Латунь химический состав: Сплавы латуни. Химический состав. Применение

Справочная информация от ООО Галактика. Латуни литейные

Тип прокатаВид металлаРазмеры

Лист, Плита, Лента (полоса), Шина

Круг, проволока

Шестигранник

Квадрат

Труба круглая, втулка

Труба профильная

Уголок

Швеллер

Тавр

Двутавр

-Выберите-АлюминийМедьЛатуньБронзаОловоСвинецЦинкНикелевые сплавыМедно-никелевые сплавыНихромНержавеющие сталиСталь

АМг2

АМг3

АМг5

АМг6

АД1

АД31

АМц, АМцС, ММ

Д16

1105, А5, А5Е, А6, А7, АД0, АД00

М1, М2, М3

Л63

Л68

ЛС59-1

Л70

Л80

Л85

Л90

БрАЖ9-4

БрОЦС5-5-5

БрАЖМц10-3-1,5

БрАМц9-2

БрКМц3-1

БрБ2

БрХ1

БрАЖН10-4-4

БрОФ6,5-0,15

БрОФ7-0,2

БрОЦ4-3

С0, С1, С2

Ц0, Ц1

НМц2,5

НМц5

НК0,2

Алюмель НМцАК2-2-1

Монель НМЖМц28-2,5-1,5

Хромель Т НХ9,5

МНЖ5-1

Манганин МНМц3-12

Мельхиор МН19

Копель МНМц43-0,5

Константан МНМц40-1,5

Куниаль А МНА6-1,5

Куниаль Б МНА6-1,5

Нейзильбер МНЦ15-20

Х15Н60

Х20Н80

04Х18Н10Т, 08Х18Н12Б

08Х13, 08Х17Т, 08Х20Н14С2

08Х22Н6Т, 15Х25Т

08Х18Н10, 08Х18Н10Т

08Х18Н12Т

10Х17Н13М2Т

10Х23Н18

12Х13, 12Х17

12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 12Х18Н9

Ст3, Ст5, Ст10, Ст20

Длина (м)

b — Ширина (мм)

c — Толщина (мм)

Длина (м)

b — Диаметр (мм)

Длина (м)

b — Сечение (мм)

Длина (м)

b — Сечение (мм)

Длина (м)

b — Толщина стенки (мм)

c — Диаметр (мм)

Длина (м)

b — Толщина стенки (мм)

c — Ширина (мм)

d — Высота (мм)

Длина (м)

b — Толщина стенки (мм)

c — Высота полки1 (мм)

d — Высота полки2 (мм)

Длина (м)

b — Толщина стенки (мм)

c — Ширина (мм)

d — Высота (мм)

Длина (м)

b — Толщина стенки (мм)

c — Ширина (мм)

d — Высота (мм)

e — Толщина перемычки (мм)

Длина (м)

b — Толщина стенки (мм)

c — Ширина (мм)

d — Высота (мм)

e — Толщина перемычки (мм)

международные стандарты — iForms Центр Полиграфических Оснасток

Ниже приведены характеристики легкообрабатываемой латуни согласно международным спецификациям и стандартам.
По стандарту DIN после указания химического элемента согласно таблице Менделеева указывается его процентное содержание в сплаве.
DIN стандарт практически бесшовно сопоставляется с ГОСТом, за исключением допусков.
В таблице приведены латунные сплавы, относящиеся к международной категории Free Machining, т.е. легкообрабатываемые механически.

НаименованиеСпецифи-кацияХарактеристикиПрименение
ASTMDINJISGB
C36000CuZn36Pb3C3602HPb62-31.0-120ммОтлично режется,
легко сверлится,
горячее литье,
холодный прокат,
хорошая прочность и сопротивление коррозии,
не выцветает.
Прекрасно режется и фрезеруется на токарных автоматах, ЧПУ фрезеровальных центрах.
C3603
C37700CuZn39Pb2C3771HPb61-1
C38000CuZn39Pb3C3604HPb60-2
C38500CuZn40Pb3C3605HPb59-3
C37000CuZn40Pb2C3710HPb59-1
HPb58-3

Химический состав

МаркаХимический состав(% от общего веса) Посторонние включения (% от веса)
GB/QBDIN/ASTM/JISCuPbZnFeSn
C3602JIS C360259,0-63,01,8-3,7ост.≤0,5Fe+Sn≤1,0
C3603JIS C360357,0-61,01,8-3,7ост.≤0,35Fe+Sn≤0,6
C3604JIS C360457,0-61,01,8-3,7ост.≤0,5Fe+Sn≤1,0
C3605JIS C360556,0-60,03,5-4,5ост.≤0,5Fe+Sn≤1,0
C3771JIS C377157,0-61,01,0-2,5ост.Fe+Sn≤1,0
HPb59-157,0-60,00,8-1,9ост.≤0,5≤1,0
HPb58-357,0-59,02,5-3,5ост.≤0,5≤1,2

