Efecto de los elementos de aleación sobre el bronce al aluminio.
Las aleaciones de bronce y aluminio se basan en cobre y aluminio. Para mejorar y potenciar el rendimiento del bronce de aluminio, generalmente se añaden algunos otros elementos de aleación. La adición razonable de elementos de aleación juega un papel clave en la mejora del rendimiento de los materiales, como una mejor resistencia a la corrosión, mayor dureza, mejor tenacidad, etc. Al mismo tiempo, la adición excesiva de algunos elementos también traerá algunas consecuencias adversas, como resistencia reducida, mayor fragilidad, menor resistencia a la corrosión, etc. Este artículo presenta el papel de los principales elementos de aleación agregados al bronce de aluminio.
Hierro Fe
1. Se puede disolver una pequeña cantidad de Fe en la solución sólida de aleación Cu-Al. Si es excesivo, se formará FeAl3 en forma de aguja, lo que reducirá las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de la aleación. Por tanto, el contenido de Fe en la aleación no debe exceder el 5%.
2. Si aumenta el contenido de Ni, Mn y Al en la aleación, la solubilidad del Fe en la solución sólida se reducirá aún más. El hierro puede ralentizar la velocidad de difusión atómica en el bronce de aluminio y aumentar la estabilidad de la fase, inhibiendo así el fenómeno de "autorecocido" que hace que la aleación se vuelva quebradiza, reduciendo en gran medida la fragilidad de la aleación.
3. Una cantidad adecuada de hierro puede refinar los granos de fundición y recristalización del bronce de aluminio y mejorar las propiedades mecánicas. Agregar 0.5%~1.0 puede refinar significativamente los granos.
Níquel Ni
1. El níquel tiene cierta solubilidad sólida en la aleación Cu-Al. Cuando el contenido de Ni excede la solubilidad sólida máxima, se formará la fase K NiAl. El Ni aumenta la temperatura de transformación eutectoide del bronce de aluminio, por un lado, y mueve la composición del punto eutectoide en la dirección del aumento de temperatura, por otro lado, y también puede cambiar la morfología de la fase. Cuando el contenido de Ni es bajo, la fase tiene forma de aguja y cuando el contenido de níquel alcanza el 3%, se convierte en una escama.
2. Cuando se agrega Mn a la aleación Cu-Al-Ni, existe una tendencia a formar una estructura granular cuando la fase sufre una transformación eutectoide.
3. El Ni puede mejorar significativamente la resistencia, dureza, estabilidad térmica y resistencia a la corrosión del bronce de aluminio. La aleación Cu-Al-Ni-Fe que contiene una cierta cantidad de Ni no necesita ser tratada con solución ni templada después del trabajo en caliente, y puede envejecerse directamente.
4. Agregar Ni y Fe al bronce de aluminio al mismo tiempo puede obtener un mejor rendimiento integral. En la aleación Cu-A1-Ni-Fe, la morfología de precipitación de la fase κ tiene una gran influencia en sus propiedades mecánicas.
5. La proporción de contenido óptima de Ni a Fe es 0.9~1,1.
manganeso manganeso
1. El Mn tiene una gran solubilidad en la solución sólida de la aleación Cu-Al, pero reduce la solubilidad sólida del aluminio en. El manganeso estabiliza la descomposición de la fase, reduce la temperatura inicial de la transformación de la fase y retrasa la transformación eutectoide.
2. El contenido de Mn en el bronce de aluminio no excede el límite máximo de solubilidad, lo que es beneficioso para las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de la aleación, y tiene buenas propiedades de procesamiento y conformación.
3. El bronce de aluminio binario que contiene 0.3%~0.5% Mn tiene propiedades de trabajo en caliente bastante buenas y la tendencia al agrietamiento durante el laminado en caliente se reduce significativamente.
4. Se agrega una cierta cantidad de Fe al bronce de aluminio que contiene Mn y el rendimiento de la aleación mejora aún más, porque el Fe puede refinar los granos, pero el hierro debilitará el efecto estabilizador del Mn en la fase.
Estaño y cromo
1. Agregar menos o igual a 0.2% de Sn al bronce de aluminio puede mejorar la capacidad de la aleación para resistir el agrietamiento por corrosión bajo tensión en vapor y atmósferas ligeramente ácidas.
2. El cromo puede mejorar las propiedades mecánicas de las aleaciones binarias Cu-Al, inhibir el crecimiento de grano durante el recocido de la aleación y aumentar la dureza de los materiales recocidos.
Zinc y silicio
1. El zinc se disuelve en una aleación de Cu-Al hasta cierto punto, expandiendo la región de fase. Sin embargo, el Zn reducirá las partículas de la fase rica en hierro de las aleaciones Cu-Al-Ni-Fe, reduciendo la resistencia al desgaste. El contenido máximo de impureza de zinc en el bronce de aluminio procesado es del 1,0%.
2. El silicio es una impureza en el bronce de aluminio y su contenido no debe exceder el 0.2%, y para la mayoría de los bronces de aluminio no debe exceder el 0.1%, de lo contrario reducirá las propiedades mecánicas y propiedades de proceso de la aleación, pero puede mejorar la maquinabilidad de la aleación.
