در مورد عملیات حرارتی کوپرنیکل، خواص مکانیکی و کاربردهای گریدهای نیکل نیکل توضیح داده خواهد شد.

در مورد عملیات حرارتی کوپرنیکل، خواص مکانیکی و کاربردهای گریدهای نیکل نیکل توضیح داده خواهد شد.

1. مقدمه ای بر مس سفید

آلیاژهای مس نیکل حاوی نیکل<50% (wt) are called white copper.

از آنجایی که دو عنصر مس و نیکل در جدول تناوبی بسیار به هم نزدیک هستند، خواص الکتروشیمیایی و شعاع اتمی آنها تفاوت چندانی با هم ندارند و هر دو شبکه های مکعبی رو به مرکز هستند، بی نهایت در یکدیگر محلول هستند. مس غیر مغناطیسی و نیکل فرومغناطیسی است. در آلیاژ دوتایی Cu-Ni، با کاهش میزان Ni، نقطه کوری آلیاژ کاهش می یابد. هنگامی که محتوای نیکل به 74٪ کاهش می یابد، نقطه کوری به دمای اتاق کاهش می یابد. هنگامی که میزان نیکل به 50% کاهش می یابد، نقطه کوری به زیر -200 درجه کاهش می یابد.

افزودن نیکل به مس می تواند به طور قابل توجهی استحکام، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت الکتریکی و خواص ترموالکتریک را بهبود بخشد. آلیاژهای مس نیکل صنعتی بر اساس ویژگی های عملکردی و کاربردهای مختلف به مس سفید ساختاری و مس سفید الکتریکی تقسیم می شوند. آلیاژ دوتایی مس-نیکل را مس سفید ساده می نامند. ویژگی های بارز مس سفید ساده، پایداری شیمیایی بالای آن در محیط های خورنده مختلف مانند آب دریا، اسیدهای آلی و محلول های مختلف نمک و خواص عالی پردازش سرد و گرم است. قبل از عدد عیار مس سفید "B" و سپس مقدار نیکل (%) آمده است. کوپرونیکل که حاوی عناصر دیگری نیز می باشد، کوپرونیکل پیچیده یا کوپرونیکل مخصوص نامیده می شود.

کوپرونیکل حاوی منگنز به نام کوپرونیکل منگنز نامیده می شود که به نام کنستانتان نیز شناخته می شود، مانند BMn40-1.5. ترکیب آن (وزنی) 40 درصد نیکل و 1.5 درصد منگنز است.

افزودن مقدار کمی منگنز یا آهن به مس سفید نه تنها می تواند اندازه دانه را اصلاح کند، بلکه مقاومت در برابر خوردگی آن را نیز به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد. بنابراین، مس سفید پیچیده حاوی آهن - مس سفید آهن BFe30-1-1 و BFe5-1، می‌تواند به عنوان قطعاتی که در کشتی‌های دریایی و سایر رسانه‌های به شدت خورنده کار می‌کنند، استفاده شود.

نقش اصلی روی در آلیاژهای مس نیکل تقویت محلول جامد و بهبود مقاومت در برابر خوردگی است. مس روی نیکل حاوی نیکل بین 5%-35% (وزنی) و روی بین 13%-45% (وزنی) است. در این میان، BZn15-20 بیشترین استفاده را دارد. دارای مقاومت در برابر خوردگی بالا، عملکرد پردازش خوب، رنگ سفید نقره ای زیبا، وزن مخصوص کوچک و هزینه کم است. مس روی نیکل اضافه می شود<2% (wt) Pb and trace amounts of selenium. (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.

حلالیت آلومینیوم در آلیاژهای مس نیکل با کاهش دما کاهش می یابد و می توان محلول جامد را تقویت کرد. به عنوان مثال، مس آلومینیوم-نیکل BAl13-3 و BAl16-1.5 نه تنها دارای خواص مکانیکی عالی و مقاومت در برابر خوردگی هستند، بلکه دارای خاصیت ارتجاعی بالا و مقاومت در برابر دمای پایین هستند. در دمای پایین 90K (-183 درجه)، خواص مکانیکی نه تنها کاهش نمی‌یابد، بلکه بهبود می‌یابد. بهتر کردن!

