ترجمه ویرایش
از طرف ترنسپاش - translation plugin for wordpress
نقطه ذوب برنز

نقطه ذوب برنز چیست

فهرست محتوای نشان دادن

1. مقدمه

نقطه ذوب برنز یک مفهوم کلیدی در متالورژی است, تولید, و طراحی.

برخلاف فلزات خالص, برنز یک است الیاژ - در درجه اول مس و قلع, اگرچه بسیاری از برنزهای مدرن شامل آلومینیوم هستند, سیلیکون, نیکل, یا فسفر.

در نتیجه, برنز در یک دما به شدت ذوب نمی شود بلکه در عوض از یک عبور می کند منطقه قارچ بین Solidus (شروع ذوب شدن) و مایع (کاملاً ذوب شده).

این تمایز برای مهندسان ریخته گری بسیار مهم است, جوشکار, و طراحان مواد که برای اطمینان از صدا به کنترل دما دقیق اعتماد می کنند, اجزای بدون نقص.

2. برنز چیست?

برنز است آلیاژ مس در کدام مس (مس) مؤلفه اصلی و قلع است (sn) به طور سنتی عنصر اصلی آلیاژ است.

برخلاف فلزات خالص, برنز یک است ماده مهندسی شده- مکانیکی است, گرمی, و خواص شیمیایی با تنظیم ترکیب و پردازش می تواند تنظیم شود.

برنزهای مدرن نیز ممکن است حاوی آلومینیوم باشد, سیلیکون, فسفر, نیکل, روی, یا برای دستیابی به ویژگی های عملکرد خاص منجر شود.

شیر برنز ریخته گری
شیر برنز ریخته گری

دیدگاه تاریخی

برنز یکی از اولین آلیاژهای ساخته شده توسط انسان است, قدمت بازگشت به دوران برنز (حدود 3300 پیش از).

معرفی قلع به مس سخت تر ایجاد کرد, مواد با دوام تر از مس خالص, فعال کردن پیشرفت در ابزار, سلاح, هنر, و معماری.

امروز, برنز در هر دو برنامه هنری سنتی ضروری است (مجسمه سازی, زنگ) و مهندسی پیشرفته (هوا و فضا, دریایی, و سیستم های انرژی).

طبقه بندی آلیاژهای برنز

برنز یک آلیاژ واحد نیست بلکه الف است خانواده آلیاژهای مس طبقه بندی شده توسط عناصر ثانویه آنها:

  • برنزهای قلع - آلیاژهای مس - SN (به طور معمول 5-20 ٪ SN), برای استحکام ارزش دارد, مقاومت در برابر پوشیدن, و خصوصیات تحمل.
  • برنزهای فسفر - برنزهای قلع با افزودنی های کوچک فسفر (0.01-0.5 ٪), بهبود مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر خوردگی.
  • برنزهای آلومینیومی - آلیاژهای مس -آل (5–12 ٪ al, اغلب با FE یا NI), ارائه قدرت عالی و مقاومت در برابر خوردگی دریایی.
  • برنزهای سیلیکونی - با آلیاژها (2-4 ٪ و), ترکیب مقاومت در برابر خوردگی با قابلیت چاشنی و جوشکاری خوب.
  • برنزهای سرب - آلیاژهای مس - SN -PB, جایی که سرب باعث بهبود قابلیت ماشین سازی و خصوصیات تحمل می شود.
  • برنزهای نیکل آلومینیوم - آلیاژهای مس -آل -نی با مقاومت در برابر آب دریا برتر, اغلب در کشتی سازی استفاده می شود.

خصوصیات کلیدی برنز

  • مکانیکی: قدرت و سختی بالاتر از مس, با مقاومت در برابر سایش خوب.
  • گرمی: هدایت حرارتی بالا, اما پایین تر از مس خالص به دلیل آلیاژ.
  • شیمیایی: مقاومت در برابر خوردگی عالی, مخصوصاً در برابر آب دریا, ساختن برنز در صنایع دریایی و شیمیایی ضروری است.
  • صوتی: خصوصیات رزونانس متمایز, در سازهای موسیقی استفاده می شود, زنگ, و گونگ.

