فيما يتعلق بالمعالجة الحرارية للنيكل، سيتم شرح الخواص الميكانيكية واستخدامات درجات النيكل.

فيما يتعلق بالمعالجة الحرارية للنيكل، سيتم شرح الخواص الميكانيكية واستخدامات درجات النيكل.

1. مقدمة للنحاس الأبيض

سبائك النحاس والنيكل التي تحتوي على النيكل<50% (wt) are called white copper.

نظرًا لأن عنصري النحاس والنيكل متقاربان جدًا في الجدول الدوري، فإن خواصهما الكهروكيميائية وأنصاف أقطارها الذرية لا تختلف كثيرًا، وكلاهما عبارة عن شبكات مكعبة مركزية الوجه، وهما قابلان للذوبان في بعضهما البعض بشكل لا نهائي. النحاس غير مغناطيسي والنيكل مغناطيسي. في السبائك الثنائية Cu-Ni، مع انخفاض محتوى Ni، تنخفض نقطة كوري في السبيكة. عندما ينخفض ​​محتوى النيكل إلى 74%، تنخفض نقطة كوري إلى درجة حرارة الغرفة؛ عندما ينخفض ​​محتوى النيكل إلى 50%، تنخفض نقطة كوري إلى أقل من -200 درجة.

يمكن أن تؤدي إضافة النيكل إلى النحاس إلى تحسين القوة ومقاومة التآكل والمقاومة الكهربائية والخصائص الحرارية بشكل كبير. تنقسم سبائك النحاس والنيكل الصناعية إلى النحاس الأبيض الهيكلي والنحاس الأبيض الكهربائي بناءً على خصائص الأداء والاستخدامات المختلفة. تسمى السبيكة الثنائية من النحاس والنيكل بالنحاس الأبيض البسيط. الخصائص البارزة للنحاس الأبيض البسيط هي ثباته الكيميائي العالي في مختلف الوسائط المسببة للتآكل مثل مياه البحر، والأحماض العضوية، ومحاليل الملح المختلفة، وخصائص المعالجة الباردة والساخنة الممتازة. رقم درجة النحاس الأبيض يسبقه "B"، متبوعًا بمحتوى النيكل (٪). ويسمى كوبرونيكل الذي يحتوي أيضًا على عناصر أخرى باسم كوبرونيكل المركب أو كوبرونيكل الخاص.

يُطلق على كوبرونيكل المحتوي على المنغنيز اسم كوبرونيكل المنغنيز، المعروف أيضًا باسم كونستانتان، مثل BMn40-1.5. تكوينه (بالوزن) هو 40% ني و 1.5% منغنيز.

إن إضافة كمية صغيرة من المنغنيز أو الحديد إلى النحاس الأبيض لا يؤدي إلى تحسين حجم الحبوب فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى تحسين مقاومتها للتآكل بشكل كبير. لذلك، يمكن استخدام النحاس الأبيض المركب المحتوي على الحديد - النحاس الحديدي الأبيض BFe30-1-1 وBFe5-1، كأجزاء تعمل في السفن البحرية وغيرها من الوسائط شديدة التآكل.

الدور الرئيسي للزنك في سبائك النحاس والنيكل هو تقوية المحلول الصلب وتحسين مقاومة التآكل. يحتوي نحاس الزنك والنيكل على نسبة Ni بين 5%-35% (بالوزن) والزنك بين 13%-45% (بالوزن). من بينها، BZn15-20 هو الأكثر استخدامًا. إنها تتميز بمقاومة عالية للتآكل، وأداء معالجة جيد، ولون أبيض فضي جميل، وجاذبية محددة صغيرة، وتكلفة منخفضة. يضاف النحاس الزنك والنيكل مع<2% (wt) Pb and trace amounts of selenium. (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.

تتناقص قابلية ذوبان الألومنيوم في سبائك النحاس والنيكل مع انخفاض درجة الحرارة ويمكن تقوية المحلول الصلب. على سبيل المثال، الألومنيوم والنيكل والنحاس BAl13-3 وBAl16-1.5 لا يتمتعان بخصائص ميكانيكية ممتازة ومقاومة للتآكل فحسب، بل يتمتعان أيضًا بمرونة عالية ومقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة. عند درجة حرارة منخفضة تبلغ 90 كلفن (-183 درجة )، لا تنخفض الخواص الميكانيكية فحسب، بل تتحسن أيضًا. يحسن!

