PL203176B1

PL203176B1 - Brąz aluminiowy

Info

Publication number: PL203176B1
Application number: PL375128A
Authority: PL
Inventors: Tadeusz Grzegorzewicz
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2009-09-30
Also published as: PL375128A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest brąz aluminiowy o podwyższonej wytrzymałości, przeznaczony na części maszyn i osprzęt pracujący pod dużymi obciążeniami i narażony na korodujące działanie środowiska i zużycie ścierne.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 160787 brąz aluminiowy składający się z 85,75-88,90% masowych miedzi, 10-11,5% masowych aluminium, 1-2% masowych chromu i do 0,5% wagowego zanieczyszczeń, zawiera ponadto 0,10-0,25% wagowego cyrkonu.

Inny znany z polskiego opisu patentowego nr 160788 brąz aluminiowy składa się z 88,75-92,40% wagowych miedzi, 6,50-8,50% wagowych aluminium, 1-2% wagowych chromu i do 0,5% wagowego zanieczyszczeń, zawiera ponadto 0,10-0,25% wagowego cyrkonu.

Z polskiego opisu patentowego nr 162173 znany jest wieloskł adnikowy brą z aluminiowomanganowy, który zawiera (wagowo) 5,0-9,0% aluminium, 5,0-11,0% manganu, 1,5-5,0% żelaza, 1,0-5,0% niklu, 0,5-5,0% cynku, resztę stanowi miedź.

Znany jest też ze stosowania brąz aluminiowy zawierający w procentach masowych 89,55-91,5 miedzi, 6,0-6,4 aluminium, 2,0-2,4 krzemu, 0,5-0,7 żelaza i do 0,95 zanieczyszczeń.

Istota brązu według wynalazku polega na tym, że zawiera on 88,03%-91,27% masowych miedzi, 8%-10% masowych aluminium, 0,5%-0,9% masowych kobaltu, 0,03%-0,07% masowych cyrkonu, 0,2%-0,4% masowych krzemu oraz do 0,6% masowych zanieczyszczeń.

Zasadniczą zaletą brązu aluminiowego według wynalazku jest to, że korzystne oddziaływanie kobaltu na odporność korozyjną i właściwości wytrzymałościowe brązu aluminiowego w obecności 0,2-0,4% krzemu występuje już przy zawartości 0,5-0,8%, i z tego względu jego stosowanie jako dodatku stopowego ze względów ekonomicznych jest już opłacalne. Modyfikowanie tego brązu cyrkonem powoduje, w wyniku rozdrobnienia struktury, znaczny wzrost właściwości wytrzymałościowych bez pogorszenia właściwości plastycznych.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania, które ilustrują skład chemiczny brązów aluminiowych, ich strukturę, właściwości mechaniczne i odporność korozyjną.

P r z y k ł a d 1.

Brąz aluminiowy, którego chemiczny skład wynosi w procentach masowych: Cu = 89,92, Al = 9,20, Si = 0,27, Co = 0,50, Zr = 0,06, zawartość zanieczyszczeń = 0,05, wykazuje w stanie wytworzonym po walcowaniu na gorąco strukturę składającą się z poligonalnej i bainitycznej fazy α z wydzieleniami w osnowie dyspersyjnych faz międzymetalicznych Co(Al, Si) i Co2(Si, Zr). Brąz wytapia się w piecu indukcyjnym w tyglu grafitowym. Po odlaniu wlewka wyżarza się go ujednorodniająco, po czym walcuje na taśmy o grubości 2 mm. Charakteryzuje się on w tym stanie następującymi właściwościami mechanicznymi, a mianowicie: wytrzymałością na rozciąganie Rm = 668 N/mm², umowną granicą plastyczności Rp0.2 = 462 N/mm², wydłużeniem A = 21%, przewężeniem Z = 23%, twardością HV = 127. Wykazuje on w tym stanie materiału dużą odporność na korozję ogólną i selektywną. Jego szybkość korozji w syntetycznej wodzie morskiej, w 3% wodnym roztworze NaCl i 10% wodnym roztworze H2SO4 wynosi odpowiednio: 0,002, 0,014 i 0,01 mm/rok, a więc może on być zaliczony do stopów bardzo odpornych na korozję w wymienionych środowiskach korozyjnych. Nie ulega on w syntetycznej wodzie morskiej odaluminiowaniu w żadnym stanie obróbki cieplnej, oraz w 3% wodnym roztworze NaCl w stanie wytworzonym po walcowaniu na gorąco, natomiast w 10% wodnym roztworze H2SO4 odaluminiowanie ma charakter powierzchniowy.

P r z y k ł a d 2.

Brąz aluminiowy, którego skład chemiczny w procentach masowych wynosi: Cu = 88,74, Al = 10,0, Si = 0,22, Co = 0,90, Zr = 0,04, zawartość zanieczyszczeń = 0,1, wykazuje w stanie wytworzonym po walcowaniu na gorąco strukturę bainityczo-martenzytyczną z udziałem fazy α i wydzieleniami w osnowie dyspersyjnych faz międzymetalicznych Co(Al, Si) i Co2(Si, Zr). Brąz wytapia się w piecu indukcyjnym w tyglu grafitowym. Po odlaniu wlewka wyżarza się go ujednorodniająco, po czym walcuje na taśmy o grubości 2 mm. Charakteryzuje się on w tym stanie następującymi właściwościami mechanicznymi: wytrzymałością na rozciąganie Rm = 630 N/mm², umowną granicą plastyczności Rp0,2 = 400 N/mm², wydłużeniem A = 19%, przewężeniem Z = 21%, twardością HV = 176. Wykazuje on w stanie wytworzonym dużą odporność na korozję ogólną i selektywną. Jego szybkość korozji w syntetycznej wodzie morskiej, w 3% wodnym roztworze NaCl i 10% wodnym roztworze H2SO4 wynosi odpowiednio: 0,001, 0,005 i 0,008 mm/rok, a więc może on być zaliczony do stopów bardzo odpornych na korozję w wymienionych środowiskach korozyjnych. Nie ulega on stanie wytwoPL 203 176 B1 rzonym po walcowaniu na gorąco odaluminiowaniu w syntetycznej wodzie morskiej, a w 3% wodnym roztworze NaCl, a w 10% wodnym roztworze H2SO4 odaluminiowanie ma charakter powierzchniowy.

Brąz ten może być stosowany szczególnie na części maszyn narażone na korozyjne oddziaływanie wody morskiej. W wypadku stosowania brązu na części maszyn narażone na duże obciążenia i zuż ycie ścierne należy go obrobić cieplnie przez hartowanie i odpuszczanie. Wykazuje on wtedy ze zmianą zawartości aluminium następujące właściwości mechaniczne: wytrzymałość na rozciąganie Rm = 651 + 742 N/mm², granicę plastyczności R_p0,₂ = 468-523 N/mm², wydłużenie 11,5-20%, przewężenie Z = 15,5-24%, twardość HV = 210-243.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Brąz aluminiowy zawierający powyżej 88,03% masowych miedzi, do 10% masowych aluminium i do 0,6% masowych zanieczyszczeń, znamienny tym, że zawiera 88,03%-91,27% masowych miedzi, 8%-10% masowych aluminium, 0,5%-0,9% masowych kobaltu, 0,03%-0,07% masowych cyrkonu, 0,2%-0,4% masowych krzemu oraz do 0,6% masowych zanieczyszczeń.