O tepelném zpracování bílé mědi

1. Úvod do bílé mědi

Slitiny mědi a niklu obsahující Ni<50% (wt) are called white copper.

Vzhledem k tomu, že dva prvky měď a nikl jsou v periodické tabulce velmi blízko, jejich elektrochemické vlastnosti a atomové poloměry se příliš neliší a oba jsou plošně centrované kubické mřížky, jsou navzájem neomezeně rozpustné. Měď je nemagnetická a nikl je feromagnetický. V binární slitině Cu-Ni se s klesajícím obsahem Ni snižuje Curieův bod slitiny. Když obsah niklu klesne na 74 %, Curieův bod klesne na pokojovou teplotu; když obsah niklu klesne na 50 %, Curieův bod klesne pod -200 stupně.

Přidání niklu do mědi může výrazně zlepšit pevnost, odolnost proti korozi, elektrický odpor a termoelektrické vlastnosti. Průmyslové slitiny mědi a niklu se dělí na strukturní bílou měď a elektrickou bílou měď na základě různých výkonnostních charakteristik a použití. Binární slitina měď-nikl se nazývá jednoduchá bílá měď. Vynikající vlastnosti jednoduché bílé mědi jsou její vysoká chemická stabilita v různých korozivních médiích, jako je mořská voda, organické kyseliny a různé solné roztoky, a její vynikající zpracovatelské vlastnosti za studena i za tepla. Před číslem bílé mědi je uvedeno „B“, za nímž následuje obsah niklu (%). Kupronikel, který obsahuje i další prvky, se nazývá komplexní kupronickel nebo speciální kupronickel.

Kupronikel obsahující Mn se nazývá manganový kupronikel, také známý jako konstantan, jako je BMn40-1.5. Jeho složení (hmot.) je 40 % Ni a 1,5 % Mn.

Přidáním malého množství manganu nebo železa do bílé mědi lze nejen zjemnit velikost zrna, ale také výrazně zlepšit její odolnost proti korozi. Komplexní bílá měď obsahující železo – železo-bílá měď BFe30-1-1 a BFe{4}} proto lze použít jako součásti pro námořní lodě a další silně korozivní média.

Hlavní úlohou zinku ve slitinách mědi a niklu je zpevnění tuhého roztoku a zlepšení odolnosti proti korozi. Zinko-niklová měď obsahuje Ni mezi 5 %-35 % (hmotn.) a Zn mezi 13 %-45 % (hmotn.). Mezi nimi je nejpoužívanější BZn15-20. Má vysokou odolnost proti korozi, dobrý výkon při zpracování, krásnou stříbrnou bílou barvu, malou specifickou hmotnost a nízkou cenu. Zinek-nikl měď se přidává s<2% (wt) Pb and Trace amounts of selenium (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.

Rozpustnost hliníku ve slitinách mědi a niklu se snižuje s klesající teplotou a může být zpevněna pevným roztokem. Například hliník-niklová měď BAl13-3 a BAl16-1.5 mají nejen vynikající mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi, ale mají také vysokou elasticitu a odolnost vůči nízkým teplotám. Při nízké teplotě 90 K (-183 stupňů) se mechanické vlastnosti nejen nesnižují, ale dokonce se zlepšují!

Přidání Ti (titan), Zr (zirkonium), Ne (niob), Mo a dalších prvků do slitin mědi a niklu může zlepšit odlévací výkon slitiny, zlepšit mechanické vlastnosti při pokojové teplotě a termoplasticitu a je také prospěšné pro svařování a korozi. odpor.

Níže jsou uvedeny mechanické vlastnosti a použití bílé mědi pro konstrukce odolné proti korozi:

Pás M, pevnost v tahu 220MPa, tažnost 32%

Pás Y, pevnost v tahu 400MPa, tažnost 10%

Používá se pro díly lodí odolné proti korozi.

B19

Pás Y, pevnost v tahu 400MPa, tažnost 10%

Pás M, pevnost v tahu 300MPa, tažnost 25%

Pás Y, pevnost v tahu 400MPa, tažnost 3%

Deska M, pevnost v tahu 300MPa, tažnost 30%

Deska Y, pevnost v tahu 400MPa, tažnost 3%

Používá se pro přesné nástroje, části nástrojů a kovové sítě a části odolné proti chemické korozi, které pracují v páře, sladké a mořské vodě.

B30

Pás M, pevnost v tahu 380MPa

Pás Y, pevnost v tahu 550MPa

Deska M, pevnost v tahu 380MPa, tažnost 23%

Deska Y, pevnost v tahu 550MPa, tažnost 3%

Používá se pro korozivzdorné díly pracující v páře a mořské vodě a kovové trubky a kondenzační trubky pracující při vysoké teplotě a vysokém tlaku.

