Seoses kupronikli kuumtöötlemisega selgitatakse kupronikli klasside mehaanilisi omadusi ja kasutusalasid.
1. Sissejuhatus valgesse vaske
Ni sisaldavad vase-nikli sulamid<50% (wt) are called white copper.
Kuna kaks elementi vask ja nikkel on perioodilisustabelis väga lähedal, ei erine nende elektrokeemilised omadused ja aatomiraadiused palju ning mõlemad on näokesksed kuupvõred, lahustuvad nad üksteises lõpmatult. Vask on mittemagnetiline ja nikkel ferromagnetiline. Cu-Ni binaarses sulamis väheneb Ni sisalduse vähenemisel sulami Curie punkt. Kui nikli sisaldus langeb 74%-ni, langeb Curie punkt toatemperatuurini; kui niklisisaldus langeb 50% -ni, siis Curie punkt langeb alla -200 kraadi.
Nikli lisamine vasele võib oluliselt parandada tugevust, korrosioonikindlust, elektritakistust ja termoelektrilisi omadusi. Tööstuslikud vase-nikli sulamid jaotatakse struktuurse valge vase ja elektrilise valge vase eri omaduste ja kasutusalade alusel. Vase-nikli kahekomponentset sulamit nimetatakse lihtsaks valgeks vaseks. Lihtsa valge vase silmapaistvad omadused on selle kõrge keemiline stabiilsus erinevates söövitavates keskkondades, nagu merevesi, orgaanilised happed ja erinevad soolalahused, ning suurepärased külm- ja kuumtöötlusomadused. Valge vase klassi numbri ees on "B", millele järgneb niklisisaldus (%). Kuproniklit, mis sisaldab ka muid elemente, nimetatakse kompleksseks kupronikliks või spetsiaalseks kupronikliks.
Mn sisaldavat kuproniklit nimetatakse mangaani kupronikliks, tuntud ka kui konstantan, näiteks BMn40-1.5. Selle koostis (massi järgi) on 40% Ni ja 1,5% Mn.
Väikese koguse mangaani või raua lisamine valgele vasele ei saa mitte ainult tera suurust täpsustada, vaid ka oluliselt parandada selle korrosioonikindlust. Seetõttu saab rauda sisaldavat kompleksi valget vaske - raud-valge vase BFe30-1-1 ja BFe5-1 kasutada osadena, mis töötavad merelaevadel ja muudel tugevalt söövitavatel ainetel.
Tsingi peamine roll vase-nikli sulamites on tahke lahuse tugevdamine ja korrosioonikindluse parandamine. Tsink-nikkelvask sisaldab Ni 5% -35% (massi järgi) ja Zn 13% -45% (massi järgi). Nende hulgas on BZn15-20 kõige laialdasemalt kasutatav. Sellel on kõrge korrosioonikindlus, hea töötlemisvõime, ilus hõbevalge värv, väike erikaal ja madal hind. Lisatakse tsink-nikkel vask koos<2% (wt) Pb and trace amounts of selenium. (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.
Alumiiniumi lahustuvus vase-nikli sulamites väheneb temperatuuri langedes ja seda saab tugevdada tahke lahusega. Näiteks alumiinium-nikkel-vask BAl13-3 ja BAl16-1.5 ei ole mitte ainult suurepäraste mehaaniliste omaduste ja korrosioonikindlusega, vaid neil on ka kõrge elastsus ja vastupidavus madalale temperatuurile. Madalal temperatuuril 90K (-183 kraadi) mehaanilised omadused mitte ainult ei vähene, vaid ka paranevad. parandada!
Ti (titaan), Zr (tsirkoonium), Ne (nioobium), Mo ja muude elementide lisamine vase-nikli sulamitele võib parandada sulami valamist, parandada toatemperatuuril mehaanilisi omadusi ja termoplastilisust ning on kasulik ka keevitamisel ja korrosioonil. vastupanu.
Allpool on loetletud kupronikli mehaanilised omadused ja kasutusalad korrosioonikindlate struktuuride jaoks:
B5
Riba M, tõmbetugevus 220MPa, venivus 32%
Riba Y, tõmbetugevus 400 MPa, pikenemine 10%
Kasutatakse laeva korrosioonikindlate osade jaoks.
B19
Riba Y, tõmbetugevus 400 MPa, pikenemine 10%
Riba M, tõmbetugevus 300 MPa, venivus 25%
Riba Y, tõmbetugevus 400 MPa, pikenemine 3%
Plaat M, tõmbetugevus 300 MPa, venivus 30%
Plaat Y, tõmbetugevus 400 MPa, pikenemine 3%
Seda kasutatakse täppisinstrumentide, instrumendiosade ning metallvõrgu ja keemilise korrosioonikindlate osade jaoks, mis töötavad aurus, mage- ja merevees.
B30
Riba M, tõmbetugevus 380MPa
Riba Y, tõmbetugevus 550MPa
Plaat M, tõmbetugevus 380MPa, venivus 23%
Plaat Y, tõmbetugevus 550 MPa, venivus 3%
Seda kasutatakse auru- ja merevees töötavate korrosioonikindlate osade ning kõrgel temperatuuril ja kõrge rõhu all töötavate metalltorude ja kondensatsioonitorude jaoks.
BMn3-12
Riba M, tõmbetugevus 360 MPa, venivus 25%
Plaat Y, tõmbetugevus 360 MPa, venivus 25%
Eesmärk on sama, mis eespool.
