Vliv legujících prvků na hliníkový bronz
Základními prvky slitiny hliníku a bronzu jsou měď a hliník. Pro zlepšení a zvýšení výkonu hliníkového bronzu se obecně přidávají některé další legující prvky. Rozumné přidání slitinových prvků hraje klíčovou roli při zlepšování vlastností materiálu, jako je větší odolnost proti korozi, vyšší tvrdost a lepší houževnatost. Nadměrné přidávání některých prvků zároveň přinese i některé nepříznivé důsledky, jako je snížení pevnosti, zvýšená křehkost, snížená odolnost proti korozi atd. Tento článek přibližuje roli hlavních legujících prvků přidávaných do hliníkového bronzu.
Železo Fe
1. V tuhém roztoku slitiny Cu-Al lze rozpustit malé množství Fe. Pokud je nadměrný, vytvoří se jehličkovitý FeAl3, což sníží mechanické vlastnosti a korozní odolnost slitiny. Proto by obsah Fe ve slitině neměl překročit 5 %.
2. Pokud se obsah Ni, Mn a Al ve slitině zvýší, bude rozpustnost Fe v tuhém roztoku dále snížena. Železo může zpomalit rychlost difúze atomů v hliníkovém bronzu a zvýšit stabilitu fáze, čímž inhibuje jev „samožíhání“, který způsobuje, že slitina zkřehne, což značně snižuje křehkost slitiny.
3. Vhodné množství železa může zjemnit odlévací a rekrystalizační zrna hliníkového bronzu a zlepšit mechanické vlastnosti. Přidání 0,5 % k 1.0 bude mít zjevný účinek na zjemnění zrn.
NiklNi
1. Nikl má určitou pevnou rozpustnost ve slitině Cu-Al. Když obsah Ni překročí maximální rozpustnost v pevném stavu, vytvoří se K fáze NiAl fáze. Ni na jedné straně zvyšuje teplotu eutektoidního přechodu hliníkového bronzu, na druhé straně posouvá složky eutektoidního bodu ve směru ohřevu a může také měnit morfologii fáze. Při nízkém obsahu Ni má fáze jehličkovitý tvar a při obsahu niklu 3 % se přemění na vločky.
2. Když je Mn přidán do slitiny Cu-Al-Ni, má fáze tendenci vytvářet zrnitou strukturu, když fáze prochází eutektoidní transformací.
3. Ni může výrazně zlepšit pevnost, tvrdost, tepelnou stabilitu a odolnost proti korozi hliníkového bronzu. Slitiny Cu-Al-Ni-Fe obsahující určité množství Ni nevyžadují po tepelném zpracování úpravu roztokem a kalení. Přímý časový limit.
4. Současným přidáním Ni a Fe do hliníkového bronzu lze dosáhnout lepšího celkového výkonu. Ve slitině Cu-A1-Ni-Fe má precipitační forma κ fáze velký vliv na její mechanické vlastnosti.
5. Optimální poměr obsahu Ni k Fe je 0,9~1,1.
Mangan
1. Mn má velkou rozpustnost v tuhém roztoku slitiny Cu-Al, ale snižuje rozpustnost hliníku v pevném stavu v . Mangan stabilizuje -fázový rozklad, snižuje počáteční teplotu fázového přechodu a oddaluje eutektoidní přechod.
2. Obsah Mn v hliníkovém bronzu nepřekračuje maximální mez rozpustnosti, což je příznivé pro mechanické vlastnosti a odolnost slitiny proti korozi. Mají dobré zpracování a tvarovatelnost.
3. Binární hliníkový bronz obsahující 0,3%~0,5%Mn má velmi dobré vlastnosti při zpracování za tepla a tendence k praskání během válcování za tepla je výrazně snížena.
4. Přidání určitého množství Fe do hliníkového bronzu obsahujícího Mn může dále zlepšit vlastnosti slitiny, protože Fe může zjemnit zrna, ale železo oslabí stabilizační účinek Mn na fázi.
Cín a chrom
1. Přidání menšího nebo rovného 0,2 % Sn do hliníkového bronzu může zlepšit schopnost slitiny odolávat koroznímu praskání pod napětím v páře a mírně kyselé atmosféře.
2. Chrom může zlepšit mechanické vlastnosti binárních slitin Cu-Al, inhibovat růst zrn během žíhání slitiny a zvýšit tvrdost žíhaných materiálů.
Zinek a křemík
1. Zinek má omezenou rozpustnost ve slitině Cu-Al a rozšiřuje oblast fáze. Zn však sníží částice fáze bohaté na železo slitiny Cu-Al-Ni-Fe a sníží odolnost proti opotřebení. Maximální obsah nečistoty zinek ve zpracovaném hliníkovém bronzu je 1.0 %.
2. Křemík je nečistotou v hliníkovém bronzu a jeho obsah nesmí překročit 0,2 %. U většiny hliníkových bronzů nesmí překročit 0,1 %. Jinak se mechanické vlastnosti a procesní vlastnosti slitiny sníží, ale obrobitelnost slitiny se může zlepšit.
