השפעת אלמנטים מתגזרים על ברונזה אלומיניום
האלמנטים הבסיסיים של סגסוגת ברונזה אלומיניום הם נחושת ואלומיניום. על מנת לשפר ולשפר את הביצועים של ברונזה אלומיניום, בדרך כלל מוסיפים כמה אלמנטים מתגזרים אחרים. התוספת הסבירה של יסודות סגסוגת ממלאת תפקיד מפתח בשיפור תכונות החומר, כגון עמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה, קשיות גבוהה יותר וקשיחות טובה יותר. יחד עם זאת, תוספת מוגזמת של אלמנטים מסוימים תביא גם לתוצאות שליליות, כגון חוזק מופחת, שבירות מוגברת, עמידות בפני קורוזיה מופחתת וכו'. מאמר זה מציג את התפקיד של מרכיבי הסגסוג העיקריים שנוספו לברונזה מאלומיניום.
ברזל פה
1. ניתן להמיס כמות קטנה של Fe בתמיסה המוצקה של סגסוגת Cu-Al. אם הוא מוגזם, יווצר FeAl3 דמוי מחט, אשר יפחית את התכונות המכניות ואת עמידות הקורוזיה של הסגסוגת. לכן, תכולת Fe בסגסוגת לא תעלה על 5%.
2. אם תכולת Ni, Mn ו-Al בסגסוגת תגדל, מסיסות Fe בתמיסה המוצקה תפחת עוד יותר. ברזל יכול להאט את קצב הדיפוזיה של האטומים בברונזה מאלומיניום ולהגביר את יציבות הפאזה, ובכך לעכב את תופעת ה"חישול העצמי" הגורמת לסגסוגת להיות שבירה, מה שמפחית מאוד את שבירות הסגסוגת.
3. כמות מתאימה של ברזל יכולה לעדן את גרגרי היציקה וההתגבשות של ברונזה אלומיניום ולשפר את התכונות המכניות. הוספת 0.5% ל-1.0 תהיה בעלת השפעה ברורה של זיקוק הגרגירים.
ניקלני
1. לניקל יש מסיסות מוצקה מסוימת בסגסוגת Cu-Al. כאשר תכולת ה-Ni עולה על מסיסות המוצק המקסימלית, יווצר שלב ה-NiAl של שלב K. מצד אחד, Ni מגביר את טמפרטורת המעבר האווטקטואידית של ברונזה מאלומיניום, מצד שני, הוא מניע את מרכיבי הנקודה האוקטואידית בכיוון החימום, ויכול גם לשנות את המורפולוגיה של הפאזה. כאשר תכולת ה-Ni נמוכה, הפאזה בצורת מחט, וכאשר תכולת הניקל מגיעה ל-3% היא הופכת לפתיתים.
2. כאשר מוסיפים Mn לסגסוגת Cu-Al-Ni, הפאזה נוטה ליצור מבנה גרגירי כאשר הפאזה עוברת טרנספורמציה אווטקטואידית.
3. Ni יכול לשפר משמעותית את החוזק, הקשיות, היציבות התרמית ועמידות בפני קורוזיה של ברונזה אלומיניום. סגסוגות Cu-Al-Ni-Fe המכילות כמות מסוימת של Ni אינן דורשות טיפול בתמיסה וריבוי לאחר עיבוד חם. הגבלת זמן ישירה.
4. הוספת Ni ו-Fe בו-זמנית לברונזה מאלומיניום יכולה להשיג ביצועים כלליים טובים יותר. בסגסוגת Cu-A1-Ni-Fe, לצורת המשקעים של שלב κ יש השפעה רבה על התכונות המכניות שלו.
5. יחס התוכן האופטימלי של Ni ל-Fe הוא 0.9~1.1.
מַנגָן
1. ל-Mn יש מסיסות גדולה בתמיסה המוצקה של סגסוגת Cu-Al, אך היא מפחיתה את המסיסות המוצקה של אלומיניום ב. מנגן מייצב את פירוק הפאזה, מפחית את טמפרטורת ההתחלה של מעבר פאזה, ומעכב את המעבר האווטקטואידי.
2. תכולת ה-Mn בברונזה מאלומיניום אינה חורגת ממגבלת המסיסות המקסימלית, דבר המועיל לתכונות המכניות ועמידות הסגסוגת בפני קורוזיה. יש להם עיבוד ויכולת צורה טובה.
3. ברונזה אלומיניום בינארי המכילה 0.3%~0.5%Mn יש תכונות עבודה חמות טובות מאוד, והנטייה להיסדק במהלך גלגול חם פוחתת משמעותית.
4. הוספת כמות מסוימת של Fe לברונזה מאלומיניום המכילה Mn יכולה לשפר עוד יותר את ביצועי הסגסוגת, מכיוון ש-Fe יכול לעדן את הגרגירים, אך ברזל יחליש את ההשפעה המייצבת של Mn על הפאזה.
פח וכרום
1. הוספת פחות או שווה ל-0.2% Sn לברונזה מאלומיניום יכולה לשפר את יכולת הסגסוגת לעמוד בפני פיצוח קורוזיה במתח בקיטור ובאטמוספרות מעט חומציות.
2. כרום יכול לשפר את התכונות המכניות של סגסוגות Cu-Al בינאריות, לעכב את צמיחת התבואה במהלך חישול הסגסוגת ולהגביר את הקשיות של חומרים מחושלים.
אבץ וסיליקון
1. לאבץ יש פירוק מוגבל בסגסוגת Cu-Al ומרחיב את שטח הפאזה. עם זאת, Zn יפחית את חלקיקי הפאזה העשירים בברזל של סגסוגת Cu-Al-Ni-Fe ויפחית את עמידות הבלאי. התכולה המקסימלית של אבץ טומאה בברונזה מאלומיניום מעובד היא 1.0%.
2. סיליקון הוא טומאה בברונזה מאלומיניום, ותכולתו לא תעלה על 0.2%. עבור רוב ברונזה אלומיניום, זה לא יעלה על 0.1%. אחרת, התכונות המכניות ותכונות התהליך של הסגסוגת יופחתו, אך ניתן לשפר את יכולת העיבוד של הסגסוגת.
