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镍硅青铜

2017-06-06   

镍硅青铜有良好的力学性能、抗蚀性和导电性。
Ni与Si可形成化合物Ni2Si,于共晶温度1025℃在固溶体中的固溶度可达9%,而室温时的固溶度几乎为零。因此,当合金中的Ni、Si含量比为4:1时,可全部形成Ni2Si,有较强的时效硬化作用,使合金具有良好的综合性能。合金中的Ni/Si比值小于4时,虽有高的强度与硬度,但其电导率与塑性会降低,不利于压力加工。向Cu—Si—Ni合金添加少量(0.1%~0.4%)Mn,可改善合金的性能。因为Mn既有脱氧作用,又有固溶强化效果。
硅青铜是一类含有Si、Mn、Ni等合金元素的铜合金,Si含量一般不超过3.5%,力学性能高,抗磨、抗腐蚀,可焊接,无磁性,冲击时不起火花,冷、热成形性能好,无低温脆性。硅青铜价格低,具有很好的机械性能和优良的耐蚀性。如常用的QSi3-1、QSi1-3等,其弹性极限、疲劳强度都较高,压力加工性、切削加工性及焊接性很好,常用作弹簧、耐磨零件等。硅青铜在缩孔尺寸方面不及锡青铜,但在耐腐蚀性能、机械性能及铸件致密度等方面均优于锡青铜。实际应用的硅青铜大多还加入适量的锰和镍。
硅青铜几乎没有沉淀硬化效果。硅青铜的力学性能比锡青铜的高,成本也稍低一些。所以可作为后者的代用材料。很多合金元素及杂质元素对硅青铜的性能都有影响。除硅外,硅青铜的主要合金元素有锰、镍,杂质元素有As、Sb、Sn、Al、Pb和P等。Zn是杂质元素,但有时作为合金元素加入。
适量Mn 对硅青铜的力学性能、抗蚀性能与工艺性能有益。含小于3%Si、1%Mn的合金在高温下为单—的固溶体,当冷却到450℃以下时,会析出脆性相Mn2Si,但几乎无强化效果。QSi 3—1合金拉制棒材在贮存期间发生的自裂现象,就是由于Mn2Si相析出,产生的相变应力引起的。合金的Si含量越高,沉淀的Mn2Si也越多,发生自裂的倾向也越大。把硅含量控制在3%以下与对材料进行低温退火可消除自裂现象。
虽然Fe在α1固溶体中的溶解度随着温度的降低而显著减少,室温溶解度儿乎为零,但时效强化效果甚微。Cu—Si合金中的Fe含量不得大于0.3%,否则,形成单独的相,大大降低合金的抗蚀性。不过,少量Fe可降低QSi 3—1合金棒、线材的自裂倾向。
锌能较多地固溶于Cu—Si合金的α中,提高合金的强度与硬度,缩小合金的凝固温度范围,提高合金的流动性,改善其铸造性能。Cu一3.5Si一3Zn一1.5Fe。
钴与硅可形成能溶于α中的Co2 Si,并且其溶解度随着温度的下降而减少,有一定的时效强化效果。含少量钴的合金已得到应用,如C 66400(86.5Cu一1.5Fe一0.5Co一11.5Zn)等。
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