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主要分析方法:標準值不確定度化學成分的影響
化學成分對鋁青銅組織與性能的影響一直是關注的熱點之一。首先,化學成分對合金作用的好與壞并沒有一個明確的界定。如鐵加入鋁青銅中一般起到細化晶粒、減小“自發回火脆性”、提高力學性能的作用,但當鐵含量較高時,鐵會以Fe3Al2化合物析出,使合金的機械性能變壞,因此鐵含量不應超過5%。還有鋅元素,很多研究認為它與基體金屬固溶后,可提高金屬的塑性,而也有研究認為其為雜質元素。由此看出,合金元素的作用不能一概而論。普遍認為加入適量的合金元素可改善合金的機械性能,如加入適量的鐵形成鋁鐵青銅,加入錳形成鋁錳青銅,加入鎳形成鋁鎳青銅。其次,對于雜質元素含量的要求還沒有一個明確的界定。正是由于化學成分的變化才使得鋁青銅的種類和應用場合各不相同,研究者應該不斷研究化學成分的影響、作用機理,進一步擴大鋁青銅的應用范圍。
強化
通常采用一些強化工藝來改善鋁青銅合金組織狀態以達到所需要的使用性質和工藝性能。鋁青銅合金的強化主要手段有固溶強化、細晶強化、時效強化等。固溶強化就是將合金加熱到能使鋁、錳等合金元素全部或大限度的溶入銅基體中形成飽和或過飽和固溶體后,淬火至室溫得到過飽和固溶體的工藝。然而,這種過飽和固溶體在室溫或較高溫度下生分解而析出第二相,這種析出可使合金的強度、硬度顯著增加,這就是時效強化。固溶與時效往往配合使用來改善鋁青銅合金的性能。
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青銅:原指銅錫合金,后除黃銅、白銅以外的銅合金均稱青銅,并常在青銅名字前冠以主要添加元素的名。錫青銅的鑄造性能、減摩性能好和機械性能好,適合於制造軸承、蝸輪、齒輪等。鉛青銅是現代發動機和磨床廣泛使用的軸承材料。鋁青銅強度高,耐磨性和耐蝕性好,用於鑄造高載荷的齒輪、軸套、船用螺旋槳等。鈹青銅和磷青銅的彈性極限高,導電性好,適於制造精密彈簧和電接觸元件,鈹青銅還用來制造煤礦、油庫等使用的無火花工具。
白銅:以鎳為主要添加元素的銅合金。銅鎳二元合金稱普通白銅;加有錳、鐵、鋅、鋁等元素的白銅合金稱復雜白銅。工業用白銅分為結構白銅和電工白銅兩大類。結構白銅的特點是機械性能和耐蝕性好,色澤美觀。這種白銅廣泛用于制造精密機械、化工機械和船舶構件。電工白銅一般有良好的熱電性能。
錳銅、康銅、考銅是含錳量不同的錳白銅,是制造精密電工儀器、變阻器、精密電阻、應變片、熱電偶等用的材料。
1、黃銅
1)普通黃銅:它是由銅和鋅組成的合金。 當含鋅量小于 39% 時,鋅能溶于銅內形成單相 a ,稱單相黃銅 ,塑性好,適于冷熱加壓加工。當含鋅量大于 39% 時,有a 單相還有以銅鋅為基的b 固溶體,稱雙相黃銅, b 使塑性小而抗拉強度上升,只適于熱壓力加工。 若繼續增加鋅的質量分數 ,則抗拉強度下降,無使用價值 。代號用“ H +數字”表示, H 表示黃銅,數字表示銅的質量分數。如H68 表示含銅量為 68% ,含鋅量為32% ,的黃銅,鑄造黃銅則在代號前“ Z ”字,如 ZH62 如 Zcuzn38 表示含鋅量為 38% ,余量為銅的鑄造黃銅。 H90 、 H80 單相,金黃色,故有金色共稱之,稱為鍍層,裝飾品,獎章等。 H68 、 H59 屬于雙相黃銅,廣泛用于電器上的結構件,如螺栓,螺母,墊圈、彈簧等。 一般情況下,冷變形加工用單相黃銅 熱變形加工用雙相黃銅。
