钛青铜主要合金元素铜、钛外,还含有一定的铁、锡、铬、铝等微量元素。
微量元素对钛青铜的影响
铜-钛合金中添加0.35%以上的锡,就会在组织中形成新的第二相—TiSn相的数量随合金中含钛量和含锡量的增加而增多。锡在Cu-1.6%Ti合金中的固溶度随着温度的降低而明显减少,并可借TiSn的相析出而导致合金硬化。Cu1.6%和Ti2.5%Sn合金有最佳的沉淀硬化效果。该合金的加工性能好,在900℃淬火后不经中间退火也可冷加工90%。合金冷加工后在400℃时效具有最高的强度,其导电率在30%以上,是一种良好的高强度、中等导电率的材料。
铁能使二元铜-钛合金固溶处理后的影都降低,塑性增高,能显著阻止加热时的晶粒长大,能抑制时效过程中的晶界反应,还能与钛形成金属间化合物,提高合金的耐磨性。加工用Cu-4.0%~6.0%Ti合金中以加入0.5%~0.7%Fe为宜,过多会降低时效后的硬度。
镍与钛能形成化合物Ni3Ti,Ni3Ti在铜中的固溶度随温度降低而减小。铜-钛-镍合金中镍与钛重量比接近于7.118时,可获得明显的沉淀硬化效果。例如,Cu-0.58%Ti-2.06%Ni合金中的镍与钛的重量比为7.105时,该合金950℃固溶处理1h和600MPa,伸长率为10%,导电率为60%IACS,而且耐热性也很好,合金的开始软化温度大约为650℃。
铜-钛合金中加入少量硼、锆、铬,可阻碍加热时的晶粒长大,细化晶粒;使冷加工性能得到改善;抑制晶界反应;提高合金时效后的强度、弹性极限及高温强度;还使Cu-0.4%Ti合金过时效趋势减缓,性能稳定性提高。少量铬加入到Cu-Ti-Sn合金中,可进一步提高合金的力学性能。Cu-1.5%Ti=2.5%Sn-0.4%Cr合金能冷、热态压力加工,经淬火、冷加工及时效处理后具有高的强度、中等导电率和好的高温性能。
少量铝可提高Cu-Ni-Ti合金的抗氧化性,其耐热性超过二元Cu-Cr合金。Cu-2%Ni-6%Ti-0.2%Al的合金是一种导电率可达50%~60%IACS的良好耐热导电材料。Cu-6%Ti合金中加入0.5%~1.0%Al,能提高强度和硬度,也能提高耐蚀性。 |