錫青銅C51100
牌號(hào):C51100
標(biāo)準(zhǔn):GB/T4423-1992
特性及適用范圍:
C51100錫青銅有高的力學(xué)性能、耐腐蝕性和高彈性,能很好地在冷態(tài)下承受壓力加工,也可在熱態(tài)下進(jìn)行壓力加工。
C51100多用制作各種壓力計(jì)用管材料。
化學(xué)成份:
銅Cu:余量
錫Sn:3.5~4.5
鉛Pb:≤0.02
磷P:0.20~0.40
鋁Al:≤0.002
鐵Fe:≤0.02
硅Si:≤0.002
銻Sb:≤0.002
鉍Bi:≤0.002
注:≤0.1(雜質(zhì))
力學(xué)性能:
抗拉強(qiáng)度σb(MPa):≥410
伸長(zhǎng)率δ10(%):≥8
伸長(zhǎng)率δ5(%):≥10
注:棒材的縱向室溫拉伸力學(xué)性能
試樣尺寸:直徑或?qū)吘嚯x5~12
熱處理規(guī)范:熱加工溫度750~780℃;退火溫度600~650℃。
特性:高的強(qiáng)度,彈性,耐磨性,抗磁性各抗熱性,加工性能好耐腐蝕等等.應(yīng)用:彈簧和精密儀器零件
以錫為主要合金元素的青銅。含錫量一般在3~14%之間,主要用于制作彈性元件和耐磨零件。變形錫青銅的含錫量不超過 8%,有時(shí)還添加磷、鉛、鋅等元素。磷是良好的脫氧劑,還能改善流動(dòng)性和耐磨性。錫青銅中加鉛可改善可切削性和耐磨性,加鋅可改善鑄造性能。這種合金具有較高的力學(xué)性能、減磨性能和耐蝕性,易切削加工,釬焊和焊接性能好,收縮系數(shù)小,無磁性??捎镁€材火焰噴涂和電弧噴涂制備青銅襯套、軸套、抗磁元件等涂層。尺寸規(guī)格有Ф1.6mm、Ф2.3mm。具有較高的強(qiáng)度、耐蝕性和優(yōu)良的鑄造性能,長(zhǎng)期以來廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門中。
早在公元前3000年以前,人們就開始制造和使用銅。但是,煉銅制成的物件太軟,容易彎曲,并且很快就鈍。接著人們發(fā)現(xiàn)把錫摻到銅里去制成銅錫合金——青銅。青銅器件的熔煉和制作比純銅容易的多,比純銅堅(jiān)硬(假如把錫的硬度值定為5,那么銅的硬度就是30,而青銅的硬度則是100~150),歷史上稱這個(gè)時(shí)期為青銅時(shí)代。
我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的著作《周禮·冬官·辀人》總結(jié)了熔煉青銅的經(jīng)驗(yàn),講述青銅鑄造各種不同物件采用銅和錫的不同比例:“金有六齊(方劑)。六分其金(銅)而錫居一,謂之鐘鼎之齊;五分其金而錫居一,謂之斧斤之齊;四分其金而錫居一,謂之戈戟之齊;三分其金而錫居一,謂之大刃之齊;五分其金而錫居二,謂之削殺矢(箭)之齊;金錫半,謂之鑒(鏡子)燧(利用鏡子聚光取火)之齊。”這表明在3000多年前,我國(guó)勞動(dòng)人民已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,用途不同的青銅器所要求的性能不同,用以鑄造青銅器的金屬成分比例也應(yīng)有所不同。
青銅由于堅(jiān)硬,易熔,能很好的鑄造成型,在空氣中穩(wěn)定,因而即使在青銅時(shí)代以后的鐵器時(shí)代里,也沒有喪失它的使用價(jià)值。例如在公元前約280年,歐洲愛琴海中羅得島上羅得港口矗立的青銅太陽神,高達(dá)46米,其手指高度超過成人身高。
常用的中國(guó)牌號(hào)變形錫青銅的主要化學(xué)成分和力學(xué)性能見下表。
