Όσον αφορά τη θερμική επεξεργασία του χαλκού, θα επεξηγηθούν οι μηχανικές ιδιότητες και οι χρήσεις των ποιοτήτων χαλικονικελίου.

Όσον αφορά τη θερμική επεξεργασία του χαλκού, θα επεξηγηθούν οι μηχανικές ιδιότητες και οι χρήσεις των ποιοτήτων χαλικονικελίου.

1. Εισαγωγή στον λευκό χαλκό

Κράματα χαλκού-νικελίου που περιέχουν Ni<50% (wt) are called white copper.

Δεδομένου ότι τα δύο στοιχεία χαλκός και νικέλιο είναι πολύ κοντά στον περιοδικό πίνακα, οι ηλεκτροχημικές τους ιδιότητες και οι ατομικές ακτίνες τους δεν διαφέρουν πολύ, και είναι και τα δύο κεντρικά κυβικά πλέγματα, είναι απείρως διαλυτά μεταξύ τους. Ο χαλκός είναι μη μαγνητικός και το νικέλιο είναι σιδηρομαγνητικό. Στο δυαδικό κράμα Cu-Ni, καθώς μειώνεται η περιεκτικότητα σε Ni, το σημείο Κιουρί του κράματος μειώνεται. Όταν η περιεκτικότητα σε νικέλιο πέσει στο 74%, το σημείο Κιουρί πέφτει σε θερμοκρασία δωματίου. όταν η περιεκτικότητα σε νικέλιο πέσει στο 50%, το σημείο Κιουρί πέφτει κάτω από -200 βαθμό .

Η προσθήκη νικελίου στον χαλκό μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή, την αντίσταση στη διάβρωση, την ηλεκτρική αντίσταση και τις θερμοηλεκτρικές ιδιότητες. Τα βιομηχανικά κράματα χαλκού-νικελίου χωρίζονται σε δομικό λευκό χαλκό και ηλεκτρικό λευκό χαλκό με βάση διαφορετικά χαρακτηριστικά απόδοσης και χρήσεις. Το δυαδικό κράμα χαλκού-νικελίου ονομάζεται απλός λευκός χαλκός. Τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά του απλού λευκού χαλκού είναι η υψηλή χημική του σταθερότητα σε διάφορα διαβρωτικά μέσα όπως το θαλασσινό νερό, τα οργανικά οξέα και τα διάφορα διαλύματα αλάτων και οι εξαιρετικές ιδιότητες επεξεργασίας σε κρύο και ζεστό. Ο αριθμός βαθμού λευκού χαλκού προηγείται από το "B", ακολουθούμενο από την περιεκτικότητα σε νικέλιο (%). Κουρονικέλιο που περιέχει και άλλα στοιχεία ονομάζεται σύνθετο χαλικονικέλιο ή ειδικό χαλικονικέλιο.

Το χαλκονικέλιο που περιέχει Mn ονομάζεται χαλικονικέλιο μαγγανίου, γνωστό και ως κονσταντάνη, όπως το BMn40-1.5. Η σύνθεσή του (wt) είναι 40% Ni και 1,5% Mn.

Η προσθήκη μικρής ποσότητας μαγγανίου ή σιδήρου στον λευκό χαλκό μπορεί όχι μόνο να βελτιώσει το μέγεθος των κόκκων, αλλά και να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή του στη διάβρωση. Επομένως, το σύμπλοκο λευκό χαλκό που περιέχει σίδηρο - λευκός χαλκός σιδήρου BFe30-1-1 και BFe5-1, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εξαρτήματα που λειτουργούν σε θαλάσσια πλοία και άλλα έντονα διαβρωτικά μέσα.

