알루미늄 청동에 대한 합금 원소의 영향
알루미늄 청동 합금은 구리와 알루미늄을 기반으로 합니다. 알루미늄 청동의 성능을 향상시키고 향상시키기 위해 일반적으로 다른 합금 원소가 추가됩니다. 합금 원소의 합리적인 첨가는 더 나은 내식성, 더 높은 경도, 더 나은 인성 등과 같은 재료의 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 동시에 일부 원소를 과도하게 첨가하면 다음과 같은 부정적인 결과도 가져올 수 있습니다. 강도 감소, 취성 증가, 내식성 감소 등. 이 기사에서는 알루미늄 청동에 첨가되는 주요 합금 원소의 역할을 소개합니다.
철 철
1. Cu-Al 합금의 고용체에는 소량의 Fe가 용해될 수 있습니다. 과량일 경우 바늘 모양의 FeAl3가 형성되어 합금의 기계적 특성과 내식성이 저하됩니다. 따라서 합금의 Fe 함량은 5%를 초과해서는 안 됩니다.
2. 합금 내 Ni, Mn, Al의 함량이 증가하면 Fe의 고용체 용해도는 더욱 감소합니다. 철은 알루미늄 청동의 원자 확산 속도를 늦추고 상의 안정성을 높여 합금이 부서지기 쉬운 '자기 어닐링' 현상을 억제해 합금의 취성을 크게 줄일 수 있다.
3. 철의 적절한 양은 알루미늄 청동의 주조 및 재결정 입자를 미세화하고 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 0.5%~1.0를 추가하면 입자를 크게 미세 조정할 수 있습니다.
니켈 니켈
1. 니켈은 Cu-Al 합금에서 특정 고용도를 갖습니다. Ni 함량이 최대 고용도를 초과하면 K 상 NiAl 상이 형성됩니다. Ni는 한편으로는 알루미늄 청동의 공석 변태 온도를 증가시키고, 다른 한편으로는 온도가 증가하는 방향으로 공석점 조성을 이동시키며, 상의 형태를 변화시킬 수도 있습니다. Ni 함량이 낮으면 상은 바늘 모양이 되고, 니켈 함량이 3%에 도달하면 플레이크(flake)로 변합니다.
2. Cu-Al-Ni 합금에 Mn을 첨가하면 공석변태시 입상조직을 형성하는 경향이 있다.
3. Ni는 알루미늄 청동의 강도, 경도, 열 안정성 및 내식성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 일정량의 Ni를 함유한 Cu-Al-Ni-Fe 합금은 열간 가공 후 용체화 처리 및 담금질할 필요가 없으며 직접 시효 처리할 수 있습니다.
4. 알루미늄 청동에 Ni와 Fe를 동시에 첨가하면 더 나은 종합 성능을 얻을 수 있습니다. Cu-A1-Ni-Fe 합금에서 κ 상의 석출 형태는 기계적 특성에 큰 영향을 미칩니다.
5. Ni와 Fe의 최적 함량비는 0.9~1.1이다.
망간 Mn
1. Mn은 Cu-Al 합금의 고용체에서는 큰 용해도를 갖지만, 알루미늄의 고용체는 감소시킨다. 망간은 상의 분해를 안정화시키고, 상변태의 시작온도를 낮추며, 공석변태를 지연시킨다.
2. 알루미늄 청동의 Mn 함량은 최대 용해도 한계를 초과하지 않으므로 합금의 기계적 특성 및 내식성에 유리하며 가공 및 성형 특성이 우수합니다.
3. 0.3%~0.5% Mn을 함유한 2성분 알루미늄 청동은 열간가공성이 매우 양호하며, 열간압연시 균열경향이 현저히 감소된다.
4. Mn을 함유한 알루미늄 청동에 일정량의 Fe를 첨가하면 Fe는 입자를 미세화할 수 있지만 철은 Mn의 상 안정화 효과를 약화시키기 때문에 합금의 성능이 더욱 향상됩니다.
주석과 크롬
1. 알루미늄 청동에 0.2% 이하의 Sn을 첨가하면 증기 및 약산성 대기에서 응력 부식 균열에 저항하는 합금의 능력이 향상될 수 있습니다.
2. 크롬은 이원 Cu-Al 합금의 기계적 특성을 향상시키고 합금 어닐링 중 입자 성장을 억제하며 어닐링된 재료의 경도를 증가시킬 수 있습니다.
아연과 실리콘
1. 아연은 Cu-Al 합금에 제한된 정도로 용해되어 상 영역을 확장합니다. 그러나 Zn은 Cu-Al-Ni-Fe 합금의 철이 풍부한 상 입자를 감소시켜 내마모성을 감소시킵니다. 가공된 알루미늄 청동의 불순물 아연의 최대 함량은 1.0%입니다.
2. 실리콘은 알루미늄 청동의 불순물이며 그 함량은 0.2%를 초과해서는 안 되며, 대부분의 알루미늄 청동의 경우 0.1%를 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 기계적 특성과 성능이 저하됩니다. 합금의 가공 특성을 향상시킬 수 있지만 합금의 기계 가공성을 향상시킬 수 있습니다.