افزودن Ti (تیتانیوم)، Zr (زیرکونیوم)، Ne (نیوبیم)، مو و سایر عناصر به آلیاژهای مس نیکل می‌تواند عملکرد ریخته‌گری آلیاژ را بهبود بخشد، خواص مکانیکی دمای اتاق و ترموپلاستیسیته را بهبود بخشد و همچنین برای جوشکاری و خوردگی مفید است. مقاومت.

در زیر خواص مکانیکی و کاربردهای نیکل مس برای سازه های مقاوم در برابر خوردگی ذکر شده است:

B5

نوار M، استحکام کششی 220MPa، ازدیاد طول 32%

نوار Y، استحکام کششی 400MPa، ازدیاد طول 10٪

برای قطعات مقاوم در برابر خوردگی کشتی استفاده می شود.

B19

نوار Y، استحکام کششی 400MPa، ازدیاد طول 10٪

نوار M، استحکام کششی 300MPa، ازدیاد طول 25%

نوار Y، استحکام کششی 400MPa، ازدیاد طول 3٪

صفحه M، استحکام کششی 300MPa، ازدیاد طول 30%

صفحه Y، استحکام کششی 400MPa، ازدیاد طول 3٪

برای ابزار دقیق، قطعات ابزار، مش فلزی و قطعات مقاوم در برابر خوردگی شیمیایی که در بخار، آب شیرین و آب دریا کار می کنند، استفاده می شود.

B30

نوار M، استحکام کششی 380MPa

نوار Y، استحکام کششی 550MPa

صفحه M، استحکام کششی 380MPa، ازدیاد طول 23%

صفحه Y، استحکام کششی 550MPa، ازدیاد طول 3٪

برای قطعات مقاوم در برابر خوردگی که در بخار و آب دریا کار می کنند و لوله های فلزی و لوله های متراکم که در دمای بالا و فشار بالا کار می کنند استفاده می شود.

BMn3-12

نوار M، استحکام کششی 360MPa، ازدیاد طول 25%

صفحه Y، استحکام کششی 360MPa، ازدیاد طول 25%

هدف همان است که در بالا ذکر شد.

BZn15-20

نوار M، استحکام کششی 350MPa، ازدیاد طول 3.5%

نوار Y، استحکام کششی 550MPa، ازدیاد طول 1.5٪

نوار T، استحکام کششی 650MPa، ازدیاد طول 1%

صفحه M، استحکام کششی 350MPa، ازدیاد طول 3.5%

نوار Y، استحکام کششی 550MPa، ازدیاد طول 2%

صفحه T، استحکام کششی 650MPa، ازدیاد طول 1%

میله کنترل Y، قطر 5-20 میلی متر، استحکام کششی 450 مگاپاسکال، ازدیاد طول 5%

میله کنترل Y، قطر 21-30 میلی متر، استحکام کششی 400 مگاپاسکال، ازدیاد طول 7 درصد

میله کنترل Y، قطر 31-40 میلی متر، استحکام کششی 350 مگاپاسکال، ازدیاد طول 12%

میله کنترل M، استحکام کششی 300MPa، ازدیاد طول 30%

مورد استفاده در قطعات ماشین آلات دقیق ابزار، ظروف صنعتی و ماشین آلات پزشکی.

BAl6-1.5

صفحه، استحکام کششی 550MPa، ازدیاد طول 3٪

برای ساخت فنرها و قطعات کشسان استفاده می شود.

2. خواص فیزیکی اصلی مس سفید الکتریکی رایج در زیر معرفی شده است.

