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合金元素和雜質(zhì)對(duì)錫青銅會(huì)有哪些影響呢?
  • 發(fā)布日期:2017-12-20      瀏覽次數(shù):675
    •    合金元素和雜質(zhì)對(duì)錫青銅會(huì)有哪些影響呢?
        錫青銅:以錫為主要合金元素的青銅。含錫量一般在3~14%之間,主要用于制作彈性元件和耐磨零件。變形錫青銅的含錫量不超過(guò)8%,有時(shí)還添加磷、鉛、鋅等元素。磷是良好的脫氧劑,還能改善流動(dòng)性和耐磨性。錫青銅中加鉛可改善可切削性和耐磨性,加鋅可改善鑄造性能。這種合金具有較高的力學(xué)性能、減磨性能和耐蝕性,易切削加工,釬焊和焊接性能好,收縮系數(shù)小,無(wú)磁性??捎镁€材火焰噴涂和電弧噴涂制備青銅襯套、軸套、抗磁元件等涂層。尺寸規(guī)格有Ф1.6mm、Ф2.3mm。具有較高的強(qiáng)度、耐蝕性和優(yōu)良的鑄造性能,長(zhǎng)期以來(lái)廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門(mén)中。
        合金元素和雜質(zhì)對(duì)錫青銅會(huì)有哪些影響呢?
        1、磷
        可改善錫青銅的工藝性能和力學(xué)性能。錫磷青銅廣泛用作彈性材料。
        磷在錫青銅的α固溶體中的溶解度并不大,并隨含錫量的增加和溫度的降低而減小。含磷大于0.5%的錫磷青銅,凝固時(shí),在637℃發(fā)生包晶反應(yīng),所以這種青銅熱加工溫度不宜超過(guò)637℃,否則會(huì)產(chǎn)生脆熱。因此,加工錫磷青銅中的含錫量不應(yīng)大于0.5%。
        當(dāng)磷含量超過(guò)0.3%時(shí),合金組織中會(huì)出現(xiàn)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,與δ相在一起,創(chuàng)造了軸承合金所需的條件,所以在鑄造耐磨錫青銅時(shí),磷含量可高達(dá)1.2%。
        磷是銅合金的良好脫氧劑,能增加錫青銅的流動(dòng)性,但加大反偏析程度。磷提高錫青銅的強(qiáng)度、硬度、彈性極限、彈性模量和疲勞強(qiáng)度。細(xì)晶粒的錫磷青銅加工材具有比粗晶粒加工材更高的強(qiáng)度、彈性模量和疲勞強(qiáng)度,但塑性略低。在200~260℃經(jīng)1~2h退火,可進(jìn)一步提高加工制品的強(qiáng)度、塑性、彈性極限和彈性模量,并增加錫磷青銅的彈性穩(wěn)定性。
        2、鋅
        鋅是錫青銅的一個(gè)常用的添加元素。鋅能大量溶解于銅—錫合金的α固溶體中。含鋅的加工錫青銅均具有單相α固溶體組織。
        鋅對(duì)錫青銅的組織和力學(xué)性能無(wú)明顯影響,但能改善合金的流動(dòng)性,減小結(jié)晶溫度范圍,減輕錫青銅的反偏析。在加工錫磷青銅中,含鋅量少于2%,不會(huì)產(chǎn)生有害影響。
        3、鉛
        鉛實(shí)際上不固溶于錫青銅,它以單獨(dú)相存在,呈黑色夾雜物分布在枝晶之間,其分布不易均勻,加鎳可以改善鉛的分布,并能細(xì)化組織。
        鉛降低錫青銅的摩擦系數(shù),顯著改善合金耐磨性和切削加工型,當(dāng)降低力學(xué)性能。在銅—錫—鉛合金中加入3%~5%鋅可進(jìn)一步提高力學(xué)性能。
        4、鎳
        在含錫量小于8%的合金的固溶體中,可溶解一定數(shù)量的鎳,若增加含鎳量,會(huì)使合金中出現(xiàn)新的脆性相、降低塑性,使塑性加工性能變壞。某些含鎳的錫青銅可用固溶處理及隨后時(shí)效的方法,提高合金的強(qiáng)度和硬度。
        錫青銅中添加鎳可減小結(jié)晶溫度間隔,提高鑄件的致密性,減少偏析、改善加工性能,提高力學(xué)性能和耐磨性。在錫青銅中加入0.25%以下的鎳,能細(xì)化晶粒,略提高力學(xué)性能。
        5、錳
        錳降低錫在α相固溶體中的溶解度,含適量錳的錫青銅可借固溶處理和時(shí)效來(lái)提高強(qiáng)度和硬度。在熔化時(shí),錳易產(chǎn)生氧化物,降低合金的流動(dòng)性,使鑄造性能變壞。
        6、鐵
        少量的鐵可細(xì)化錫青銅的晶粒,顯著延緩再結(jié)晶,提高強(qiáng)度和硬度。但鐵含量超過(guò)0.05%時(shí),會(huì)出現(xiàn)過(guò)多的含鐵相,顯著降低耐蝕性,并使工藝性能變壞,故加工錫青銅允許含鐵量為0.02%~0.05%。
        7、鈦
        鈦與錫形成固溶于銅的TiSn化合物,其數(shù)量隨鈦含量的增加而增多。鈦提高錫青銅加工材退火后的硬度和軟化溫度,亦能使合金產(chǎn)生明顯的硬化效果。
        8、鈹
        鈹與錫形成金屬間化合物,并使銅—錫—鈹合金具有明顯的沉淀硬化現(xiàn)象。
        9、鋯、鈮、硼
        微量鋯、鈮、硼可改善錫青銅的力學(xué)性能和冷、熱態(tài)塑性加工性能。
        10、鋁、鎂、硅
        少量的鋁、鎂、硅能溶入銅—鋅合金的α固溶體,提高合金的力學(xué)性能。但它們?cè)谌坭T時(shí)易氧化生成難熔氧化物,而降低錫青銅的流動(dòng)性和強(qiáng)度。

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