BMn3-12

Pás M, pevnost v tahu 360MPa, tažnost 25%

Deska Y, pevnost v tahu 360MPa, tažnost 25%

Účel je stejný jako výše.

BZn15-20

Pás M, pevnost v tahu 350MPa, tažnost 3,5%

Pás Y, pevnost v tahu 550MPa, tažnost 1,5%

Pás T, pevnost v tahu 650MPa, tažnost 1%

Deska M, pevnost v tahu 350MPa, tažnost 3,5%

Pás Y, pevnost v tahu 550MPa, tažnost 2%

Deska T, pevnost v tahu 650MPa, tažnost 1%

Řídicí tyč Y, průměr 5-20mm, pevnost v tahu 450MPa, tažnost 5%

Řídicí tyč Y, průměr 21-30mm, pevnost v tahu 400MPa, tažnost 7%

Řídicí tyč Y, průměr 31-40mm, pevnost v tahu 350MPa, tažnost 12%

Řídicí tyč M, pevnost v tahu 300MPa, tažnost 30%

Používá se v přístrojových přesných strojních součástech, průmyslovém náčiní a lékařských strojích.

BAL6-1.5

Deska, pevnost v tahu 550MPa, tažnost 3%

Používá se k výrobě pružin a elastických dílů.

2. Níže jsou uvedeny hlavní fyzikální vlastnosti běžně používané elektrické bílé mědi.

Jednoduchá bílá měď B0.6

Tepelná vodivost λ272w/(m· stupeň)

Odpor ρ0.031×10ˉ6Ω·m

Teplotní koeficient odporu 0,0028/ stupeň

Jednoduchá bílá měď B16

Koeficient lineární roztažnosti 15,3×10ˉ6/ stupeň

Odpor ρ0.223×10ˉ6Ω·m

Teplotní koeficient odporu 0,0028/ stupeň

Manganová měď BMn3-12

Koeficient lineární roztažnosti 16.0×10ˉ6/ stupeň

Měrné teplo c410J/kg·st

Tepelná vodivost λ22w/(m· stupeň)

Odpor ρ0.435×10ˉ6Ω·m

Teplotní koeficient odporu 0.00003/ stupeň

Constantan BMn40-1.5

Koeficient lineární roztažnosti 14,4×10ˉ6/ stupeň

Měrné teplo c410J/kg·st

Tepelná vodivost λ21w/(m· stupeň)

Odpor ρ0.435×10ˉ6Ω·m

Teplotní koeficient odporu 0.00002/ stupeň

Testovací měď BMn43-0.5

Koeficient lineární roztažnosti 14,4×10ˉ6/ stupeň

Tepelná vodivost λ24w/(m· stupeň)

Odpor ρ0.49×10ˉ6Ω·m

Teplotní koeficient odporu-0.00014/ stupeň

3. Tepelné zpracování bílé mědi

Hliníková bílá měď BAl2-3 může být zpevněna tepelným zpracováním. Po tuhém roztoku při 900 stupních, válcování za studena 50 % a stárnutí při 550 stupních může pevnost dosáhnout 800-1000MPa a skupenství tuhého roztoku je pouze 250-350MPa.

Intrakrystalická segregace bílého měděného ingotu je závažná a musí být provedeno homogenizační žíhání. Systém homogenizačního žíhání bílé mědi je následující:

B19, B30, teplota 100-1050 stupeň, čas 3-4h

BMn3-12, teplota 830-870 stupeň, čas 2-3h

BMn40-1,5, teplota 1050-1150 stupeň, čas 3-4h

BZn15-20, teplota 940-970 stupeň, čas 2-3h

Různé procesy tepelného zpracování bílé mědi mají velký vliv na její výkon. BMn3-12 používaný pro přesné nástroje by měl být zbaven pnutí a žíhán, aby se stabilizoval odpor.

BMn40-1.5 pracující při vysokých teplotách by měl být krátkodobě žíhán při vyšší teplotě 750-850 stupňů, chlazen vodou nebo vzduchem.

Zinko-niklová měď BZn15-20 používaná k výrobě elastických součástí lze žíhat při nízké teplotě 325-375 stupňů .

Mezilehlá teplota žíhání (stupeň) dílů vyrobených z bílé mědi musí být přiměřeně snížena, protože efektivní tloušťka (mm) klesá, jak je uvedeno níže:

B19, B25

750-780℃ (>5 mm) 700-750 stupně (15- mm)

{{0}} stupeň (0.5-1mm) 530-620 stupeň (<0.5mm)

BZn15-20\bmN3-12

700-750 stupeň (větší než 5 mm) 680-730 stupeň (1-5 mm)

{{0}} stupeň (0.5-1mm) 520-600 stupeň (＜0,5 mm)

BAL6-1.5, BAL13-3

700-750℃ (>5 mm) 700-730 (1-5 mm)

{{0}} stupeň (0.5-1mm) 550-600 stupeň (<0.5mm)