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铝青铜合金研究进展/袁庆龙等
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铝青铜合金研究进展*
袁庆龙,管红艳,张宝庆
(河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000)
摘要筒要介绍了铝青铜合金的主要性能和应用现状。综述了铝青铜中主要合金元素及其他微量元素AI
Fe、Mn、T、Zn、Co、Zr等对其显微组织和性能的影响机理、作用效果。详细介绍并分析了热处理エ艺,特別是固溶时
效工艺参数,包括固溶温度、固溶保温时间、时效温度、时效保温时间和冷却速度对铝青铜组织与性能的影响,并禠述
了铝青铜合金今后的发展方向。
关键词铝青铜合金成分固溶时效综合性能组织
Development of Aluminum Bronze Alloy
YUAN Qinglong, GUAN Hongyan, ZHANG Baoqing
( College of Materials Science and Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000)
Abstract Main properties and application status of aluminum bronze alloys are reviewed. Mechanism, effect of
main alloy elements and other minor elements, such as Al, Fe, Mn, Ti, Zn, Co, Zr, etc, on the microstructures and
properties in aluminum bronze alloys are evaluated. Furthermore, the influence of heat treatment process, especiall,
the parameters of solid solution and aging process, including solid solution treating temperature and time, aging tem
perature and time and cooling elocity, on microstructure and properties of aluminum bronze alloys is introduced and
detail, and directions for future studies of aluminum bronze alloys are described.
Key words aluminum bronze alloys, composition, solid solution and aging, comprehensive properties, micro-
structure
的转变,使其具有形状记忆功能?。耐冲击性强,在强冲击
0引言
下不会产生火花,可用来制造无火花工具材料?。光泽性
铝青铜是机械工业领域中广泛应用的重要结构材料,其好,CuAI二元系中,铝对金属的色泽有重要影响。铝青铜
含Al质量分数为5%~10%。一般分为筒单铝青铜(即二元中添加少量锌、镍、锡和稀有元素等,也能对铝青铜的色泽产
CuAl合金)和复杂铝青铜(即以铜铝为基,添加Fe、Ni、Mn、生作用,如“18合金”和造纸材料QA15-5-1?。铝青铜合金价
Zn等元素的多元铜合金)。由于简单铝青铜硬度、屈强比、耐格较便宜,力学性能较好,可替代部分贵重金属材料,如替代
磨性等性能的不足,导致其应用受到限制。为了改善铝青铜不锈钢、锡青铜和镍基合金等つ。
的这些性能,目前研究及使用的均为复杂铝青铜,这种合金
基于以上原因,本文较为详细地综述了铝青铜合金的组
因具有良好的综合力学性能及耐磨耐蚀性而得到广泛应用。织性能和热处理工艺等。
人类对铝青铜的研究始于20世纪初,到20世纪50年
代,铝青铜已经大规模应用在工程机械中,成为现代工业中1铝青铜合金的组织
不可缺少的铜合金。铝青铜主要具有以下性能:(1)良好的
铝青铜的组织随着成分和所处温度区间的改变而发生
铸造性能。结晶温度范围小,不易产生成分偏析,流动性好,变化。由图1所示的铜铝二元相图可以看出不同成分的
分散缩孔倾向小,易获得致密铸件。(2)力学性能好。铝青铝青铜合金的结晶过程和组织变化规律。其中,铝含量小于
铜的力学性能和耐磨性高于黄铜和锡青铜,常用来制作螺7.4%(质量分数,下同》)的所有铝青铜合金在固态时均为单
杆、螺帽、铜套和密封环等。(3)良好的耐蚀性。在大气、相Q固溶体,塑性好,加工成形性好。铝含量在7.4%~9.4%
海水及多数有机酸溶液中均具有较好的耐蚀性,因此可用来之间的铝青铜合金在1036~565℃温度范围内组织为a+p
制造耐腐蚀零件,如螺旋桨、阀门等。(4)导热性能好。在用相,但由于实际生产过程中,合金的冷却速度满足不了充分
作拉伸、压延不锈钢板式换热器模具材料时,因其刚度稳定缓慢冷却的条件,使βα转变不彻底,导致组织中残留一部
而不会粘模、划伤工件,成为一种新型模具材料。(5)具备分β相,随着温度继续降低,残留相发生β→a+Y2共析转变
良好的特殊性能。铝青铜合金在凝固时,会发生马氏体形态%2相是一种硬脆相,会使合金的硬度、强度升高,塑性下降。
米山西省回国留学人员科研资助项目(2007-34)
袁庆龙:男,1955年生,博士,教授,主要从事金属材料表面改性技术研究Tel:0391-3989855 E-mail: y@(@hpu,edu,cn