Что касается термической обработки медно-никелевого сплава, будут объяснены механические свойства и использование сортов медно-никелевого сплава.
1. Знакомство с белой медью
Медно-никелевые сплавы, содержащие Ni<50% (wt) are called white copper.
Поскольку два элемента, медь и никель, очень близки в периодической таблице, их электрохимические свойства и атомные радиусы не сильно различаются, и оба они представляют собой гранецентрированные кубические решетки, они бесконечно растворимы друг в друге. Медь немагнитна, а никель ферромагнитен. В бинарном сплаве Cu-Ni при уменьшении содержания Ni точка Кюри сплава снижается. Когда содержание никеля падает до 74%, точка Кюри падает до комнатной температуры; когда содержание никеля падает до 50%, точка Кюри падает ниже -200 градуса.
Добавление никеля к меди позволяет значительно улучшить прочность, коррозионную стойкость, электрическое сопротивление и термоэлектрические свойства. Промышленные медно-никелевые сплавы делятся на конструкционную белую медь и белую электротехническую медь в зависимости от различных эксплуатационных характеристик и применения. Бинарный медно-никелевый сплав называется простой белой медью. Выдающимися характеристиками простой белой меди являются ее высокая химическая стабильность в различных агрессивных средах, таких как морская вода, органические кислоты и различные растворы солей, а также отличные свойства при холодной и горячей обработке. Перед номером марки белой меди стоит буква «B», за которой следует содержание никеля (%). Мельхиор, содержащий также и другие элементы, называется сложным медно-никелевым или специальным медно-никелевым.
Мельхиор, содержащий Mn, называется марганцевым купроникелем, также известным как константан, например BMn40-1.5. Его состав (масс.) составляет 40% Ni и 1,5% Mn.
Добавление небольшого количества марганца или железа в белую медь позволяет не только уменьшить размер зерна, но и значительно улучшить ее коррозионную стойкость. Поэтому железосодержащая комплексная белая медь - железо-белая медь BFe30-1-1 и BFe5-1, может быть использована в качестве деталей, работающих на морских судах и в других сильноагрессивных средах.
Основная роль цинка в медно-никелевых сплавах — упрочнение твердого раствора и повышение коррозионной стойкости. Цинк-никелевая медь содержит Ni от 5%-35% (мас.) и Zn от 13%-45% (мас.). Среди них наиболее широко используется BZn15-20. Он имеет высокую коррозионную стойкость, хорошие характеристики обработки, красивый серебристо-белый цвет, небольшой удельный вес и низкую стоимость. Цинк-никелевая медь добавляется с<2% (wt) Pb and trace amounts of selenium. (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.
Растворимость алюминия в медно-никелевых сплавах снижается с понижением температуры и может упрочняться твердым раствором. Например, алюминиево-никелевые медь BAl13-3 и BAl16-1.5 не только обладают превосходными механическими свойствами и коррозионной стойкостью, но также обладают высокой эластичностью и устойчивостью к низким температурам. При низкой температуре 90К (-183 градусов) механические свойства не только не снижаются, но и улучшаются. улучшать!
Добавление Ti (титан), Zr (цирконий), Ne (ниобий), Mo и других элементов в медно-никелевые сплавы может улучшить литейные характеристики сплава, улучшить механические свойства и термопластичность при комнатной температуре, а также полезно для сварки и коррозии. сопротивление.
Ниже перечислены механические свойства и применение медноникеля для изготовления коррозионностойких конструкций:
B5
Полоса М, предел прочности 220МПа, удлинение 32%
Полоса Y, предел прочности 400МПа, удлинение 10%
Используется для судовых коррозионностойких деталей.
B19
Полоса Y, предел прочности 400МПа, удлинение 10%
Полоса М, предел прочности 300МПа, удлинение 25%
Полоса Y, предел прочности 400МПа, удлинение 3%
Пластина М, предел прочности 300МПа, удлинение 30%
Пластина Y, предел прочности 400МПа, удлинение 3%
Он используется для прецизионных инструментов, деталей инструментов, металлических сеток и деталей, устойчивых к химической коррозии, которые работают в паре, пресной и морской воде.
B30
Полоса М, предел прочности 380МПа
Полоса Y, предел прочности 550МПа
Пластина М, предел прочности 380МПа, удлинение 23%
Пластина Y, предел прочности 550МПа, удлинение 3%
Применяется для коррозионностойких деталей, работающих в паре и морской воде, а также металлических труб и конденсационных трубок, работающих при высокой температуре и высоком давлении.
БМн3-12
Полоса М, предел прочности 360МПа, удлинение 25%
Пластина Y, предел прочности 360 МПа, удлинение 25 %.
Цель та же, что и выше.