Ο κύριος ρόλος του ψευδαργύρου στα κράματα χαλκού-νικελίου είναι η ενίσχυση του στερεού διαλύματος και η βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση. Ο χαλκός ψευδάργυρου-νικελίου περιέχει Ni μεταξύ 5%-35% (wt) και Zn μεταξύ 13%-45% (wt). Μεταξύ αυτών, το BZn15-20 είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο. Έχει υψηλή αντοχή στη διάβρωση, καλή απόδοση επεξεργασίας, όμορφο ασημί λευκό χρώμα, μικρό ειδικό βάρος και χαμηλό κόστος. Ο χαλκός ψευδάργυρου-νικελίου προστίθεται με<2% (wt) Pb and trace amounts of selenium. (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.

Η διαλυτότητα του αλουμινίου στα κράματα χαλκού-νικελίου μειώνεται καθώς μειώνεται η θερμοκρασία και μπορεί να ενισχυθεί σε στερεό διάλυμα. Για παράδειγμα, το αλουμίνιο-νικέλιο χαλκού BAl13-3 και BAl16-1.5 όχι μόνο έχουν εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες και αντοχή στη διάβρωση, αλλά έχουν επίσης υψηλή ελαστικότητα και αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες. Σε χαμηλή θερμοκρασία 90 Κ (-183 βαθμών ), οι μηχανικές ιδιότητες όχι μόνο δεν μειώνονται, αλλά βελτιώνονται. βελτιώσει!

Η προσθήκη Ti (τιτάνιο), Zr (ζιρκόνιο), Ne (νιόβιο), Mo και άλλα στοιχεία σε κράματα χαλκού-νικελίου μπορεί να βελτιώσει την απόδοση χύτευσης του κράματος, να βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητες και τη θερμοπλαστική θερμοκρασία του δωματίου και είναι επίσης ευεργετική για τη συγκόλληση και τη διάβρωση αντίσταση.

Παρακάτω αναφέρονται οι μηχανικές ιδιότητες και οι χρήσεις του χαλικονικελίου για ανθεκτικές στη διάβρωση κατασκευές:

B5

Λωρίδα M, αντοχή σε εφελκυσμό 220 MPa, επιμήκυνση 32%

Λωρίδα Y, αντοχή σε εφελκυσμό 400MPa, επιμήκυνση 10%

Χρησιμοποιείται για εξαρτήματα ανθεκτικά στη διάβρωση του πλοίου.

B19

Λωρίδα Y, αντοχή σε εφελκυσμό 400MPa, επιμήκυνση 10%

Λωρίδα M, αντοχή σε εφελκυσμό 300 MPa, επιμήκυνση 25%

Λωρίδα Y, αντοχή σε εφελκυσμό 400 MPa, επιμήκυνση 3%

Πλάκα Μ, αντοχή σε εφελκυσμό 300MPa, επιμήκυνση 30%

Πλάκα Υ, αντοχή σε εφελκυσμό 400MPa, επιμήκυνση 3%

Χρησιμοποιείται για όργανα ακριβείας, εξαρτήματα οργάνων και μεταλλικά πλέγματα και χημικά ανθεκτικά στη διάβρωση μέρη που λειτουργούν στον ατμό, το γλυκό νερό και το θαλασσινό νερό.

B30

Λωρίδα M, αντοχή σε εφελκυσμό 380MPa

Λωρίδα Y, αντοχή σε εφελκυσμό 550MPa

Πλάκα M, αντοχή σε εφελκυσμό 380MPa, επιμήκυνση 23%

Πλάκα Υ, αντοχή σε εφελκυσμό 550 MPa, επιμήκυνση 3%

Χρησιμοποιείται για ανθεκτικά στη διάβρωση εξαρτήματα που εργάζονται σε ατμό και θαλασσινό νερό, και μεταλλικούς σωλήνες και σωλήνες συμπύκνωσης που λειτουργούν υπό υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση.

BMn3-12

Λωρίδα M, αντοχή σε εφελκυσμό 360 MPa, επιμήκυνση 25%

Πλάκα Υ, αντοχή σε εφελκυσμό 360 MPa, επιμήκυνση 25%

Ο σκοπός είναι ο ίδιος με τον παραπάνω.

