无铅易切削锻造锰黄铜的组织和性能研究

本文沿着两个思路对锰黄铜的组织、力学性能及其切削性能进行研究,实验结果表明,成分微调的锰黄铜,由于α相内部含细小的、弥散分布的颗粒,硬度提高到HB95,相对切削率提高到63%;加Mg的锰黄铜,α相内部含细小的、弥散分布的颗粒,且含有针状物,抗拉强度提高到340MPa,硬度提高到HB116,延伸率降低为12.5%,由于塑韧性的降低,导致锻造加工困难,相对切削率为58%,但是实际使用下料、钻孔时切削能力提高明显。

铸态铝锰黄铜的超塑性及超塑成形

对铸态铝锰黄铜的超塑性进行了试验与生产应用的研究。结果表明：铸态合金的晶粒尺寸平均为１４０μｍ，在不经任何预处理的情况下，具有良好的超塑性。用铸态毛坯作滑阀零件的超塑成形表现出良好的成形性和空洞的焊合性，超塑成形后经适当的恢复热处理，其力学性能和耐磨性均优于锻态毛坯的超塑成形零件。

锰黄铜合金高温变形及本构模型研究

采用THERMECMASTOR-Z热模拟试验机,在变形温度650~800℃、应变速率0.01~10 s-1的条件下,进行了锰黄铜高温流变行为的相关研究。采用Arrhenius的双曲正弦模型,建立了锰黄铜流变应力与变形温度、应变速率之间的本构模型。结果表明：锰黄铜为正应变敏感材料,其流变应力随应变速率的增加而升高,随变形温度的增加而降低。该研究为锰黄铜热成形加工工艺的制定提供了理论依据。

含镁、锶、钛和硼铸态锰黄铜的组织与性能

试制了一种含镁、锶、钛和硼的新型铸态锰黄铜,测试并分析了其显微组织、硬度、均匀腐蚀性能、电化学腐蚀性能、摩擦磨损性能以及力学性能。结果表明,与未微合金化铸态锰黄铜(Cu-38.74Zn-0.81Al-1.25Mn-0.72Fe-0.22N)i相比,镁、锶、钛和硼复合微合金化铸态锰黄铜(Cu-37.72Zn-1.36Al-1.53Mn-0.7Fe-0.17Ni-0.079Mg-0.014Sr-0.023Ti-0.0048B)的α相显著细化,由块状变为针状或点状,其硬度由HV154.8提高到HV172.8;由于组织细化降低了贯通腐蚀通道产生的概率,均匀腐蚀速率下降了8.3%,自腐蚀电位由-0.382 77 V升高到-0.236 26 V;硬度的提高以及组织的细化使其摩擦系数下降了11.9%;抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了12.1%、41.4%和7.8%(微合金化锰黄铜的抗拉强度和伸长率分别为522.3 MPa、297 MPa和24%)。

锶钛硼复合微合金化铸态锰黄铜组织与性能

研究锶、钛和硼复合微合金化铸态锰黄铜的金相组织、硬度、均匀腐蚀性能、电化学腐蚀性能以及摩擦磨损性能。结果表明,与未微合金化铸态锰黄铜相比,锶、钛和硼复合微合金化的铸态锰黄铜相组成未发生变化,仍由基体α相+κ相组成,但α相和κ相均明显细化,且κ相分布更加均匀。微合金化铸态锰黄铜硬度由154.8 HV提高到188.3 HV,抗均匀腐蚀性能和电化学腐蚀性能明显改善,在3.5%NaCl水溶液下腐蚀速率分别降低9.8%和11.4%,耐磨性提高,合金摩擦因数降低8.3%。

锰的测定中锰黄铜溶样方法

本文报道一个快速和比较准确的锰黄铜溶样方法,采用HCl-H2O2溶解试样,然后,加入硫、磷混合酸.加热至冒硫酸烟驱赶盐酸。以AgNO3为催化剂,用(NH4)S2O8将锰氧化成七价,用亚砷酸钠一亚硝酸钠标准溶液滴定,获得满意测定结果。

铝锰黄铜中铁的宏观偏析的形成与防止

在实验研究了铝锰黄铜中初生富铁相的上浮条件与铁在铸件内的分布规律、偏析量与防止方法。实验结果与螺旋桨内偏析作了对比,指出铸件内铁倾向在后凝区富集,仅在不存在对流条件下,铁的上浮才会产生,提出对流驱动机构来解释铸件内铁的宏观偏析的形成。