Механические свойства

Маркапрутокпроволока
ЗакалкаСпециф. ,
мм
Предел прочности
(MPa)
Удл-ие(%)Твер-достьЗакалкаСпециф.,
мм
Предел прочности
(MPa)
Удл-ие(%)Твер-дость
HPb63-3Y(H)5-15≥490≥3Y(H)0,5-2390-610≥3
>15-20≥450≥8>2-4390-600≥3
>20-30≥410≥10>4-6390-590≥4
Y2
(1/2H)
5-20≥390≥10Y2
(1/2H)
0,5-6570-735
>20-60≥360≥14
H62FY(H)2-20≥380≥12Y2
(1/2H)
0,5-2390-590≥8
>2-4390-590≥10
>20-60≥340≥15>4-6370-570≥12
>6-10350-560≥15
HPb59-1Y2
(1/2H)
1-5≥450≥8Y2
(1/2H)
0,5-4390-590
>5-20≥420≥10>4-10360-570
>20-40≥390≥12Y(H)0,5-4490-720
>40-60≥370≥16>4-10400-640
C3501O>0,5≥295≥20
1/2H0,5-12345-440≥10
H0,5-10≥420
C360106-75≥295≥2500,5-10≥315≥20
1/2H6-50≥345≥HV951/2H0,5-10≥345
H6-20≥450≥HV130H0,5-10≥345
C3602F6-75≥315≥HV75F0,5-10≥345
O6-75≥315≥20O0,5-10≥365
C36031/2H6-50≥365≥HV1001/2H0,5-10≥365
C3604H6-20≥450≥HV130H0,5-10≥450
C3605F6-75≥335≥HV80F0,5-10≥420
C3771F6-75≥315≥15F0,5-10≥365≥10
Y(H)2-5≥490Y(H)0,5-1520-735
>5-25≥450>1-6440-710
>25-50≥420>6-10410-610

 

Механические свойства прочих форм

МаркаЗакалкаСпецификацияПредел
прочности(MPa)
Удлинение (%)Твер-
дость
HPb59-1 HPb58-2
HPb58-3
C3604 C3605
C3771
Y2 (1/2H)S3-S5
>S5-S20
>S20-S40
≥450
≥420
≥390
≥8
≥10
≥12


≥8
≥10
≥12
S3-S5
>S5-S20
>S20-S40
≥480
≥450
≥420




C3501 360
C3601 C3002 C3603
Y2 (1/2H)S3-S5
>S5-S20
>S20-S40
≥420
≥390
≥360
≥10
≥12
≥14


Y(H)S3-S5
>S5-S20
>S20-S40
≥450
≥420
≥390




C3501 360
C3601 C3002 C3603
Y2 (1/2H)a3-a5
>a5-a20
>a20-a40
≥400
≥360
≥340
≥10
≥12
≥14


HPb63-3 H62 H63Y2 (1/2H)a3-a5
>a5-a20
>a20-a40
≥390
≥360
≥340
≥12
≥14
≥15


HPb59-1 HPb58-2 C3601 C3602 C3603 C3604
C3605 360 C3771
 Y2 (1/2H)(2-4)x(5-12)
(4-8)x(6-15)
(8-10)x(9-20)
≥400
≥380
≥350
≥10
≥12
≥14


HPb63-3 H62 H63Y2 (1/2H)(2-4)x(5-12)
(4-8)x(6-15)
(8-10)x(9-20)
≥400
≥380
≥350
≥10
≥14
≥15


This entry was posted in Справочная информация and tagged латунь, международный стандарт, сплавы.

Айформс

Понимание медно-цинковых латунных сплавов с использованием кластерной модели ближнего порядка: значение конкретных составов промышленных сплавов

Введение

эти композиции выбраны во многом неизвестны. Сплавы в стандартных спецификациях в основном разрабатываются методом проб и ошибок. Обычно составы и свойства не связаны напрямую из-за участия многомасштабных структур. Промышленные сплавы часто подвергаются сложным процессам изготовления, таким как затвердевание и термомеханическая обработка. Каждый этап обработки вносит новые структурные изменения в сплавы. Поэтому, несмотря на тот очевидный факт, что промышленные сплавы классифицируются по разным спецификациям, правило выбора состава сплава далеко не понятно.