BZn15-20

Λωρίδα M, αντοχή σε εφελκυσμό 350MPa, επιμήκυνση 3,5%

Λωρίδα Υ, αντοχή σε εφελκυσμό 550 MPa, επιμήκυνση 1,5%

Λωρίδα Τ, αντοχή σε εφελκυσμό 650 MPa, επιμήκυνση 1%

Πλάκα Μ, αντοχή σε εφελκυσμό 350MPa, επιμήκυνση 3,5%

Λωρίδα Y, αντοχή σε εφελκυσμό 550 MPa, επιμήκυνση 2%

Πλάκα Τ, αντοχή σε εφελκυσμό 650 MPa, επιμήκυνση 1%

Ράβδος ελέγχου Y, διάμετρος 5-20mm, αντοχή σε εφελκυσμό 450 MPa, επιμήκυνση 5%

Ράβδος ελέγχου Y, διάμετρος 21-30mm, αντοχή σε εφελκυσμό 400 MPa, επιμήκυνση 7%

Ράβδος ελέγχου Y, διάμετρος 31-40mm, αντοχή σε εφελκυσμό 350 MPa, επιμήκυνση 12%

Ράβδος ελέγχου M, αντοχή σε εφελκυσμό 300MPa, επιμήκυνση 30%

Χρησιμοποιείται σε εξαρτήματα μηχανημάτων ακριβείας οργάνων, βιομηχανικά σκεύη και ιατρικά μηχανήματα.

BAl6-1.5

Πλάκα, αντοχή σε εφελκυσμό 550 MPa, επιμήκυνση 3%

Χρησιμοποιείται για την κατασκευή ελατηρίων και ελαστικών εξαρτημάτων.

2. Οι κύριες φυσικές ιδιότητες του συνήθως χρησιμοποιούμενου ηλεκτρικού λευκού χαλκού παρουσιάζονται παρακάτω.

Απλός λευκός χαλκός Β0.6

Θερμική αγωγιμότητα λ272w/(m· βαθμός )

Αντίσταση ρ0.031×10ˉ6Ω·m

Συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης 0.0028/ μοίρες

Απλός λευκός χαλκός Β16

Συντελεστής γραμμικής διαστολής 15,3×10ˉ6/ μοίρα

Αντίσταση ρ0.223×10ˉ6Ω·m

Συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης 0.0028/ μοίρες

Χαλκός μαγγανίου BMn3-12

Συντελεστής γραμμικής διαστολής 16.0×10ˉ6/ μοίρες

Ειδική θερμότητα c410J/kg· βαθμός

Θερμική αγωγιμότητα λ22w/(m· βαθμός )

Αντίσταση ρ0.435×10ˉ6Ω·m

Συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης 0.00003/ μοίρες

Κωνστάνστάν BMn40-1.5

Συντελεστής γραμμικής διαστολής 14,4×10ˉ6/ μοίρα

Ειδική θερμότητα c410J/kg· βαθμός

Θερμική αγωγιμότητα λ21w/(m· βαθμός )

Αντίσταση ρ0.435×10ˉ6Ω·m

Συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης 0.00002/ μοίρες

Δοκιμή μπρούτζου BMn43-0.5

Συντελεστής γραμμικής διαστολής 14,4×10ˉ6/ μοίρα

Θερμική αγωγιμότητα λ24w/(m· βαθμός )

Αντίσταση ρ0.49×10ˉ6Ω·m

Συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης-0.00014/ βαθμός

3. Θερμική επεξεργασία λευκού χαλκού

Το αλουμίνιο λευκό χαλκό BAl2-3 μπορεί να ενισχυθεί με θερμική επεξεργασία. Μετά από στερεό διάλυμα στους 900 βαθμούς, ψυχρή έλαση 50% και γήρανση στους 550 βαθμούς, η αντοχή μπορεί να φτάσει τα 800-1000MPa και η κατάσταση του στερεού διαλύματος είναι μόνο 250-350MPa.

