深入解读白铜的组织与相图及合金元素
- 白铜除铜中加镍外，有的还加有锌、铝、铁、锰等元素。铜合金具有优异的耐蚀性，其机械性能和物理性能也异常良好，因而广泛地使用于造船、石油、化工。电气仪表，医疗器械工业中。
白铜的组织与相图：铜与镍在周期表中位置相近，原子半径差很小，且同为面心立方结构。故彼此能无限固溶（见图IV—1）。
由相图可知，二元铜镍合金不论含镍多少均为单一的α相，但由于液相线和固相线的水平距离较大，加之镍在铜中的扩散速度很慢，因而Cu-Ni二元合金的铸造组织均呈明显的树枝状结构。这种树枝状组织甚至可一直保持到热加工之后。消除了晶内偏析的Cu-Ni合金，其显微组织在各种状态下均与紫铜无异。
铜中加镍后，紫铜的颜色发生明显的改变，含镍15%时颜色尚呈紫铜色，当增至2Il。时即呈银白色。这里仅对结构材料用的白铜作一简单介绍。
2.合金元素的影响
锌：锌能大量固溶于Cu-Ni合金的鲈相中，锌的加入不仅使合金得到了固溶强化，而且合金的耐腐蚀性也有进一步的提高。 Cu-Ni-Zn三元平衡图叙述的是很少。
图中的斜线部分为锌白铜的适用成分，显微组织均保持铜单相组织，在此成分范围内。适当降低镍含量，增加锌成分以降低成本，减少重量。锌白铜中BZn 15—20能很好地进行冷热加工。作为手表材料的BZn 17-18-1.8中还含有铅的游离相，铅相改善了合金的切削性能。但会使材料产生热脆，故铅白铜只能在冷态下加工变形。
铝；铝能显著提高白铜的机械强度和耐蚀性，但合金的塑性将会有所降低Cu-Ni -A三元合金状态图。
铝在白铜中的固溶度不大，随温度下降，溶解度减小，并将析出鸠灰色的θ相(Ni3A1)，及β相（NiAL2），用热处理方法可以进一步提高合金的机械性能。以BA113-3为例。热处理前σb35- 38公斤/毫米。
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