Leģējošu elementu ietekme uz alumīnija bronzu
Alumīnija bronzas sakausējumu pamatā ir varš un alumīnijs. Lai uzlabotu un uzlabotu alumīnija bronzas veiktspēju, parasti tiek pievienoti daži citi leģējošie elementi. Saprātīgai leģējošu elementu pievienošanai ir liela nozīme, lai uzlabotu materiālu veiktspēju, piemēram, labāku izturību pret koroziju, lielāku cietību, labāku stingrību utt. Tajā pašā laikā dažu elementu pārmērīga pievienošana radīs arī dažas nelabvēlīgas sekas, piemēram, samazināta izturība, palielināts trauslums, samazināta izturība pret koroziju utt. Šajā rakstā ir aprakstīta alumīnija bronzai pievienoto galveno sakausējuma elementu nozīme.
Dzelzs Fe
1. Cu-Al sakausējuma cietajā šķīdumā var izšķīdināt nelielu Fe daudzumu. Ja tas ir pārmērīgs, tas veidos adatas formas FeAl3, kas samazinās sakausējuma mehāniskās īpašības un izturību pret koroziju. Tāpēc Fe saturs sakausējumā nedrīkst pārsniegt 5%.
2. Ja Ni, Mn un Al saturs sakausējumā palielinās, Fe šķīdība cietajā šķīdumā tiks vēl vairāk samazināta. Dzelzs var palēnināt atomu difūzijas ātrumu alumīnija bronzā un palielināt fāzes stabilitāti, tādējādi kavējot "pašatlaidināšanas" fenomenu, kas izraisa sakausējuma trauslumu, ievērojami samazinot sakausējuma trauslumu.
3. Atbilstošs dzelzs daudzums var uzlabot alumīnija bronzas liešanas un pārkristalizācijas graudus un uzlabot mehāniskās īpašības. Pievienojot 0.5%~1.0, var ievērojami uzlabot graudus.
Niķelis Ni
1. Niķelim ir noteikta cietā šķīdība Cu-Al sakausējumā. Kad Ni saturs pārsniedz maksimālo cieto šķīdību, veidojas K fāzes NiAl fāze. Ni palielina alumīnija bronzas eitektoīda transformācijas temperatūru, no vienas puses, un, no otras puses, pārvieto eitektoīda punktu sastāvu temperatūras paaugstināšanās virzienā, kā arī var mainīt fāzes morfoloģiju. Kad Ni saturs ir zems, fāze ir adatas formas, un, kad niķeļa saturs sasniedz 3%, tā pārvēršas pārslās.
2. Cu-Al-Ni sakausējumam pievienojot Mn, fāzei veicot eitektoīdu transformāciju, ir tendence veidot granulētu struktūru.
3. Ni var ievērojami uzlabot alumīnija bronzas izturību, cietību, termisko stabilitāti un izturību pret koroziju. Cu-Al-Ni-Fe sakausējums, kas satur noteiktu Ni daudzumu, pēc karstās apstrādes nav jāapstrādā ar šķīdumu un jāatdzesē, un to var tieši vecināt.
4. Vienlaicīga Ni un Fe pievienošana alumīnija bronzai var iegūt labāku visaptverošu veiktspēju. Cu-A1-Ni-Fe sakausējumā κ fāzes nokrišņu morfoloģijai ir liela ietekme uz tā mehāniskajām īpašībām.
5. Optimālā Ni un Fe satura attiecība ir 0,9~1,1.
Mangāns Mn
1. Mn ir liela šķīdība cietā Cu-Al sakausējuma šķīdumā, bet samazina alumīnija cieto šķīdību . Mangāns stabilizē fāzes sadalīšanos, samazina fāzes transformācijas sākuma temperatūru un aizkavē eitektoīdu transformāciju.
2. Mn saturs alumīnija bronzā nepārsniedz maksimālo šķīdības robežu, kas ir labvēlīga sakausējuma mehāniskajām īpašībām un izturībai pret koroziju, un tiem ir labas apstrādes un formēšanas īpašības.
3. Binārajai alumīnija bronzai, kas satur 0,3%~0,5% Mn, ir diezgan labas karstās apstrādes īpašības, un tiek ievērojami samazināta plaisāšanas tendence karstās velmēšanas laikā.
4. Alumīnija bronzai, kas satur Mn, pievieno noteiktu Fe daudzumu, un sakausējuma veiktspēja tiek vēl vairāk uzlabota, jo Fe var rafinēt graudus, bet dzelzs vājinās Mn stabilizējošo iedarbību uz fāzi.
Alva un hroms
1. Alumīnija bronzai pievienojot mazāk par vai vienādu ar 0,2% Sn, var uzlabot sakausējuma spēju pretoties sprieguma korozijas plaisāšanai tvaika un nedaudz skābā atmosfērā.
2. Hroms var uzlabot bināro Cu-Al sakausējumu mehāniskās īpašības, kavēt graudu augšanu sakausējuma atkausēšanas laikā un palielināt atkausēto materiālu cietību.
Cinks un silīcijs
1. Cinks ierobežotā mērā izšķīst Cu-Al sakausējumā, paplašinot fāzes reģionu. Tomēr Zn samazinās ar dzelzi bagātās Cu-Al-Ni-Fe sakausējumu fāzes daļiņas, samazinot nodilumizturību. Maksimālais cinka piemaisījumu saturs apstrādātajā alumīnija bronzā ir 1.0%.
2. Silīcijs ir alumīnija bronzas piemaisījums, un tā saturs nedrīkst pārsniegt 0,2%, un lielākajai daļai alumīnija bronzu nedrīkst pārsniegt 0,1%, pretējā gadījumā tas samazinās mehāniskās īpašības un sakausējuma procesa īpašības, taču tas var uzlabot sakausējuma apstrādājamību.
