Pel que fa al tractament tèrmic del cuproníquel, s'explicaran les propietats mecàniques i els usos dels graus de cuproníquel.
1. Introducció al coure blanc
Aliatges de coure-níquel que contenen Ni<50% (wt) are called white copper.
Com que els dos elements coure i níquel estan molt a prop de la taula periòdica, les seves propietats electroquímiques i els radis atòmics no són gaire diferents, i tots dos són gelosias cúbiques centrades en les cares, són infinitament solubles entre si. El coure no és magnètic i el níquel és ferromagnètic. En l'aliatge binari Cu-Ni, a mesura que disminueix el contingut de Ni, disminueix el punt de Curie de l'aliatge. Quan el contingut de níquel baixa al 74%, el punt de Curie baixa a temperatura ambient; quan el contingut de níquel baixa al 50%, el punt de Curie cau per sota de -200 grau .
L'addició de níquel al coure pot millorar significativament la resistència, la resistència a la corrosió, la resistència elèctrica i les propietats termoelèctriques. Els aliatges industrials de coure-níquel es divideixen en coure blanc estructural i coure blanc elèctric en funció de diferents característiques de rendiment i usos. L'aliatge binari de coure-níquel s'anomena coure blanc simple. Les característiques destacades del coure blanc simple són la seva alta estabilitat química en diversos medis corrosius, com ara aigua de mar, àcids orgànics i diverses solucions de sal, i excel·lents propietats de processament en fred i calent. El nombre de grau de coure blanc va precedit per "B", seguit del contingut de níquel (%). El cuproníquel que també conté altres elements s'anomena cuproníquel complex o cuproníquel especial.
El cuproníquel que conté Mn s'anomena cuproníquel de manganès, també conegut com a constantan, com ara BMn40-1.5. La seva composició (pes) és 40% Ni i 1,5% Mn.
L'addició d'una petita quantitat de manganès o ferro al coure blanc no només pot perfeccionar la mida del gra, sinó que també millorarà significativament la seva resistència a la corrosió. Per tant, el coure blanc complex que conté ferro - coure blanc ferro BFe30-1-1 i BFe{5-1, es pot utilitzar com a peces que funcionen en vaixells de navegació marítima i altres mitjans fortament corrosius.
El paper principal del zinc en els aliatges de coure-níquel és l'enfortiment de la solució sòlida i la millora de la resistència a la corrosió. El coure zinc-níquel conté Ni entre un 5%-35% (pes) i Zn entre un 13%-45% (pes). Entre ells, BZn15-20 és el més utilitzat. Té una alta resistència a la corrosió, un bon rendiment de processament, un bell color blanc platejat, una petita gravetat específica i un baix cost. S'afegeix coure zinc-níquel<2% (wt) Pb and trace amounts of selenium. (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.
La solubilitat de l'alumini en aliatges de coure-níquel disminueix a mesura que disminueix la temperatura i es pot reforçar la solució sòlida. Per exemple, el coure alumini-níquel BAl13-3 i BAl16-1.5 no només tenen excel·lents propietats mecàniques i resistència a la corrosió, sinó que també tenen una alta elasticitat i una resistència a baixa temperatura. A una temperatura baixa de 90 K (-183 graus), les propietats mecàniques no només no disminueixen, sinó que també milloren. millorar!
L'addició de Ti (titani), Zr (zirconi), Ne (niobi), Mo i altres elements als aliatges de coure-níquel pot millorar el rendiment de fosa de l'aliatge, millorar les propietats mecàniques a temperatura ambient i la termoplasticitat, i també és beneficiós per a la soldadura i la corrosió. resistència.
A continuació s'enumeren les propietats mecàniques i els usos del cuproníquel per a estructures resistents a la corrosió:
B5
Tira M, resistència a la tracció 220MPa, allargament 32%
Tira Y, resistència a la tracció 400MPa, allargament 10%
S'utilitza per a peces resistents a la corrosió de vaixells.
B19
Tira Y, resistència a la tracció 400MPa, allargament 10%
Tira M, resistència a la tracció 300MPa, allargament 25%
Tira Y, resistència a la tracció 400MPa, allargament 3%
Placa M, resistència a la tracció 300MPa, allargament 30%
Placa Y, resistència a la tracció 400MPa, allargament 3%
S'utilitza per a instruments de precisió, peces d'instruments i peces metàl·liques i resistents a la corrosió química que funcionen en vapor, aigua dolça i aigua de mar.
B30
Tira M, resistència a la tracció 380MPa
Tira Y, resistència a la tracció 550MPa
Placa M, resistència a la tracció 380MPa, allargament 23%
Placa Y, resistència a la tracció 550MPa, allargament 3%
S'utilitza per a peces resistents a la corrosió que treballen en vapor i aigua de mar, i canonades metàl·liques i canonades de condensació que treballen a alta temperatura i alta pressió.
BMn3-12
Tira M, resistència a la tracció 360MPa, allargament 25%
Placa Y, resistència a la tracció 360MPa, allargament 25%
La finalitat és la mateixa que l'anterior.
