CN110629064A - 一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金 - Google Patents

一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金 Download PDF

Info

Publication number
CN110629064A
CN110629064A CN201810657021.9A CN201810657021A CN110629064A CN 110629064 A CN110629064 A CN 110629064A CN 201810657021 A CN201810657021 A CN 201810657021A CN 110629064 A CN110629064 A CN 110629064A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
impurities
aluminum bronze
bronze alloy
cast aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810657021.9A
Other languages
English (en)
Inventor
孔见
孙业成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Tech University
Original Assignee
Nanjing Tech University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Tech University filed Critical Nanjing Tech University
Priority to CN201810657021.9A priority Critical patent/CN110629064A/zh
Publication of CN110629064A publication Critical patent/CN110629064A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/01—Alloys based on copper with aluminium as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金，该合金按质量百分比为：Al：7.5～8.5％，Fe：3.0～4.0％，Ni：2.0～2.5％，Mn：11.0～13.0％，Cr：0.5～1.5％，余量为Cu。本发明的铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金以铝青铜合金体系作为基体，通过铬微合金化极大细化晶粒得到一种高性能的铬微合金化铝青铜合金，可以显著提高合金的强度和硬度。

Description

一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金
技术领域
本发明公开了一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金，属于有色金属制备技术领域。
背景技术
铜合金材料由于导电性能、导热性能以及耐腐蚀性能优良、良好的加工成形性能等，从而逐渐成为各行各业广泛使用的材料，但是在众多金属材料中，铜合金仍属于强度低，硬度低的材料。
在铜合金各种系列中，铝青铜合金保持了优良的导电导热性能以及优良的塑性，并且拥有较高的强度，耐磨性和耐腐蚀性优良。目前铝青铜合金ZCuAl8Mn13Fe3Ni2室温抗拉强度σb为670MPa，室温屈服强度σs为310MPa，伸长率δ5(％)≥18，硬度为167HB。
铝青铜合金已经在许多领域中得到了应用，例如铝青铜合金被用于制作汽车同步器齿环，全世界每年的生产量达6000吨以上，全世界每年同步器齿环市场总需求量在10000吨以上，但是目前我国生产的同步器齿环多以复杂黄铜合金制作而成，而复杂黄铜合金在强度硬度方面虽可以与铝青铜合金媲美，但是容易产生热裂偏析等等。铝青铜合金还常用于制作轧机用的丝母，而丝母在使用过程中由于力学性能差而带来的损耗非常大，我国许多钢铁公司因为丝母强度低，硬度低而带来的损失每年超过千万元。
因此，目前铝青铜合金存在的问题是如何进一步提高强度，硬度等力学性能。而提高合金强度硬度的方法主要有应变强化，固溶强化，弥散强化等方法，目前生产中常用的方法是应变强化，但是应变强化限制了铝青铜合金在某些领域上的应用。
发明内容
为了解决铝青铜强度低和硬度低的问题，本发明目的提供一铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金。
本发明所采取的技术方案是：
一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金，其化学成份及质量百分比为：Al:7.5～8.5％，Fe:3.0～4.0％，Ni:2.0～2.5％，Mn:11.0～13.0％，Cr:0.5～1.5％，余量为Cu。
本发明的铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金棒材的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)首先对感应熔炼炉的炉体进行清洁处理，防止杂质污染试样；
(2)按照设计方案准确称量各个金属单质并混合均匀后放入坩埚中，将坩埚置于感应熔炼炉中，启动感应熔炼电源对合金进行加热，达到熔点以上200K后保温10min，熔融均匀之后浇入内径为φ20mm的低碳钢棒材模具中得到直径为φ20mm的合金棒材。
本发明的相对于现有技术相比具有显著优点：1、本发明中微合金化之后合金的强度和硬度得到大幅度提高。ZCuAl8Mn13Fe3Ni2室温抗拉强度σb为670MPa，室温屈服强度σs为310MPa，伸长率δ5(％)≥18，硬度为167HB。加入Cr微合金化之后合金的σb可以达到840MPa，2、本发明的相比于原体系提高了170MPa；σs可以达到370MPa，相比于原体系提高了60MPa。伸长率δ5(％)＝15；微合金化之后合金的硬度可以达到240HB，相比于原体系提高了73HB。
