书 号ISBN 978-7-5170-5829-8计算机号39-264
书 名高性能铸造锡青铜合金制备与性能表征
作 译 者冯在强 著
开 本16开 平装字 数202 千字
印 张8.5页 数136 页
出版时间2017年08月第1版 2017年08月第1次印刷
出 版 社中国水利水电出版社
本书主要介绍了一种新型锡青铜材料的制备方法,总结了近年来关于材料强化方面的技术进展和强化思路,从提高材料力学性能保持材料良好延塑性的角度出发,针对现有国标锡青铜材料存在的问题,设计了性能改良技术方案,制备了一种新型高强高韧锡青铜材料,并对新型锡青铜材料物理化学性能进行了表征论述。本书可供从事金属材料、冶金的工程技术人员阅读,也可供铜合金生产企业及大专院校相关师生参考。
青铜青铜原指铜锡合金,但工业上都习惯称含铝、硅、铅、铍、锰等的铜合金也为青铜,所以青铜实际上包括锡青铜、铝青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。青铜也分为压力加工青铜和铸造青铜两类。(1)锡青铜 以...
锡青铜加工性能良好、可以加工很多种制品
材料名称:铸造铜合金(10-1锡青铜) 牌号:ZCuSn10Pb1 标准:GB/T 1176-1987特性及适用范围:铸造铜合金硬度高,耐磨性极好,不易产生咬死现象,有较好的铸造性能和切削加工性能,在...
利用真空熔炼离心工艺浇铸了ZCuSn10Zn2FeCo合金试样棒。利用SEM、TEM分析了新型铸造合金的微观组织。结果表明:和ZCuSn10Zn2合金相比,ZCuSn10Zn2FeCo合金的抗拉强度提高到了400~450 MPa,提高了70%~90%,伸长率保持在12%以上,没有明显下降。透射电镜下,铜基体中弥散分布着数量众多的细小析出相,直径在2~20 nm之间不等,直径大于100 nm的纳米析出相数量很少。纳米尺寸的析出相对位错的钉轧和阻碍作用明显,位错塞积可见。孪晶组织中存在着高密度的位错和数量众多的纳米析出相,是合金强度提高的重要原因之一。合金的断裂形式呈韧性断裂。
以ZQSn10-2锡青铜合金成分为基础,研究加入少量的Ni和后续扩散退火热处理对合金组织结构和性能的影响。研究结果表明:合金组织为α-Cu固溶体和δ相,δ相沿晶界析出,含有较高的Sn和Ni,通过500~600℃热处理,部分δ相扩散固溶到α-Cu相中,使得合金强度和伸长率大幅度提高。
铜与锌以外的元素所组成的合金统称青铜。其中,铜和锡的合金是最普通的青铜,称锡青铜。锡青铜的线收缩率低,不易产生缩孔,但容易产生显微缩松。锡青铜中加入锌、铅等元素,可以提高铸件的致密性和耐磨性,并节省锡用量,加入磷以便脱氧。其耐磨性和耐蚀性优于黄铜,但易产生显微缩松,故适用于致密性要求不高的耐磨、耐蚀件。除锡青铜外,铝青铜有着优良的力学性能和耐磨、耐蚀性,但铸造性较差,故仅用于重要的耐磨、耐蚀件 。
中国几种典型铸造铝合金的主要成分和性能
合金系 | 牌号 | 主要元素/% | 铸造 方法① |
状 态② |
力学性能(最小值) | ||||||||
Si | Cu | Mg | Zn | Mn | 其他 | Al | σb /MPa |
δ /% |
HB /MPa |
||||
铝-硅 | ZL101 | 6.5~7.5 | - | 0.25~0.45 | - | - | - | 余量 | SB,RB, KB |
T6 | 222 | 1 | 700 |
ZL102 | 10.0~13.0 | - | - | - | - | Ti 0.08~0.20 |
余量 | SB,RB KB |
T6 | 271 | 1 | 900 | |
ZL108 | 11.0~13.0 | 1.0~2.0 | 0.4~1.0 | - | 0. 3~0. 9 | 余量 | J | T6 | 251 | - | 990 | ||
铝-铜 | ZL201 | - | 4.5~5.3 | - | - | 0.6~1.0 | Ti 0.15~0.25 |
余量 | S,j R,K |
T5 | 330 | 4 | 900 |
ZL207 | 1.6~2.0 | 3.0~3.4 | 0. 15~0. 25 | - | 0.9~1.2 | Ni0.25 Zr0.20 |
余量 | S | T1 | 153 | - | 750 | |
铝-镁 | ZL301 | - | - | 9.5~11.0 | - | - | - | 余量 | S,j R |
T4 | 280 | 9 | 600 |
ZL303 | 0.8~1.3 | - | 4.5~5.5 | - | 0.1~0.4 | - | 余量 | S,j R,K |
F | 143 | 1 | 550 | |
铝-锌 | ZL401 | 6.0~8.0 | - | 0.1~0.3 | 9.0~13.0 | - | - | 余量 | S,R K |
T1 | 192 | 2 | 800 |
①铸造方法中:S—沙模铸造;j—金属模铸造;R—熔模铸造;K—壳型铸造;B—变质处理;
②合金状态中:F—铸态;T1—自然时效;T4—固溶处理加自然时效;T5—固溶处理加不完全人工时效;T6—固溶处理加完全人工时效。
合金在铸造生产中,所呈现的工艺性能称为铸造性能。它是保证铸件质量的重要因素。合金的铸造性能主要有流动性、收缩性、偏析倾向等。
1.流动性熔融金属的流动能力称为流动性。流动性好的金属液,充填铸型能力强,易于获得外形完整、尺寸准确、轮廓清晰或壁薄而复杂的铸件。
影响金属流动性的因素很多,如浇注温度高,可使金属在液态下保持较长的时间,但过高的浇注温度反而会导致金属总收缩量增加和吸收气体过多,造成缩孔和气孔等缺陷。总之,浇注温度不宜过高和过低。合金成分对流动性也有较大影响,如共晶合金的熔点低,流动性好。
2.收缩性 金属在冷却时体积缩小的性能称为收缩性。金属的收缩可分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三部分。其中,液态收缩是在高温状态产生的,只造成铸型冒口部分金属液面的降低;凝固收缩会造成缩松、缩孔等现象;固态收缩受到阻碍时,则产生铸造内应力。为防止缩松或缩孔,应扩大内浇道,利用浇道直接补缩,或在壁厚处设置冒口,由冒口中的金属液补充壁厚处的凝固收缩。
3.偏析倾向 金属或合金在凝固过程中形成的化学成分不均匀现象称为偏析。它与合金的液相线和固相线温度间隔有关,凝固温度区间越大,则偏析越显著。另外,灰铸铁中含硫、磷和碳量较高时,容易产生偏析。浇注温度高和冷却速度慢也能造成偏析。铸件偏析不太严重时,可以通过退火处理来消除偏析现象。