Efeito dos elementos de liga no bronze-alumínio
As ligas de bronze de alumínio são baseadas em cobre e alumínio. A fim de melhorar e aprimorar o desempenho do bronze-alumínio, geralmente são adicionados alguns outros elementos de liga. A adição razoável de elementos de liga desempenha um papel fundamental na melhoria do desempenho dos materiais, como melhor resistência à corrosão, maior dureza, melhor tenacidade, etc. Ao mesmo tempo, a adição excessiva de alguns elementos também trará algumas consequências adversas, como resistência reduzida, aumento da fragilidade, redução da resistência à corrosão, etc. Este artigo apresenta o papel dos principais elementos de liga adicionados ao bronze-alumínio.
Ferro Fe
1. Uma pequena quantidade de Fe pode ser dissolvida na solução sólida da liga Cu-Al. Se for excessivo, formará FeAl3 em forma de agulha, o que reduzirá as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão da liga. Portanto, o teor de Fe na liga não deve exceder 5%.
2. Se o teor de Ni, Mn e Al na liga aumentar, a solubilidade do Fe na solução sólida será ainda mais reduzida. O ferro pode diminuir a taxa de difusão atômica no bronze de alumínio e aumentar a estabilidade da fase, inibindo assim o fenômeno de "auto-recozimento" que faz com que a liga se torne quebradiça, reduzindo bastante a fragilidade da liga.
3. Quantidade adequada de ferro pode refinar os grãos de fundição e recristalização do bronze de alumínio e melhorar as propriedades mecânicas. Adicionar 0,5%~1.0 pode refinar significativamente a granularidade.
Níquel Ni
1. O níquel tem uma certa solubilidade sólida na liga Cu-Al. Quando o teor de Ni excede a solubilidade sólida máxima, a fase K da fase NiAl será formada. O Ni aumenta a temperatura de transformação eutetóide do bronze de alumínio, por um lado, e move a composição do ponto eutetóide na direção do aumento da temperatura, por outro lado, e também pode alterar a morfologia da fase. Quando o teor de Ni é baixo, a fase tem formato de agulha e, quando o teor de níquel atinge 3%, transforma-se em floco.
2. Quando o Mn é adicionado à liga Cu-Al-Ni, há uma tendência de formar uma estrutura granular quando a fase sofre transformação eutetóide.
3. O Ni pode melhorar significativamente a resistência, dureza, estabilidade térmica e resistência à corrosão do bronze de alumínio. A liga Cu-Al-Ni-Fe contendo uma certa quantidade de Ni não precisa ser tratada com solução e temperada após trabalho a quente e pode ser envelhecida diretamente.
4. Adicionar Ni e Fe ao bronze de alumínio ao mesmo tempo pode obter um melhor desempenho abrangente. Na liga Cu-A1-Ni-Fe, a morfologia de precipitação da fase κ tem grande influência em suas propriedades mecânicas.
5. A proporção ideal de conteúdo de Ni para Fe é 0,9~1,1.
Manganês Mn
1. O Mn tem uma grande solubilidade na solução sólida da liga Cu-Al, mas reduz a solubilidade sólida do alumínio em. O manganês estabiliza a decomposição da fase, reduz a temperatura inicial da transformação de fase e atrasa a transformação eutetóide.
2. O teor de Mn no bronze-alumínio não excede o limite máximo de solubilidade, o que é benéfico para as propriedades mecânicas e resistência à corrosão da liga, e possui boas propriedades de processamento e formação.
3. O bronze de alumínio binário contendo 00,3%~00,5% Mn tem propriedades de trabalho a quente muito boas e a tendência de rachadura durante a laminação a quente é significativamente reduzida.
4. Uma certa quantidade de Fe é adicionada ao bronze de alumínio contendo Mn, e o desempenho da liga é melhorado ainda mais, porque o Fe pode refinar os grãos, mas o ferro enfraquecerá o efeito estabilizador do Mn na fase.
Estanho e cromo
1. Adicionar menos ou igual a 0,2% Sn ao bronze de alumínio pode melhorar a capacidade da liga de resistir à corrosão sob tensão em vapor e atmosferas levemente ácidas.
2. O cromo pode melhorar as propriedades mecânicas das ligas binárias de Cu-Al, inibir o crescimento de grãos durante o recozimento da liga e aumentar a dureza dos materiais recozidos.
Zinco e silício
1. O zinco se dissolve na liga Cu-Al até certo ponto, expandindo a região de fase. No entanto, o Zn reduzirá as partículas da fase rica em ferro das ligas Cu-Al-Ni-Fe, reduzindo a resistência ao desgaste. O teor máximo de impureza de zinco no bronze de alumínio processado é 1,0%.
2. O silício é uma impureza no bronze de alumínio e seu conteúdo não deve exceder 0,2%, e para a maioria dos bronzes de alumínio não deve exceder 0,1%, caso contrário, reduzirá as propriedades mecânicas e propriedades de processo da liga, mas pode melhorar a usinabilidade da liga.
