中文名 | 錳黃銅 | 外文名 | Manganese brass |
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特????點 | 力學性能良好,導熱導電性低 | 用????于 | 腐蝕條件下工作的重要零件 |
化學成分 | 鋅(Zn)余量,鉛(Pb)≤0.01等 | 學????科 | 冶金工程 |
通過錳黃銅的金相組織可以看出,亮白色的不規(guī)則條狀或塊狀是以為主的固溶體組織α 相;α 相以外的暗灰色區(qū)是以電子化合物CuZn 為基的固溶體β 相;黑色(C 區(qū))的小點是硬質點κ 相(富鐵相等),主要分布在β 相中,也有少部分存在于α 相中。鋯微合金化后,錳黃銅的晶粒更加細小、數量更多,分布也更加彌散。EDS 成分分析顯示,A 區(qū)成分為60.56Cu、35.51Zn、2.52Al、1.42Mn;B 區(qū)成分為56.84Cu、40.12Zn、1.15Al、1.89Mn;C 區(qū)成分為75.56Fe、8.26Si、6.96Al、3.06Mn、3.00Cu、2.05Zn、1.11Ni。鋯微合金化錳黃銅的硬度為175.3 HV0.2,而未微合金化錳黃銅的硬度為158.4 HV0.2,前者比后者硬度提高了9.6%。
通過未合金化和鋯微合金化錳黃銅在室溫3.5%NaCl 溶液中的動電位極化曲線。以及自腐蝕電位、腐蝕電流密度和腐蝕速率數值??梢钥闯?,二者都發(fā)生了鈍化,但是鋯微合金化錳黃銅的鈍化電流密度更大??梢钥闯觯單⒑辖鸹i黃銅的自腐蝕電位比未微合金化的高,說明前者的腐蝕傾向更低??赡苁怯捎阱i黃銅中的κ 相(富鐵相)發(fā)生了剝落,留下了自腐蝕電位較正的α 相即富銅相,在鋯微合金化錳黃銅中的α相更細,數量更多,從而使自腐蝕電位發(fā)生了正移。
采用傳統(tǒng)Tafel 擬合計算得出腐蝕速率。與未微合金化的錳黃銅相比,鋯微合金化的錳黃銅腐蝕速率降低了74.5%,說明其電化學耐蝕性更好。
通過合金均勻腐蝕的質量損失、表面積以及腐蝕速率可以看出,鋯微合金化和未合金化的錳黃銅都處在腐蝕四級標準中的優(yōu)良級中,并且前者的腐蝕速率比后者降低了4.9%。
通過錳黃銅在3.5%NaCl 溶液中經均勻腐蝕后的表面SEM 形貌可以看出,鋯微合金化和未合金化的錳黃銅均發(fā)生了腐蝕,并有一些凹坑。不同的是,未合金化的錳黃銅表面出現(xiàn)明顯凸出表面的塊狀組織以及相對較多、較大的凹坑。
說明α 固溶體腐蝕程度較輕,腐蝕主要發(fā)生在β 相和κ 相中。鋯微合金化的錳黃銅表面塊狀組織以及凹坑均很少。說明鋯微合金化的鑄態(tài)錳黃銅在3.5% NaCl 溶液中的耐蝕性能更好 。
錳黃銅具有優(yōu)異的力學性能、鑄造性能、切削性能以及成本低廉,成為螺旋槳的主要制造材料之一。錳黃銅除了用于制造螺旋槳外,還可用于制造汽車同步器齒環(huán)、軸承套、齒輪、冷凝器、閘門閥等。但是在污染海水中,錳黃銅會發(fā)生脫Zn 腐蝕,而且耐空泡腐蝕的性能也較差,導致錳黃銅螺旋槳易發(fā)生腐蝕疲勞斷裂。而銅-鋯二元相圖表明,鋯加入錳黃銅中會先析出Cu5Zr 或Cu3Zr 強化相,作為后續(xù)的形核質點,起到細晶強化的作用。研制了一種新型鋯微合金化錳黃銅,測試分析了其硬度、微觀組織、均勻腐蝕性能、電化學腐蝕性能、摩擦性能以及力學性能的變化 。