3. رفتار ذوب آلیاژها - Solidus و Liquidus

برای آلیاژها, ذوب در سراسر فاصله دما:

  • دمای جامد: کمترین دما که ذوب شروع می شود.
  • دمای مایع: دمایی که در آن آلیاژ کاملاً مایع می شود.
  • دامنه انجماد (منطقه قارچ): فاصله بین Solidus و Liquidus که در آن همزیستی جامد و مایع وجود دارد.

4. دامنه ذوب معمولی توسط خانواده برنز

زیرا برنز یک آلیاژ واحد نیست بلکه یک خانواده است آلیاژهای مس, رفتار ذوب آن بسته به عناصر آلیاژ و نسبت آنها بسیار متفاوت است.

به جای یک نقطه ذوب تیز (همانطور که در فلزات خالص مشاهده می شود), نمایشگاه های برنز دامنه ذوب, تعریف شده توسط جامد (جایی که ذوب شروع می شود) و مایع (جایی که کاملاً ذوب می شود).

نقطه ذوب ریخته گری برنز
نقطه ذوب ریخته گری برنز

در جدول زیر دامنه های ذوب معمولی برای خانواده های اصلی برنز خلاصه شده است:

خانواده برنز ترکیب معمولی (وزنی ٪) دامنه ذوب (درجه سانتیگراد) دامنه ذوب (° F) یادداشت های کلیدی
برنز مس 80-95 ٪, SN 5-20 ٪ 850–1،020 1,560–1،870 قلع نقطه ذوب مس را پایین می آورد; SN عالی (>20%) می تواند منجر به شستشو شود.
برنز فسفر مس 88-94 ٪, SN 5-11 ٪, P 0.01-0.5 ٪ 930–1،050 1,710–1،920 مقاومت در برابر سایش عالی; فسفر کمی دمای جامد را افزایش می دهد.
برنز مس 80-88 ٪, AL 5-12 ٪, می خواهم / در 5 ٪ 1,040–1،070 1,900–1،960 دامنه ذوب بالا; مقاومت برتر و مقاومت در برابر خوردگی آب دریا.
برنز سیلیکون مس 94-96 ٪, و 2-4 ٪, Zn ≤2 ٪ 1,020–1،050 1,870–1،920 قابلیت چاشنی و جوشکاری خوب; مقاوم در برابر خوردگی.
برنز رهبری مس 75-90 ٪, SN 5-15 ٪, PB 2-20 ٪ 850–930 1,560–1،710 سرب باعث کاهش نقطه ذوب می شود; قابلیت ماشین سازی عالی و برنامه های تحمل.
برنز نیکل آلومینیوم مس 75-85 ٪, AL 8-12 ٪, در 3-5 ٪, آهن 3-5 ٪ 1,050–1،100 1,920–2،010 بالاترین دامنه ذوب; ایده آل برای سخت افزار دریایی سنگین و هوافضا.

5. چگونه ترکیب و عناصر آلیاژ بر دامنه ذوب تأثیر می گذارد

دامنه ذوب برنز اساساً توسط آن کنترل می شود ترکیب شیمیایی.

مس خالص در ذوب می شود 1,085 درجه سانتیگراد (1,985 ° F), اما وقتی عناصر آلیاژ مانند قلع, الومینیوم, سیلیکون, فسفر, نیکل, یا سرب معرفی می شود, رفتار ذوب به طور قابل توجهی تغییر می کند.

نقطه ذوب برنز
نقطه ذوب برنز

این عناصر یا پایین یا بلند دمای Solidus و Liquidus بسته به تعامل آنها با مس بسته است.