BZn15-20
Tira M, resistència a la tracció 350MPa, allargament 3,5%
Tira Y, resistència a la tracció 550MPa, allargament 1,5%
Tira T, resistència a la tracció 650MPa, allargament 1%
Placa M, resistència a la tracció 350MPa, allargament 3,5%
Tira Y, resistència a la tracció 550MPa, allargament 2%
Placa T, resistència a la tracció 650MPa, allargament 1%
Barra de control Y, diàmetre 5-20mm, resistència a la tracció 450MPa, allargament 5%
Barra de control Y, diàmetre 21-30mm, resistència a la tracció 400MPa, allargament 7%
Barra de control Y, diàmetre 31-40mm, resistència a la tracció 350MPa, allargament 12%
Barra de control M, resistència a la tracció 300MPa, allargament 30%
S'utilitza en peces de maquinària de precisió d'instruments, estris industrials i maquinària mèdica.
BAl6-1.5
Placa, resistència a la tracció 550MPa, allargament 3%
S'utilitza per fer molles i peces elàstiques.
2. A continuació es presenten les principals propietats físiques del coure blanc elèctric d'ús habitual.
Coure blanc simple B0.6
Conductivitat tèrmica λ272w/(m· grau)
Resistivitat ρ0,031×10ˉ6Ω·m
Coeficient de temperatura de resistència 0,0028/grau
Coure blanc simple B16
Coeficient d'expansió lineal 15,3×10ˉ6/grau
Resistivitat ρ0.223×10ˉ6Ω·m
Coeficient de temperatura de resistència 0,0028/grau
Manganès coure BMn3-12
Coeficient d'expansió lineal 16.0×10ˉ6/ grau
Calor específica c410J/kg· grau
Conductivitat tèrmica λ22w/(m· grau)
Resistivitat ρ0.435×10ˉ6Ω·m
Coeficient de temperatura de resistència 0,00003/grau
Constantan BMn40-1.5
Coeficient d'expansió lineal 14,4×10ˉ6/grau
Calor específica c410J/kg· grau
Conductivitat tèrmica λ21w/(m· grau)
Resistivitat ρ0.435×10ˉ6Ω·m
Coeficient de temperatura de resistència 0,00002/grau
Prova de bronze BMn43-0.5
Coeficient d'expansió lineal 14,4×10ˉ6/grau
Conductivitat tèrmica λ24w/(m· grau)
Resistivitat ρ0,49×10ˉ6Ω·m
Coeficient de temperatura de resistència-0,00014/grau
3. Tractament tèrmic de coure blanc
El BAl{0}} de coure blanc d'alumini es pot reforçar mitjançant tractament tèrmic. Després d'una solució sòlida a 900 graus, un 50% de laminació en fred i un envelliment a 550 graus, la força pot arribar a 800-1000MPa i l'estat de la solució sòlida és només 250-350MPa.
La segregació intracristal del lingot de coure blanc és greu i s'ha de dur a terme un recuit d'homogeneïtzació. El sistema de recuit d'homogeneïtzació del coure blanc és el següent:
B19, B30, temperatura 100-1050 graus, temps 3-4h
BMn3-12, temperatura 830-870 grau , temps 2-3h
BMn40-1,5, temperatura 1050-1150 graus, temps 3-4h
BZn15-20, temperatura 940-970 graus, temps 2-3h
Els diferents processos de tractament tèrmic del coure blanc tenen un gran impacte en el seu rendiment. El BMn3-12 que s'utilitza per als instruments de precisió s'hauria d'alleujar i recuit per estabilitzar la resistència.
El BMn40-1.5 que treballa a altes temperatures s'ha de recuit a curt termini a una temperatura més alta de 750-850 graus, refrigerat per aigua o per aire.
El coure zinc-níquel BZn15-20 utilitzat per fer components elàstics es pot recuit a una temperatura baixa de 325-375 graus.
La temperatura de recuit intermèdia (grau) de les peces mecanitzades de coure blanc s'ha de reduir adequadament a mesura que disminueix el gruix efectiu (mm), tal com s'indica a continuació:
B19, B25
750-780℃ (>5 mm) 700-750 graus (15- mm)
{{0}} grau (0,5-1mm) 530-620 grau (<0.5mm)
BZn15-20\bmN3-12}
700-750 grau (més de 5 mm) 680-730 grau (1-5 mm)
{{0}} grau (0,5-1mm) 520-600 grau (<0.5mm)
BAl6-1,5, BAl13-3
700-750℃ (>5 mm) 700-730 (1-5 mm)
{{0}} grau (0.5-1mm) 550-600 grau (<0,5 mm)
BMn40-1.5
800-850℃ (>5 mm) 750-800 graus (1-5 mm)
{{0}} grau (0,5-1mm) 550-600 grau (<0.5mm)
La temperatura de recuit de les barres i filferros acabats de coure-níquel també varia amb els diferents estats de "semidur i tou" abans del recuit, tal com s'indica a continuació:
BZn15-20
Barra, 400-420 grau semidur, grau 650-700 suau
Cable Φ{{0}}.3-Φ6.0, suau 650-700 grau
BMn3-12
Cable Φ{{0}}.3-Φ6.0, suau 500-540 grau
BMn40-1.5
Cable Φ{{0}}.3-Φ0,8, suau 670-680 grau
Cable Φ{{0}}.85-Φ2.0, suau 690-700 grau
Fil Φ2.1-Φ6.0, suau 710-730 grau
