Utjecaj legirajućih elemenata na aluminijsku broncu
Legure aluminijuma bronze su zasnovane na bakru i aluminijumu. Kako bi se poboljšale i poboljšale performanse aluminijske bronce, općenito se dodaju neki drugi legirajući elementi. Razumno dodavanje legirajućih elemenata igra ključnu ulogu u poboljšanju performansi materijala, kao što su bolja otpornost na koroziju, veća tvrdoća, bolja žilavost, itd. smanjena čvrstoća, povećana lomljivost, smanjena otpornost na koroziju, itd. Ovaj članak uvodi ulogu glavnih legirajućih elemenata koji se dodaju aluminijskoj bronzi.
Iron Fe
1. Mala količina Fe može se rastvoriti u čvrstom rastvoru Cu-Al legure. Ako je prekomjeran, formirat će FeAl3 u obliku igle, što će smanjiti mehanička svojstva i otpornost legure na koroziju. Stoga sadržaj Fe u leguri ne bi trebao biti veći od 5%.
2. Ako se sadržaj Ni, Mn i Al u leguri poveća, rastvorljivost Fe u čvrstom rastvoru će se dodatno smanjiti. Gvožđe može usporiti brzinu atomske difuzije u aluminijskoj bronzi i povećati stabilnost faze, čime inhibira fenomen "samozapaljivanja" koji uzrokuje da legura postane krhka, uvelike smanjujući lomljivost legure.
3. Odgovarajuća količina gvožđa može poboljšati livenje i rekristalizaciju zrna aluminijumske bronze i poboljšati mehanička svojstva. Dodavanje 0.5%~1.0 može značajno poboljšati zrna.
Nickel Ni
1. Nikl ima određenu čvrstu rastvorljivost u Cu-Al leguri. Kada sadržaj Ni pređe maksimalnu rastvorljivost čvrste supstance, formiraće se NiAl faza K. Ni povećava temperaturu eutektoidne transformacije aluminijske bronce s jedne strane, a pomiče sastav eutektoidne tačke u smjeru porasta temperature s druge strane, a također može promijeniti morfologiju faze. Kada je sadržaj Ni nizak, faza je igličasta, a kada sadržaj nikla dostigne 3%, pretvara se u pahuljicu.
2. Kada se Mn doda leguri Cu-Al-Ni, postoji tendencija formiranja granularne strukture kada se faza podvrgne eutektoidnoj transformaciji.
3. Ni može značajno poboljšati snagu, tvrdoću, termičku stabilnost i otpornost na koroziju aluminijumske bronze. Cu-Al-Ni-Fe legura koja sadrži određenu količinu Ni ne mora se tretirati rastvorom i kaliti nakon vruće obrade i može se direktno stareti.
4. Dodavanje Ni i Fe aluminijskoj bronzi u isto vrijeme može postići bolje sveobuhvatne performanse. U leguri Cu-A1-Ni-Fe, morfologija precipitacije κ faze ima veliki uticaj na njena mehanička svojstva.
5. Optimalni odnos sadržaja Ni prema Fe je 0.9~1.1.
Manganese Mn
1. Mn ima veliku rastvorljivost u čvrstom rastvoru Cu-Al legure, ali smanjuje čvrstu rastvorljivost aluminijuma u . Mangan stabilizira razgradnju faze, smanjuje početnu temperaturu fazne transformacije i odgađa eutektoidnu transformaciju.
2. Sadržaj Mn u aluminijskoj bronzi ne prelazi granicu maksimalne rastvorljivosti, što je korisno za mehanička svojstva i otpornost legure na koroziju, te imaju dobra svojstva obrade i oblikovanja.
3. Binarna aluminijumska bronza koja sadrži 0.3%~0.5% Mn ima prilično dobra svojstva za vruću obradu, a sklonost pucanju tokom vrućeg valjanja je značajno smanjena.
4. Određena količina Fe se dodaje aluminijumskoj bronzi koja sadrži Mn, a performanse legure se dodatno poboljšavaju, jer Fe može da rafiniše zrna, ali će gvožđe oslabiti stabilizujući efekat Mn na fazu.
Kositar i hrom
1. Dodavanje manje od ili jednako 0.2% Sn aluminijumskoj bronzi može poboljšati sposobnost legure da se odupre korozijskom pucanju pod stresom u pari i blago kiseloj atmosferi.
2. Krom može poboljšati mehanička svojstva binarnih Cu-Al legura, inhibirati rast zrna tokom žarenja legure i povećati tvrdoću žarenih materijala.
Cink i silicijum
1. Cink se otapa u Cu-Al leguri u ograničenoj mjeri, proširujući fazno područje. Međutim, Zn će smanjiti čestice faze bogate gvožđem u legurama Cu-Al-Ni-Fe, smanjujući otpornost na habanje. Maksimalni sadržaj nečistoće cinka u obrađenoj aluminijumskoj bronzi je 1.0%.
2. Silicijum je nečistoća u aluminijskoj bronzi i njegov sadržaj ne smije prelaziti 0.2%, a za većinu aluminijumskih bronza ne smije biti veći od 0.1%, inače će smanjiti mehanička svojstva i procesna svojstva legure, ali može poboljšati obradivost legure.
