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元素對銅合金性能的影響

來源:包頭華鼎銅業發展有限公司  |  發布時間:2023年06月11日
  微量元素進入銅是不可避免的。有些是在銅和銅合金的生產過程中進入的,有些是由多種原材料帶入的,有些是人為添加的。這些元素通過改變銅的組織來決定性能,從而對銅的性能產生重要影響。由于元素特性的不同,它們不能固溶于銅、微量固溶、大量固溶、相互溶解。隨著溫度的降低,固相下有復雜的相變,因此對銅性能的影響也有很大的不同。

  銅中元素的行為需要辯證地對待。從某些需求是有害的,但從另一個需求是有益的。銅合金工人根據實際需要開發有價值的合金,以滿足工程和科學界的不同需求。銅中元素的行為研究正在深化。介紹了多種元素對銅性能的影響。

  一,氫

  氫與銅不形成氫化物,cu-h相圖顯示,氫在液體和固體銅中的溶解度隨著溫度的升高而增加,特別是在液體銅中,凝固時會在銅中形成孔隙,導致銅產品的脆性和表面剝落;在固體銅中,氫以質子狀態存在,氫電子填充質子原子s軌,形成質子固體溶解體。雖然氫對銅的性能影響不大,但氫對銅和銅合金有害,當氫退火時,即“氫病”。

  原因是發生cu2o+h2?2cu+h2o反應,水蒸氣會引起氣孔和裂紋;各種元素對銅中氫的溶解度有不同的影響,其中氫的溶解度不同,其中氫的溶解度不同ni,mn等元素導致溶解度增加,p,si其他元素可以通過減少冶煉時間、調整成分、控制爐料中的氫含量、用木炭覆蓋熔體表面來降低銅中氫的溶解度。



  二,氧

  在銅的生產過程中,氧氣是不可避免的,其影響也很重要,cu-o二元狀態圖顯示,氧氣很少溶于銅,1065℃時為0.06%,600℃時為0.002%。氧在銅中,除少量易固溶外,均為cu2o形式存在,銅的氧化物不溶于銅,表現為cu+cu2o共晶組織,分布于晶界,共晶反應如下:l含氧0.39%1065℃α含氧0.01%+cu2o,亞共晶銅中的含氧量與共晶量成正比,銅中的含氧量可以在顯微鏡下與標準圖片進行比較。

  氧氣對銅和合金性能的影響是復雜的。微量氧對銅的電導率和力學性能影響不大。工業銅具有很高的電導率。原因是氧氣作為一種清潔劑,可以去除銅中的許多有害雜質,并以氧化物的形式進入爐渣,特別是砷、銻、鉍等元素,含少量氧的銅的電導率可達100-103%±acs,高純銅如6n在深冷條件下,銅的電阻值相當低。

  三,磷

  銅磷二元相固表明,在714℃有共晶反應:l8.4%→α1.75%+cu3p,隨著溫度的降低,銅中磷的固溶量減少,300℃時為0.6%,200℃時為0.4%;固溶于銅中的磷顯著降低了其導電率,并含有其含電量p0.014%的軟帶導電率為94%iacs,含p0.14%的導電率只有45.2%;磷是一種低成本的脫氧劑。微量磷的存在可以提高熔體的流動性、銅和合金的焊接性能、耐腐蝕性和抗軟化性。

  因此,磷是銅和合金的珍貴添加元素,含有銅和合金,含有銅和合金的珍貴添加元素p0.015-0.04%的磷銅合金應用于建筑水管、制冷和空調散熱管、船舶和海水管道的生產;低磷銅合金板,帶材應用于電子和化工行業,低磷銅合金也應用于集成電路引線框架銅帶;共晶磷銅合金是一種優良的焊接材料,高磷銅合金為580-620℃它們之間有超塑性,可以熱擠成φ3-φ5mm焊絲是焊接銅和銅合金、鋼和銅零件的重要材料。

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