Legiruojamųjų elementų poveikis aliuminio bronzai
Aliuminio bronzos lydiniai yra pagaminti iš vario ir aliuminio. Siekiant pagerinti ir pagerinti aliuminio bronzos veikimą, paprastai pridedami kai kurie kiti legiravimo elementai. Pagrįstas legiravimo elementų pridėjimas vaidina pagrindinį vaidmenį gerinant medžiagų eksploatacines savybes, pvz., didesnį atsparumą korozijai, didesnį kietumą, didesnį kietumą ir tt Tuo pačiu metu per didelis kai kurių elementų pridėjimas taip pat sukels tam tikrų neigiamų pasekmių, pvz. sumažintas stiprumas, padidėjęs trapumas, sumažintas atsparumas korozijai ir tt Šiame straipsnyje pristatomas pagrindinių legiravimo elementų, pridedamų prie aliuminio bronzos, vaidmuo.
Geležies Fe
1. Nedidelį kiekį Fe galima ištirpinti kietame Cu-Al lydinio tirpale. Jei jo bus per daug, susidarys adatos formos FeAl3, o tai sumažins lydinio mechanines savybes ir atsparumą korozijai. Todėl Fe kiekis lydinyje neturėtų viršyti 5%.
2. Jei lydinyje padidėja Ni, Mn ir Al kiekis, Fe tirpumas kietame tirpale dar labiau sumažės. Geležis gali sulėtinti atominės difuzijos greitį aliuminio bronzoje ir padidinti fazės stabilumą, taip slopindama „savaiminio atkaitinimo“ reiškinį, dėl kurio lydinys tampa trapus, ir labai sumažina lydinio trapumą.
3. Tinkamas geležies kiekis gali patobulinti aliuminio bronzos liejimo ir perkristalizavimo grūdelius ir pagerinti mechanines savybes. Pridėjus 0.5%~1.0 galima žymiai patobulinti grūdus.
Nikelis Ni
1. Nikelis turi tam tikrą kietą tirpumą Cu-Al lydinyje. Kai Ni kiekis viršija didžiausią kieto tirpumo ribą, susidaro K fazės NiAl fazė. Viena vertus, Ni padidina aliuminio bronzos eutektoidinės transformacijos temperatūrą, kita vertus, perkelia eutektoido taško sudėtį temperatūros didėjimo kryptimi, taip pat gali pakeisti fazės morfologiją. Kai Ni kiekis yra mažas, fazė yra adatos formos, o kai nikelio kiekis pasiekia 3%, jis virsta dribsniu.
2. Kai Mn pridedama prie Cu-Al-Ni lydinio, fazei vykstant eutektoidinei transformacijai, susidaro granuliuota struktūra.
3. Ni gali žymiai pagerinti aliuminio bronzos stiprumą, kietumą, terminį stabilumą ir atsparumą korozijai. Cu-Al-Ni-Fe lydinio, kuriame yra tam tikras Ni kiekis, nereikia apdoroti tirpalu ir gesinti po karšto apdorojimo, jį galima tiesiogiai sendinti.
4. Vienu metu į aliuminio bronzą įdėjus Ni ir Fe, galima pasiekti geresnių visapusiškų savybių. Cu-A1-Ni-Fe lydinyje κ fazės kritulių morfologija turi didelę įtaką jo mechaninėms savybėms.
5. Optimalus Ni ir Fe kiekio santykis yra 0,9~1,1.
Manganas Mn
1. Mn turi didelį tirpumą kietame Cu-Al lydinio tirpale, bet sumažina aliuminio tirpumą kietoje medžiagoje. Manganas stabilizuoja fazės skilimą, sumažina fazės transformacijos pradinę temperatūrą ir atitolina eutektoido transformaciją.
2. Mn kiekis aliuminio bronzoje neviršija didžiausios tirpumo ribos, o tai naudinga lydinio mechaninėms savybėms ir atsparumui korozijai, be to, jie pasižymi geromis apdirbimo ir formavimo savybėmis.
3. Dvejetainė aliuminio bronza, kurioje yra 0,3%~0,5% Mn, pasižymi gana geromis karštojo apdorojimo savybėmis, o polinkis įtrūkti karšto valcavimo metu žymiai sumažėja.
4. Į aliuminio bronzą, kurioje yra Mn, pridedamas tam tikras Fe kiekis, o lydinio eksploatacinės savybės dar labiau pagerėja, nes Fe gali išgryninti grūdelius, tačiau geležis susilpnins Mn stabilizuojantį poveikį fazei.
Alavas ir chromas
1. Į aliuminio bronzą pridėjus mažiau nei 0,2 % Sn, gali pagerėti lydinio gebėjimas atsispirti įtempių korozijos įtrūkimams garuose ir šiek tiek rūgščioje atmosferoje.
2. Chromas gali pagerinti dvejetainių Cu-Al lydinių mechanines savybes, stabdyti grūdelių augimą lydinio atkaitinimo metu ir padidinti atkaitintų medžiagų kietumą.
Cinkas ir silicis
1. Cinkas ribotai ištirpsta Cu-Al lydinyje, išplėsdamas fazės sritį. Tačiau Zn sumažins geležies turinčias Cu-Al-Ni-Fe lydinių fazines daleles ir sumažins atsparumą dilimui. Didžiausias cinko priemaišų kiekis apdorotoje aliuminio bronzoje yra 1.0%.
2. Silicis yra aliuminio bronzos priemaiša, jo kiekis neturi viršyti 0,2%, o daugumoje aliuminio bronzų neturi viršyti 0,1%, kitaip jis sumažins mechanines savybes ir lydinio proceso savybes, tačiau tai gali pagerinti lydinio apdirbamumą.