附图说明
图1为对比例的合金铸锭显微组织图。
图2为实施例1的合金铸锭SEM图。
图3为实施例3的合金铸锭显微组织图。
图4为实施例5的合金铸锭显微组织图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明
实施例1
一种微合金化铜合金，其化学成份及质量百分比为：Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cr:1.5％，余量为Cu。
首先对熔炼炉体进行清洁，按照目标成分合金称量各金属单质，混合均匀后放入坩埚中，将坩埚置于感应熔炼炉中，启动感应熔炼电源对合金进行加热，达到熔点以上200K后保温10min，熔融均匀之后浇入内径为φ20mm的低碳钢棒材模具中得到直径为φ20mm的合金棒材。
如图2所示，观察合金铸锭显微组织的SEM图，发现该配比下得到的组织非常规律非常致密，晶粒大小为281nm。
按照国家标准对合金铸锭进行布氏硬度测试，得到布氏硬度大小为240HB。
按照拉伸实验国家标准，将合金铸锭制成符合国家标准的拉伸实验样品并进行拉伸性能实验，得到抗拉强度σb为840MPa，屈服强度σs为370MPa，伸长率δ5(％)＝15。
实施例2
一种微合金化铜合金，其化学成份及质量百分比为：Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cr:1.3％，余量为Cu。
首先对熔炼炉体进行清洁，按照目标成分合金称量各金属单质，混合均匀后放入坩埚中，将坩埚置于感应熔炼炉中，启动感应熔炼电源对合金进行加热，达到熔点以上200K后保温10min，熔融均匀之后浇入内径为φ20mm的低碳钢棒材模具中得到直径为φ20mm的合金棒材。
观察合金铸锭显微组织，发现该配比下得到合金铸锭的晶粒大小为3.7μm，较之对比例合金的晶粒大小缩小了8.7μm。
按照国家标准对合金铸锭进行布氏硬度测试，得到布氏硬度大小为228HB。
按照拉伸实验国家标准，将合金铸锭制成符合国家标准的拉伸实验样品并进行拉伸性能实验，得到抗拉强度σb为828MPa，屈服强度σs为365MPa，伸长率δ5(％)＝16。
实施例3
一种微合金化铜合金，其化学成份及质量百分比为：Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cr:1.0％，余量为Cu。
首先对熔炼炉体进行清洁，按照目标成分合金称量各金属单质，混合均匀后放入坩埚中，将坩埚置于感应熔炼炉中，启动感应熔炼电源对合金进行加热，达到熔点以上200K后保温10min，熔融均匀之后浇入内径为φ20mm的低碳钢棒材模具中得到直径为φ20mm的合金棒材。
观察合金铸锭显微组织，发现该配比下得到合金铸锭的晶粒大小为4.3μm，较之对比例合金的晶粒大小缩小了8.1μm。
如图3所示，Cr富集区能够明显的观察到长条状晶粒碎裂成为许多小晶粒，并且可以观察到板条状晶粒已经基本消失，取而代之的是细长的针状晶粒。
按照国家标准对合金铸锭进行布氏硬度测试，得到布氏硬度大小为215HB。
按照拉伸实验国家标准，将合金铸锭制成符合国家标准的拉伸实验样品并进行拉伸性能实验，得到抗拉强度σb为810MPa，屈服强度σs为354MPa，伸长率δ5(％)＝16。
实施例4
一种微合金化铜合金，其化学成份及质量百分比为：Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cr:0.8％，余量为Cu。
首先对熔炼炉体进行清洁，按照目标成分合金称量各金属单质，混合均匀后放入坩埚中，将坩埚置于感应熔炼炉中，启动感应熔炼电源对合金进行加热，达到熔点以上200K后保温10min，熔融均匀之后浇入内径为φ20mm的低碳钢棒材模具中得到直径为φ20mm的合金棒材。
观察合金铸锭显微组织，发现该配比下得到合金铸锭的晶粒大小为6.3μm，较之对比例合金的晶粒大小缩小了6.1μm。
按照国家标准对合金铸锭进行布氏硬度测试，得到布氏硬度大小为198HB。
按照拉伸实验国家标准，将合金铸锭制成符合国家标准的拉伸实验样品并进行拉伸性能实验，得到抗拉强度σb为784MPa，屈服强度σs为346MPa，伸长率δ5(％)＝17。
实施例5
一种微合金化铜合金，其化学成份及质量百分比为：Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cr:0.5％，余量为Cu。
首先对熔炼炉体进行清洁，按照目标成分合金称量各金属单质，混合均匀后放入坩埚中，将坩埚置于感应熔炼炉中，启动感应熔炼电源对合金进行加热，达到熔点以上200K后保温10min，熔融均匀之后浇入内径为φ20mm的低碳钢棒材模具中得到直径为φ20mm的合金棒材。
如图4所示，观察合金铸锭显微组织，发现该配比下得到合金铸锭的晶粒大小为8.1μm，较之对比例合金的晶粒大小缩小了4.3μm。
Cr的加入使得板条状的晶粒变窄有着向细长的晶粒发展的趋势，并且产生断裂，能够发现许多长条晶粒断裂成小晶粒。
按照国家标准对合金铸锭进行布氏硬度测试，得到布氏硬度大小为180HB。
按照拉伸实验国家标准，将合金铸锭制成符合国家标准的拉伸实验样品并进行拉伸性能实验，得到抗拉强度σb为760MPa，屈服强度σs为340MPa，伸长率δ5(％)＝17。
对比例
一种铝青铜合金，其化学成份及质量百分比设置为：Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cu:74.2％。
首先对熔炼炉体进行清洁，按照目标成分合金称量各金属单质，混合均匀后放入坩埚中，将坩埚置于感应熔炼炉中，启动感应熔炼电源对合金进行加热，达到熔点以上200K后保温10min，熔融均匀之后浇入内径为φ20mm的低碳钢棒材模具中得到直径为φ20mm的合金棒材。
如图1所示，观察合金铸锭显微组织，该配比下合金铸锭的晶粒大小为12.4μm。
按照国家标准对合金铸锭进行布氏硬度测试，得到布氏硬度大小为168HB。
按照拉伸实验国家标准，将合金铸锭制成符合国家标准的拉伸实验样品并进行拉伸性能实验，得到抗拉强度σb为674MPa，屈服强度σs为313MPa，伸长率δ5(％)＝18。