إن إضافة Ti (التيتانيوم)، Zr (الزركونيوم)، Ne (النيوبيوم)، Mo وعناصر أخرى إلى سبائك النحاس والنيكل يمكن أن يحسن أداء صب السبائك، ويحسن الخواص الميكانيكية في درجة حرارة الغرفة واللدونة الحرارية، كما أنه مفيد في اللحام والتآكل. مقاومة.

فيما يلي قائمة بالخصائص الميكانيكية واستخدامات النحاس والنيكل في الهياكل المقاومة للتآكل:

B5

الشريط M، قوة الشد 220MPa، الاستطالة 32%

الشريط Y، قوة الشد 400MPa، الاستطالة 10%

تستخدم لأجزاء السفن المقاومة للتآكل.

B19

الشريط Y، قوة الشد 400MPa، الاستطالة 10%

الشريط M، قوة الشد 300MPa، الاستطالة 25%

الشريط Y، قوة الشد 400MPa، الاستطالة 3%

اللوحة M، قوة الشد 300MPa، الاستطالة 30%

اللوحة Y، قوة الشد 400MPa، الاستطالة 3%

يتم استخدامه للأدوات الدقيقة وأجزاء الأجهزة والشبكات المعدنية والأجزاء المقاومة للتآكل الكيميائي التي تعمل في البخار والمياه العذبة ومياه البحر.

B30

الشريط M، قوة الشد 380MPa

الشريط Y، قوة الشد 550MPa

اللوحة M، قوة الشد 380MPa، الاستطالة 23%

اللوحة Y، قوة الشد 550MPa، الاستطالة 3%

يستخدم للأجزاء المقاومة للتآكل التي تعمل في البخار ومياه البحر، والأنابيب المعدنية وأنابيب التكثيف التي تعمل تحت درجة حرارة عالية وضغط عالي.

رقم الرصيد3-12

الشريط M، قوة الشد 360MPa، الاستطالة 25%

اللوحة Y، قوة الشد 360MPa، الاستطالة 25%

والغرض هو نفس ما ورد أعلاه.

بيسة زين15-20

الشريط M، قوة الشد 350MPa، الاستطالة 3.5%

الشريط Y، قوة الشد 550MPa، الاستطالة 1.5%

قطاع T، قوة الشد 650MPa، الاستطالة 1%

اللوحة M، قوة الشد 350MPa، الاستطالة 3.5%

الشريط Y، قوة الشد 550MPa، الاستطالة 2%

اللوحة T، قوة الشد 650MPa، الاستطالة 1%

قضيب التحكم Y، القطر 5-20 مم، قوة الشد 450 ميجا باسكال، الاستطالة 5%

قضيب التحكم Y، القطر 21-30 مم، قوة الشد 400 ميجا باسكال، الاستطالة 7%

قضيب التحكم Y، القطر 31-40 مم، قوة الشد 350 ميجا باسكال، الاستطالة 12%

قضيب التحكم M، قوة الشد 300MPa، الاستطالة 30%

تستخدم في قطع غيار الآلات الدقيقة والأدوات الصناعية والآلات الطبية.

بال6-1.5

اللوح، قوة الشد 550 ميجا باسكال، الاستطالة 3%

تستخدم لصنع النوابض والأجزاء المرنة.

2. يتم عرض الخصائص الفيزيائية الرئيسية للنحاس الأبيض الكهربائي الشائع الاستخدام أدناه.

