Mengenai rawatan haba kupronikel, sifat mekanikal dan kegunaan gred kupronikel akan diterangkan.
1. Pengenalan kepada kuprum putih
Aloi kuprum-nikel yang mengandungi Ni<50% (wt) are called white copper.
Oleh kerana kedua-dua unsur kuprum dan nikel adalah sangat rapat dalam jadual berkala, sifat elektrokimia dan jejari atomnya tidak jauh berbeza, dan kedua-duanya adalah kekisi padu berpusat muka, ia tidak terhingga larut antara satu sama lain. Kuprum bukan magnet dan nikel adalah feromagnetik. Dalam aloi binari Cu-Ni, apabila kandungan Ni berkurangan, titik Curie aloi berkurangan. Apabila kandungan nikel menurun kepada 74%, titik Curie turun ke suhu bilik; apabila kandungan nikel menurun kepada 50%, mata Curie turun ke bawah -200 darjah .
Menambah nikel kepada tembaga boleh meningkatkan kekuatan, rintangan kakisan, rintangan elektrik dan sifat termoelektrik dengan ketara. Aloi tembaga-nikel industri dibahagikan kepada tembaga putih struktur dan tembaga putih elektrik berdasarkan ciri dan kegunaan prestasi yang berbeza. Aloi perduaan kuprum-nikel dipanggil tembaga putih mudah. Ciri-ciri cemerlang tembaga putih ringkas ialah kestabilan kimianya yang tinggi dalam pelbagai media menghakis seperti air laut, asid organik, dan pelbagai larutan garam, dan sifat pemprosesan sejuk dan panas yang sangat baik. Nombor gred tembaga putih didahului dengan "B", diikuti dengan kandungan nikel (%). Cupronickel yang juga mengandungi unsur lain dipanggil complex cupronickel atau special cupronickel.
Cupronickel yang mengandungi Mn dipanggil manganese cupronickel, juga dikenali sebagai constantan, seperti BMn40-1.5. Komposisinya (berat) ialah 40% Ni dan 1.5% Mn.
Menambah sejumlah kecil mangan atau besi kepada kuprum putih bukan sahaja dapat memperhalusi saiz butiran, tetapi juga meningkatkan ketahanan kakisannya dengan ketara. Oleh itu, kuprum putih kompleks yang mengandungi besi - kuprum besi putih BFe30-1-1 dan BFe5-1, boleh digunakan sebagai bahagian yang berfungsi dalam kapal laut dan media lain yang sangat menghakis.
Peranan utama zink dalam aloi tembaga-nikel adalah pengukuhan larutan pepejal dan meningkatkan rintangan kakisan. Zink-nikel tembaga mengandungi Ni antara 5%-35% (wt) dan Zn antara 13%-45% (berat). Antaranya, BZn15-20 adalah yang paling banyak digunakan. Ia mempunyai rintangan kakisan yang tinggi, prestasi pemprosesan yang baik, warna putih keperakan yang cantik, graviti tentu yang kecil, dan kos yang rendah. Zink-nikel tembaga ditambah dengan<2% (wt) Pb and trace amounts of selenium. (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.
Keterlarutan aluminium dalam aloi kuprum-nikel berkurangan apabila suhu menurun dan boleh menjadi larutan pepejal diperkukuh. Contohnya, kuprum aluminium-nikel BAl13-3 dan BAl16-1.5 bukan sahaja mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik dan rintangan kakisan, tetapi juga mempunyai keanjalan yang tinggi dan rintangan suhu rendah. Pada suhu rendah 90K (-183 darjah ), sifat mekanikal bukan sahaja tidak berkurangan, malah bertambah baik. bertambah baik!
Menambah Ti (titanium), Zr (zirkonium), Ne (niobium), Mo dan unsur-unsur lain kepada aloi tembaga-nikel boleh meningkatkan prestasi tuangan aloi, meningkatkan sifat mekanikal suhu bilik dan termoplastik, dan juga bermanfaat untuk kimpalan dan kakisan rintangan.
Di bawah disenaraikan sifat mekanikal dan kegunaan cupronickel untuk struktur tahan kakisan:
B5
Jalur M, kekuatan tegangan 220MPa, pemanjangan 32%
Jalur Y, kekuatan tegangan 400MPa, pemanjangan 10%
Digunakan untuk bahagian tahan kakisan kapal.
B19
Jalur Y, kekuatan tegangan 400MPa, pemanjangan 10%
Jalur M, kekuatan tegangan 300MPa, pemanjangan 25%
Jalur Y, kekuatan tegangan 400MPa, pemanjangan 3%
Plat M, kekuatan tegangan 300MPa, pemanjangan 30%
Plat Y, kekuatan tegangan 400MPa, pemanjangan 3%
Ia digunakan untuk instrumen ketepatan, bahagian instrumen, dan mesh logam dan bahagian tahan kakisan kimia yang berfungsi dalam wap, air tawar dan air laut.
B30
Jalur M, kekuatan tegangan 380MPa
Jalur Y, kekuatan tegangan 550MPa
Plat M, kekuatan tegangan 380MPa, pemanjangan 23%
Plat Y, kekuatan tegangan 550MPa, pemanjangan 3%
Ia digunakan untuk bahagian tahan kakisan yang bekerja dalam wap dan air laut, dan paip logam dan paip pemeluwapan yang berfungsi di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi.
BMn3-12
Jalur M, kekuatan tegangan 360MPa, pemanjangan 25%
Plat Y, kekuatan tegangan 360MPa, pemanjangan 25%
Tujuannya sama seperti di atas.