變形錫青銅的主要化學(xué)成分和力學(xué)性能
((((
工業(yè)錫青銅錫青銅是工業(yè)上使用的重要銅合金。為改善其鑄造、力學(xué)和耐磨性能,以及節(jié)約錫,在錫青銅中加入磷、鋅、鉛等合金元素。因而可把錫青銅分為錫磷青銅、錫鋅青銅和錫鋅鉛三類。
錫磷青銅
磷是銅合金的良好脫氧劑,可增加合金的流動(dòng)性,改善錫青銅的工藝和力學(xué)性能,但加大逆偏析程度。
錫青銅中磷的極限溶解度為0.15%,過多時(shí)將形成a+δ+Cu3P三元共晶,熔點(diǎn)為628℃,熱軋時(shí)易產(chǎn)生熱脆性,只能冷加工。因此,變形錫青銅中含磷量不應(yīng)大于0.5%,熱加工時(shí),磷應(yīng)小于0.25%。
含磷錫青銅是有名的彈性材料,在加工時(shí),控制冷加工前的晶粒大小和加工后的低溫退火很有必要。細(xì)晶粒加工材的強(qiáng)度、彈性模量和疲勞強(qiáng)度比其粗晶粒加工材為高,但塑性較低。冷加工材在200~260℃經(jīng)1~2h低溫退火、產(chǎn)生退火硬化效應(yīng),可進(jìn)一步提高制品的強(qiáng)度、塑性、彈性極限和彈性模量,并增加彈性的穩(wěn)定性。
現(xiàn)已列入中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的含磷錫青銅共4個(gè)牌號(hào)。
其中QSn6.5-0.1合金主要制作彈性元件特別是電導(dǎo)性好的彈簧接觸片,儀器儀表中的耐磨零件和抗磁元件等;
Qsn6.5一0.4合金主要用于造紙、化工和食品等工業(yè)制造金屬網(wǎng),也用于制造耐磨和彈簧零件;
QSn7-0.2合金用于在中等的載荷和滑動(dòng)速度下承受摩擦的零件,如軸承、軸套、渦輪等,亦可制造彈性元件和其他機(jī)械電氣零件;
QSn4-0.3合金用于生產(chǎn)壓力表中的各種管材,作敏感元件,有壓力表青銅之稱。
錫鋅青銅
鋅大量溶解于銅錫合金中,在變形錫青銅中鋅的加入量一般不大于4%。鋅能改善合金的流動(dòng)性,縮小結(jié)晶溫度范圍,減輕逆偏析。
列入現(xiàn)行中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的錫鋅青銅牌號(hào)為QSn4-3,具有良好的彈性、耐磨性和抗磁性,可在冷態(tài)和熱態(tài)下壓力加工,易于焊接和釬焊,切削性較好,在大氣和淡水、海水中抗蝕性良好,用于各種彈性元件以及管配件、化工器械、耐磨零件和抗磁零件等。
錫鋅鉛青銅
鉛實(shí)際不固溶于銅錫合金中,它以單相、呈黑色夾雜物分布在枝晶間。鑄錠中鉛分布不易均勻,通常加入少量鎳可改善其分布,并細(xì)化組織。鉛降低錫青銅的摩擦系數(shù),改善耐磨性和切削性,但略降低力學(xué)性能。
在銅錫鉛合金中常加入3%~5%的鋅,以再提高力學(xué)性能。
加入0.02%~0.1%鋯或0.02%~0.1%硼,特別是加入0.02%~0.2%稀土元素能細(xì)化鉛質(zhì)點(diǎn),使之分布均勻,以改善含鉛錫青銅的組織、鑄造和力學(xué)性能。
列入現(xiàn)行中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的錫鋅鉛青銅有QSn4-4-2.5和QSn4-4-4兩個(gè)牌號(hào),具有高的耐磨性、易切削加工,主要以板、帶材形式用于汽車、拖拉機(jī)、航空和機(jī)械工業(yè),制造軸套和軸承襯墊,有汽車青銅之稱。[3]