稀土元素一般幾(jǐ)乎(hū)不固溶與銅,但少量的稀土金屬不管是單個加入還是以混合稀土的形式(shì)加入,都對銅的力學性能有(yǒu)益,而對銅的電導率影響又不(bú)大,這類元素可與銅中的雜質鉛、鉍等形成(chéng)高熔點化合物,呈細小的球形質點均布於晶(jīng)粒(lì)內,細化晶(jīng)粒,提高銅的高溫(wēn)塑性,即800時銅(tóng)合金的伸長率與(yǔ)麵縮率隨著鈰含量提高而顯著(zhe)上升。
稀土(tǔ)元素是一種具有(yǒu)較(jiào)大負電性(xìng)與(yǔ)很大化學活性的元素(sù)。當其加入銅(tóng)及銅合金時,可有如下(xià)作用:
1)、由於稀土在銅中固熔度小(xiǎo),易與其他元(yuán)素化合(hé),生成高熔點化(huà)合物,成為彌散分布的異質成核核心,而起到細化晶粒,縮小(xiǎo)柱狀晶(jīng)區,改善(shàn)鑄錠組織的變質作用;
2)、由於稀土(tǔ)易與氧、氫、氮、硫以及鉛、鉍等雜(zá)質作用成渣,起到脫氣、除雜、淨化熔體,進而改善合(hé)金的加工工藝性能與成品的使用性能之作用。
3)、由於稀(xī)土能(néng)使表麵氧化(huà)膜等更加致密,並增(zēng)加氧化膜與基體之結合(hé)強度,從而起到(dào)提高耐熱(rè)、耐蝕與防表麵(miàn)變色性能(néng)之作用。
稀土元(yuán)素在銅的淨化(huà)作用(yòng),消除晶界上(shàng)有害雜質的影響,改善銅(tóng)的導電、導熱及加工性能與耐腐蝕性能;稀土金屬熔點(Ce720℃ La920℃)<銅(tóng)(1083℃),進入銅液後(hòu)迅速生成高熔點化(huà)合(hé)物,在熔(róng)體中懸浮和彌散分布,凝固過程中產生異質晶核,使(shǐ)晶粒(lì)細(xì)化,凝固時間(jiān)縮短,柱狀晶區(qū)縮小,防止偏析。此外還能改善機械(xiè)性(xìng)能、提高再結晶溫度、改善冷加(jiā)工性(xìng)能、增強耐(nài)磨性等。
α相和β的相對含量
為了保證合金不僅要具有一定的強度、硬度使之耐磨損;而(ér)且還要保證其能夠經受一定的衝擊(jī),具有一定(dìng)的韌性。這就使得合金中的(de)α相與β相的相對含量有一定的要求。有資料指出當合金中除Cu、Zn、Al以外其它元素不變的情況下,α相與β相含量百分比為66%/33%時,其性能бb為550MPa、δ10為8·0%、HB為146 kg/mm2;當α相與β相含量百分比為27%/62%時,бb為760 MPa、δ10為7·0%、HB為179 kg/mm2。由此可見,β相相(xiàng)對含量高的合金抗拉強度及硬度(dù)均高。一般為了降低材料的成本,盡可能使Zn含量高些(xiē),為了避免產生較多的γ相(xiàng)而使材料的韌性(xìng)降低,
Zn的含量在設計(jì)合金時應有一個控製的上限。Al顯著縮小α相區。因此(cǐ),在設計合金的相組織時(shí),要將以上幾(jǐ)個方麵的因素綜合到一(yī)起考慮,並兼顧加工工藝和熱處理製度使最終獲得理想的相組織。
而對於這些元素的(de)檢測我們可以用直讀光譜儀對其進行(háng)檢測,也可以(yǐ)用手持式分析儀進行檢測元素分析。