2)特殊黃銅:在普通黃銅中加入其它合金元素所組成的多元合金稱為黃銅。常加入的元素有鉛、錫、 鋁等,相應地可稱為鉛黃銅 、錫黃銅、鋁黃銅。加合金元素的目的。主要是提高抗拉強度改善工藝性。代號:為“ H +主加元素符號(除鋅外)+銅的質量分數+主加元素質量分數+其它元素質量分數”表示。如HPb59-1 表示銅的質量分數為59% ,含主加元素鉛的質量分數為1% ,余量為鋅的鉛黃銅。
2.青銅:除黃銅 白銅外,其余的銅的合金統稱青銅,青銅又可分為錫青銅和特殊青銅(即無錫青銅)兩類。代號:表示方法為“ Q+ 主加元素符號及質量分數 + 其它元素的質量分數”所組成。鑄造產品則在代號前加“ Z ”字, 如: Qal7 表示含鋁為7% ,其余為銅的鋁青銅 ZQsn10-1 表示含錫量為 10% ,其它合金元素含量為 1% ,余量為銅的的鑄造錫青銅。
3.近期國際銅價的波動幅度較大:在過去幾年內,銅表現出了兩種屬性,一種是作為商品的屬性,一種是金融屬性。作為商品的銅在過去幾年內一直處于供應偏緊狀態,銅價自然保持上漲的態勢。而銅價上漲所帶來的高額回報無疑吸引了更多資金的介入,這些資金將銅視為投資組合的一部分,投資銅可以提高收益、規避通膨脹的風險,于是銅又被賦予了金融的屬性。進入2003年后,銅價開始進入了上升通道,年均價格由2003年的1579美元上漲到2006年的6665美元/噸,漲幅達到322,其中2006年5月11日,銅價瞬間達到了8800美無/噸的歷史高位,銅的金融屬性被夸大到了,同時也告別了3000美元/噸,并進入了高銅價的時代。此后在罷工、咫風、基金、庫存、美國次級債風波、中國需求等等因素的作用下,銅價開始寬幅波動,波動區間在5500 ~8500美元之間。從目前情況看,雖然美國及一些發達近一段時間的經濟狀況并不樂觀,對銅價有一定的抑制作用,但低庫存和對中國銅需求的強勁預期仍然是支持銅價的主要因素。因此預計近期銅價仍會在較高價位,并寬幅波動。
4.國際大型銅企業聯合重組的步伐加快.礦產資源的壟斷日益加?。航洕蚧睦顺辈案鱾€領域,銅工業也不例外,為了適應市場競爭,近幾年以來,國外大型銅企業聯合重組的步伐加快,產業集中度也有所提高,企業間的兼并、并購和經營范圍的拓寬已成為一股潮流,于是我們不斷看到收購、兼并、聯合,從而組建成更大規模的跨國公司(多數為采選冶加工聯合企業),以實現規?;洜I、擴大市場份額。
概述
含鋁量一般不超過11.5%,有時還加入適量的鐵、鎳、錳等元素,以進一步改善性能。鋁青銅可熱處理強化,其強度比錫青銅高,抗高溫氧化性也較好。
有較高的強度 良好的耐磨性 用于強度比較高的螺桿、螺帽、銅套、密封環等,和耐磨的零部件,突出的特點就是其良好的耐磨性。
為含有鐵、錳元素的鋁青銅有高的強度和耐磨性,經淬火、回火后可提高硬度,有較好的高溫耐蝕性和抗氧化性在大氣、淡水和海水中抗蝕性很好,可切削性尚可,可焊接不易釬焊,熱態下壓力加工良好。我國已能量產。
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