تأثیر عناصر اصلی آلیاژ

عنصر محتوای معمولی در برنز (وزنی ٪) تأثیر بر رفتار ذوب یادداشت های متالورژی
قلع (sn) 5-20 ٪ نقطه ذوب را پایین می آورد (به 850-1،020 درجه سانتیگراد / 1,560-1،870 درجه فارنهایت). در دمای 227 درجه سانتیگراد زیر نقطه ذوب مس ، cu -sn را ایجاد می کند; SN بیش از حد (>20%) شستشو را افزایش می دهد.
آلومینیوم (با هم) 5-12 ٪ دامنه ذوب را بالا می برد (1,040-1،070 درجه سانتیگراد / 1,900-1،960 درجه فارنهایت). بین فلزی قوی با CU شکل می گیرد; ساختار را تثبیت می کند; مقاومت اکسیداسیون را افزایش می دهد.
سیلیکون (وت) 2-4 ٪ دامنه ذوب نسبتاً بالا را حفظ می کند (1،020-1،050 درجه سانتیگراد / 1,870-1،920 درجه فارنهایت). قابلیت جوشکاری و قابلیت جوشکاری را بهبود می بخشد; اثر تقویت کننده راه حل جامد.
فسفر (پ) 0.01-0.5 ٪ کمی دمای جامد را افزایش می دهد. در هنگام ذوب به عنوان deoxidizer عمل می کند; مقاومت سایش و خستگی را بهبود می بخشد.
نیکل (در)
1-5 ٪ دامنه ذوب را به طور متوسط ​​افزایش می دهد (10-20 درجه سانتیگراد). مقاومت در برابر خوردگی و سختی را بهبود می بخشد; اغلب با آلومینیوم در برنزهای نیکل آلومینیوم جفت می شوند.
رهبری (پب) 2-20 ٪ دامنه ذوب را به شدت کاهش می دهد (پایین تا 850-930 درجه سانتیگراد / 1,560-1،710 درجه فارنهایت). سرب در مس نامحلول است, اجزاء نرم را تشکیل می دهد; قابلیت تغییر پذیری را بهبود می بخشد اما قدرت درجه حرارت بالا را کاهش می دهد.
روی (روی) 1-5 ٪ (گاهی اوقات بیشتر در برنزهای سیلیکون) کمی دمای ذوب را کاهش می دهد. در حین ریخته گری سیالیت را افزایش می دهد; روی بیش از حد روی خواص برنج مانند.

تعامل آلیاژ و اثرات ریزساختاری

  • شکل گیری (مس, مس -pb): نقطه ذوب را به طور قابل توجهی کاهش می دهد, منجر به دامنه های وسیع تر می شود.
  • ترکیبات بین فلزی (با -, با آن): دمای ذوب را افزایش داده و قوی تر ایجاد کنید, آلیاژهای با ثبات تر.
  • تقویت محلول جامد (با و, با آن): دامنه ذوب نسبتاً بالا را در حالی که بهبود انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خوردگی را حفظ می کند ، حفظ می کند.

6. ریزساختار و اثرات پردازش

در حالی که ترکیب شیمیایی عامل اصلی تعیین رفتار ذوب برنز است, حالت ریزساختاری وت تاریخچه پردازش همچنین نقش ظریف و در عین حال مهمی ایفا کنید.

این عوامل بر چگونگی انتقال یکنواخت آلیاژ از جامد به مایع تأثیر می گذارد و می تواند نقاط جامد یا مایع موثر را توسط ده ها درجه تغییر دهد.

