改性纳米sic粉体铸造铝青铜强韧化及组织和耐腐蚀性能研究

《改性纳米sic粉体铸造铝青铜强韧化及组织和耐腐蚀性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、开尔纳米产品应用论文（周报）论文名称改性纳米SiC粉体铸造铝青铜强韧化及组织和耐腐蚀性能研究一、本期推介粉体：1、主要技术指标（与本论文相关联的指标）：改性材料选用改性纳米SiC颗粒，粒径为20~50nm。2、本期重点推介的性能（关键词、句）：SiC颗粒具有高强度、高硬度、高模量和低膨胀系数等优良特性，而且其价格相对较低，是一种极具吸引力的理想增强相。二、产品应用的主要内容（使用方法、简易流程等）：1、主要原理（机理）叙述：由于作为铸造铝青铜添加剂的SiC粉体颗粒具有纳米级的尺寸，因此SiC颗粒表面有比较

2、高的活性。当SiC粉体颗粒弥散分布在熔体中时，会偏聚在正在生长枝晶前沿，阻碍枝晶的长大，同时纳米SiC粉体颗粒可作为非自发形核，起着结晶晶核的作用，增加晶核数量，起到细化铝青铜的组织核晶粒的作用。经纳米SiC粉体强韧化处理后，一方面，铝青铜组织中的强化相13’相减少，但由于晶粒的细化、丫2相的减少和K相的形态、分布的改善，使合金的强度和塑性同时得到显著提高。另一方面，晶粒越细，相同体积材料中晶界越多，位错越难于运动，强度也就越高。加入纳米SiC粉体致使铝青铜的晶粒大大细化，这就大大提高了铝青铜的强度。铝青

3、铜延伸率的提高与强度升高的原因相似。由于在FeCl3+HCl溶液和NaCl溶液腐蚀机理不同，所以讨论它们的耐蚀机理方面也要区别对待。在FeCl3+HCl溶液中，铝青铜耐蚀机理关键是形成具有保护性钝化膜CuCI的形成。加入纳米SiC粉体后，铝青铜的组织得到细化，晶粒细化可提供大量作为优先扩散通道的晶界，提高了形成盐膜组元Cu向外的传输速率；再者晶粒细化可能导致晶界密度的提高因而增加盐膜CuCl可能成核的位置。因此，未加入纳米SiC粉体的试样形成的钝化膜薄，Fe3+易于通过钝化膜扩散达到基体表面；而加入纳米S

4、iC粉体的试样基体表面形成的CuCl钝化膜较厚，Fe3+难以通过扩散达到基体表面，随着腐蚀的进行，钝化膜的厚度将进一步增大，腐蚀速度也将继续下降。在NaCl溶液中，加入纳米SiC粉体后，一方面，按传统理论，铝青铜的晶粒得到细化，晶界增多，使得参与腐蚀反应的活性原子数增加，进而使其腐蚀速率加快。另一方面，SiC颗粒小且扩散性好，占据了砧原子溶解后留下的空位，进而堵塞了砧原子组成的渗流通道，从而又抑制了脱铝腐蚀。因此当纳米SiC粉体量为0．01Wt％时，铝青铜的耐蚀性能最好。2、使用工艺、过程描述：（1）ZC

5、uAll0Fe2采用工频感应炉熔炼，熔炼温度为1200℃；（2）铜液出炉前，将不同质量的纳米SiC粉体置于包底，用熔化好的铜液冲入，不需要搅拌；（3）保温静置约10min，然后进行浇注，浇注温度为1160℃。自然冷却后得到纳米SiC粉体分别为O．01％、0．05％、0．1％的铝青铜试样。浇注方式为顶注式，浇注系统设计为具有良好的排渣和除渣能力的平稳流入铸型，试验试块按GB228．87的单铸试样。3、改性后产品的功能描述：（1）添加纳米SiC粉体后，铝青铜的抗拉强度和延伸率同时明显提高。当纳米SiC粉体加入

6、量为0．1Wt％时，试验材料的抗拉强度和延伸率最大，分别增加了14％和51％，表明纳米SiC粉体对铝青铜具有明显的强韧化作用。加入纳米SiC粉体对铝青铜的硬度影响不大。（2）经改性纳米SiC粉体强韧化后，铝青铜的铸态组织和断口组织得到明显的细化，组织中的B相减少，K相明显析出；经强韧化处理后，铝青铜的断裂方式为韧性断裂。（3）在FeCl3+HCl溶液，随着纳米SiC粉体加入量的增加，铝青铜的腐蚀速率降低；在3.5％NaCI溶液，铝青铜中加入纳米SiC粉体后，腐蚀速率呈先减小后增大的趋势，其中当纳米SiC粉

7、加入量为0.01％时，腐蚀速率为最小值，与原铝青铜相比，腐蚀速率降低了13％。在两种腐蚀液中，静态腐蚀速率和极化实验得到的结论一致。（4）在HCl溶液中，加入纳米SiC粉体后，铝青铜的腐蚀速率降低。在NH4Cl溶液中，加入纳米SiC粉体后，铝青铜的腐蚀速率降低，且随着纳米SiC粉体加入量的增加，铝青铜的腐蚀速率逐渐降低。三、SiC纳米粉体应用前景描述：1、适用的产品范围：铜合金2、成本分析（添加比例范围、成本增加或降低）：添加比例为0.01%~0.1%，每1kg成本增加0.18~1.8元。四、参考文献：1

8、、著作、刊物：康磊，改性纳米SiC粉体铸造铝青铜强韧化及组织和耐腐蚀性能研究，大连交通大学硕士学位论文，20082、相关的网站网址：