Следует отметить, что процессы изготовления промышленных сплавов обычно включают стадию высокотемпературной обработки на твердый раствор, а конечные структуры получают из однофазного исходного состояния. Именно стабильность этих исходных фаз определяет структуру при комнатной температуре и, в конечном итоге, характеристики. Наиболее известным примером являются стали, которые обычно относятся к аустенитному состоянию, и различные типы стали, такие как аустенитная, мартенситная, ферритная, перлитная и т. д., производятся из аустенита с различной стабильностью. Структура этих исходных состояний, являющихся однофазными твердыми растворами, характеризуется ближним химическим порядком. В этом смысле процессы изготовления адаптированы таким образом, чтобы вносить соответствующие структурные изменения в основные исходные твердые растворы, такие как структурные дефекты разного масштаба и фазовые переходы. Конструкция сплава может быть значительно упрощена, поскольку речь идет только об однофазном состоянии, а состав может быть напрямую связан со стабильностью исходной фазы.

Однако структурное описание твердых растворов проблематично. До сих пор твердые растворы в лучшем случае выражались статистическими параметрами ближнего порядка, такими как параметр Уоррена-Коули α n 1 , из-за наличия беспорядков. Этот параметр α n отражает заселенность позиций для n th оболочек соседей в бинарном сплаве AB, определяемую как , где – вероятность нахождения атома A в окрестности атома B и x A и x B — это пропорции атомов A и B в сплаве, с x A + x 9009 B + x B 12 = 1001110 x 11111119 + x 1111111 2 + x 9 111112 + X 11111111111111 гг. , Хотя гетерогенное распределение растворенных веществ хорошо 2 , не было модели для твердых растворов, которая идентифицировала бы структурные единицы, на которых основываются возможные правила состава, потому что формула состава существует только тогда, когда присутствует усредненная единица.

Кластер плюс атом клея Модель

Мы попытались раскрыть структурные единицы в Fe-содержащих сплавах Cu-Ni 3 , мартенситностареющих сталях 4 и сплавах β-Ti 5 и т. д., следуя новый структурный подход, названный моделью кластер плюс атом клея, первоначально разработанный нами для квазикристаллов и аморфных сплавов 6 . В этой модели любая структура описывается короткодействующей структурной единицей, состоящей из 1 st -соседнего координационного полиэдрического кластера и нескольких атомов клея, расположенных вне кластеров, выражаемых кластерной формулой [кластер]клей х . Для объемного металлического стекла кластер берется из соответствующей фазы расстеклования, а количество атомов клея равно 1 или 3. Далее было указано, что общее число валентных электронов на единицу кластерной формулы для объемного металлического стекла универсально около 24 7 , так что формула кластера объемного металлического стекла напоминает «молекулярную» единицу химического вещества. Атомная структура объемного металлического стекла тогда рассматривается как пространственное расположение 1 st -соседний кластер плотно, а 2 nd -соседние атомы клея заполняют пространство между кластерами. Все кластеры изолированы друг от друга металлическими стеклами и квазикристаллами, что необходимо для предотвращения развития ближних порядков по типу центр-оболочка в дальнодействующие.

Сплавы на твердом растворе, характеризующиеся химическим ближним порядком, будут обрабатываться аналогичным образом. Другими словами, могут быть определенные формулы, описывающие химические локальные единицы ближнего порядка в структурах твердого раствора. В настоящем исследовании, в качестве нашей первой попытки понять общее правило состава промышленных сплавов, мы создадим модель «кластер плюс атом клея» для гранецентрированных кубических (ГЦК) твердых растворов путем изучения составов Cu- Zn α-латуни промышленные сплавы. Сплавы Cu-Zn выбраны из-за отсутствия какого-либо перехода в твердое состояние и из-за большой растворимости Zn в Cu, что позволяет выбирать широкий выбор сплавов. Система Cu-Zn также представляет собой твердые растворы, образованные растворенными веществами с отрицательными энтальпиями смешения.

Ближний порядок в латунях Cu-Zn

Латуни Cu-Zn, как и многие промышленные сплавы, основаны на твердых растворах основного металла, здесь FCC Cu. На равновесной фазовой диаграмме 8 твердый раствор Cu-Zn охватывает широкий диапазон составов, приближаясь к 38,95 массовых процентов (мас.%) Zn при высокой температуре. При обычном изготовлении отливок сплавы Cu-Zn демонстрируют однофазное ГЦК-состояние ниже 35  вес.% Zn; выше этого содержания Zn будет образовываться интерметаллид β-CuZn (типа CsCl), который вызывает дисперсионное упрочнение, но за счет снижения пластичности. По этой причине промышленные сплавы Cu-Zn содержат не более 40,0% масс. Zn, что немного выше предела растворимости Zn в Cu.

