تأثیر عناصر آلیاژی بر برنز آلومینیوم

تأثیر عناصر آلیاژی بر برنز آلومینیوم

آلیاژهای برنز آلومینیوم بر پایه مس و آلومینیوم هستند. به منظور بهبود و افزایش عملکرد برنز آلومینیوم، برخی از عناصر آلیاژی دیگر به طور کلی اضافه می شود. افزودن معقول عناصر آلیاژی نقش اساسی در بهبود عملکرد مواد مانند مقاومت در برابر خوردگی بهتر، سختی بیشتر، چقرمگی بهتر و غیره دارد. کاهش استحکام، افزایش شکنندگی، کاهش مقاومت در برابر خوردگی و غیره. این مقاله به معرفی نقش عناصر آلیاژی اصلی اضافه شده به برنز آلومینیوم می پردازد.

آهن آهن

1. مقدار کمی آهن را می توان در محلول جامد آلیاژ Cu-Al حل کرد. اگر بیش از حد باشد، FeAl3 سوزنی شکل ایجاد می کند که خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ را کاهش می دهد. بنابراین، محتوای آهن در آلیاژ نباید بیش از 5٪ باشد.

2. اگر مقدار Ni، Mn و Al در آلیاژ افزایش یابد، حلالیت آهن در محلول جامد بیشتر کاهش می یابد. آهن می تواند سرعت انتشار اتمی در برنز آلومینیوم را کاهش داده و پایداری فاز را افزایش دهد، در نتیجه از پدیده "خود آنیل شدن" که باعث شکنندگی آلیاژ می شود، جلوگیری می کند و شکنندگی آلیاژ را تا حد زیادی کاهش می دهد.

3. مقدار مناسب آهن می تواند دانه های ریخته گری و تبلور مجدد آلومینیوم برنز را تصفیه کند و خواص مکانیکی را بهبود بخشد. افزودن 0.5%~1.0 می‌تواند دانه‌ها را به میزان قابل توجهی اصلاح کند.

نیکل نیکل

1. نیکل حلالیت جامد معینی در آلیاژ Cu-Al دارد. هنگامی که مقدار Ni از حداکثر حلالیت جامد فراتر رود، فاز K فاز NiAl تشکیل می شود. نیکل از یک طرف دمای تبدیل یوتکتوئیدی برنز آلومینیوم را افزایش می دهد و از طرف دیگر ترکیب نقطه یوتکتوئیدی را در جهت افزایش دما حرکت می دهد و همچنین می تواند مورفولوژی فاز را تغییر دهد. هنگامی که مقدار نیکل کم است، فاز سوزنی شکل است و زمانی که میزان نیکل به 3 درصد می رسد به پوسته پوسته تبدیل می شود.

2. هنگامی که منگنز به آلیاژ Cu-Al-Ni اضافه می شود، زمانی که فاز تحت تبدیل یوتکتوئید قرار می گیرد، تمایل به تشکیل ساختار دانه ای وجود دارد.

3. نیکل می تواند به طور قابل توجهی استحکام، سختی، پایداری حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی برنز آلومینیوم را بهبود بخشد. آلیاژ Cu-Al-Ni-Fe حاوی مقدار مشخصی نیکل نیازی به درمان با محلول و خاموش شدن پس از کار گرم ندارد و می تواند مستقیماً کهنه شود.

4. افزودن نیکل و آهن به آلومینیوم برنز به طور همزمان می تواند عملکرد جامع بهتری را به دست آورد. در آلیاژ Cu-A{2}}Ni-Fe، مورفولوژی بارش فاز κ تأثیر زیادی بر خواص مکانیکی آن دارد.

5. نسبت محتوای بهینه Ni به Fe 0.9~1.1 است.

منگنز منگنز

1. منگنز حلالیت زیادی در محلول جامد آلیاژ مس-آل دارد، اما حلالیت جامد آلومینیوم را در . منگنز تجزیه فاز را تثبیت می کند، دمای شروع تبدیل فاز را کاهش می دهد و تبدیل یوتکتوئید را به تاخیر می اندازد.

2. محتوای منگنز در برنز آلومینیوم از حداکثر حد حلالیت تجاوز نمی کند که برای خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ مفید است و خواص پردازش و شکل دهی خوبی دارند.

3. برنز آلومینیومی دوتایی حاوی 0.3%~{3}}.5% منگنز دارای خواص حرارتی بسیار خوبی است و تمایل به ترک خوردن در هنگام نورد گرم به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.

4. مقدار مشخصی آهن به برنز آلومینیوم حاوی منگنز اضافه می‌شود و عملکرد آلیاژ بیشتر بهبود می‌یابد، زیرا آهن می‌تواند دانه‌ها را تصفیه کند، اما آهن اثر تثبیت‌کننده منگنز را روی فاز ضعیف می‌کند.

قلع و کروم

1. افزودن کمتر یا مساوی 0.2% Sn به برنز آلومینیوم می‌تواند توانایی آلیاژ را برای مقاومت در برابر خوردگی استرس در بخار و جوهای کمی اسیدی بهبود بخشد.

2. کروم می تواند خواص مکانیکی آلیاژهای Cu-Al دوتایی را بهبود بخشد، از رشد دانه در طول بازپخت آلیاژ جلوگیری کند و سختی مواد آنیل شده را افزایش دهد.

روی و سیلیکون

1. روی در آلیاژ Cu-Al به میزان محدودی حل می شود و منطقه فاز را گسترش می دهد. با این حال، روی ذرات فاز غنی از آهن آلیاژهای Cu-Al-Ni-Fe را کاهش می دهد و مقاومت به سایش را کاهش می دهد. حداکثر مقدار روی ناخالصی در برنز آلومینیوم فرآوری شده 1.{7}}٪ است.

2. سیلیکون ناخالصی در آلومینیوم برنز است و محتوای آن نباید از 0.2% بیشتر باشد و برای اکثر برنزهای آلومینیومی نباید از 0.1% تجاوز کند در غیر این صورت باعث کاهش خواص مکانیکی و خواص فرآیندی آلیاژ، اما می تواند ماشین کاری آلیاژ را بهبود بخشد.