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(1).可以改善青銅的工藝性能和力學(xué)性能。錫磷青銅廣泛用作彈性材料。
磷在錫青銅的α 固溶體中的溶解度并不大,并隨含錫量的增加和溫度的降低而減小。含錫量大于0.5%的錫磷青銅,凝固時(shí),在637℃發(fā)生包晶反應(yīng),所以這種青銅熱加工溫度不宜超過637℃,否則會(huì)產(chǎn)生熱脆。因此,加工錫磷青銅中的含磷量不因大于0.5%。當(dāng)含磷量超過0.3%時(shí),合金組織中會(huì)出現(xiàn)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,與δ相在一起,創(chuàng)造了軸承合金所必需的條件,所以在鑄造耐磨錫青銅時(shí),磷含量可高到1.2%。 磷是銅合金的良好脫氧劑,能增加錫青銅的流動(dòng)性,但加大反偏析程度。磷提高錫青銅的強(qiáng)度,硬度,彈性極限,彈性模量和疲勞強(qiáng)度。細(xì)晶粒的錫磷青銅加工材具有比粗晶粒加工更高的強(qiáng)度,彈性模量和疲勞強(qiáng)度,但塑性略低。在200℃~260℃經(jīng)1~2h退火,可進(jìn)一步提高加工制品的強(qiáng)度,塑性,彈性極限和彈性模量,并增加錫磷青銅的彈性穩(wěn)定性。
(2)鋅是錫青銅的一個(gè)常用的添加元素。鋅能大量溶解于銅-錫合金的α固溶體中。含鋅的加工錫青銅均具有單相α固溶體組織。 鋅對(duì)錫青銅的組織和力學(xué)性能無明顯影響,但能改善合金的流動(dòng)性,減小結(jié)晶溫度范圍,減輕錫青銅的反偏析。在加工錫磷青銅中,含鋅量少于2%,不會(huì)產(chǎn)生有害影響。
(3)鉛實(shí)際上不固溶于錫青銅,它已單獨(dú)相存在,呈黑色夾雜物分布在枝晶之間,其分布不易均勻,加鎳可以改善鉛的分布,并能細(xì)化組織。 鉛降低錫青銅的摩擦系數(shù),顯著改善合金耐磨性和切削加工性,但降低力學(xué)性能。在銅-錫-鉛合金中加入3%~5%鋅可進(jìn)一步提高力學(xué)性能。
(4)在含錫量小于8%的合金固溶體中,可溶解一定量的鎳,若增加含鎳量,會(huì)使合金中出現(xiàn)新的脆性相,降低塑性,使塑性加工性能變壞。某些含鎳的錫青銅可用于固溶處理及隨后時(shí)效的方法,提高合金的強(qiáng)度和硬度。 錫青銅中添加鎳可減小結(jié)晶溫度間隔,提高鑄件的致密性,減小偏析,改善加工性能,提高力學(xué)性能和耐蝕性。在錫磷青銅中加入0.25%以下的鎳,能細(xì)化晶粒,略提高力學(xué)性能。
⑸錳降低錫在α相固溶體中的溶解度,含適量錳的錫青銅可借固溶處理和時(shí)效來提高強(qiáng)度和硬度。在熔化時(shí),錳易生成氧化物,降低合金的流動(dòng)性,是鑄造性能變壞。