Хотя Zn может растворяться в FCC Cu в широком диапазоне составов, однофазные промышленные сплавы α-латуни 9 имеют только определенные составы, обычно C21000 (позолоченный металл, 95Cu-5Zn, число перед элементами с указанием мас.%), C22000 (товарная бронза, 90Cu-10Zn), C23000 (красная латунь, 85Cu-15Zn), C24000 (низкая латунь, 80Cu-20Zn), C26000 (патронная латунь, 70Cu-30Zn) и C27000 (желтая латунь , 65Cu-35Zn). Замечено, что многие свойства обнаруживают явную зависимость от содержания Zn (например, см. графики свойства-состав на стр. 29).6, Справочник Американского общества металлов (ASM) 9 ). В частности, предел прочности при растяжении быстро возрастает с увеличением содержания Zn, демонстрируя эффективный эффект упрочнения раствором, а тенденция к повышению замедляется при содержании цинка выше примерно 20  вес.%. При изменении прочности удлинение сначала падает вниз, а после 10 мас.% Zn увеличивается.

Давно предполагалось, что за многими «аномальными» поведенческими характеристиками при определенных концентрациях Zn лежит механизм ближнего порядка в α-латуни (см., например, 9).0013 10,11 и приведенные в нем ссылки), включая внутреннее трение, релаксацию напряжений, текучесть, упрочнение, энергию активации ползучести, коэффициент активности, удельную теплоемкость, нахлест, электрическое сопротивление и т. д. Первое прямое свидетельство ближний порядок был обеспечен экспериментом по диффузному рассеянию нейтронов в сочетании с моделированием Монте-Карло на монокристалле α-латуни, содержащем 31,1 атомных процента (ат. %) Zn 12 . Параметр ближнего порядка Уоррена-Коули для положения ближайшего соседа (1,1,0), α 1 = -0,1373, является отрицательным, что означает, что предпочтение отдается разнородному Cu-Zn ближайшего порядка. Параметр α для положения второго ближайшего соседа (2,0,0) положительный, α 2 = 0,1490, что позволяет предположить, что вторые соседи преимущественно заняты атомами Zn. В соответствии с этой картиной ближний порядок в конечном итоге должен был достичь упорядоченного состояния Cu 3 Zn со структурным типом AuCu 3 . На рис. 1 представлен 1 st -соседний кубооктаэдрический полиэдр [Zn-Cu 12 ] и 2 nd -соседний октаэдр, состоящий из шести атомов Zn, идентифицированный в Cu 3 Zn. Расчет свойств основного состояния на основе метода функции Грина 13 подтвердил, что энергии смешения Cu и Zn всегда отрицательны, -соседний параметр ближнего порядка Уоррена-Коули, α 1 , всегда отрицателен во всем диапазоне концентраций.

Рисунок 1

Структура Cu 3 Zn упорядоченное состояние.

Конфигурации ближайших соседей 1 st и 2 nd возможного низкотемпературного упорядоченного состояния Cu 3 Zn со структурным типом AuCu 3 , где двенадцать 1 st соседей заняты Cu и шесть 2 и соседей по Zn.

Изображение полного размера

Структурная модель и кластерные формулы твердых растворов для ГЦК α-латуни

Из-за сложности описания ближних порядков взаимосвязь между составом и соответствующей характеристикой ближнего порядка неизвестна. С целью извлечения простой формулировки для ближнего порядка в твердых растворах мы здесь анализируем схематическую двумерную структуру раствора, показанную на рисунке 2, где растворенные вещества (желтые кружки) распределены в квадратной решетке растворителя (светло-красные кружки). ), с разной тенденцией межатомных связей между ними. Большая часть структуры характеризуется локальной структурной единицей, сформированной из [растворенного вещества 1 -solvent 4 ]solute 1 , несмотря на наличие различных местных разновидностей, таких как более богатый растворителем нижний правый угол и более богатый растворенным веществом верхний правый угол на рисунке 2. Эта формула охватывает только 1 st — соседний кластер и несколько 2 nd — соседние атомы клея. Эта идеализированная локальная атомная конфигурация, отвечающая требованиям межатомного взаимодействия, должна демонстрировать относительно высокую структурную стабильность по отношению к структурам близких составов и, возможно, обладать специфическими свойствами, относящимися к этой особенности локального ближнего порядка. Такое описание могло бы подчеркнуть, что твердорастворные сплавы, хотя и непрерывны по составу, проявляют особые комплексные свойства при определенных составах, где преобладают идеализированные ближние порядки. Следовательно, эта кластерная структурная модель ближнего порядка описывает особые «стабильные твердые растворы».

Рисунок 2

Двумерная структура твердого раствора.

Схематическая диаграмма, показывающая распределение атомов растворенного вещества (желтые кружки) в квадратной решетке атомов растворителя (светло-красные кружки). Большую часть этой структуры можно представить локальной структурной единицей, сформулированной как [растворенное вещество 1 -растворитель 4 ]растворенное вещество 1 , которое охватывает только 1 st -соседи [растворенное вещество 1 -растворитель 4 ] кластер (отмечен большим синим кружком) и один 2 и — соседнее растворенное вещество в виде атома клея (соединено с центром кластера отрезком синей линии).

