CuZn40MnPb锰黄铜(关于复杂黄铜的强化,这篇文章讲得很清楚)
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CuZn40MnPb锰黄铜
关于复杂黄铜的强化,这篇文章讲得很清楚
复杂黄铜是指在Cu-Zn合金中有选择性地添加Mn、Al、Si、Fe、Ni、Pb和Cr等合金元素,这些元素会以固溶或者原位反应合成第二相的形式存在于基体中,通过固溶强化或者第二相强化提高合金的力学性能,同时弥散分布的第二相会与基体形成硬质颗粒+韧性基体的理想耐磨组织。
因此,为了获得性能优异的高强复杂黄铜不但要求合金基体具有较高的强度和韧性,还需要第二相的种类、形貌、分布以及体积分数也满足相应的要求。
强韧性好的基体可以在摩擦过程中为第二相提供强力的支撑,避免基体发生严重的塑性变形、第二相被带出导致的材料失效;而合理的第二相分配不布可以提高材料的强度还会改善其磨损机制,这有利于建立稳定的摩擦润滑层,使材料可以更好地抵抗高速、重载工况下的冲击和磨损。
本课题以汽车同步器齿环用高强复杂黄铜为例,总结了影响该类合金组织和性能的主要因素,以及相应的优化措施。
目前国内外市场上的高强复杂黄铜种类繁多,其基体主要由强度较高的相组成。
汽车同步器齿环普遍采用锰黄铜(Cu-Zn-Mn)和铝黄铜(Cu-Zn-Al)两大系列。
表1列举了几种典型的高强复杂黄铜的化学成分及其对应的第二相,可以看出复杂黄铜中的第二相主要为Mn5Si3、Fe-Si、Ni-Fe-Si等硅化物以及Ni-Ti、Ni-Al等金属间化合物。
通常这些第二相具有熔点高、硬度大的特点,这些第二相元素之间较负的吉布斯自由能使其反应便于发生,受合金基体的溶解度、相变以及热加工温度等因素的影响较小,因此具有较高的稳定性。
在复杂黄铜基体上均匀、稳定地分布硬质颗粒是该类合金的共同特点。
细晶强化作为金属材料重要的强化机制之一,在相同的合金成分下小尺寸晶粒可以提供更大面积的晶界,从而有效阻碍位错运动,实现材料强度提高。
因此,细化晶粒尺寸对于提高复杂黄铜的强塑性和耐磨性具有重要意义。
众所周知,复合材料中第二相主要通过载荷传递强化、热膨胀系数失配强化和Orowan强化等来提高复合材料的力学性能。
在基体成分确定的情况下,复杂黄铜的力学性能主要取决于第二相的种类、尺寸、形貌、分布以及含量等。
因此,了解第二相对复合材料的作用机制对于后续第二相的调控是必要的。
对于复杂黄铜中第二相尺寸,可分为两类:一是合金元素通过原位反应合成的初生第二相,其尺寸在几微米到几十微米之间;二是通过热处理在基体中析出的第二相,其尺寸大约在几十纳米到几微米之间。
不同尺寸的第二相往往对应不同的强化机制,大尺寸的第二相主要为载荷传递强化以及热膨胀系数失配强化,小尺寸的第二相则主要为Orowan强化,但两者之间无明确界定。
研究发现第二相的种类同样会影响复合材料的力学性能。
(c)20Hz,100A(d)60Hz,100A。
表2不同频率和电流强度下复杂黄铜HPb58-2A的力学性能。
适量的Sr元素会明显改善第二相[Mn(Fe)]5Si3的形貌和尺寸并细化HMn64-8-5-1.5黄铜的晶粒,从而提高了其力学性能和耐磨性,见图4。
图5T67300复杂黄铜不同温度保温4h后淬火组织。
环保铜MS63合金黄铜
MS63合金黄铜特性及适用范围:为结构铜镍合金,可以热处理强化,有较高的强度和良好的弹性。
这种合金含铜量为63%,非常适合冷变形处理。
它非常容易打磨抛光,容易电镀并且在一般环境中能够抗腐蚀,是一种便于加工,性能优良的材料。
2:按功能划分:表示有导电导热用铜合金(主要有非合金化铜和微合金化铜)结构用铜合金(包括所有铜合金)、耐蚀铜合金(主要有锡黄铜、黄铜、各种白铜、黄铜、钛青铜等)、耐磨铜合金(主要有含铅、锡、铝、锰等多元素复杂黄铜、黄铜等)、易切削铜合金(铜-铅、铜-碲、铜-锑、铜-铋等合金)、弹性铜合金(主要有黄铜、黄铜、铍青铜、钛青铜等)、阻尼铜合金(高锰铜合金等)、艺术铜合金(纯铜、简单黄铜、黄铜、黄铜、白铜等)。
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