نحاس أبيض بسيط B0.6

الموصلية الحرارية Φ272w/(م·درجة)

المقاومة ρ0.031×10ˉ6Ω·m

معامل درجة حرارة المقاومة 0.0028/ درجة

النحاس الأبيض البسيط B16

معامل التمدد الخطي 15.3×10ˉ6/ درجة

المقاومة ρ0.223×10ˉ6Ω·m

معامل درجة حرارة المقاومة 0.0028/ درجة

المنغنيز النحاس BMn3-12

معامل التمدد الخطي 16.0×10ˉ6/ درجة

الحرارة النوعية c410J/kg· درجة

الموصلية الحرارية 22w/(م·درجة)

المقاومة ρ0.435×10ˉ6Ω·m

معامل درجة حرارة المقاومة 0.00003/ درجة

كونستانتان BMn40-1.5

معامل التمدد الخطي 14.4×10ˉ6/ درجة

الحرارة النوعية c410J/kg· درجة

الموصلية الحرارية Φ21w/(م·درجة)

المقاومة ρ0.435×10ˉ6Ω·m

معامل درجة حرارة المقاومة 0.00002/ درجة

اختبار البرونزية BMn43-0.5

معامل التمدد الخطي 14.4×10ˉ6/ درجة

الموصلية الحرارية Φ24w/(م·درجة)

المقاومة ρ0.49×10ˉ6Ω·m

معامل درجة حرارة المقاومة -0.00014/ درجة

3. المعالجة الحرارية للنحاس الأبيض

يمكن تقوية الألومنيوم والنحاس الأبيض BAl2-3 بالمعالجة الحرارية. بعد المحلول الصلب عند 900 درجة، والدرفلة على البارد بنسبة 50%، والتقادم عند 550 درجة، يمكن أن تصل القوة إلى 800-1000MPa، وتكون حالة المحلول الصلب 250-350MPa فقط.

يعد الفصل داخل البلورة لسبائك النحاس الأبيض أمرًا خطيرًا ويجب إجراء التلدين المتجانس. نظام التلدين المتجانس للنحاس الأبيض هو كما يلي:

B19, B30 درجة الحرارة 100-1050 درجة الوقت 3-4ح

BMn3-12، درجة الحرارة 830-870 درجة، الوقت 2-3h

BMn40-1.5، درجة الحرارة 1050-1150 درجة، الوقت 3-4h

BZn15-20، درجة الحرارة 940-970 درجة، الوقت 2-3h

عمليات المعالجة الحرارية المختلفة للنحاس الأبيض لها تأثير كبير على أدائه. يجب تخفيف الضغط على BMn3-12 المستخدم في الأدوات الدقيقة وتصلبه لتثبيت المقاومة.

يجب أن يتم تلدين BMn40-1.5 الذي يعمل عند درجات حرارة عالية على المدى القصير عند درجة حرارة أعلى تبلغ 750-850 درجة، أو تبريده بالماء أو تبريده بالهواء.

يمكن تلدين نحاس الزنك والنيكل BZn15-20 المستخدم في صنع المكونات المرنة عند درجة حرارة منخفضة تبلغ 325-375 درجة.

يجب تقليل درجة حرارة التلدين المتوسطة (درجة) للأجزاء المصنعة من النحاس الأبيض بشكل مناسب مع انخفاض السمك الفعال (مم)، كما هو موضح أدناه:

B19, B25

750-780℃ (>5 مم) 700-750 درجة (15- مم)

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

BZn٪7b٪7b0٪7d٪7d٪5cbmN٪7b٪7b1٪7d٪7d

700-750 درجة (أكبر من 5 مم) 680-730 درجة (1-5 مم)

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

بال6-1.5، بال13-3

700-750℃ (>5 ملم) 700-730 (1-5 ملم)

{{0}} درجة (0.5-1مم) 550-600 درجة (<0.5 مم)

بمن 40-1.5

800-850℃ (>5 مم) 750-800 درجة (1-5 مم)

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

تختلف درجة حرارة التلدين لقضبان وأسلاك النحاس والنيكل النهائية أيضًا باختلاف الحالات "شبه الصلبة والناعمة" قبل التلدين، كما هو موضح أدناه:

بيسة زين15-20

شريط شبه صلب 400-420 درجة , ناعم 650-700 درجة

السلك Φ{{0}}.3-Φ6.0، درجة ناعمة 650-700

رقم الرصيد3-12

السلك Φ{{0}}.3-Φ6.0، درجة ناعمة 500-540

بمن 40-1.5

السلك Φ{{0}}.3-Φ0.8، درجة ناعمة 670-680

السلك Φ{{0}}.85-Φ2.0، درجة ناعمة 690-700

السلك Φ2.1-Φ6.0، درجة ناعمة 710-730