Claims (9)

1.一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金，其特征在于，该合金按质量百分比为：Al:7.5～8.5％，Fe:3.0～4.0％，Ni:2.0～2.5％，Mn:11.0～13.0％，Cr:0.5～1.5％，余量为Cu和难以去除的杂质，杂质含量≤0.03％。
2.根据权利要求1所述的铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金，其特征在于，该合金按质量百分比为Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cr:1.5％，余量为Cu和难以去除的杂质，，杂质含量≤0.03％。
3.根据权利要求1所述的铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金，其特征在于，该合金按质量百分比为Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cr:1.3％，余量为Cu和难以去除的杂质，杂质含量≤0.03％。
4.根据权利要求1所述的铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金，其特征在于，该合金按质量百分比为Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cr:1.0％，余量为Cu和难以去除的杂质，杂质含量≤0.03％。
5.根据权利要求1所述的铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金，其特征在于，该合金按质量百分比为Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cr:0.8％，余量为Cu和难以去除的杂质，杂质含量≤0.03％。
6.根据权利要求1所述的铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金，其特征在于，该合金按质量百分比为Al:8.0％，Fe:3.5％，Ni:2.3％，Mn:12.0％，Cr:0.5％，余量为Cu和难以去除的杂质，杂质含量≤0.03％。
7.一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金棒材，其特征在于，该合金棒材按质量百分比为Al:7.5～8.5％，Fe:3.0～4.0％，Ni:2.0～2.5％，Mn:11.0～13.0％，Cr:0.5～1.5％，余量为Cu和难以去除的杂质，杂质含量≤0.03％。
8.一种基于权利要求7所述的铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金棒材的制备方法，其特征在于，制备方法如下：按照目标成分合金称量各金属单质，混合均匀后放入坩埚中，将坩埚置于感应熔炼炉中，启动感应熔炼电源对合金进行加热，达到熔点以上200K后保温10min，熔融均匀之后浇入低碳钢棒材模具中得到青铜合金棒材。
9.根据权利要求8所述的铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金棒材的制备方法，其特征在于，所述的青铜合金棒材的直径为φ20mm。
CN201810657021.9A 2018-06-25 2018-06-25 一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金 Pending CN110629064A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810657021.9A CN110629064A (zh) 2018-06-25 2018-06-25 一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810657021.9A CN110629064A (zh) 2018-06-25 2018-06-25 一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110629064A true CN110629064A (zh) 2019-12-31