حالت ریزساختاری: اندازه دانه و توزیع فاز

  • اندازه دانه: برنز ریز دانه (قطر دانه <10 μM) به طور کلی دمای جامد 5-10 درجه سانتیگراد پایین تر از برنز درشت دانه (>50 μM).
    این امر به این دلیل است که دانه های ریز منطقه مرزی دانه بیشتری را معرفی می کنند, جایی که انتشار اتمی ذوب محلی را تسریع می کند.
  • تفکیک فاز: در آلیاژهای چند فاز (به عنوان مثال, برنز A+B مانند C61400), توزیع فاز غیر یکنواخت رفتار ذوب موضعی ایجاد می کند.
    مناطق فاز β ممکن است در دمای 1،050 درجه سانتیگراد شروع به ذوب شود, در حالی که مناطق α فاز تا 1130 پوند پوند ادامه می یابد. این دامنه ذوب موثر 10-20 درجه سانتیگراد را گسترش می دهد.
  • نمونه عملی: برنز فسفر سرد (C52100) به طور معمول دانه های ظریف تری نسبت به همتای خود به عنوان ریخته گری می کند.
    در حین بازپخت, C52100 سرد کار یک جامد را در نزدیکی نشان می دهد 930 درجه سانتیگراد, در مقایسه با 950 درجه سانتیگراد برای مواد ریخته گری - کنترل دمای سخت تر برای جلوگیری از ذوب اولیه.

تاریخچه پردازش: چرخه های حرارتی و تخریب آلیاژ

  • تبخیر قلع (جوشکاری/ریخته گری): قرار گرفتن در معرض طولانی مدت بالاتر از 1،100 درجه سانتیگراد می تواند به تدریج قلع را بخار کند, علی رغم نقطه جوش زیادش (2,270 درجه سانتیگراد).
    به عنوان مثال, گرمایش C92200 برنز (10% sn) در 1,200 ° C به مدت یک ساعت می تواند میزان SN را 1 تا 2 ٪ کاهش دهد, تغییر مایعات آن به سمت بالا از 1،020 درجه سانتیگراد به 1،030 درجه سانتیگراد.
  • عملیات حرارتی (بازپخت/همگن): برنز آنیل در دمای 600-800 درجه سانتیگراد (زیر Solidus) انتشار را ترویج می کند و ریزگردها را کاهش می دهد.
    این فاصله ذوب را 5-15 درجه سانتیگراد باریک می کند. به عنوان مثال, C92700 (15% sn) در 700 ° C دامنه ذوب 880-1،030 درجه سانتیگراد را نشان می دهد, در مقایسه با 880-1،050 درجه سانتیگراد در حالت ریخته گری.
  • میزان ریخته گری: استحکام سریع (به عنوان مثال, ریخته گری سرد) دندریت های ظریف تر و توزیع فاز یکنواخت تر تولید می کند, کاهش احتمال ذوب زودرس محلی.
    خنک کننده آهسته تفکیک را تقویت می کند, گسترش فاصله ذوب.

7. پیامدهای تولید صنعتی نقطه ذوب برنز

کنترل دقیق دامنه ذوب برنز است غیر قابل مذاکره در ساخت.

حتی a 10 انحراف ° C از دمای پردازش هدف می تواند عملکرد را به نصف کاهش دهد, یا از طریق پر کردن قالب ناقص, تبخیر عناصر آلیاژ, یا آسیب ریزساختاری.

سه عملیات حساس -ریخته گری, جوش, و عملیات حرارتی- به شدت به دانش دقیق از پنجره Solidus -Liquidus.

پروانه ریخته گری برنز آلومینیوم
پروانه ریخته گری برنز آلومینیوم

ریخته گری: متعادل کردن سیالیت و یکپارچگی آلیاژ

در ریخته گری, برنز باید توسط مایعات آن گرم شود 50-100 درجه سانتیگراد برای دستیابی به سیالیت کافی برای پر کردن قالب, ضمن جلوگیری از گرمای بیش از حد که باعث تسریع در اکسیداسیون می شود (شکل گیری) یا تبخیر عناصر آلیاژ فرار مانند سرب و قلع.