Ο ενδοκρυσταλλικός διαχωρισμός του λευκού χάλκινου πλινθώματος είναι σοβαρός και πρέπει να πραγματοποιηθεί ανόπτηση ομογενοποίησης. Το σύστημα ανόπτησης ομογενοποίησης του λευκού χαλκού έχει ως εξής:

B19, B30, θερμοκρασία 100-1050 βαθμοί , ώρα 3-4h

BMn3-12, θερμοκρασία 830-870 βαθμός, χρόνος 2-3h

BMn40-1.5, θερμοκρασία 1050-1150 βαθμοί , χρόνος 3-4h

BZn15-20, θερμοκρασία 940-970 βαθμός, ώρα 2-3h

Οι διαφορετικές διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας του λευκού χαλκού έχουν μεγάλο αντίκτυπο στην απόδοσή του. Το BMn3-12 που χρησιμοποιείται για όργανα ακριβείας θα πρέπει να ανακουφίζεται από την πίεση και να ανόπτεται για να σταθεροποιείται η αντίσταση.

Το BMn40-1.5 που εργάζεται σε υψηλές θερμοκρασίες θα πρέπει να ανόπτεται βραχυπρόθεσμα σε υψηλότερη θερμοκρασία 750-850 βαθμών, υδρόψυκτο ή αερόψυκτο.

Ο χαλκός ψευδάργυρου-νικελίου BZn15-20 που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ελαστικών εξαρτημάτων μπορεί να ανόπτεται σε χαμηλή θερμοκρασία 325-375 βαθμών .

Η ενδιάμεση θερμοκρασία ανόπτησης (βαθμός) των εξαρτημάτων που κατεργάζονται με λευκό χαλκό πρέπει να μειωθεί κατάλληλα καθώς μειώνεται το πραγματικό πάχος (mm), όπως αναφέρεται παρακάτω:

B19, B25

750-780℃ (>5mm) 700-750 μοίρες (15-mm)

{{0}} βαθμός (0.5-1mm) 530-620 βαθμός (<0.5mm)

BZn15-20\bmN3-12

700-750 βαθμός (μεγαλύτερο από 5 mm) 680-730 μοίρες (1-5mm)

{{0}} βαθμός (0.5-1mm) 520-600 βαθμός (<0.5mm)

BAl6-1.5, BAl13-3

700-750℃ (>5mm) 700-730 (1-5mm)

{{0}} βαθμός (0.5-1mm) 550-600 μοίρες (~0,5 mm)

BMn40-1.5

800-850℃ (>5mm) 750-800 μοίρες (1-5mm)

{{0}} βαθμός (0.5-1mm) 550-600 βαθμός (<0.5mm)

Η θερμοκρασία ανόπτησης των τελικών ράβδων και συρμάτων χαλκού-νικελίου ποικίλλει επίσης ανάλογα με τις διαφορετικές καταστάσεις "ημίσκληρου και μαλακού" πριν από την ανόπτηση, όπως αναφέρονται παρακάτω:

BZn15-20

Μπάρα, ημίσκληρη 400-420 μοίρα, μαλακή 650-700 μοίρα

Σύρμα Φ{{0}}.3-Φ6.0, μαλακό 650-700 βαθμός

BMn3-12

Σύρμα Φ{{0}}.3-Φ6.0, μαλακό 500-540 βαθμός

BMn40-1.5

Σύρμα Φ{{0}}.3-Φ0,8, μαλακό 670-680 βαθμό

Σύρμα Φ{{0}}.85-Φ2.0, μαλακό 690-700 βαθμός

Σύρμα Φ2.1-Φ6.0, μαλακό 710-730 βαθμό