硼和稀土对B15白铜合金组织及性能的影响

论文摘要

白铜合金由于其优良的力学性能和耐腐蚀性能,被广泛地应用于电力、船舶、石油化工等工业部门,研制出新型的力学性能和耐腐蚀性更好的白铜合金,对工业的生产将会起到很大的推动作用。本文以自制白铜B15合金为研究对象,研究了B和RE添加剂对铸造B15白铜合金组织、力学性能的影响,通过两种添加剂变质处理后在处理温度进行10min、30min、60min、120min和180min的保温研究了B和RE对铸造B15白铜合金组织细化衰退性能的影响；通过人造海水静态腐蚀试验和电化学腐蚀测试,研究了不同添加剂对B15合金腐蚀性能的影响。并通过XRD物相分析和理论推导,对两种添加剂的作用机理进行了一定的探讨。结果表明,B和RE两种添加剂对铸造B15白铜合金的铸态组织都有明显的细化效果,可很大程度上提高材料的力学性能。B和RE变质处理后,B15白铜合金的抗拉强度、延伸率和显微硬度分别由294MPa、8%和107HV上升到最大值328MPa、33.5%、124HV和340 MPa、30%、128HV。两种变质剂对合金力学性能提高量相差不大；B的最佳加入量约为0.005%、RE的最佳添加量约为0.05%。加入B和RE添加剂在变质处理温度保温,保温时间为10min、30min、60min、120min和180min时间中,B和RE细化处理白铜合金均在10min时的变质效果最好,30min内仍然有较好的变质效果,超过一小时后晶粒明显粗大,细化效果衰退。在人造海水的腐蚀实验中,加入B和RE两种细化剂都能降低B15白铜合金在人造海水中的失重速率,都能提高合金的耐腐蚀性能。加入B和RE变质处理后合金的失重速率分别由12.13 g×106/cm2h减小到最小值8.38 g×106/cm2h和7.65 g×10-6/cm2h,相比两者而言,RE能更好地提高合金的耐腐蚀性能；在电化学腐蚀测试中,加入B和RE后合金的阴阳极塔菲尔明显增大,腐蚀电流密度明显减小,这表明,B和RE能够很好的提高B15白铜合金的电化学腐蚀特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 铜及铜合金简介
• 1.1.1 纯铜
• 1.1.2 黄铜
• 1.1.3 青铜
• 1.1.4 白铜
• 1.2 铜合金的强化方法
• 1.3 铜及铜合金晶粒细化方法
• 1.3.1 快速凝固法
• 1.3.2 合金元素变质处理法
• 1.4 稀土在铜合金中的作用
• 1.4.1 净化作用
• 1.4.2 变质作用
• 1.4.3 对力学性能的影响
• 1.5 硼在铜合金中的作用
• 1.6 其他合金元素在铜合金中的作用
• 1.7 本文研究的主要意义和内容
• 1.7.1 研究意义
• 1.7.2 研究内容
• 第二章 实验的方法和内容
• 2.1 实验材料的制备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 试验合金的熔炼
• 2.2 实验研究方法
• 2.2.1 金相组织分析
• 2.2.2 拉伸试验
• 2.2.3 硬度试验
• 2.2.4 腐蚀试验
• 2.2.4.1 静态腐海水腐蚀试验
• 2.2.4.2 电化学腐蚀
• 第三章 B对B15白铜合金铸态组织和性能的影响
• 3.1 B15白铜合金的铸态组织和性能
• 3.2 硼添加剂对B15白铜合金铸态组织的影响
• 3.3 硼添加剂对B15白铜合金力学性能的影响
• 3.3.1 硼元素变质对提高B15白铜合金力学性能机制的探讨
• 3.4 硼添加剂对B15白铜合金腐蚀性能的影响
• 3.4.1 静态海水腐蚀试验
• 3.4.2 电化学腐蚀试验
• 3.5 硼变质处理后的B15白铜合金组织的细化衰退
• 3.6 本章小结
• 第四章 稀土对B15白铜合金铸态组织和性能的影响
• 4.1 稀土添加剂对B15白铜合金铸态组织的影响
• 4.2 稀土添加剂对B15白铜合金力学性能的影响
• 4.3 静态海水腐蚀试验
• 4.4 电化学腐蚀试验
• 4.5 稀土细化处理后细化衰退
• 4.6 本章小结
• 第五章 硼和稀土对B15白铜合金细化机理的探讨
• 5.1 合金元素晶核作用
• 5.2 合金元素的限制生长作用
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录