Wpływ pierwiastków stopowych na brąz cynowy
Brąz cynowy to stop miedzi, w którym miedź jest pierwiastkiem podstawowym, a cyną głównym. Istnieje wiele marek stopów brązu cynowego, które nadają się do stosowania w różnych warunkach pracy. Różnica pomiędzy markami polega na ilości dodanych elementów. Różne dodatki pierwiastków mogą umożliwić stopom brązu cynowego osiągnięcie różnych właściwości i zastosowanie w różnych wymaganiach użytkowych. Poniżej przedstawimy szczegółowo wpływ dodatku różnych pierwiastków na właściwości brązu cynowego.
Fosfor P
1. Zawartość fosforu w brązie cynowym na ogół nie przekracza 0,45%. Gdy zawartość fosforu jest większa niż 0,5%, reakcja eutektyczno-perytektyczna L+ +Cu3P nastąpi w temperaturze około 637, powodując kruchość termiczną. Gdy zawartość fosforu w stopie jest większa niż 0,3%, w strukturze pojawi się eutektyka złożona z miedzi i fosforku miedzi (Cu3P).
2. Fosfor jest skutecznym odtleniaczem stopów miedzi i poprawia płynność brązu cynowego. Wadą jest to, że zwiększa to odwrotną segregację wlewka.
3. Wielkość ziaren materiału przed obróbką na zimno i wyżarzanie w niskiej temperaturze (180~300) po obróbce mają ogromny wpływ na właściwości mechaniczne brązu cynowo-fosforowego. Gdy ziarna są drobne, wytrzymałość, twardość, moduł sprężystości i wytrzymałość zmęczeniowa materiału są wyższe niż w przypadku materiałów gruboziarnistych, ale plastyczność jest nieco niższa. 4. Po wyżarzaniu odrobionego na zimno brązu cynowo-fosforowego w temperaturze 200 ~ 260 stopni przez 1 ~ 2 godziny, poprawia się jego wytrzymałość, plastyczność, granica sprężystości i moduł sprężystości, a także można poprawić stabilność sprężystą.
CynkZn
1. Cynk jest jednym z pierwiastków stopowych brązu cynowego. Cynk ma wysoką rozpuszczalność w stałym roztworze alfa brązu cyny. Dlatego brąz przetworzony Cu-Sn-Zn jest jednofazowym roztworem stałym. Zn poprawia płynność stopu, zawęża zakres temperatur krystalizacji i łagodzi segregację odwrotną, nie mając przy tym większego wpływu na jego strukturę i właściwości.
2. Zawartość Zn w przetworzonym brązie cynowym na ogół nie przekracza 5%.
OłówPb
1. Zawartość Pb w brązie cynowym nie przekracza 5%. Nie jest to substancja stała rozpuszczona w fazie i występuje w stanie wolnym. Jest rozprowadzany pomiędzy dendrytami w postaci czarnych cząstek, ale rozkład jest nierównomierny.
2. Pb może zmniejszyć współczynnik tarcia brązu cynowego, poprawić odporność na zużycie i poprawić obrabialność, ale nieznacznie zmniejsza właściwości mechaniczne stopu.
Mangan
1. Mn jest jednym ze szkodliwych zanieczyszczeń brązu cynowego, a jego zawartość powinna być ściśle kontrolowana i nie powinna przekraczać 0,002%. 2. Mangan łatwo utlenia się, tworząc tlenki, które zmniejszają płynność stopu. Po zestaleniu rozkładają się na granicach ziaren, osłabiając wiązanie międzykrystaliczne i zmniejszając wytrzymałość.
Żelazo Fe
Fe jest domieszką brązu cynowego o maksymalnej zawartości 0,05%. Może uszlachetniać ziarna, opóźniać proces rekrystalizacji oraz poprawiać wytrzymałość i twardość. Jednakże zawartość nie może przekraczać wartości granicznej, w przeciwnym razie powstanie zbyt dużo fazy bogatej w żelazo, co zmniejszy odporność korozyjną i wydajność procesową stopu.
Aluminium Al, Magnez Mg, Krzem Si
1. Niewielką ilość można rozpuścić w roztworze stałym, aby poprawić właściwości mechaniczne stopu, ale podczas procesu topienia łatwo ulega utlenieniu, tworząc ogniotrwałe tlenki, zmniejszając w ten sposób płynność i wytrzymałość brązu cynowego.
2. Zawartość glinu w brązie Sn nie powinna być większa niż 0,002%, przy czym zawartość Mg powinna być ściśle kontrolowana, ponieważ ich tlenki obniżą wytrzymałość stopu i zmniejszą płynność stopić. Za granicą opracowano niektóre brązy cynowe zawierające Al i Mg, które mają nie tylko wysoką wytrzymałość, ale także dobrą odporność na korozję. Na przykład stop Cu-5Sn-7Al ma wysoką odporność na korozję i wytrzymałość, a Cu-5Sn- Wytrzymałość brązu cynowego 1Mg po starzeniu może osiągnąć 900 MPa, 30 HRC, a przewodność wynosi 30% ~ 35% IACS. Można go stosować do produkcji elementów o wysokiej wytrzymałości, wysokiej odporności na korozję i dobrej przewodności.