فرآیند ریخته گری درجه برنز دامنه ذوب (درجه سانتیگراد) ریختن دما (درجه سانتیگراد) سیالیت الزام نتیجه کلیدی
ریخته گری (مجسمه ها) C92700 (15% sn) 880–1،050 950–1،100 واسطه (بخش های ضخیم) نقص انقباض 35 ~ کاهش یافته است
ریخته گری سرمایه گذاری (یاتاقان) C90700 (5% پب) 900–980 950–1،050 عالی (دیوارهای نازک <3 میلی متر) >95% بازده پر کردن قالب
دایکستینگ (مخاطبین الکتریکی) C52100 (0.3% پ) 930–1،030 1,000–1،100 عالی (اشکال پیچیده) تخلخل به حداقل می رسد; هدایت الکتریکی بهبود یافته است

کنترل بحرانی: برای برنز سرب C90700, ریختن زیر 950 درجه سانتیگراد در سوء هاضمه (حفره های پر نشده), در بالا 1,050 ° C تبخیر سرب بیش از 1%, ماشینکاری تحقیرآمیز و تولید تخلخل گاز.

جوش: اجتناب از ذوب و تخریب آلیاژ

جوش برنز برای جلوگیری از ذوب فلز پایه به دمای زیر مایع نیاز دارد, با استفاده از فلزات پرکننده با دامنه ذوب پایین تر از آلیاژ پایه.

  • جوش تیگ (پیشران دریایی): از فلز پایه C92200 استفاده کنید (10% sn, 920-1020 درجه سانتیگراد دامنه ذوب) با یک پرکننده C93200 (5% sn, 880دامنه ذوب -980 درجه سانتیگراد).
    قبل از 200-300 درجه سانتیگراد گرم کنید و دمای استخر جوش را در دمای 900-950 درجه سانتیگراد حفظ کنید (بین مایع پرکننده و پایه solidus) برای جلوگیری از نقص همجوشی.
  • برز (اتصالات الکتریکی): از پرکننده مس-فسفور استفاده کنید (با -5 ٪ P, ذوب در دمای 714-800 درجه سانتیگراد) با برنز فسفر C51000 (970-1070 درجه سانتیگراد دامنه ذوب).
    گرما تا 750-800 درجه سانتیگراد - در حالی که فلز پایه جامد باقی مانده است, جلوگیری از اعوجاج.

حالت شکست: گرمای بیش از حد C92200 در طول جوشکاری TIG (درجه حرارت >1020درجه سانتیگراد) باعث تبخیر قلع می شود (2% از دست دادن), کاهش مقاومت کششی توسط 25% و افزایش حساسیت به خوردگی در آب دریا.

عملیات حرارتی: تقویت بدون ذوب شدن

دمای عملیات حرارتی کاملاً محدود است زیر Solidus برای جلوگیری از ذوب جزئی و آسیب های ریزساختاری:

  • بازپخت راه حل (برنز): C63000 (15% با هم, 1080-1200 درجه سانتیگراد دامنه ذوب) در دمای 800-900 درجه سانتیگراد آنیل می شود تا فاز β را در فاز α حل کند, بهبود انعطاف پذیری (افزایش طول از 10% به 30%).
  • پیری (برنز فسفر): C52100 (0.3% پ) در دمای 400-500 درجه سانتیگراد است (بسیار پایین تر از 930 درجه سانتیگراد Solidus) برای رسوب cu₃p, افزایش قدرت کششی از 450 MPA به 550 MPA.

8. روش های آزمایش برای دامنه ذوب برنز

اندازه گیری دقیق دامنه ذوب برنز نیاز به تکنیک های آزمایشگاهی یا صنعتی متناسب با دقت و اندازه نمونه دارد.

کالری سنجی اسکن دیفرانسیل (DSC)

  • اصل: اندازه گیری جریان گرما به داخل/خارج از نمونه 5-10 میلی گرم برنز زیرا در دمای 10 درجه سانتیگراد در دقیقه گرم می شود.
    Solidus به عنوان شروع جذب گرمای اندوترمیک تشخیص داده می شود; مایع پایان اندوترم است.
  • دقت: 1-2 ° 100 برای جامد / مایع; ایده آل برای توصیف آلیاژهای برنز جدید (به عنوان مثال, نمرات کم سرب برای نوشیدن وسایل آب) برای تأیید انطباق با ASTM B505.
  • نمونه: تجزیه و تحلیل DSC از C61400 (10% با هم) یک جامد از 1050 درجه سانتیگراد و مایع از 1130 درجه سانتیگراد را تأیید می کند - برای تنظیم دمای ریخته گری مرده.

