1. 용해도 및 합금 강화 메커니즘의 차이
구리 합금 시스템에서 아연, 주석 및 알루미늄과 같은 원소는 용해도의 상당한 차이를 나타냅니다. 실온 평형에서 아연은 구리에서 질량에 따라 최대 37%의 용해도를 가지며, 약 30%는 - 캐스트 상태에 가용성이 있습니다. 대조적으로, 주석 청동에서 주석의 as - 캐스트 용해도는 5-6%에 불과하며 알루미늄 청동에서 알루미늄의 용해도는 약 7-8%입니다. 구리에서 아연의 높은 고체 용해도는 강한 고체 용액 강화 효과를 초래한다. 또한, 대부분의 합금 요소는 황동 매트릭스에서 다양한 정도로 용해되어 기계적 특성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 이것이 특수 황동 합금이 높은 강도 특성을 나타내는 주요 이유입니다.
경제적 인 관점에서 아연은 알루미늄과 주석보다 저렴하며 풍부한 자원 매장량은 틴 브론즈 및 알루미늄 청동의 전체 비용보다 훨씬 저렴합니다.
2. 황동의 성능 장점
응고 특성 및 유동성
황동은 매우 좁은 결정화 온도 범위 (약 30 - 40도)를 가지며 쉘 - 같은 방식으로 굳어집니다. 액체 온도는 아연 함량이 증가함에 따라 크게 감소하여 (대략 900도) 복잡한 공동을 채울 수있는 우수한 금속 유동성을 초래합니다. 또한, 좁은 결정화 범위는 결정 내 진열 및 분산 된 수축 공동의 형성을 감소시켜 집중된 수축 공동을 더 쉽게 형성하여 라이저 공급을 통한 방향성 응고를 용이하게한다.
제련 및 탈산 특성
아연의 기화 지점은 907도이며, 이는 황동의 용융점에 가깝습니다. 주조하는 동안 아연은 용융 구리에서 쉽게 증발하고 가스를 제거하여 다공성 형성의 위험을 줄입니다. 또한, 아연은 강한 탈산성 기능을 가지고있어 제련 중에 추가 탈산제가 필요하지 않아 프로세스를 단순화하고 비용을 줄입니다. 제련 동안 ZnO 산화물이 형성 될 수 있지만, 밀도가 낮은 밀도가 부유하고 슬래그를 형성하게되며, 2 차 산화를 방지하면 포함 결함을 피할 수 있습니다.
프로세스 적응성
황동은 냉각 속도에 민감하지 않으며, 기계적 특성은 벽 두께에 의해 최소한으로 영향을 받기 때문에 모래 주조, 다이 캐스팅 및 원심 캐스팅과 같은 다양한 과정에 적합합니다. 일반적인 프로세스 측정에는 다음이 포함됩니다.
모래 코어 디자인 : 수율 특성이 양호한 모래 코어를 사용하여 주조 응력을 줄이고 균열과 변형을 방지합니다.
러너 및 쏟아지는 시스템 : 대형 - 크기의 러너를 설치하여 순차적 고화를 달성하고 균형 잡힌 냉각을 위해 내부 러너 레이아웃을 최적화합니다.
쏟아지는 온도 제어 : 쏟아지는 온도를 적절하게 줄여 액체 수축 및 아연 증발 손실을 최소화합니다.
3. 성능 제한 및 합금 개선
부식 저항 단점
아연은 구리보다 전극 전위가 낮아서 전해질 환경 (예 : 해수, 무인산)에서 아연 침출 부식을 유발합니다. - 아연 - Rich상은 양극으로 우선적으로 용해되어 합금 구조를 방해합니다. 평범한 황동은 흐르는 해수 및 증기 환경에서 특히 불량한 내식성을 나타냅니다.
특수 황동의 성능 향상
MN, AL, FE, SI 및 PB와 같은 합금 요소를 추가함으로써 황동 특성은 개선을 목표로 할 수 있습니다.
가공 가능한 황동 : PB를 추가하면 가공성이 향상됩니다.
Naval Brass : SN을 추가하면 해수 부식 저항이 향상됩니다.
높음 - 강도 황동 : Al 및 Fe가 강화 단계를 형성하여 기계적 특성을 개선;
die - 캐스팅 황동 : 높은 - 압력 주조 과정, 유동성 및 치수 정확도 균형을 맞추기 위해 조성을 최적화합니다.
4. 황동의 현재 산업 응용
고강도, 저렴한 비용 및 주조 프로세스 호환의 포괄적 인 이점으로, 황동은 구리 합금 중에서 가장 다양하고 가장 높은 - 생산 범주가되었습니다. 응용 프로그램은 기계식 제조 (기어, 베어링), 건물 하드웨어 (밸브, 피팅), 조선 산업 (콘덴서 튜브, 해수 시스템 구성 요소) 및 장식 분야에 걸쳐 있습니다. 부식성은 청동보다 열등하지만 합금 개선 및 표면 보호 기술 (코팅 및 수동적 치료 처리)을 통해 중등도에서 낮은 부식 환경에서 지배적 인 위치를 유지합니다.
5. 요약
황동은 Cu - Zn 이진 합금을 기반으로하며, 원소 고체 솔루션 강화 및 프로세스 최적화를 통해 고유 한 성능 이점을 개발했습니다. 부식 저항 제한에도 불구하고 캐스팅 성능, 비용 관리 및 기계적 강도 균형을 유지하는 데는 대체 할 수 없습니다. 앞으로 환경 친화적 인 납 - 프리 황동 및 높은 - 부식 - 내성 합금의 개발로, 황동은 적용 시나리오를 높은 - 엔드 제조 분야에서 계속 확장 할 것입니다.