามารถของโลหะผสมในการต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นในไอน้ำและบรรยากาศที่เป็นกรดเล็กน้อย

2. โครเมียมสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของโลหะผสม Cu-Al ไบนารี ยับยั้งการเติบโตของเกรนระหว่างการหลอมโลหะผสม และเพิ่มความแข็งของวัสดุอบอ่อน

สังกะสีและซิลิกอน

1. สังกะสีละลายในโลหะผสม Cu-Al ในระดับที่จำกัด เพื่อขยายขอบเขตของเฟส อย่างไรก็ตาม Zn จะลดอนุภาคเฟสที่มีธาตุเหล็กสูงของโลหะผสม Cu-Al-Ni-Fe ซึ่งช่วยลดความต้านทานการสึกหรอ ปริมาณสังกะสีเจือปนสูงสุดในอะลูมิเนียมบรอนซ์ที่ผ่านการแปรรูปคือ 1.0%

2. ซิลิคอนเป็นสิ่งเจือปนในอลูมิเนียมบรอนซ์ และเนื้อหาจะต้องไม่เกิน 0.2% และสำหรับอลูมิเนียมบรอนซ์ส่วนใหญ่จะต้องไม่เกิน 0.1% มิฉะนั้นจะลดคุณสมบัติทางกลและ คุณสมบัติกระบวนการของโลหะผสม แต่สามารถปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปของโลหะผสมได้