Kalbant apie vario nikelio terminį apdorojimą, bus paaiškintos vario nikelio rūšių mechaninės savybės ir naudojimas.
1. Įvadas į baltąjį varį
Vario ir nikelio lydiniai, kurių sudėtyje yra Ni<50% (wt) are called white copper.
Kadangi du elementai varis ir nikelis periodinėje lentelėje yra labai arti, jų elektrocheminės savybės ir atominis spindulys nedaug skiriasi, be to, jie abu yra į veidą nukreiptos kubinės gardelės, jie be galo tirpsta vienas kitame. Varis yra nemagnetinis, o nikelis yra feromagnetinis. Cu-Ni dvejetainiame lydinyje, mažėjant Ni kiekiui, lydinio Curie taškas mažėja. Nikelio kiekiui nukritus iki 74%, Curie taškas nukrenta iki kambario temperatūros; kai nikelio kiekis sumažėja iki 50%, Curie taškas nukrenta žemiau -200 laipsnio.
Nikelio pridėjimas prie vario gali žymiai pagerinti stiprumą, atsparumą korozijai, elektrinį atsparumą ir termoelektrines savybes. Pramoniniai vario ir nikelio lydiniai skirstomi į struktūrinį baltąjį varį ir elektrinį baltąjį varį pagal skirtingas eksploatacines charakteristikas ir paskirtį. Dvejetainis vario-nikelio lydinys vadinamas paprastu baltuoju variu. Išskirtinės paprastojo baltojo vario savybės yra didelis cheminis stabilumas įvairiose korozinėse terpėse, tokiose kaip jūros vanduo, organinės rūgštys ir įvairūs druskos tirpalai, ir puikios šalto ir karšto apdorojimo savybės. Prieš baltojo vario klasės numerį rašoma "B", o po to nurodomas nikelio kiekis (%). Vario nikelis, kuriame taip pat yra kitų elementų, vadinamas kompleksiniu vario nikeliu arba specialiu vario nikeliu.
Vario nikelis, kurio sudėtyje yra Mn, vadinamas mangano vario nikeliu, taip pat žinomas kaip konstantas, pvz., BMn40-1.5. Jo sudėtis (masė) yra 40% Ni ir 1,5% Mn.
Į baltąjį varį įdėjus nedidelį kiekį mangano ar geležies galima ne tik patobulinti grūdelių dydį, bet ir žymiai pagerinti jo atsparumą korozijai. Todėl geležies turintis kompleksas baltasis varis – geležies-baltasis varis BFe30-1-1 ir BFe5-1, gali būti naudojamas kaip dalys, dirbančios jūriniuose laivuose ir kitose stipriai ėsdinančiose terpėse.
Pagrindinis cinko vaidmuo vario-nikelio lydiniuose yra kieto tirpalo stiprinimas ir atsparumo korozijai gerinimas. Cinko-nikelio varyje Ni yra nuo 5 % -35 % (masės) ir Zn nuo 13 % -45 % (masės). Tarp jų BZn15-20 yra plačiausiai naudojamas. Jis pasižymi dideliu atsparumu korozijai, geru apdorojimo našumu, gražia sidabro balta spalva, mažu savituoju sunkiu ir mažomis sąnaudomis. Pridedama cinko-nikelio vario<2% (wt) Pb and Trace amounts of selenium (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.
Aliuminio tirpumas vario-nikelio lydiniuose mažėja mažėjant temperatūrai ir gali būti sustiprintas kietu tirpalu. Pavyzdžiui, aliuminio-nikelio varis BAl13-3 ir BAl16-1.5 pasižymi ne tik puikiomis mechaninėmis savybėmis ir atsparumu korozijai, bet ir dideliu elastingumu bei atsparumu žemai temperatūrai. Esant žemai 90K (-183 laipsnio) temperatūrai, mechaninės savybės ne tik nesumažėja, bet ir pagerėja. tobulėti!
Ti (titano), Zr (cirkonio), Ne (niobio), Mo ir kitų elementų pridėjimas į vario ir nikelio lydinius gali pagerinti lydinio liejimo savybes, pagerinti kambario temperatūros mechanines savybes ir termoplastiškumą, taip pat naudinga suvirinimui ir korozijai. pasipriešinimas.
Žemiau pateikiamos vario nikelio mechaninės savybės ir panaudojimas korozijai atsparioms konstrukcijoms:
B5
Juosta M, tempiamasis stipris 220MPa, pailgėjimas 32%
Juosta Y, atsparumas tempimui 400 MPa, pailgėjimas 10 %
Naudojamas laivų korozijai atsparioms dalims.
B19
Juosta Y, atsparumas tempimui 400 MPa, pailgėjimas 10 %
Juosta M, tempiamasis stipris 300MPa, pailgėjimas 25%
Juosta Y, tempiamasis stipris 400 MPa, pailgėjimas 3 %
Plokštė M, tempiamasis stipris 300MPa, pailgėjimas 30%
Plokštė Y, tempiamasis stipris 400 MPa, pailgėjimas 3 %
Jis naudojamas tiksliesiems instrumentams, instrumentų dalims ir metaliniams tinkleliams bei cheminėms korozijai atsparioms dalims, kurios veikia garuose, gėlame vandenyje ir jūros vandenyje.
B30
Juosta M, tempiamasis stipris 380MPa
Juosta Y, tempiamasis stipris 550MPa
Plokštė M, tempiamasis stipris 380MPa, pailgėjimas 23%
Plokštė Y, tempiamasis stipris 550 MPa, pailgėjimas 3 %
Jis naudojamas korozijai atsparioms dalims, veikiančioms garuose ir jūros vandenyje, ir metaliniams vamzdžiams bei kondensaciniams vamzdžiams, dirbantiems aukštoje temperatūroje ir aukštame slėgyje.
BMn3-12
Juosta M, tempiamasis stipris 360MPa, pailgėjimas 25%
Plokštė Y, tempiamasis stipris 360 MPa, pailgėjimas 25 %
Tikslas yra toks pat kaip aukščiau.
BZn15-20
Juosta M, tempiamasis stipris 350MPa, pailgėjimas 3,5%
Juosta Y, atsparumas tempimui 550 MPa, pailgėjimas 1,5 %
Juosta T, tempiamasis stipris 650MPa, pailgėjimas 1%
Plokštė M, tempiamasis stipris 350MPa, pailgėjimas 3,5%
Juosta Y, tempiamasis stipris 550 MPa, pailgėjimas 2 %
Plokštė T, tempiamasis stipris 650 MPa, pailgėjimas 1 %
Valdymo strypas Y, skersmuo 5-20mm, tempiamasis stipris 450 MPa, pailgėjimas 5 %
Valdymo strypas Y, skersmuo 21-30mm, tempiamasis stipris 400 MPa, pailgėjimas 7 %
Valdymo strypas Y, skersmuo 31-40mm, tempiamasis stipris 350 MPa, pailgėjimas 12 %
Valdymo strypas M, tempiamasis stipris 300MPa, pailgėjimas 30%
Naudojamas instrumentų tiksliųjų mašinų dalyse, pramoniniuose induose ir medicinos mašinose.
BAL6-1.5
Plokštė, tempiamasis stipris 550 MPa, pailgėjimas 3%
Naudojamas spyruoklėms ir elastinėms dalims gaminti.