Изображение полного размера

Исходя из этого, мы предлагаем следующую структурную модель для стабильных твердых растворов для описания идеального распределения растворенного вещества в ГЦК α-латунях:

  1. 1

    В соответствии с относительно большими отрицательными параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули для соседа 1 st (например, α 1 = -0,1373 в 31,1 ат. % Zn 12 ), атом растворенного вещества Zn является ближайшим соседом двенадцати атомов растворителя Cu, занимающих позиции (1,1,0) × 2/ a ( a представляет собой постоянную решетки FCC), образуя кубооктаэдрический кластер с центром Zn, [Zn-Cu 12 ].

  2. 2

    В соответствии с относительно большими положительными параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули для 2 nd сосед (например, α 200 = 0,1490 в 31,1 ат.% Zn 12 ), центральное растворенное вещество Zn 2 nd — соседствует с Zn, расположенным в (2,0,0) × 2/ a позиций, выраженных формулой вида

    Эта формула (1) описывает сплавы Cu-Zn, демонстрирующие относительно сильные тенденции к ближнему порядку как у соседей 1 st , так и у 2 nd , охватывающих диапазон составов [Zn-Cu 12 ]Zn 1 и [Zn-Cu 12 ]Zn 6 , или 14,3 ≤ ат. % Zn ≤ 36,8, 14,6 ≤ мас. % Zn ≤ 37,5.

  3. 3

    В соответствии с более слабыми параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули в обедненных цинком сплавах 13 шесть 2 nd -соседей в позициях (2,0,0) × 2/ a равны занятая смесью Cu и Zn, выраженная формулой тип

    Эта формула (2) описывает сплавы Cu-Zn, демонстрирующие относительно слабые тенденции ближнего порядка у соседей 2 и , охватывающих диапазон составов [Zn-Cu 12 ]Cu 6 и [Zn- Cu 12 ](Zn 1 Cu 5 ), или 5,3 ≤ ат. % Zn ≤ 10,5, 5,4 ≤ мас. % Zn ≤ 10,8.

Таким образом, в соответствии с формулами типа (1) и (2) устойчивые твердые растворы Cu-Zn существуют в интервале составов 5,3 ≤ ат. % Zn ≤ 36,8 или 5,4 ≤ мас. % Zn ≤ 37,5.

В реальных твердорастворных сплавах должны присутствовать различные степени разупорядочения и иметь место смешанные атомные заселенности. Например, в соответствии с параметрами ближнего порядка Уоррена-Коули α n , измеренные в монокристалле Cu 68,9 Zn 31,1 (нижние индексы после элементов указывают атомные проценты или атомные доли ) сплав 12 , Zn-центрированные 1 st — и 2 nd -соседние оболочки состоят соответственно из Cu 9,4 Zn 2,6 и Cu 3,5 0,5 Zn 29000 Химическая композиция в пределах 2 и -Ежегорной локальной зоны затем Zn + Cu 9,4 Zn 2,6 + CU 3,5 Zn 2,5 = CU 12,9 ZN 6.1 , OR CU 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67. 67.9. 32,1 в ат.%, что близко к сплаву Cu 68,9 Zn 31,1 . Чередуя Zn в оболочке 1 st с Cu в оболочке 2 nd до тех пор, пока двенадцать соседних позиций 1 st не будут полностью заняты Cu, достигается идеализированная формула кластера [Zn-Cu 12 ] (Cu 0,9 Zn 5,1 ).

Чтобы удовлетворить идеальным атомным взаимодействиям между Cu и Zn, т.е. 1 st -соседняя оболочка полностью занята Cu, а 2 nd -соседняя позиция — Zn, атомы Cu в 2 nd -соседние узлы удаляются (становятся 1 st соседями близлежащих кластеров [Zn-Cu 12 ]). Таким образом, атомы клея теперь состоят исключительно из Zn. Ближайшая целочисленная форма этой формулы тогда будет [Zn-Cu 12 ]Zn 5 после удаления почти одного атома Cu, что соответствует составу спецификации C27000 (65Cu-35Zn, желтая латунь). Формулы идеализированного кластера затем дают усредненные изображения у соседей 1, и 2, . Структуры, описываемые такими кластерными формулами, должны обладать относительно высокой структурной стабильностью, потому что атомы расположены таким образом в соседних конфигурациях, что их атомные взаимодействия учитываются лучше всего. По этой причине мы намерены здесь называть твердые растворы, обладающие такими идеальными ближними порядками, «стабильными твердыми растворами».

Cu-Zn Brass Интерпретация состава

В дальнейшем составы промышленных сплавов Cu-Zn α-латуни из стандартов Американского общества по испытанию материалов (ASTM) 9 будут проверены с использованием предложенных кластерных формул Типы (1) и (2), как указано в таблице 1.

Таблица 1 Типичные промышленные сплавы Cu-Zn α-латуни в спецификациях ASTM 9 и интерпретация их состава с точки зрения формул кластера

Полная таблица

Два обедненных цинком сплава, C21000 (95Cu-5Zn) и C22000 (90Cu-10Zn), должны быть составлены в соответствии с формулой типа (2) в [Zn-Cu 12 ]Cu 6 (94,6Cu -5,4Zn) и [Zn-Cu 12 ]Cu 5 Zn 1 (89,2Cu-10,8Zn) соответственно.

Сплавы с большим содержанием Zn соответствуют формуле типа (1). C23000 (85Cu-15Zn), C24000 (80Cu-20Zn), C26000 (70Cu-30Zn), C27000 (65Cu-35Zn, ранее C26800 с 66Cu-34Zn) и C27400 (63Cu-37Zn) будут составлены по типу (1), [Zn-Cu 12 ]Zn 1,2,4,5,6 , последний состав соответствует почти пределу растворимости Zn в α-латуни при комнатной температуре. Сформированные составы отличаются от указанных менее чем на 1 мас.%.

Отсутствующая формула [Zn-Cu 12 ]Zn 3 (74,5Cu-25,5Zn) не соответствует ни одной спецификации, по-видимому, из-за легкого упорядочения типа Cu 3 Zn вблизи этого состава.

C22600 (87,5Cu-12,5Zn) и C28000 (60Cu-40Zn) не могут быть объяснены. Первый не проявляет особых механических свойств, но используется из-за своего золотистого цвета. Последний сплав, известный как сплав Мунца, на самом деле является двухфазным (осаждение β-CuZn), и предложенные формулы, предназначенные для однофазного состояния, не работают.

Мы анализируем больше промышленных сплавов, чтобы проверить универсальность подхода кластерной формулы в понимании выбора сплава. Здесь мы приводим промышленные сплавы Cu-Ni как типичный пример однофазных ГЦК твердорастворных сплавов со слабой положительной энтальпией смешения ( ΔH Cu-Ni = +2 КДж/моль, по сравнению с ΔH Cu-Zn = -6 КДж/моль). По совпадению, параметры ближнего порядка Уоррена-Коули в этой системе весьма малы, с α 1 = 0,058 и α 2 = -0,058 для сплава Cu 80 Ni 20 14 . Также было указано 15 , что в бинарных твердых растворах Cu-Ni преобладает ближний порядок Cu-Cu и существуют кластеры [Cu-Cu 12 ], не зависящие от изменения состава. Тогда формула, подобная формуле типа (2), [Cu-Cu 12 ](Cu,Ni) 6 , должна быть принята для объяснения состава сплава Cu-Ni, богатого медью. Спецификации, богатые медью, C70400 (95Cu-5Ni), C70600 (90Cu-10Ni), C70900 (85Cu-15Ni), C71000 (80Cu-20Ni), C71300 (75Cu-25Ni) и C71500 (70Cu-30Ni), соответственно объясняются [Cu-Cu 12 ](Cu 5 Ni 1 ) (95,1Cu-4,9Ni), [Cu-Cu 12 ]Cu 4 Ni 2 (90,2Cu-9,8Cu), [Cu-Cu 12 ] ](Cu 3 Ni 3 ) (85. 2Cu-14.8Ni), [Cu-Cu 12 ]Cu 2 Ni 4 (80.2Cu-19.8Ni), [19.8Cu-19.8Ni ](Cu 1 Ni 5 ) (75,2Cu-24,8Ni) и [Cu-Cu 12 ]Ni 6 (70,1Cu-29,9Ni).

На стороне, богатой никелем, кластер должен быть изменен на [Ni-Ni 12 ], который затем склеен с шестью атомами Cu и Ni по формуле типа (2). Состав единственного известного сплава с высоким содержанием никеля, представленного монелем 400 с содержанием меди 28,0 ~ 34,0  мас.%, определяется двумя формулами: Ni) и [Ni-Ni 12 ]Cu 6 (33,3Cu-66,7Ni), снова формулы типа (2).

Выявление формул состава для промышленных сплавов типа FCC, на примере сплавов Cu-(Zn,Ni) здесь и вместе с тем, что было предложено ранее для Fe-содержащих сплавов Cu-Ni, [Fe-Ni 12 ] Cu x 3 , мартенситностареющие нержавеющие стали, [Ni-Fe 12 ](Cr 2 M 1 ), M — легирующие элементы 4 и β-Ti биосплавы, [Mo 9,50 Sn 0,5 -Ti 14 ]Nb 5 указывает на простые правила состава с точки зрения формул кластеров для всех видов промышленных сплавов. Интерпретация состава значительно упрощается, так как кластерные формулы, описывающие структурные единицы ближнего порядка, включают всего дюжину атомов. Новые сплавы могут быть разработаны путем замены основных формул, что открывает принципиально новый путь к дизайну сплавов.

Ссылки

  • Коули, Дж. М. Приближенная теория порядка в сплавах. физ. 77, 669–675 (1950).

    Артикул
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

  • Кан, Р. В. Homo или гетеро. Природа 271, 407–408 (1978).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

  • Zhang, J., Wang, Q., Wang, Y.M., Li, C.Y., Wen, L.S. & Dong, C. Выявление предела растворимости в твердом состоянии Fe/Ni = 1/12 в коррозионностойких сплавах Cu–Ni и соответствующая кластерная модель. Дж. Матер. Рез. 25, 328–336 (2010).

    Артикул
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

  • Wang, Q. , Zha, Q.F., Liu, E.X., Dong, C., Wang, X.J., Tan, C.X. и Ji, C.J. Расчет состава высокопрочных мартенситных дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей на основе кластерной модели. Акта. Металл. Грех. 48, 1201–1206 (2012).

    Артикул
    КАС

    Google Scholar

  • Wang, Q., Ji, C.J., Wang, Y.M., Qiang, J.B. & Dong, C. Сплавы β-Ti с низкими модулями Юнга, интерпретированные моделью кластер плюс атом клея. Металл. Матер. Транс. А. 44, 1872–1879 гг.(2013).

    Артикул
    КАС

    Google Scholar

  • Донг, К., Ван, К., Цян, Дж. Б., Ван, Ю. М., Цзян, Н., Хань, Г., Ли, Ю. Х., Ву, Дж. и Ся, Дж. Х. От кластеров к фазовым диаграммам: правила состава квазикристаллов и объемных металлических стекол. Дж. Физ. Д: заявл. физ. 40, Р273–Р291 (2007).

    Артикул
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

  • Хан, Г., Цян, Дж. Б., Ли, Ф. В., Юань, Л., Цюань, С. Г., Ван, К., Ван, Ю. М., Донг, К. и Хаусслер, П. Значения e/a идеальные металлические стекла по формулам кластеров. Акта. Матер. 59, 5917–5923 (2011).

    Артикул
    КАС

    Google Scholar

  • Бейкер, Х. и Окамото, Х. Справочник по АСМ, фазовые диаграммы сплавов (ASM International, Огайо, 1992).

  • Фипке, Дж. В. Справочник по ASM, свойства и выбор: цветные сплавы и материалы специального назначения (ASM International, Огайо, 1997).

  • Дамаск, А. С. Некоторые эффекты сопротивления ближнего порядка в α-латуни. Дж. Заявл. физ. 27, 610–616 (1956).

    Артикул
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

  • Батт, М. З. и Гаури, И. М. Влияние ближнего порядка на температурную зависимость пластического течения в α-латунях. физ. Стат. Сол. 107, 187–195 (1988).

    Артикул
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

  • Райнхард, Л. , Шенфельд, Б., Косторц, Г. и Бюрер, В. Ближний заказ из α-латуни. физ. Преподобный Б. 44, 1727–1734 (1990).

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

  • Абрикосов И. А., Никлассон А. М. Н., Симак С. И., Йоханссон Б., Рубан А. В. и Скривер Х. Л. Метод функции Грина Order-N для локальных воздействий окружающей среды в сплавах. физ. Преподобный Летт. 76, 4203–4206 (1996).

    Артикул
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

  • Росситер, П. Л. Влияние сосуществующих атомных и магнитных кластеров на удельное электрическое сопротивление сплавов Cu-Ni. Дж. Физ. F: Металлическая физика. 11, 2105–2118 (1981).

    Артикул
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

  • Лю, Х. Б., Чен, К. Ю. и Ху, З. К. Применение метода внедренного атома к жидким бинарным сплавам меди и никеля. Дж. Матер. науч. 1997. Т. 13. С. 117–122.

    Артикул
    КАС

    Google Scholar

Ссылки на скачивание

Благодарности

Работа выполнена при поддержке Фонда естественных наук Китая (номера грантов 11174044, 51171035 и 51131002), проект по исследованию естественных наук класса A Департамента образования провинции Фуцзянь (JA12306), Национального управления США Научный фонд (DMR-07, CMMI-01 и CMMI-1100080), Министерство энергетики (DOE), Программа Университета ядерной энергии Управления ядерной энергии (NEUP, 00119262), Министерство энергетики, Управление ископаемой энергетики, Национальная лаборатория энергетических технологий (DE-FE- 0008855 и DE-FE-0011194) и проект Армейского исследовательского бюро (W911NF-13-1-0438) с C. Huber, C. V. Cooper, D. Finotello, A. Ardell, E. Taleff, V. Cedro, R. O. Jensen, Л. Тан, С. Лесика, С. Маркович и С. Н. Матаудху в качестве наблюдателей по контракту.