问：进行铜合金检测中，遇到锰黄铜中锌的测定，发现终点难辨不稳定，如何解决？

答：在《金属材料化学分析方法（第三分册）》一书中对含锰、镍的黄铜中测定锌提出了两个方法：硫氰酸盐萃取分离-EDTA滴定法和HEDTA直接滴定法。在微酸性（pH5．5左右）条件下用螯合滴定法测定锌时，锰与镍的干扰较难解决。在前一方法中利用在稀盐酸介质中锌（Ⅱ）与硫氰酸盐所生成的络阴离子可被4-甲基戊酮-2（MIBK）萃取的性质达到锌（Ⅱ）与铜（Ⅱ）、镍（Ⅱ）、锰（Ⅱ）、铁（Ⅱ）、镉（Ⅱ）等元素的定量和选择性的分离。

稀土锰黄铜用作轴瓦材料初探

本文研制了一种稀土锰黄铜代替锡青铜(ZQSn 6—6—3)用作轴瓦的新合金材料。试验结果表明:除线胀系数还不够理想外,新合金的机械性能与抗蚀性能均远优于锡青铜,完全能满足轴承的要求。

铸造冷却速度对硅锰黄铜组织和性能的影响

研究了铸造冷却速度对硅锰黄铜合金的微观组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响。结果显示:随着冷却速度的增加,合金中的硅锰相颗粒尺寸变小,分布也更均匀化。冷却速度为8×10^4℃/s时,硅锰相的长为5~15μm,宽为1~2μm;冷却速度为3.5×10^2℃/s时,长为10~50μm,宽为2~5μm;冷却速度为4.28×10^-2℃/s时,长为15~50μm,宽为5~10μm。此外,合金的硬度随冷却速度的增加而增加,磨损体积随冷却速度的增加而减少,但是摩擦系数变化不大。

热处理对硅锰黄铜中Mn_(5)Si_(3)相及合金性能的影响

本文通过设计了四种不同条件的热处理实验,研究了热处理对硅锰黄铜中Mn_(5)Si_(3)相及合金性能的影响。结果表明:硅锰黄铜铸态组织中存在细小Mn_(5)Si_(3)相,在500℃和800℃下,Mn_(5)Si_(3)相会向基体扩散,硅锰相渐渐变细小。但在800℃长时间保温,Mn_(5)Si_(3)相会明显长大。细小且弥散的Mn_(5)Si_(3)相,对材料的耐磨性能有利。800℃-1h热处理的样品硬度最高,为135HV。500℃-6h热处理的样品摩擦磨损性能最优,磨损体积为4.28×10^(7)μm^(3)。

锰硅比对硅锰黄铜中硅锰相的影响

利用中频感应炉制备了三种锰硅比的硅锰黄铜,研究了锰硅比对硅锰黄铜中硅锰相的影响。结果表明:当Mn:Si=2时,硅锰相颗粒长径比较大,为六棱柱形态且有明显的中心空洞和棱面凹坑,团聚分布在基体中;当Mn:Si=3.25时,硅锰相晶粒长径比较大,为六棱柱形态且有明显的中心空洞,均匀分布在基体中;当Mn:Si=6.5时,硅锰相晶粒长径比较小,为短棒状和颗粒状形态,均匀分布在基体中。随着锰硅比的增大,β相区减小,合金硬度降低。

变形锰黄铜的位错蠕变

本文对58-2锰黄铜超塑变形后的位错组态进行了研究,提出位错蠕变是锰黄铜超塑变形的一种机制。该实验观察到了层错、层错与位错的相互作用。

柱塞泵用C67300锰黄铜油的润滑摩擦磨损性能

研究退火态和冷轧态C67300锰黄铜合金在油润滑状态以及不同加载载荷和转速条件下,与对磨副GCr15钢的摩擦磨损性能,并借助一系列表征测试技术研究C67300锰黄铜的微观组织、力学性能(尤其硬弹比H/E)与摩擦性能的关联。结果表明:C67300锰黄铜主要由α-Cu(FCC结构)固溶体基体、β′-CuZn(B2结构)、和硬质颗粒ω-Mn5Si3(D88结构)构成。冷轧态C67300锰黄铜的硬度(184 HV)和屈服强度(410 MPa)略高于其退火态的(137 HV,345 MPa),从而导致合金的硬弹比(H/E)从0.014增大至0.020。在恒定载荷300 N、不同转速400~700 r/min条件下,冷轧态和退火态C67300锰黄铜的摩擦因数都随转速增加而降低,即摩擦因数f从0.06~0.07减小至0.02;而在恒定转速400 r/min、不同施加载荷200~500 N条件下,冷轧态和退火态合金摩擦因数都随施加载荷增加而增加,如冷轧态时摩擦因数从0.03增大至0.07。在不同试验条件下,冷轧态C67300锰黄铜的摩擦因数均低于退火态的,且变化幅度较小,表现出更佳的耐磨性,这主要是由于冷轧态C67300锰黄铜的H/E更接近于对磨副GCr15钢的H/E=0.035,从而有望通过提高合金的硬弹比,以实现与对磨副合金匹配来改善材料的耐磨性。