БЗн15-20
Полоса М, предел прочности 350МПа, удлинение 3,5%
Полоса Y, предел прочности 550МПа, удлинение 1,5%
Полоса Т, предел прочности 650МПа, удлинение 1%
Пластина М, предел прочности 350МПа, удлинение 3,5%
Полоса Y, предел прочности 550МПа, удлинение 2%
Пластина Т, предел прочности 650МПа, удлинение 1%
Регулирующий стержень Y, диаметр 5-20мм, предел прочности 450МПа, удлинение 5%
Регулирующий стержень Y, диаметр 21-30мм, предел прочности 400МПа, удлинение 7%
Регулирующий стержень Y, диаметр 31-40мм, предел прочности 350МПа, удлинение 12%
Регулирующий стержень М, предел прочности 300МПа, удлинение 30%
Используется в деталях точного оборудования, промышленной утвари и медицинском оборудовании.
БАЛ6-1.5
Пластина, предел прочности 550МПа, удлинение 3%
Используется для изготовления пружин и упругих деталей.
2. Ниже представлены основные физические свойства широко используемой белой электротехнической меди.
Простая белая медь B0.6
Теплопроводность λ272 Вт/(м·градус)
Удельное сопротивление ρ0,031×10ˉ6Ом·м
Температурный коэффициент сопротивления 0.0028/градус
Простая белая медь B16
Коэффициент линейного расширения 15,3×10ˉ6/градус
Удельное сопротивление ρ0,223×10ˉ6Ом·м
Температурный коэффициент сопротивления 0.0028/градус
Марганцевая медь BMn3-12
Коэффициент линейного расширения 16.0×10ˉ6/градус
Удельная теплоемкость c410Дж/кг·градус
Теплопроводность λ22 Вт/(м·градус)
Удельное сопротивление ρ0,435×10ˉ6Ом·м
Температурный коэффициент сопротивления 0.00003/градус
Константан БМн40-1.5
Коэффициент линейного расширения 14,4×10ˉ6/градус
Удельная теплоемкость c410Дж/кг·градус
Теплопроводность λ21w/(м·градус)
Удельное сопротивление ρ0,435×10ˉ6Ом·м
Температурный коэффициент сопротивления 0.00002/градус
Тестовая бронза БМн43-0.5
Коэффициент линейного расширения 14,4×10ˉ6/градус
Теплопроводность λ24 Вт/(м·градус)
Удельное сопротивление ρ0,49×10ˉ6Ом·м
Температурный коэффициент сопротивления-0.00014/градус
3. Термическая обработка белой меди.
Алюминий-белая медь BAl2-3 можно укрепить термообработкой. После твердого раствора при 900 градусах, холодной прокатки 50% и старения при 550 градусах прочность может достигать 800-1000 МПа, а состояние твердого раствора составляет всего 250-350 МПа.
Внутрикристаллическая сегрегация слитка белой меди является серьезной, и необходимо провести гомогенизационный отжиг. Система гомогенизационного отжига белой меди выглядит следующим образом:
B19, B30, температура 100-1050 градус, время 3-4 ч.
BMn3-12, температура 830-870 градус, время 2-3 ч.
BMn40-1.5, температура 1050-1150 градус, время 3-4 ч.
БЗн15-20, температура 940-970 градус, время 2-3ч
Различные процессы термообработки белой меди оказывают большое влияние на ее характеристики. BMn3-12, используемый для прецизионных инструментов, должен быть подвергнут снятию напряжений и подвергнут отжигу для стабилизации сопротивления.
BMn40-1.5, работающий при высоких температурах, должен подвергаться кратковременному отжигу при более высокой температуре 750-850 градусов, с водяным или воздушным охлаждением.
Цинк-никелевая медь BZn15-20, используемая для изготовления упругих компонентов, может быть отожжена при низкой температуре 325-375 градусов.
Промежуточную температуру отжига (градусы) обработанных деталей из белой меди необходимо соответствующим образом снижать по мере уменьшения эффективной толщины (мм), как указано ниже:
B19, B25
750-780℃ (>5 мм) 700-750 градус (15- мм)
{{0}} градус (0,5-1 мм) 530-620 градус (<0.5mm)
БЗн15-20\bmN3-12
700-750 градус (более 5 мм) 680-730 градус (1-5 мм)
{{0}} градус (0,5-1 мм) 520-600 градус (<0.5mm)
БАл6-1.5, БАл13-3
700-750℃ (>5 мм) 700-730 (1-5 мм)
{{0}} градус (0.5-1 мм) 550-600 градус (<0,5 мм)
БМн40-1.5
800-850℃ (>5 мм) 750-800 градус (1-5 мм)
{{0}} градус (0,5-1 мм) 550-600 градус (<0.5mm)
Температура отжига готовых медно-никелевых стержней и проволоки также варьируется в зависимости от «полутвердого» и «мягкого» состояния перед отжигом, как указано ниже:
БЗн15-20
Пруток, полутвердый 400-420 градус, мягкий 650-700 градус
Проволока Φ{{0}}.3-Φ6,0, мягкая 650-700 степень
БМн3-12
Проволока Φ{{0}}.3-Φ6,0, мягкая 500-540 степень
БМн40-1.5
Проволока Φ{{0}}.3-Φ0,8, мягкая 670-680 степень
Проволока Φ{{0}}.85-Φ2,0, мягкая 690-700 степень
Провод Φ2.1-Φ6.0, мягкий 710-730 градус