Информация об авторе

Авторы и филиалы

  1. Ключевая лаборатория модификации материалов (Даляньский технологический университет), Министерство образования, Далянь, 116024, Китай

    H. L. Hong, Q. Wang & C. Dong

  2. Отдел машиностроения Sanming University, Sanming, 365004, Китай

    H. L. Hong

  3. Факультет материаловедения и технических наук, Университет Теннесси, Ноксвилл, Теннесси, 37996-2200, США

    Q. Wang & Peter K. Liaw

Авторы

  1. H. L. Hong

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

  2. Q. Wang

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

  3. C. Dong

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Академия

  4. Peter K. Liaw

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

Contributions

H.L.H. собраны данные о составе и свойствах. К.В. проанализировал составы. CD. предложил модель. П.Л. помог с интерпретацией композиции. В написании статьи участвовали все авторы.

Заявление об этике

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Права и разрешения

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной строке; если материал не включен в лицензию Creative Commons, пользователям необходимо будет получить разрешение от держателя лицензии, чтобы воспроизвести материал. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Сплав C85700, C857 Желтая латунь со свинцом

Описание продукта: Желтая латунь со свинцом
Твердые тела: от 1/2″ до 13″ Н. Д.
Трубки: от 1 1/8″ до 9″ Н.Д.
Прямоугольники: до 15 дюймов.
Стандартная длина: 144 дюйма. плоский/прямоугольный брус

Строительные скобяные изделия: дверная фурнитура для тюрем, декоративная фурнитура, оконная фурнитура
Потребительские товары: музыкальные инструменты
Промышленность: механические компоненты, где важна эстетика
Судостроение: морское оборудование, отделка судов
Сантехника: фитинги, фланцы

ХДА АСТМ САЕ АМС Федеральный Военный Другое
C85700 Б505
Б505М
Б271
Б271М
Б176
         
Cu%1 Pb% Sn% Zn% Fe% Ni%1,2 Ал% Си%

Химический состав согласно ASTM B505/B505M-18

1 При определении Cu min. Cu может рассчитываться как Cu + Ni. Значение 2Ni включает Co.

Примечание. Отдельные значения представляют максимумы.

58,00-
64,00
0,80-
1,50
0,50-
1,50
32.00-
40.00
 
0,70
 
1,00
 
0,80
 
0,05
Медный сплав УНС № Рейтинг обрабатываемости Плотность (фунт/дюйм3 при 68 °F)
C85700 80 0,304

Механические свойства в соответствии с ASTM B505/B505M-18

Прочность на растяжение, не менее Предел текучести при удлинении 0,5% под нагрузкой, мин. Удлинение, 2 дюйма или не менее 50 мм Твердость по Бринеллю (нагрузка 500 кг) Замечания
тысяч фунтов на квадратный дюйм МПа фунтов на квадратный дюйм МПа % типичный BHN  
40 276 14 97 15 75

Физические свойства предоставлены CDA

  Стандарт США Метрическая
Точка плавления — ликвидус 1725 °F 941°С
Точка плавления — Солидус 1675 °F 913 °С
Плотность 0,304 фунта/дюйм3 при 68 °F 8,41 г/см3 при 20 °C
Удельный вес 8,41 8,41
Электропроводность 22% IACS при 68 °F 0,128 мегасименс/см при 20 °C
Теплопроводность 48,5 БТЕ/кв. фут/фут·ч/°F при 68 °F 83,9 Вт/м при 20 °C
Коэффициент теплового расширения 68-572 12 · 10-6 на °F (68-572 °F) 20,7 · 10-6 на °C (20-300 °C)
Удельная теплоемкость 0,09 БТЕ/фунт/°F при 68°F 377,1 Дж/кг при 20 °C
Модуль упругости при растяжении 14000 тысяч фунтов на квадратный дюйм 87000 МПа
Магнитная проницаемость 1 1

Свойства изготовления, предоставленные CDA

Техника Пригодность
Пайка Хорошо
Пайка Ярмарка
Ацетиленовая сварка Не рекомендуется
Дуговая сварка в среде защитного газа Не рекомендуется
Дуговая сварка металла с покрытием Не рекомендуется
Класс обрабатываемости 80

Тепловые свойства, предоставленные CDA

*Температура измеряется в градусах Фаренгейта.