مس سفید ساده B0.6

هدایت حرارتی λ272w/(m· درجه)

مقاومت ρ{0}}.031×10ˉ6Ω·m

ضریب دمای مقاومت 0.0028/ درجه

مس سفید ساده B16

ضریب انبساط خطی 15.3×10ˉ6/ درجه

مقاومت ρ{0}}.223×10ˉ6Ω·m

ضریب دمای مقاومت 0.0028/ درجه

مس منگنز BMn3-12

ضریب انبساط خطی 16.0×10ˉ6/ درجه

گرمای ویژه c410J/kg· درجه

هدایت حرارتی λ22w/(m· درجه)

مقاومت ρ{0}}.435×10ˉ6Ω·m

ضریب دمای مقاومت 0.00003/ درجه

Constantan BMn40-1.5

ضریب انبساط خطی 14.4×10ˉ6/ درجه

گرمای ویژه c410J/kg· درجه

هدایت حرارتی λ21w/(m· درجه)

مقاومت ρ{0}}.435×10ˉ6Ω·m

ضریب دمای مقاومت 0.00002/ درجه

تست BMn برنز43-0.5

ضریب انبساط خطی 14.4×10ˉ6/ درجه

هدایت حرارتی λ24w/(m· درجه)

مقاومت ρ{0}}.49×10ˉ6Ω·m

ضریب دمای مقاومت-0.00014/ درجه

3. عملیات حرارتی مس سفید

آلومینیوم BAl مس سفید2-3 را می توان با عملیات حرارتی تقویت کرد. پس از محلول جامد در 900 درجه، نورد سرد 50% و پیری در 550 درجه، استحکام می تواند به 800-1000MPa برسد و حالت محلول جامد فقط 250-350MPa است.

جداسازی درون کریستالی شمش مس سفید جدی است و باید بازپخت همگن انجام شود. سیستم بازپخت همگن مس سفید به شرح زیر است:

B19، B30، دما 100-1050 درجه، زمان 3-4h

BMn3-12، دما 830-870 درجه، زمان 2-3 ساعت

BMn40-1.5، دما 1050-1150 درجه، زمان 3-4h

BZn15-20، دما 940-970 درجه، زمان 2-3 ساعت

فرآیندهای مختلف عملیات حرارتی مس سفید تأثیر زیادی بر عملکرد آن دارد. BMn{0}} مورد استفاده برای ابزارهای دقیق باید تنش زدایی شده و برای تثبیت مقاومت آنیل شود.

BMn40-1.5 که در دماهای بالا کار می کند باید به مدت کوتاهی در دمای بالاتر 750-850 درجه، با آب خنک یا هوا خنک آنیل شود.

مس روی نیکل BZn15-20 مورد استفاده برای ساخت اجزای الاستیک را می توان در دمای پایین 325-375 درجه آنیل کرد.

دمای بازپخت میانی (درجه) قطعات ماشینکاری شده با مس سفید باید بطور مناسب با کاهش ضخامت موثر (میلی متر) کاهش یابد، همانطور که در زیر ذکر شده است:

B19, B25

750-780℃ (>5 میلی‌متر) 700-750 درجه (15- میلی‌متر)

{{0}} درجه (0.{2}}mm) 530-620 درجه (<0.5mm)

BZn15-20\bmN3-12

700-750 درجه (بزرگتر از 5 میلی متر) 680-730 درجه (1-5 میلی متر)

{{0}} درجه (0.{2}}mm) 520-600 درجه (<0.5mm)

BAl6-1.5، BAl13-3

700-750℃ (>5 میلی متر) 700-730 (1-5 میلی متر)

{0}} درجه (0.5-1mm) 550-600 درجه (~0.5mm)

BMn40-1.5

800-850℃ (>5 میلی‌متر) 750-800 درجه (1-5 میلی‌متر)

{{0}} درجه (0.{2}}mm) 550-600 درجه (<0.5mm)

دمای بازپخت میله‌ها و سیم‌های مس-نیکل تمام‌شده نیز با حالت‌های مختلف «نیمه سخت و نرم» قبل از بازپخت تغییر می‌کند، همانطور که در زیر ذکر شده است:

BZn15-20

میله، نیمه سخت 400-420 درجه، نرم 650-700 درجه

سیم Φ{{0}}.3-Φ6.0، نرم 650-700 درجه

BMn3-12

سیم Φ{{0}}.3-Φ6.0، نرم 500-540 درجه

BMn40-1.5

سیم Φ{{0}}.3-Φ0.8، نرم 670-680 درجه

سیم Φ{{0}}.85-Φ2.0، نرم 690-700 درجه

سیم Φ2.1-Φ6.0، درجه نرم 710-730