鈦青銅是以鈦為主要合金元素的青銅。添加量一般為3.0%-4.5%。此外,加入少量的鐵(0.2%-0.5%)、錫、鉻、鋁等元素細(xì)化晶粒。鈦青銅有較高的強(qiáng)度、硬度、彈性極限,還有優(yōu)良的耐磨性、耐疲勞性、耐熱性及耐蝕性。冷熱態(tài)加工性好,易釬焊和電鍍,無磁性,沖擊時(shí)不生火花,導(dǎo)電性僅次于鈹青銅?捎糜谥圃旄邚(qiáng)度、高彈性、高耐磨的彈性元件、電器開關(guān)、繼電器彈性元件、膜盒、膜片、齒輪、軸承、軸瓦、軸套等。而且生產(chǎn)工藝簡單、無毒、價(jià)格便宜,是一種很有發(fā)展前景的銅合金材料。鈦青銅常用的牌號有Cu-3.5Ti,Cu-3.5Ti-0.2Cr,Cu-6Ti-1Al等。
鈦青銅的基本性能及微量元素的影響之基本性能
鈦青銅是一種用的比較多彈性合金,當(dāng)然它也有自身的缺點(diǎn),比如說投入的成本比較大,生產(chǎn)工藝比較的復(fù)雜,鈹?shù)难趸锘蛘呤欠蹓m這些物質(zhì)都是具有一定的毒性的,肯定會(huì)對人體以及環(huán)境造成一定的影響。另外它的高溫抗應(yīng)力松馳能力不是非常的好,不能在溫度比較的環(huán)境相愛使用的太久,使用的時(shí)候溫度最好也不能大于100到150度的范圍。
在生產(chǎn)和使用的時(shí)候,合金性能對熱處理是非常敏感的,因?yàn)樵诓僮鞯臅r(shí)候工藝有所不同,合金的性能也不是非常的穩(wěn)定。所以說現(xiàn)在這幾年,人類一種都在找可以代理鈹青銅的合金,而且現(xiàn)在也有一定有了沒有鈹?shù)你~基彈性合金,比如說是鈦青銅等。
鈦青銅主要合金元素銅、鈦外,還含有一定的鐵、錫、鉻、鋁等微量元素。
銅-鈦合金中添加0.35%以上的錫,就會(huì)在組織中形成新的第二相—TiSn相的數(shù)量隨合金中含鈦量和含錫量的增加而增多。錫在Cu-1.6%Ti合金中的固溶度隨著溫度的降低而明顯減少,并可借TiSn的相析出而導(dǎo)致合金硬化。Cu1.6%和Ti2.5%Sn合金有最佳的沉淀硬化效果。該合金的加工性能好,在900℃淬火后不經(jīng)中間退火也可冷加工90%。合金冷加工后在400℃時(shí)效具有最高的強(qiáng)度,其導(dǎo)電率在30%以上,是一種良好的高強(qiáng)度、中等導(dǎo)電率的材料。
鐵能使二元銅-鈦合金固溶處理后的影都降低,塑性增高,能顯著阻止加熱時(shí)的晶粒長大,能抑制時(shí)效過程中的晶界反應(yīng),還能與鈦形成金屬間化合物,提高合金的耐磨性。加工用Cu-4.0%~6.0%Ti合金中以加入0.5%~0.7%Fe為宜,過多會(huì)降低時(shí)效后的硬度。
鎳與鈦能形成化合物Ni3Ti,Ni3Ti在銅中的固溶度隨溫度降低而減小。銅-鈦-鎳合金中鎳與鈦重量比接近于7.118時(shí),可獲得明顯的沉淀硬化效果。例如,Cu-0.58%Ti-2.06%Ni合金中的鎳與鈦的重量比為7.105時(shí),該合金950℃固溶處理1h和600MPa,伸長率為10%,導(dǎo)電率為60%IACS,而且耐熱性也很好,合金的開始軟化溫度大約為650℃。
銅-鈦合金中加入少量硼、鋯、鉻,可阻礙加熱時(shí)的晶粒長大,細(xì)化晶粒;使冷加工性能得到改善;抑制晶界反應(yīng);提高合金時(shí)效后的強(qiáng)度、彈性極限及高溫強(qiáng)度;還使Cu-0.4%Ti合金過時(shí)效趨勢減緩,性能穩(wěn)定性提高。少量鉻加入到Cu-Ti-Sn合金中,可進(jìn)一步提高合金的力學(xué)性能。Cu-1.5%Ti=2.5%Sn-0.4%Cr合金能冷、熱態(tài)壓力加工,經(jīng)淬火、冷加工及時(shí)效處理后具有高的強(qiáng)度、中等導(dǎo)電率和好的高溫性能。
少量鋁可提高Cu-Ni-Ti合金的抗氧化性,其耐熱性超過二元Cu-Cr合金。Cu-2%Ni-6%Ti-0.2%Al的合金是一種導(dǎo)電率可達(dá)50%~60%IACS的良好耐熱導(dǎo)電材料。Cu-6%Ti合金中加入0.5%~1.0%Al,能提高強(qiáng)度和硬度,也能提高耐蝕性。
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