高强度耐蚀锰黄铜ZHJD-2合金的相变规律研究

研究了一种新型高强度耐蚀高锰黄铜ZHJD-2的特殊相变过程,井确定了合理的热处理工艺以保证获得理想的α+χ相结构。通过观察合金元素在基体中的分布和作用,发现热处理后Al和Ni在晶界上富集,而Mn则分布在晶粒内部,晶界贫Mn、一部分Mn与Fe形成复杂的金属间化合物相。呈弥散状分布在基体内。Al和Mn均有稳定β相的作用。

高强锰黄铜高温热流变行为及本构方程的建立（英文）

通过Thermecmastor-Z热模拟试验机研究了ZHMn34-2-2-1锰黄铜在温度为923~1073 K和应变速率为0.01~10 s–1的加工范围内的热压缩变形行为。真应力–应变曲线显示随着应变增加应力达到峰值,随后单调递减达到稳态,表现出明显的动态再结晶行为。将建立的基于应变补偿的Arrhenius本构模型预测结果和实验数据进行偏差分析,结果表明在该本构模型中,ZHMn34-2-2-1锰黄铜材料参数(n,A and Q)随着变形条件的波动,不能被简单地看作一组常数。随后提出了考虑变形条件对材料参数耦合效应补偿的改进型本构模型。利用相关系数和平均绝对相对误差对已建立本构模型的精度进行评价,结果表明所提出的本构模型可以准确地描述ZHMn34-2-2-1锰黄铜的热变形特性。

锰黄铜、铝青铜常规及异形大轴瓦、衬套的铸造工艺设计

据生产实践及分析,找出锰黄铜、铝青铜常规、异型大轴瓦、衬套铸件形状参数与冒口形状参数之间的关系,建立较为准确的和实用的计算和核算方法,既能保证铸件充分补缩而又能获得较高的工艺出品率。

稀土锰黄铜新合金的性能研究

叙述了新合金 (稀土锰黄铜ZHMn5 8- 3.5 - 2 - 0 .0 15 )代替锡青铜ZQSn6 - 6 - 3作轴承材料的可行性 ,以及新合金的性能测试 ,并与锡青铜作了比较 ,分析得出新合金在机械性能、化学性能等方面都能代替锡青铜 ,仅在物理性能 (线膨胀系数 )方面不够理想 。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锰黄铜中7种元素

采用盐酸和硝酸混合酸溶样,选择Cu 324.754nm、Mn 257.610nm、Zn 213.856nm、Fe 259.940nm、Al 396.152nm、Pb 220.353nm、Sn 189.989nm作为分析线,考察基体和共存元素对待测元素的干扰,并计算干扰系数以校正光谱干扰对测量结果产生的影响,从而建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定锰黄铜中Cu、Mn、Zn、Al、Fe、Pb、Sn的方法。结果表明:溶液中Cu质量浓度在1 000μg/mL以内,对Mn、Zn、Al、Fe、Sn的测定无明显影响,但对Pb影响较大。来自Cu 221.810nm对Pb 220.353nm分析线产生的谱线重叠型光谱干扰,可以采用干扰系数校正法很好地进行校正。样品中高含量元素Zn、Mn、Fe之间以及对其他元素的测定基本无影响。各元素校准曲线线性相关系数均不小于0.999 7;各元素检出限为0.000 1%~0.004 2%(质量分数)。按照实验方法测定锰黄铜标准样品中Cu、Mn、Zn、Al、Fe、Pb、Sn,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.49%~5.1%,测定值与认定值一致。

锰黄铜中锌的快速分析

在测定锰黄铜中锌时,对于含锰量较少时,可在氨性介质中.以过硫酸铵为氧化剂,将Mn(Ⅱ)氧化为不溶性水合二氧化锰而分离,进行锌的测定;而对于含锰量较高时.如ZHMn57-3-1,含锰量在2%以上时.文献介绍应在硝酸介质中,以氯酸钾或过硫酸铵为氧化剂.这样亦可获得水合二氧化锰而分离锰,但是锰分离不完全.本文在此基础上,进行了硝酸介质、氯酸钾用量、加热时间以及分离后干扰离子的掩蔽试验,试验表明.为保证水合二氧化锰析出完全.需用浓硝酸,不宜用稀硝酸,用氯酸钾分离后的滤液.经用过硫酸铵试验,含锰量极微,且滤液在氟化钾、硫脲、氯化钡等进行掩蔽,在pH=5.5的酸度条件下,以二甲酚橙、溴甲酚绿为混合指示剂.用EDTA进行络合滴定.该方法操作简单.分析结果的准确度符合试验要求,可用来测定不含镍的锰黄铜中锌的测定.