通過錳黃銅在室溫下的濕摩擦系數隨磨損時間變化曲線可以看出,未合金化和鋯微合金化的濕摩擦系數變動幅度均較小,都有較優(yōu)的耐磨性能。但是鋯微合金化的錳黃銅具有更低的平均摩擦系數(0.0254),與未合金化的錳黃銅(0.0315)相比降低了19.3%。
通過錳黃銅的磨痕形貌可以看出,摩擦后的表面特征有如下幾點:
①沿滑動方向上存在著明顯的犁溝,犁溝深且多;
②犁溝旁邊均出現(xiàn)了部分承載面。說明該區(qū)域在摩擦力的作用下發(fā)生了塑性變形,但沒有發(fā)現(xiàn)裂紋,表明無脆性斷裂現(xiàn)象 。
與未微合金化錳黃銅相比,鋯微合金化錳黃銅具有更好的耐腐蝕性能、摩擦性能和力學性能。其機理討論如下。
(1) 鋯在銅中的固溶度極小,可形成ZrCu5或ZrCu 強化相,大量強化相可成為后續(xù)形核的質心,阻礙再結晶和晶粒長大,起到細化晶粒的作用。眾多彌散分布的κ 相以及細化的α 相綜合提高了合金的硬度。
(2) 鋯元素加入銅中,一方面提高了合金的自腐蝕電位,降低了合金的耐蝕傾向。另一方面,細化了晶粒組織,使晶界增多,降低了腐蝕擴張的速率,阻礙了腐蝕貫通通道的形成。
(3) 錳黃銅內眾多彌散分布的軟基體相和硬質點易于駐留液態(tài)介質,起到一定的減磨作用。硬度的提高在一定程度上也會提高合金的摩擦性能。
(4) 鋯微合金化錳黃銅力學性能提高有以下兩點原因:
①鋯的加入細化了合金組織,具有較大的彌散強化作用;
②晶粒細化、晶界增多,并且合金在凝固過程中產生了大量的位錯,從而產生很大的形變強化效果 。
通過鑄態(tài)錳黃銅的拉伸性能可以看出,微量元素鋯的加入,使錳黃銅的抗拉強度提高5.5%,屈服強度提高了24.2%,但是伸長率降低了6.5%。這是由于鋯在錳黃銅中起到細晶強化的作用,而位錯增強導致了合金塑性降低,伸長率也會相應的減小。
通過錳黃銅的斷口形貌可以看出,未合金化的錳黃銅斷口韌窩尺寸相對較大。添加了微量元素鋯后斷口組織比較細小,且韌窩尺寸及分布都比較均勻,顯示出明顯的韌性斷裂特征。但是微合金化錳黃銅斷口中還有明顯粗大κ 相的斷裂痕跡,這也是微孔長大聚合速度加快,合金強度提高不大、伸長率下降的主要原因。
與未微合金化錳黃銅相比,鋯微合金化錳黃銅的組織更細,硬度更高,其均勻腐蝕速率降低了4.9%,電化學腐蝕速率降低了74.5%,摩擦系數降低了19.3%,抗拉強度和屈服強度分別提高了5.5%和24.2% 。
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最近我校承制了300米3/時的制氧機,其中有三個較大的59—1—1鐵錳黃銅鑄件:法蘭、
