磷青铜试验方法
1、用电解铜、一号锡、铜-磷中间合金及铜-铈中间合金按QSn6.1-0.1配料,在25kg中频感应电炉内熔炼。为优化合金的铈含量,制成如表1所示的4种含铈量不同的锡磷青铜扁铸锭,扁锭尺寸为18mm×80mm×160mm。按下述压延退火工艺将扁锭制成试件:厚18mm扁锭→均匀化退火(600℃,3h)→压延至厚13mm→中间退火→压延至厚6mm→中间退火→压延至厚2mm→成品退火(500℃,1h)
2、沿各合金的2.0mm压延板材顺轧方向取拉力试样;在1号、3号和4号合金的6mm压延板材上取金相及硬度试验用试样,分成4组分别在400℃、500℃、600℃、620℃退火2h,观察金相组织,测定晶粒尺寸和硬度。在4种合金的铸锭上取金相试样,观察合金的铸态组织及均匀化退火后的显微组织
磷青铜试验结果及分析
1、铈对锡磷青铜合金性能的影响
锡磷青铜的铸锭硬度及板材试样抗拉强度和伸长率与含铈量的关系。由图可知:锡磷青铜的强度和硬度随含铈量增加而升高,但含铈量超过0.125%后强度和硬度基本上不再升高;伸长率随含铈量增加略有降低。从提高合金的力学性能考虑,锡磷青铜的最佳含铈量为0.10%～0.15%。含铈量过高会使合金的塑性下降过甚;含铈量过低则稀土对合金的强化作用不显著。
2、加铈锡磷青铜合金的显微组织
1号、3号和4号合金铸态组织,与不含铈的1号合金相比,含铈的3号和4号合金铸态组织明显细化,树枝晶细密,枝晶间隙变小。这是因为铈的原子半径比铜大40%,使铜晶格发生较大畸变,为降低系统自由能,铈原子多自发富集在排列不规则的晶界上,阻滞晶粒长大。含铈量越高,锡磷青铜的成分过冷倾向就越大,铸态组织的枝晶间距就越小,晶粒亦越细。铈还可减轻铸态锡青铜组织中锡的枝晶偏析〔1〕。图2d～图2f是上述合金铸锭均匀化退火后的显微组织。在含铈合金中析出了分散且均匀分布的黑色颗粒状第二相,随含铈量的增加,第二相数量增多、尺寸变小,合金的晶粒组织也明显细化
磷青铜结论
1、在磷青铜中加入适量铈能细化合金的铸态组织、均匀化组织和再结晶退火组织,显著改善合金的显微组织和力学性能。
2、在磷青铜中加入适量铈能净化合金,消除有害杂质,并形成弥散分布在晶界或晶内的金属间化合物Cu-Ce-P第二相,可有效提高锡磷青铜的强度和硬度,延长铜网材料的使用寿命。
3、根据稀土铈对锡磷青铜组织与性能影响的试验结果,确定加铈的最佳范围为0.10%～0.15%。
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