1. 概述
QAl10-4-4是一种铜-铝-镍-铁四元系热强型复杂铝青铜。其中,镍的加入显著提高了合金的强度、硬度、热稳定性和耐蚀性能。铁和镍与铝形成具有有序体心立方晶格的马氏体x相。k相在高温时溶入α和β相中,在温度下降时析出。因此,通过适当的热处理,可以控制析出物的形态和尺寸,从而提高合金的力学性能。该合金在400℃以下具有稳定的力学性能和良好的耐磨性,在大气、淡水和海水中具有优异的耐蚀性。适用于制造高强度的耐磨零件和在400℃以下工作的零件。该合金可在铸态和变形态下使用。
1.1 材料牌号
10-4-4铝青铜(QAl10-4-4)。
1.2 相近牌号
请参见表
1.3 材料的技术标准
符合GB/T 13808—1992《铜及铜合金挤制棒》和GB/T 1528—1997《铜及铜合金挤制管》的规定。
1.4 化学成分
按照GB/T 5233-1985《加工青铜化学成分和产品形状》的要求,化学成分如表
1.5 热处理制度
退火:650~700℃,1~2小时。淬火和回火:900℃水淬,500~600℃回火1~2小时,然后自然冷却。
1.6 熔炼与铸造工艺
由于合金中含有大量的易氧化元素铝和镍,易在熔炼过程中氧化形成高熔点的悬浮渣,难以清除。因此,在熔炼时应使用能溶解氧化铝的冰晶石作为覆盖剂和精炼剂,尽量避免熔体过热,以降低氧化。通常采用中频或工频无芯感应电炉熔炼,半连续铸造工艺浇铸铸锭。铸造温度为1220~1260℃。
1.7 应用与特殊要求
主要用于制造飞机起落架作动简的衬套,以及辅助机械结构中的高强度轴套、球形座、助力器滑块、导向螺杆、从动轴、支撑圈、燃油分配活门、连杆和螺帽等。
2. 物理及化学性能
2.1 热性能
熔化温度范围: 1038~1054℃。
热导率: λ=75.4W/(m·℃)。
比热容: c=376.8J/(kg·℃)。
2.2 密度
p=7.68g/cm³。
2.3 电性能
电导率: g=9.0%IACS。
电阻率: p=0.193μΩ·m。
2.4 磁性能
在磁场强度H=5.8kA/m时,合金室温质量磁化率X=12.5×10-⁶m³/kg。
2.5 化学性能
抗氧化性能: 在高温下具有良好的抗氧化性能。
耐腐蚀性能: 在大气、淡水和海水中具有优异的耐腐蚀性能。对碱、非氧化性酸、磷酸、乙酸、硫酸和酚类也有较高的耐腐蚀性。在海水中的腐蚀量为0.0075g/m²·h,在10%硫酸溶液中为0.024g/m²·h。
3. 组织结构
3.1 相变温度
3.2 时间-温度-组织转变曲线
3.3 合金组织结构
在高于950℃时,合金呈α+β相,室温下呈α+k相。x相的析出形态和分布与热处理条件有关。通过控制淬火和回火条件,可以改变k相的析出量、尺寸和形状。当k相呈颗粒状分布时,有利于提高合金的力学性能。
4. 工艺性能与要求
4.1 成形性能
合金在高温下具有良好的塑性,能进行多种形式的热加工,如热挤、热弯、热锻等。热加工温度为850~900℃。
4.2 焊接性能
合金适宜进行氩弧焊,将焊件预热至200℃能获得良好的焊接性能。也可以进行接触电阻焊,如点焊、喷射焊和闪光焊。使用适当的焊料银焊条时,也可以进行钎焊。但不适宜锡焊、电渣焊和气焊。若必需采用气焊,应将火焰调至非氧化性状态。
4.3 零件热处理工艺
加热至900℃(保温2小时)后水淬,然后在650℃回火2小时以获得高的冲击韧性。
4.4 表面处理工艺
酸洗: 使用50~80℃的硫酸-重铬酸钠水溶液。
光亮处理: 使用磷酸(55%体积分数)+硝酸(20%体积分数)+乙酸(25%体积分数)水溶液,温度维持在60~80℃浸渍。
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