合金元素在銅合金中的作用及元素檢測方案

合金元素對黃銅性能影響

元素

作用

鐵Fe

1、在黃銅中的溶解度極??；

2、鐵有細化銅晶粒，延遲銅的再結晶過程，即提高再結晶溫度，抑制退火時再結晶晶粒長大，提高合金強度與硬度。不利是降低銅的塑性、電導率與熱導率；

3、如果鐵在銅中呈獨立的相，則銅具有鐵磁性。當銅中含鐵量為0.1%時，銅的導電率約為70%；

4、同時存在硅時，兩者形成高硬度硅化鐵質點，使得切削性變壞。

鉛Pb

1、不固溶于銅，呈黑色質點分布于易溶共晶體中，存在與晶界上；

2、Pb對銅的電導率與熱導率無顯著影響，還能大幅度提高銅的可切削性能。

3、Pb嚴重降低Cu的高溫塑性，即伸長率與面縮率劇烈下降，同時高溫脆性區也隨著銅含量的增加而擴大。

4、兩相鉛黃銅可熱加工，單相鉛黃銅一般只能冷軋或熱擠。

磷P

1、磷很少固溶于銅-鋅合金中，在單相黃銅中，超過0.05-0.06%的磷，就出現脆性相CU3P，降低黃銅塑性；

2、磷作為良好的脫氧劑，要求有一定量的殘留磷，磷能提高銅熔體的流動性。

砷AS

1、As可與銅中Cu2O起反應形成高熔點的砷suan銅質點，消除了晶界上的Cu+Cu2O共晶體，從而提高了銅的塑性；

2、黃銅中加入0.02-0.05%砷，可防止黃銅脫鋅，提高黃銅的耐腐蝕性。

錫Sn

1、能少量溶于α相及(α+β)黃銅中，起抑制脫鋅的作用，能提高材料的抗蝕能力，改善耐磨性，但Sn可導致鑄錠的反偏析。

錳Mn

1、在黃銅中的溶解度較大，可提高黃銅的強度、硬度；

2、高錳黃銅可采用淬火與時效來提高強度和硬度。

鋁Al

1、鋁顯著縮小黃銅的α區，鋁含量增高時，將出現γ相，雖可提高硬度，但具降低合金塑性；

2、增加黃銅的流動性。

合金元素對錫青銅影響

元素

作用

磷P

1、良好脫氧劑，增加錫青銅的流動性，但加大反偏析程度；

2、適當的磷提高錫青銅強度、硬度、彈性極限、彈性模量和疲勞強度；

3、當磷超過0.3%是，合金組織中出現銅和銅的磷化物所組成的共晶體，磷化物有高的硬度、耐磨性和良好的研磨性。

鋅Zn

1、鋅能大量溶解于銅-錫合金的α固溶體中，

2、能改善流動性，減小結晶溫度范圍，減輕錫青銅的反偏析。

鉛Pb

1、鉛不固溶于錫青銅，以獨立相存在，呈黑色夾雜物分布在枝晶間，分布不均勻，加鎳可改善分布，并能細化組織。

錳Mn

1、錳降低錫在α相固溶體中的溶解度，

2、錳在熔化時，容易生產氧化物，降低合金的流動性，使鑄錠性能變壞。

鋁、鎂、硅

1、少量能溶入α固溶體，提高合金力學性能，但在熔化過程中，容易氧化生產難熔的氧化物，進而降低錫青銅的流動性和強度。

合金元素對鋁青銅影響

元素

作用

鐵Fe

1、合金中鐵過量，組織會有針狀FeAl3化合物析出，力學性能變化，抗腐蝕性惡化；

2、鐵使鋁青銅中的原子擴散速度減慢，增加в相穩定性，少量的鐵能抑制鋁青銅變脆的“自行退火”現象，顯著減少合金的脆性，加入0.5-1%的含量使得晶粒細化。

錳Mn

1、二元鋁青銅加入0.3-0.5%的錳，可減少熱軋開裂；

2、錳鋁青銅中加入一定量鐵，鐵能細化晶粒，組織中出現鐵鋁化合物的微細質點，提高力學性能和耐磨性，但減弱錳對в相穩定的作用。

錫Sn

1、不大于0.2%錫會改變單相鋁青銅在蒸汽和微酸性氣氛中耐腐蝕能力

鉻Cr

1、少量鉻加入二元鋁青銅是有益的，阻礙合金退火加熱時的晶粒長大，并明顯提高合金退火后的硬度。

合金元素對白銅影響

元素

作用

鋅Zn

1、大量溶于銅-鎳合金中，起固溶強化作用，提高強度硬度，增強抗腐蝕能力；

鐵Fe

1、超過2%易引起合金腐蝕開裂，超過4%則腐蝕加劇，保護層脫落；

2、適量鐵提高白銅在海水中的沖擊腐蝕的耐腐蝕性能。

錳Mn

1、錳與鎳形成MnNi，有細化晶粒作用，可借助MnNi的沉淀硬化作用提高合金力學和耐腐蝕性能，

2、在銅-鎳-鋁系合金中加入5%的錳，可提高合金的塑性。

3、銅鎳合金加入錳，電阻值穩定，電阻溫度系數很小。

硅Si

1、硅與鎳形成化合物NI2Si、NI3Si，當NI2Si、NI3Si從固溶體中析出，能引起合金的強度和硬度升高，起到強化作用。