铸造铜合金及其他有色金属-钢铁冶炼行业技术资料
17页1、第14章 铸造铜合金及其他有色金属 概 述 一:铸造铜合金的优点: 良好的耐蚀性能,导热性,耐磨性能。 二:铸造铜合金的分类: 表14-1 黄铜: 以加锌为主。 有铸造黄铜,铝黄铜, 硅黄铜,铅黄铜. 青铜: 不以加锌为主: 9种,29个牌号, 如:锡青铜,铝青铜,铅青铜,铍青铜等. 三:其他有色合金 1、铸造钛合金,高合成强度(主要用于航空工业),强的耐蚀性(主要用于石油化工),石墨型铸造,因为与大多数铸型作用。 2铸造镁合金 高合成强度 ,表面光亮。 3铸造锌合金 强度比较高,铸造性能好(薄壁,复杂件) 常用于热室压铸,新型减磨锌合金。,14-1锡 青 铜 优点:耐蚀性好,耐磨性好,摩擦系数小。 缺点:强度低,铸造性能差,气密性差。 一:二元锡青铜 (一)合金组织: 主要含有:, ,等项,见图 14-1. 相:锡熔于铜中的置换式固溶体,面心立方晶格,塑性好,强度高于纯铜(固溶强化) 相:以电子化合物(Cu31Sn8)为基础固溶体,复杂立方晶格。硬而脆,弥散分布于相中,耐磨性好。 相:以电子化合物(Cu5Sn)为基础固溶体,体心立方晶格,高温相。 高温时韧性,塑性升高,常温是硬而脆。
2、 相:以铜锡化合物为基础固容体,性能与相相似。 相:以电子化合物(Cu3Sn)为基础固溶体,密排六方晶格,难以出现在铸造中。 一个包晶转变:L + 三个共析转变: + , + , + 一般铸造条件下为: + 见图 14 2,(二):合金的力学性能: 随Sn量而变化,取决于相的固溶体的强化程度, 及+共析量的数量. Sn对力学性能的 见图 14 4 Sn b先是升后降, k 直至变脆。 分布在中,耐磨性 冷却速度快,偏析大, 冷却速度慢,疏松大, 壁厚效应。 疏松导致漏水,采用退火使枝晶细化来改善. (三):合金的铸造性能: 湿润性好(表面质量好铸件) 缩松倾向和热裂倾向大。,二:多元铸造锡青铜: (一)锡锌青铜。 Zn的作用:固溶强化相,减少合金的结晶温度间隔,铸造性能,壁厚效应气密性 缺点:使耐蚀性,Zn使成本下降。 (二)锡镍青铜: Ni:作用:细化晶粒,缩小合金结晶温度间隔, 气密性 增加耐腐蚀性 (三)锡镍铅青铜: Pb:填充微观缩松 耐蚀性,起润滑作用 使合金减磨 轴承 (四)锡磷青铜: P:脱氧后残留部分 氧化夹渣少 流动性,相图见图14-5 加入P的合金化作用: 随P耐磨
3、性 。组织变化为: + +Cu3P 形成合金皮下气孔,常用于干型铸造。,三、锡青铜反偏析的形成及防止措施 1、锡青铜反偏析的形成 锡青铜的结晶温度范围宽,枝晶发达,低熔点的富锡相被包围在相枝晶间隙中,此时氢的溶解度因温度的下降而急剧下降,呈气泡形式析出,产生背压,把富锡熔体推向枝晶间隙中心,而在凝固后期,铸件从内部到外仍存在着大量的显微通道,在氢气泡形成的背压和固态收缩力内外交攻下,迫使富锡熔体沿相枝晶的显微通道向铸件表面渗出,堆积在铸件表面,形成铸件表面锡浓度高于内部锡浓度的反偏析。 2、防止措施 放置冷铁,提供冷却速度,出现层状凝固。 调整化学成分,如加入锌,缩小结晶温度间隔。 采取有效的精炼除气措施,减少合金中的含气量。,14-2 铝青铜 很高的强度和一定的塑性。属高强度铜合金。 耐磨性优于黄铜, 低于锡青铜,成本低,铸造性能好,缓冷脆性现象。 一:二元铝青铜: (一)合金的组织 含有, 2等固溶体相,相图见图14-7 : 以Cu为基础的固溶体,面心立方晶格。 较高的强度,良好的塑性。 : 以电子化合物Cu3AL为基础的固溶体,体心立方晶格,为高温相。 2: 以电子化合物Cu32Al19为基础的化合物,复杂体心立方晶格,强度低,硬而脆。 成分与组织: Al 11.8% 为 2+(+2) 实际铸造条件下,由于冷却速度快, +2的转变不能充分进行,使相保留 到室温,+切变为无扩散相变.,(二)合金的力学性能:图14-8 Al 4% 开始下降 Al 78% 时,大幅度下降 Al 1011% 时,生成脆性相2 不仅下降,强度也开始下降 在Al:710%时,具有较高的强度和硬度. (三):合金的铸造性能 结晶温度间隔小,流动性好。缩松倾向小, 不易偏析,易形成氧化铝夹杂物.,二:多元铸造铝青铜: 1、铝铁青铜:Fe : 2.04.0% Fe的作用:细化晶粒,提高耐磨性,消除“缓冷脆性”(Fe抑制共析分解)AL3Fe高的硬相,提高耐磨性. 2、铝锰青铜:Mn : 1.52.5% Mn的作用:固溶强化,固溶体提高耐蚀性,消除缓冷脆性.近年来高度发展“高锰铝青铜”12%Mn 3、铝镍青铜 :Ni:3.55.5% 温度 T 下降,固溶体可通过热处理使合金强化 并且有高的耐磨性和耐热性。,返回,返回,返回,返回,返回,
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