دستگاه ذوب درجه حرارت بالا

  • اصل: یک نمونه برنز 1-5 گرم در یک گرافیت گرافیت با یک ترموکوپل که مستقیماً در نمونه وارد می شود گرم می شود.
    Solidus دما است که اولین مایع تشکیل می شود; مایع زمانی است که نمونه کاملاً ذوب شده است.
  • دقت: 5-10 درجه سانتیگراد; مناسب برای کنترل کیفیت صنعتی (به عنوان مثال, تأیید قوام دسته ای برنز سرب برای یاتاقان).
  • مزیت: شرایط ریخته گری واقعی را شبیه سازی می کند, حسابداری برای تأثیرات ناخالصی که ممکن است DSC از دست بدهد.

تجزیه و تحلیل گرانشی حرارتی (TGGA)

  • اصل: از دست دادن جرم نمونه برنز در هنگام گرمایش اندازه گیری می کند.
    تبخیر قلع یا سرب باعث از بین رفتن جرم بالاتر از نقاط جوش آنها می شود, اما شروع ذوب با یک تغییر جرم ظریف نشان داده شده است (به دلیل اکسیداسیون سطح) همزمان با Solidus.
  • دقت: 5-5 درجه سانتیگراد برای Solidus; اغلب با DSC برای تأیید اطلاعات محدوده ذوب استفاده می شود.
  • کاربرد: مطالعه تبخیر قلع در برنز با تین بالا (C92700) برای بهینه سازی زمان نگه داشتن ریخته گری (به حداقل رساندن از دست دادن SN به <0.5%).

9. تصورات غلط رایج در مورد نقطه ذوب برنز

با وجود اهمیت صنعتی آن, رفتار ذوب برنز اغلب سوء تفاهم است. در زیر توضیحات کلیدی وجود دارد:

"برنز دارای یک نقطه ذوب ثابت مانند مس خالص است."

دروغ: مس خالص در دمای 1083 درجه سانتیگراد ذوب می شود (ثابت), اما برنز - یک آلیاژ - دامنه ذوب است.

به عنوان مثال, C92200 قلع برنز بین 920 درجه سانتیگراد و 1020 درجه سانتیگراد ذوب می شود, نه در یک درجه حرارت.

"اضافه کردن قلع بیشتر همیشه دامنه ذوب برنز را کاهش می دهد."

تا حدی درست: محتوای قلع تا 15% دامنه ذوب را پایین می آورد (از 1083 درجه سانتیگراد برای مس خالص تا 880-1050 درجه سانتیگراد برای 15% sn), اما بالاتر 15% sn, فاز شکننده (مانوری) اشکال, دامنه ذوب و کمی افزایش مایعات.

"سرب همیشه برای کاهش دامنه ذوب برنز مفید است."

دروغ: سرب دامنه ذوب را کاهش می دهد اما باعث تنگی گرم می شود (شکنندگی در دمای زیاد) اگر >5% پب.

برنز با سر بلند (C90700, 5% پب) در برنامه های گرمای بالا قابل استفاده نیست (به عنوان مثال, قطعات کوره) به دلیل خطر ترک خوردگی.

"همه برنزها در صورت گرم شدن در محدوده ذوب آنها قابل جوش هستند."

دروغ: جوشکاری برنز بالای مایع آن باعث ذوب فلز پایه و از بین رفتن عنصر آلیاژ می شود (تبخیر قلع).

برنز برای جلوگیری از نقص همجوشی به فلزات پرکننده با دامنه ذوب پایین تر از آلیاژ پایه نیاز دارد.

10. کیفیت, نقص, و کاهش

در رفتار ذوب برنز تعیین کننده مهم کیفیت محصول است.

حتی انحرافات کوچک از پنجره Solidus -Liquidus تعریف شده آن می تواند نقص های متالورژی را ایجاد کند که عملکرد مکانیکی را به خطر می اندازد, مقاومت در برابر خوردگی, و ثبات بعدی.