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word. 黃銅的簡介 黃銅是由銅和鋅所組成的合金。如果只是由銅、鋅組成的黃銅就叫作普通黃銅。 黃銅的分類 黃銅材料如果是由二種以上的元素組成的多種合金就稱為特殊黃銅。如由鉛、錫、錳、 鎳、鐵、硅組成的銅合金。黃銅有較強的耐磨性能。特殊黃銅又叫特種黃銅,它強度高、硬 度大、耐化學腐蝕性強。還有切削加工的機械性能也較突出。由黃銅所拉成的無縫銅管,質 軟、耐磨性能強。黃銅無縫管可用于熱交換器和冷凝器、低溫管路、海底運輸管。制造板料、 條材、棒材、管材,鑄造零件等。含銅在 62%~68%,塑性強,制造耐壓設備等。 根據黃銅中所含合金元素種類的不同,黃銅分為普通黃銅和特殊黃銅兩種。壓力加工用 的黃銅稱為變形黃銅。 黃銅的性能用途 普通黃銅 (1)普通黃銅的室溫組織 普通黃銅是銅鋅二元合金,其含鋅量變化范圍較大,因此其 室溫組織也有很大不同。根據 Cu- Zn二元狀態(tài)圖(圖 6),黃銅的室溫組織有
黃銅是銅與鋅的合金。最簡單的黃銅是銅--鋅二元合金,稱為簡單黃銅或普通黃銅。改變黃銅中鋅的含量可以得到不同機械性能的黃銅。黃銅中鋅的含量越高,其強度也較高,塑性稍低。工業(yè)中采用的黃銅含鋅量不超過45%,含鋅量再高將會產生脆性,使合金性能變壞。為了改善黃銅的某種性能,在一元黃銅的基礎上加入其它合金元素的黃銅稱為特殊黃銅。常用的合金元素有硅、鋁、錫、鉛、錳、鐵與鎳等。在黃銅中加鋁能提高黃銅的屈服強度和抗腐蝕性,稍降低塑性。含鋁小于4%的黃銅具有良好的加工、鑄造等綜合性能。在黃銅中加1%的錫能顯著改善黃銅的抗海水和海洋大氣腐蝕的能力,因此稱為"海軍黃銅"。錫還能改善黃銅的切削加工性能。黃銅加鉛的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性,鉛對黃銅的強度影響不大。錳黃銅具有良好的機械性能、熱穩(wěn)定性和抗蝕性;在錳黃銅中加鋁,還可以改善它的性能,得到表面光潔的鑄件。黃銅可分為鑄造和壓力加工兩類產品。
黃銅材料如果是由二種以上的元素組成的多種合金就稱為特殊黃銅。如由鉛、錫、錳、鎳、鐵、硅組成的銅合金。黃銅有較強的耐磨性能。特殊黃銅又叫特種黃銅,它強度高、硬度大、耐化學腐蝕性強。還有切削加工的機械性能也較突出。由黃銅所拉成的無縫銅管,質軟、耐磨性能強。黃銅無縫管可用于熱交換器和冷凝器、低溫管路、海底運輸管。制造板料、條材、棒材、管材,鑄造零件等。含銅在62%~68%,塑性強,制造耐壓設備等。
根據黃銅中所含合金元素種類的不同,黃銅分為普通黃銅和特殊黃銅兩種。壓力加工用的黃銅稱為變形黃銅。
黃銅管黃銅分類
如果是由二種以上的元素組成的多種合金就稱為特殊黃銅。如由鉛、錫、錳、鎳、鐵、硅組成的銅合金。黃銅有較強的耐磨性能。特殊黃銅又叫特種黃銅,它強度高、硬度大、耐化學腐蝕性強。還有切削加工的機械性能也較突出。由黃銅所拉成的無縫銅管,質軟、耐磨性能強。黃銅無縫管可用于熱交換器和冷凝器、低溫管路、海底運輸管。制造板料、條材、棒材、管材,鑄造零件等。含銅在62%~68%,塑性強,制造耐壓設備等。 黃銅棒根據黃銅中所含合金元素種類的不同,黃銅分為普通黃銅和特殊黃銅兩種。壓力加工用的黃銅稱為變形黃銅。