Učinak legiranih elemenata na kositrenu broncu
Kositrena bronca je legura bakra s bakrom kao osnovnim elementom i kositrom kao glavnim elementom. Postoje mnoge vrste legure kositrene bronce koje su prikladne za upotrebu u različitim radnim uvjetima. Razlika između stupnjeva leži u različitim dodanim količinama elemenata. Različite dodatne količine elemenata mogu učiniti da legura kositrene bronce postigne različita svojstva i može se primijeniti na različite zahtjeve uporabe. U nastavku ćemo detaljno predstaviti učinke raznih dodataka elemenata na performanse kositrene bronce.
Fosfor P
1. Sadržaj fosfora u kositrenoj bronci općenito ne prelazi 0.45%. Kada je sadržaj fosfora veći od 0.5%, eutektičko-peritektonska reakcija L+ +Cu3P dogodit će se na oko 637, uzrokujući vruću krtost. Kada je sadržaj fosfora u leguri veći od 0,3%, u organizaciji će se pojaviti eutektik sastavljen od bakra i bakrenog fosfida (Cu3P).
2. Fosfor je učinkovit dezoksidant za bakrene legure i poboljšava fluidnost kositrene bronce. Nedostatak je povećanje obrnute segregacije ingota.
3. Veličina zrna materijala prije hladne obrade i niskotemperaturno žarenje (180~300) nakon obrade imaju veliki utjecaj na mehanička svojstva kositar-fosforne bronce. Kada je veličina zrna mala, čvrstoća, tvrdoća, modul elastičnosti i čvrstoća na zamor materijala veći su nego kod grubo zrnatog materijala, ali je plastičnost nešto niža. 4. Nakon što se hladno obrađena kositreno-fosforna bronca žari na 200~260 1~2h, poboljšavaju se njegova čvrstoća, plastičnost, granica elastičnosti i modul elastičnosti, a može se poboljšati i elastična stabilnost.
Cink Zn
1. Cink je jedan od legirajućih elemenata kositrene bronce, a cink ima veliku topljivost u čvrstoj otopini kositrene bronce. Stoga je bronca obrađena Cu-Sn-Zn jednofazna čvrsta otopina. Zn poboljšava fluidnost legure, sužava temperaturni raspon kristalizacije i smanjuje reverznu segregaciju, ali nema značajan utjecaj na njenu strukturu i svojstva.
2. Sadržaj Zn u prerađenoj kositrenoj bronci općenito nije veći od 5%.
Olovo Pb
1. Sadržaj Pb u kositrenoj bronci ne prelazi 5%. Nije otopljen u fazi i postoji u slobodnom stanju. Raspoređuje se između dendrita kao crne čestice, ali je raspodjela neravnomjerna.
2. Pb može smanjiti koeficijent trenja kositrene bronce, poboljšati otpornost na trošenje i povećati obradivost, ali malo smanjiti mehanička svojstva legure.
Mangan Mn
1. Mn je jedna od štetnih nečistoća kositrene bronce, a njegov sadržaj treba strogo kontrolirati i ne smije prelaziti 0.002%. 2. Mangan se lako oksidira u okside, što smanjuje fluidnost taline legure, a nakon skrućivanja se raspoređuje po granicama zrna, slabeći međukristalnu vezu i smanjujući čvrstoću.
Željezo Fe
Fe je nečistoća kositrene bronce, s maksimalnim sadržajem 0,05%. Ima učinak pročišćavanja zrna, odgađa proces rekristalizacije i poboljšava snagu i tvrdoću. Međutim, sadržaj ne smije premašiti graničnu vrijednost, inače će se formirati previše faze bogate željezom, smanjujući otpornost na koroziju i procesnu učinkovitost legure.
Aluminij Al, magnezij Mg, silicij Si
1. Mala količina može se otopiti u čvrstoj otopini kako bi se poboljšala mehanička svojstva legure, ali tijekom procesa taljenja lako se oksidira da bi se proizveli vatrostalni oksidi, čime se smanjuje fluidnost i čvrstoća kositrene bronce.
2. Sadržaj aluminija u Sn bronci ne smije biti veći od 0.002%, a sadržaj Mg također treba strogo kontrolirati, jer će njihovi oksidi smanjiti čvrstoću legure i fluidnost taline. . Neke kositrene bronce koje sadrže Al i Mg razvijene su u inozemstvu, a koje ne samo da imaju visoku čvrstoću, već i dobru otpornost na koroziju. Na primjer, legura Cu-5Sn-7Al ima visoku otpornost na koroziju i čvrstoću, a Cu-5Sn-1Mg kositar bronca ima čvrstoću od 900 MPa i 30 HRC nakon tretman starenja i vodljivost od 30%~35% IACS, koji se može koristiti za proizvodnju komponenti visoke čvrstoće, visoke otpornosti na koroziju i dobre vodljivosti.