BZn15-20
Jalur M, kekuatan tegangan 350MPa, pemanjangan 3.5%
Jalur Y, kekuatan tegangan 550MPa, pemanjangan 1.5%
Jalur T, kekuatan tegangan 650MPa, pemanjangan 1%
Plat M, kekuatan tegangan 350MPa, pemanjangan 3.5%
Jalur Y, kekuatan tegangan 550MPa, pemanjangan 2%
Plat T, kekuatan tegangan 650MPa, pemanjangan 1%
Rod kawalan Y, diameter 5-20mm, kekuatan tegangan 450MPa, pemanjangan 5%
Rod kawalan Y, diameter 21-30mm, kekuatan tegangan 400MPa, pemanjangan 7%
Rod kawalan Y, diameter 31-40mm, kekuatan tegangan 350MPa, pemanjangan 12%
Rod kawalan M, kekuatan tegangan 300MPa, pemanjangan 30%
Digunakan dalam bahagian jentera ketepatan instrumen, peralatan industri, dan jentera perubatan.
BAl6-1.5
Plat, kekuatan tegangan 550MPa, pemanjangan 3%
Digunakan untuk membuat spring dan bahagian anjal.
2. Sifat fizikal utama tembaga putih elektrik yang biasa digunakan diperkenalkan di bawah.
Kuprum putih mudah B0.6
Kekonduksian terma λ272w/(m· darjah )
Kerintangan ρ0.031×10ˉ6Ω·m
Pekali suhu rintangan 0.0028/ darjah
Kuprum putih mudah B16
Pekali pengembangan linear 15.3×10ˉ6/ darjah
Kerintangan ρ0.223×10ˉ6Ω·m
Pekali suhu rintangan 0.0028/ darjah
BMn tembaga mangan3-12
Pekali pengembangan linear 16.0×10ˉ6/ darjah
Haba tentu c410J/kg· darjah
Kekonduksian terma λ22w/(m· darjah )
Kerintangan ρ0.435×10ˉ6Ω·m
Pekali suhu rintangan 0.00003/ darjah
Constantan BMn40-1.5
Pekali pengembangan linear 14.4×10ˉ6/ darjah
Haba tentu c410J/kg· darjah
Kekonduksian terma λ21w/(m· darjah )
Kerintangan ρ0.435×10ˉ6Ω·m
Pekali suhu rintangan 0.00002/ darjah
Uji gangsa BMn43-0.5
Pekali pengembangan linear 14.4×10ˉ6/ darjah
Kekonduksian terma λ24w/(m· darjah )
Kerintangan ρ0.49×10ˉ6Ω·m
Pekali suhu rintangan-0.00014/ darjah
3. Rawatan haba kuprum putih
Kuprum putih aluminium BAl2-3 boleh dikuatkan dengan rawatan haba. Selepas larutan pepejal pada 900 darjah , gelek sejuk 50%, dan penuaan pada 550 darjah , kekuatan boleh mencapai 800-1000MPa, dan keadaan larutan pepejal hanya 250-350MPa.
Pengasingan intrakristal jongkong kuprum putih adalah serius dan penyepuhlindapan homogenisasi mesti dijalankan. Sistem penyepuhlindapan homogenisasi kuprum putih adalah seperti berikut:
B19, B30, suhu 100-1050 darjah , masa 3-4h
BMn3-12, suhu 830-870 darjah , masa 2-3h
BMn40-1.5, suhu 1050-1150 darjah , masa 3-4h
BZn15-20, suhu 940-970 darjah , masa 2-3h
Proses rawatan haba yang berbeza bagi kuprum putih mempunyai kesan yang besar terhadap prestasinya. BMn3-12 yang digunakan untuk instrumen ketepatan hendaklah dilepaskan tekanan dan disepuhlindap untuk menstabilkan rintangan.
BMn40-1.5 bekerja pada suhu tinggi hendaklah disepuhlindapkan jangka pendek pada suhu yang lebih tinggi iaitu 750-850 darjah , disejukkan dengan air atau disejukkan udara.
Zink-nikel kuprum BZn15-20 yang digunakan untuk membuat komponen kenyal boleh disepuhlindapkan pada suhu rendah 325-375 darjah .
Suhu penyepuhlindapan pertengahan (darjah) bahagian mesin kuprum putih perlu dikurangkan dengan sewajarnya apabila ketebalan berkesan (mm) berkurangan, seperti yang disenaraikan di bawah:
B19, B25
750-780℃ (>5mm) 700-750 darjah (15-}mm)
{{0}} darjah (0.5-1mm) 530-620 darjah (<0.5mm)
BZn15-20\bmN3-12
700-750 darjah (lebih besar daripada 5mm) 680-730 darjah (1-5mm)
{{0}} darjah (0.5-1mm) 520-600 darjah (<0.5mm)
BAl6-1.5, BAl13-3
700-750℃ (>5mm) 700-730 (1-5mm)
{{0}} darjah (0.5-1mm) 550-600 darjah (＜0.5mm)
BMn40-1.5
800-850℃ (>5mm) 750-800 darjah (1-5}mm)
{{0}} darjah (0.5-1mm) 550-600 darjah (<0.5mm)
Suhu penyepuhlindapan rod dan wayar kuprum-nikel siap juga berbeza dengan keadaan "separa keras dan lembut" yang berbeza sebelum penyepuhlindapan, seperti yang disenaraikan di bawah:
BZn15-20
Bar, darjah 400-420 separa keras, darjah 650-700 lembut
Wayar Φ{{0}}.3-Φ6.0, lembut 650-700 darjah
BMn3-12
Wayar Φ{{0}}.3-Φ6.0, lembut 500-540 darjah
BMn40-1.5
Wayar Φ{{0}}.3-Φ0.8, lembut 670-680 darjah
Wayar Φ{{0}}.85-Φ2.0, lembut 690-700 darjah
Wayar Φ2.1-Φ6.0, lembut 710-730 darjah