Family

ID=68967374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810657021.9A Pending CN110629064A (zh) 2018-06-25 2018-06-25 一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110629064A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113584343A (zh) * 2021-07-28 2021-11-02 宁波博威合金材料股份有限公司 一种耐腐蚀高锰铝青铜合金及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101435032A (zh) * 2008-11-19 2009-05-20 苏州有色金属研究院有限公司 管用耐蚀多元铝青铜合金材料
CN102312179A (zh) * 2010-06-29 2012-01-11 天津市金龙焊接材料有限公司 高锰铝青铜钎焊合金热处理工艺
CN102925742A (zh) * 2012-10-26 2013-02-13 镇江金叶螺旋桨有限公司 钪、锆和锶复合微合金化的高锰铝青铜及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101435032A (zh) * 2008-11-19 2009-05-20 苏州有色金属研究院有限公司 管用耐蚀多元铝青铜合金材料
CN102312179A (zh) * 2010-06-29 2012-01-11 天津市金龙焊接材料有限公司 高锰铝青铜钎焊合金热处理工艺
CN102925742A (zh) * 2012-10-26 2013-02-13 镇江金叶螺旋桨有限公司 钪、锆和锶复合微合金化的高锰铝青铜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《船用螺旋桨铸造》编写组 编: "《船用螺旋桨铸造》", 31 May 1980, 国防工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113584343A (zh) * 2021-07-28 2021-11-02 宁波博威合金材料股份有限公司 一种耐腐蚀高锰铝青铜合金及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108866417B (zh) 一种高强耐蚀中熵合金及其制备方法
CA2418079C (en) High strength aluminium-based alloy and the article made thereof
CN102899525B (zh) 一种高强高韧耐磨复杂黄铜及其制造方法
JP4424503B2 (ja) 棒鋼・線材
CN109266901B (zh) 一种Cu15Ni8Sn高强耐磨合金杆/丝的制备方法
CN111101034A (zh) 一种低稀土高性能的稀土铝合金及其制备方法
CN106232844B (zh) 高强度均质铜-镍-锡合金和制备方法
CN103930576A (zh) 无铅易切削铜合金及其生产方法
CN101613834A (zh) 高酸性深井用Fe基奥氏体合金油套管及制造方法
CN102206784A (zh) 一种摩擦盘材料
US10125410B2 (en) Heat resistant aluminum base alloy and wrought semifinsihed product fabrication method
SG184877A1 (en) Noval lead-free brass alloy
Liu et al. Effects of grain refining and modification on mechanical properties and microstructures of Al–7.5 Si–4Cu cast alloy
JP5297145B2 (ja) 冷間鍛造性に優れる機械構造用鋼材および冷間鍛造部品
CN101619421A (zh) 高强韧热作模具钢
CN101914704B (zh) 一种含Cr的抗蠕变挤压锌合金及其制备方法
CN110629064A (zh) 一种铬微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金
CN110629068A (zh) 一种锆微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金
JP2018080355A (ja) アルミニウム合金押出材
CN110423928B (zh) 一种高强度阻燃镁合金
CN110629069A (zh) 一种铌微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金
CN110629067A (zh) 一种锆铌协同微合金化的多元复杂铸造铝青铜合金
CN109825745B (zh) 一种具有高综合性能的合金材料及其制备方法
CN105755310A (zh) 一种提高锡青铜热加工性的方法
RU71914U1 (ru) Проволока из никелехромовокремниевой бронзы

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191231