含铝高于9.4%的铝青铜合金,由于高温下组织已经变为双相,也因为如此它的相变过程 比起前者更为复杂。铸造过程中,缓慢冷却时在565℃发生β→α+γ2的共析转变。产生的共析体α+γ2为片层状组织分布在α基体之中,由于出现了粗大的硬度高达550HV的γ2相,合金脆性 升高,这过程也称为自发退火现象。冷却速度很快时β→α+γ2的共析体分解被抑制,形成亚稳 定的组织。根据冷速的快慢和保温时间的不同,合金的组织可分为上、下贝氏体及针状马氏 体组织[17]。
1.3.2 铝青铜的性能
铝青铜合金在实际生活中的用途很广泛,通常作为高强度、耐磨零件的原材料而被主要 的应用于航空航天、铁路交通、船舶工程、军事工程。除此之外,铝青铜合金还具有独特的 形状记忆能力,可用来制造新型铜基形状记忆合金[18]。
1)力学性能
铝青铜合金常温下具有较好的抗摩擦磨损性能,主要用于制备耐磨设备零部件。同时含 铝量的不同也直接影响其力学性能[19]。通常对于铝含量低于7.4%的单相铝青铜在室温时弹性 塑性较好,可以用来制备平面弹簧等弹性元件。铝青铜合金具有非常高的强度、硬度。对于 铝含量在9%以上的高铝铜合金,它们在室温下强度要比低铝青铜更高,故主要用来制作高强 度高耐磨的模具、轴承、轴套、齿轮、螺纹等。
2)物理、化学性能
该合金具有良好的导热性、导电性。除此以外,它的摩擦系数也很小 ,强度耐磨性能也 较好。哪怕在冷热变形时获得较大变形量、压延拉伸时,都不会出现粘模或划伤部件等情况。 也因此被用于制作各种模具,如CuA114铝青铜合金就是一种优秀的模具材料。
铝青铜合金在有机酸溶液、氢氧化钠、苦味酸、硫酸盐溶液等中耐腐蚀性能良好。这主 要归结于铝青铜在空气中可以快速生成一层Al2O3氧化层。
3)形状记忆效应 铝青铜合金中存在热弹性马氏体组织,因而铝青铜合金具有形状记忆效应。如果合金中
铝含量过高,此时硬脆相变多,导致合金不产生热弹性马氏体。可以根据需要对铝青铜合金 进行改造,通过向合金中添加镍、锰、钛等合金元素,抑制组织中的硬脆相数目。让合金中 热弹性马氏体相对含量增高,来提高铝青铜合金的形变记忆能力[20]。
1.3.4 铝青铜合金的热处理
铝青铜合金作为一种可以热处理的合金,通过对合金进行各种热处理不但可以改善合金 的塑性、韧性、耐蚀性和变形能力[21]。铝青铜合金的热处理工艺包括退火、人工时效和固溶 处理等[17],几种常见热处理工艺参数如表1.2所示。
表 1.2 含铝量不同的铝青铜合金热处理工艺参数
牌号 再结晶温度(℃) 去应力退火温度(℃) 淬火温度(℃) 正火温度(℃)
QAl5 600~700 300~360 — —
QAl7 650~750 300~360 — —
QA9-2 650~750 — 800 铝青铜合金微观组织控制及其拉伸性能研究(4):http://www.chuibin.com/cailiao/lunwen_205179.html