BZn15-20
Riba M, tõmbetugevus 350MPa, venivus 3,5%
Riba Y, tõmbetugevus 550 MPa, pikenemine 1,5%
Riba T, tõmbetugevus 650 MPa, venivus 1%
Plaat M, tõmbetugevus 350MPa, venivus 3,5%
Riba Y, tõmbetugevus 550 MPa, pikenemine 2%
Plaat T, tõmbetugevus 650 MPa, venivus 1%
Juhtvarras Y, läbimõõt 5-20mm, tõmbetugevus 450 MPa, pikenemine 5%
Juhtvarras Y, läbimõõt 21-30mm, tõmbetugevus 400 MPa, pikenemine 7%
Juhtvarras Y, läbimõõt 31-40mm, tõmbetugevus 350 MPa, pikenemine 12%
Juhtvarras M, tõmbetugevus 300 MPa, pikenemine 30%
Kasutatakse instrumentide täppismasinate osades, tööstusriistades ja meditsiinimasinates.
BAL6-1.5
Plaat, tõmbetugevus 550 MPa, venivus 3%
Kasutatakse vedrude ja elastsete osade valmistamiseks.
2. Üldkasutatava elektrilise valge vase peamisi füüsikalisi omadusi tutvustatakse allpool.
Lihtne valge vask B0.6
Soojusjuhtivus λ272w/(m·kraad)
Eritakistus ρ0,031×10ˉ6Ω·m
Resistentsuse temperatuuritegur 0,0028/ kraadi
Lihtne valge vask B16
Lineaarne paisumistegur 15,3×10ˉ6/kraad
Eritakistus ρ0,223×10ˉ6Ω·m
Resistentsuse temperatuuritegur 0,0028/ kraadi
Mangaan vask BMn3-12
Lineaarne paisumistegur 16.0×10ˉ6/kraad
Erisoojus c410J/kg· kraadi
Soojusjuhtivus λ22w/(m· kraad)
Eritakistus ρ0,435×10ˉ6Ω·m
Resistentsuse temperatuuritegur 0,00003/kraad
Constantan BMn40-1.5
Lineaarne paisumistegur 14,4×10ˉ6/ kraad
Erisoojus c410J/kg· kraadi
Soojusjuhtivus λ21w/(m· kraad)
Eritakistus ρ0,435×10ˉ6Ω·m
Resistentsuse temperatuuritegur 0,00002/kraad
Testi pronks BMn43-0.5
Lineaarne paisumistegur 14,4×10ˉ6/ kraad
Soojusjuhtivus λ24w/(m·kraad)
Eritakistus ρ0,49×10ˉ6Ω·m
Takistuse temperatuuritegur -0,00014/ kraadi
3. Valge vase kuumtöötlus
Alumiiniumvalge vase BAl{0}} saab tugevdada kuumtöötlemisega. Pärast tahke lahustamist 900 kraadi juures, külmvaltsimist 50% ja vanandamist 550 kraadi juures võib tugevus ulatuda 800-1000MPa-ni ja tahke lahuse olek on ainult 250-350MPa.
Valge vase valuploki kristallisisene eraldumine on tõsine ja tuleb läbi viia homogeniseerimise lõõmutamine. Valge vase homogeniseerimise lõõmutamise süsteem on järgmine:
B19, B30, temperatuur 100-1050 kraad , aeg 3-4h
BMn3-12, temperatuur 830-870 kraadi, aeg 2-3h
BMn40-1,5, temperatuur 1050-1150 kraadi, aeg 3-4h
BZn15-20, temperatuur 940-970 kraadi, aeg 2-3h
Valge vase erinevatel kuumtöötlusprotsessidel on suur mõju selle toimimisele. Täppisinstrumentide jaoks kasutatav BMn3-12 peab olema pingevaba ja vastupidavuse stabiliseerimiseks lõõmutatud.
Kõrgel temperatuuril töötavat BMn40-1.5 tuleks lühiajaliselt lõõmutada kõrgemal temperatuuril 750-850 kraadi, vesi- või õhkjahutusega.
Elastsete komponentide valmistamiseks kasutatav tsink-nikkel vask BZn15-20 saab lõõmutada madalal temperatuuril 325-375 kraadi .
Valgest vasest töödeldud osade vahepealset lõõmutamise temperatuuri (kraad) tuleb efektiivse paksuse (mm) vähenemisel vastavalt järgmisele loetelule vähendada:
B19, B25
750-780℃ (>5 mm) 700-750 kraad (15- mm)
{{0}} kraadi (0.5-1mm) 530-620 kraadi (<0.5mm)
BZn15-20\bmN3-12
700-750 kraadi (suurem kui 5 mm) 680-730 kraadi (1-5 mm)
{{0}} kraadi (0.5-1mm) 520-600 kraadi (<0.5mm)
BAL6-1.5, BAL13-3
700-750℃ (>5 mm) 700-730 (1-5 mm)
{{0}} kraadi (0.5-1mm) 550-600 kraadi (＜0,5 mm)
BMn40-1.5
800-850℃ (>5 mm) 750-800 kraad (1-5 mm)
{{0}} kraadi (0.5-1mm) 550-600 kraadi (<0.5mm)
Valmis vask-nikkelvarraste ja -traatide lõõmutamistemperatuur varieerub ka olenevalt erinevatest "poolkõvadest ja pehmetest" olekutest enne lõõmutamist, nagu on loetletud allpool:
BZn15-20
Baar, poolkõva 400-420 kraadi, pehme 650-700 kraadi
Traat Φ{{0}}.3-Φ6.0, pehme 650-700 kraadi
BMn3-12
Traat Φ{{0}}.3-Φ6.0, pehme 500-540 kraadi
BMn40-1.5
Traat Φ{0}}.3-Φ0,8, pehme 670-680 kraadi
Traat Φ{{0}}.85-Φ2.0, pehme 690-700 kraadi
Traat Φ2.1-Φ6.0, pehme 710-730 kraadi