نقص های مشترک مربوط به دامنه ذوب

جدا سازی و ناهمگونی ریزساختاری

  • علت: خنک کننده آهسته یا دامنه ذوب گسترده (به عنوان مثال, برنزهای SN-SN) منجر به تفکیک قلع یا سرب در مرزهای دانه.
  • تأثیر: سختی کم, حساسیت خوردگی بین دانه ای.
  • نمونه: در C92700 (15% sn), تفکیک بیش از حد β فاز مقاومت در برابر ضربه را 30 ٪ کاهش می دهد.

تخلخل گاز و حفره های انقباض

  • علت: ریختن فوق العاده توصیه شده (> مایع + 100 درجه سانتیگراد) اکسیداسیون و جذب گاز را افزایش می دهد.
  • تأثیر: تخلخل باعث کاهش زندگی خستگی می شود 40%.
  • نمونه: برنز سرب C90700 در صورت ریخت >1,080 ° C به دلیل تبخیر سرب.

ترک (ترک خوردگی)

  • علت: محدوده جامد باریک در برخی از آلیاژها (به عنوان مثال, با - برنز) در هنگام خنک کننده آنها را مستعد فشارهای حرارتی کنید.
  • تأثیر: ترک ها در مرزهای دانه آغاز می شوند, سازش یکپارچگی ساختاری.

گرمای بیش از حد و از دست دادن عنصر آلیاژ

  • علت: قرار گرفتن در معرض طولانی >1,100 ° C باعث تبخیر قلع می شود (~ 1-2 ٪ در ساعت) و از دست دادن سرب در برنزهای سرب.
  • تأثیر: مقاومت کمتری, ماشینکاری ضعیف, و افزایش شکنندگی.

غذای اصلی:

بیشترین خرابی های با کیفیت در تولید برنز نه از انتخاب آلیاژ بلکه از کنترل نامناسب دما در هنگام ذوب و ریختن.

با ترکیب مدیریت حرارتی دقیق, بهینه سازی آلیاژ, وت تکنیک های پیشرفته بازرسی, نرخ نقص را می توان بیش از 70%.

11. روندهای آینده: تولید کم سرب و افزودنی

فناوری برنز برای برآورده کردن مقررات زیست محیطی و نیازهای پیشرفته تولید در حال تحول است, با ملاحظات دامنه ذوب در خط مقدم:

برنز کم و بدون سرب و سرب

  • محرک: مقررات زیست محیطی (به عنوان مثال, گزاره کالیفرنیا 65, من روه) محدود کردن سرب در وسایل آب آشامیدنی و سطوح تماس با مواد غذایی.
  • چالش دامنه ذوب: جایگزینی سرب با بیسموت (دو) یا سیلیکون (وت) نیاز به دوباره بهینه سازی دامنه های ذوب - Bismuth Liquidus را با 10 درجه سانتیگراد در هر کاهش می دهد 1% دو, اما BI اضافی باعث شرارت می شود.
  • راه حل: C90800 (با -10 ٪ SN-2 ٪ BI) دامنه ذوب 920-1000 درجه سانتیگراد دارد, تطبیق پذیری برنز در هنگام رعایت استانداردهای بدون سرب.

تولید افزودنی (3D چاپ)

  • محرک: هندسه های پیچیده (به عنوان مثال, یاتاقان های سفارشی) که ریخته گری سنتی نمی تواند به دست آورد.
  • چالش دامنه ذوب: همجوشی بستر پودر (PBF) نیاز به کنترل دقیق دمای لیزر دارد (بالای مایع برای ذوب کامل, در زیر برای پخت).
  • راه حل: برای C52100 Bronze PBF, از دمای لیزر 1050-1100 درجه سانتیگراد استفاده کنید (مایع + 20-70 درجه سانتیگراد) برای اطمینان از پیوند لایه بدون تبخیر قلع.

12. پایان

در نقطه ذوب از برنز به بهترین وجه به عنوان یک درک می شود دامنه ذوب تعریف شده توسط دمای Solidus و Liquidus.