2. Toliau pateikiamos pagrindinės dažniausiai naudojamo elektrinio baltojo vario fizinės savybės.
Paprastas baltas varis B0.6
Šilumos laidumas λ272w/(m·laipsnis)
Atsparumas ρ0.031×10ˉ6Ω·m
Atsparumo temperatūros koeficientas 0,0028/ laipsnis
Paprastas baltas varis B16
Linijinio plėtimosi koeficientas 15,3×10ˉ6/ laipsnis
Atsparumas ρ0.223×10ˉ6Ω·m
Atsparumo temperatūros koeficientas 0,0028/ laipsnis
Mangano varis BMn3-12
Tiesinio plėtimosi koeficientas 16.0×10ˉ6/ laipsnis
Savitoji šiluma c410J/kg· laipsnis
Šilumos laidumas λ22w/(m·laipsnis)
Atsparumas ρ0.435×10ˉ6Ω·m
Atsparumo temperatūros koeficientas 0,00003/ laipsnis
Konstantanas BMn40-1.5
Linijinio plėtimosi koeficientas 14,4×10ˉ6/ laipsnis
Savitoji šiluma c410J/kg· laipsnis
Šilumos laidumas λ21w/(m·laipsnis )
Atsparumas ρ0.435×10ˉ6Ω·m
Atsparumo temperatūros koeficientas 0,00002/ laipsnis
Bandykite bronzą BMn43-0.5
Linijinio plėtimosi koeficientas 14,4×10ˉ6/ laipsnis
Šilumos laidumas λ24w/(m·laipsnis)
Atsparumas ρ0.49×10ˉ6Ω·m
Atsparumo temperatūros koeficientas-0,00014/ laipsnis
3. Baltojo vario terminis apdorojimas
Aliuminio baltasis varis BAl{0}} gali būti sustiprintas termiškai apdorojant. Po kieto tirpalo 900 laipsnių kampu, šalto valcavimo 50% ir sendinimo 550 laipsnių temperatūroje stiprumas gali siekti 800-1000MPa, o kieto tirpalo būsena yra tik 250-350MPa.
Baltojo vario luito intrakristalinė segregacija yra rimta, todėl reikia atlikti homogenizacinį atkaitinimą. Baltojo vario homogenizavimo atkaitinimo sistema yra tokia:
B19, B30, temperatūra 100-1050 laipsnis , laikas 3-4val
BMn3-12, temperatūra 830-870 laipsnis, laikas 2-3val
BMn40-1.5, temperatūra 1050-1150 laipsnis , laikas 3-4val
BZn15-20, temperatūra 940-970 laipsnis, laikas 2-3val
Didelę įtaką jo veikimui turi įvairūs baltojo vario terminio apdorojimo procesai. Tiksliesiems instrumentams naudojamas BMn3-12 turi būti sumažintas nuo įtempių ir atkaitintas, kad stabilizuotų atsparumą.
BMn40-1.5, dirbantis aukštoje temperatūroje, turėtų būti trumpai atkaitintas aukštesnėje 750-850 laipsnių temperatūroje, aušinamas vandeniu arba oru.
Cinko-nikelio varis BZn15-20, naudojamas elastingiems komponentams gaminti, gali būti atkaitintas žemoje 325-375 laipsnių temperatūroje.
Mažėjant efektyviam storiui (mm), reikia atitinkamai sumažinti baltojo vario apdirbtų dalių tarpinę atkaitinimo temperatūrą (laipsnis), kaip nurodyta toliau:
B19, B25
750-780℃ (>5 mm) 700-750 laipsnis (15- mm)
{{0}} laipsnis (0.5-1mm) 530-620 laipsnis (<0.5mm)
BZn15-20\bmN3-12
700-750 laipsnis (didesnis nei 5 mm) 680-730 laipsnis (1-5 mm)
{{0}} laipsnis (0.5-1mm) 520-600 laipsnis (＜0,5 mm)
BAL6-1.5, BAL13-3
700-750℃ (>5 mm) 700-730 (1-5 mm)
{{0}} laipsnis (0.5-1mm) 550-600 laipsnis (<0.5mm)
BMn40-1.5
800-850℃ (>5 mm) 750-800 laipsnis (1-5 mm)
{{0}} laipsnis (0.5-1mm) 550-600 laipsnis (＜0,5 mm)
Gatavų vario-nikelio strypų ir laidų atkaitinimo temperatūra taip pat skiriasi priklausomai nuo skirtingų „pusiau kietų ir minkštų“ būsenų prieš atkaitinimą, kaip nurodyta toliau:
BZn15-20
Baras, pusiau kietas 400-420 laipsnis, minkštas 650-700 laipsnis
Viela Φ{0}}.3-Φ6.0, minkštas 650-700 laipsnis
BMn3-12
Viela Φ{0}}.3-Φ6.0, minkštas 500-540 laipsnis
BMn40-1.5
Viela Φ{0}}.3-Φ0,8, minkštas 670-680 laipsnis
Laidas Φ{{0}}.85-Φ2.0, minkštas 690-700 laipsnis
Viela Φ2.1-Φ6.0, minkštas 710-730 laipsnis