این محدوده تحت تأثیر ترکیب آلیاژ است, ساختار, و ناخالصی ها, و مستقیماً حاکم است که برنز چگونه است بازی کردن, جوش داده شده, و با گرما.

کنترل دقیق ذوب و ریختن دما ، اجزای بدون نقص را تضمین می کند, زندگی خدمات را گسترش می دهد, و هزینه ها را کاهش می دهد.

با ادغام دانش نمودار فاز با تجربه ریخته گری عملی, مهندسان و تولید کنندگان می توانند ضمن به حداقل رساندن خطرات در تولید ، از تطبیق پذیری برنز استفاده کنند.

متداول

دامنه ذوب برنز مورد استفاده در پروانه های دریایی چیست?

پروانه های دریایی به طور معمول از برنز قلع C92200 استفاده می کنند (10% sn) یا برنز متوسط ​​آلومینیوم C61400 (10% با هم).

C92200 در 920-1020 درجه سانتیگراد ذوب می شود, در حالی که C61400 در دمای 1050-1130 درجه سانتیگراد ذوب می شود. برنز آلومینیوم به دلیل قدرت بالاتر در دماهای بالا برای پروانه های بزرگتر ترجیح داده می شود.

چگونه محتوای سرب بر دامنه ذوب برنز تأثیر می گذارد?

سرب به عنوان یک فشار دهنده نقطه ذوب عمل می کند - هر یک 1% افزایش سرب باعث کاهش مایع با دمای 15 درجه سانتیگراد می شود.

به عنوان مثال, C90300 (2% پب) مایع مایع 100 دارد, در حالی که C90700 (5% پب) دارای مایع 980 ° 100 است.

هر چند, رهبری >5% باعث تنگی گرم می شود, ساخت برنز در دماهای بالا.

آیا می توانم برنز را با همان دمای فولاد جوش دهم?

هیچ. فولاد (به عنوان مثال, A36) ذوب شده در دمای 1425-1538 درجه سانتیگراد, بسیار بالاتر از برنز.

جوشکاری C92200 برنز قلع به حداکثر دمای 950 درجه سانتیگراد نیاز دارد (زیر وضعیت 1020 ° 100 آن) برای جلوگیری از تبخیر قلع و ذوب فلز پایه.

با استفاده از دمای جوشکاری فولاد ، برنز را از بین می برد.

چگونه می توان دامنه ذوب برنز را در یک ریخته گری اندازه گیری کرد?

از یک دستگاه ذوب درجه حرارت بالا با یک ترموکوپل گرافیت و نوع k استفاده کنید.

گرم کردن 5 G نمونه برنز در دمای 5 درجه سانتیگراد در دقیقه, ضبط دما هنگامی که اولین مایع شکل می گیرد (جامد) و هنگامی که نمونه کاملاً مذاب است (مایع).

این روش دارای دقت 5-10 درجه سانتیگراد است, برای کنترل کیفیت دسته ای کافی است.

چرا برنز آلومینیوم دامنه ذوب بالاتری نسبت به برنز قلع دارد?

آلومینیوم ترکیبات بین فلزی بالایی را تشکیل می دهد (به عنوان مثال, وابسته به, ذوب در دمای 1037 درجه سانتیگراد) با مس, که Solidus و Liquidus را بالا می برد.

قلع, در مقابل, یک راه حل جامد انعطاف پذیر تر با مس تشکیل می دهد, اختلال در پیوندهای اتمی و پایین آمدن دامنه ذوب. به عنوان مثال, 10% آل در برنز مایع را با دمای 100 درجه سانتیگراد در مقابل بالا می برد. 10% sn.

یک نظر بگذارید

آدرس ایمیل شما منتشر نمی شود. زمینه های مورد نیاز مشخص شده اند *

به بالا بروید

دریافت نقل قول فوری

لطفا اطلاعات خود را وارد کنید و ما به سرعت با شما تماس خواهیم گرفت.