황동은 구리와 아연으로 이루어진 합금이다. 일반 황동 (1) 일반 황동의 실온 조직인 일반 황동은 구리 아연 이원합금으로 아연 함유량의 변화 범위가 넓어 실온 조직도 크게 다르다. CU-ZN 이원 상태도 (그림 6) 에 따르면 황동의 실온 조직은 세 가지가 있다. 아연 함량이 35 이하인 황동, 실온 아래의 현미조직은 단상 브롬체로 이루어져 있으며, 이를 황동이라고 한다. 아연 함량이 36 ~ 46 범위 내에 있는 황동, 실온에 있는 현미조직은 (알파+베타) 2 상 (알파+베타) 황동 (2 상 황동) 으로 구성되어 있습니다. 아연 함유량이 46 ~ 50 을 넘는 황동은 실온 아래의 현미조직은 단지 텅스텐으로만 이루어져 있으며, 이를 텅스텐이라고 한다.
(2) 압력 처리 성능
알파 단상 황동 (H96 ~ H65) 은 냉열 가공을 견딜 수 있는 좋은 소성을 가지고 있지만, 단상 황동은 단조 등 열가공시 중온취성이 생기기 쉬우며, 구체적인 온도 범위는 Zn 함유량에 따라 달라져 보통 200 ~ 700 C 사이이다. 따라서 열처리 시 온도는 700 ℃보다 높아야 합니다. 단상 황동 중온 바삭성 영역의 원인은 주로 Cu-Zn 합금계 플루토늄 영역에 Cu3Zn 과 Cu9Zn 의 두 가지 질서 있는 화합물이 존재하고, 중저온에서 가열할 때 질서 정연한 전환이 발생하여 합금이 바삭해지게 하기 때문이다. 또한 합금에는 미량 납, 비스무트 유해 불순물, 구리가 저융점 * * * 결정막을 형성하여 결정계에 분포되어 열가공 시 결정간 파열이 발생한다. 실천은 미량의 세륨을 첨가하면 중온취성을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 보여준다.
2 상 황동 (H63 ~ H59), 합금 조직에는 가소성이 좋은 플루토늄 외에 전자화합물 CuZn 을 기반으로 한 플루토늄 고용체가 나타났다. 고온에서는 가소성이 높고 저온에서는 플루토늄' 상 (질서 고용체) 의 성질이 단단하고 바삭하다. 따라서 (α+β) 황동은 열상태에서 단조해야 한다. 아연이 46 ~ 50 보다 큰 황동은 성능이 바삭해서 압력 가공을 할 수 없다.
(3) 역학 성능 황동에서 아연 함량이 다르기 때문에 기계적 성능도 다르다. 그림 7 은 황동의 기계적 성능이 아연 함량에 따라 변하는 곡선이다. 놋쇠의 경우 아연 함량이 증가함에 따라, B 와 텅스텐은 모두 계속 높아진다. (알파+베타) 황동의 경우 아연 함량이 약 45 로 증가하기 전에 실온 강도가 계속 높아진다. 아연을 더 늘리면 합금 조직에 더 바삭한 R 상 (Cu5Zn8 화합물을 기반으로 한 고용체) 이 생겨 강도가 급격히 낮아진다. (α+β) 황동의 실온 소성은 항상 아연 함량이 증가함에 따라 감소한다. 따라서 아연 함량이 45 를 넘는 구리 아연 합금은 실용적 가치가 없다.
일반 황동의 용도는 물탱크 벨트, 배수관, 메달, 벨로우즈, 뱀형 튜브, 응축관, 탄피 및 다양한 모양의 복잡한 펀치 제품, 작은 하드웨어 등 매우 광범위합니다. 아연 함량이 증가함에 따라 H63 에서 H59 까지 열 가공을 잘 견딜 수 있으며 기계 및 전기 기기의 다양한 부품, 스탬핑 부품, 악기 등에 많이 사용됩니다.
특수 황동
황동의 내식성, 강도, 경도, 가공성 등을 높이기 위해 구리-아연 합금에 소량의 주석, 알루미늄, 망간, 철, 실리콘, 니켈, 납 등을 넣는다
(1) 아연 당량 계수가 복잡한 황동의 조직은 황동에 원소를 첨가한' 아연 당량 계수' 를 근거로 추정할 수 있다. 구리 아연 합금에 소량의 다른 합금 원소를 첨가하기 때문에 일반적으로 Cu-Zn 상태 다이어그램의 α/(α+β) 상 영역을 왼쪽이나 오른쪽으로 이동합니다. 따라서 특수 황동 조직은 보통 일반 황동에서 아연 함량을 늘리거나 줄이는 조직과 맞먹는다. 예를 들어, Cu-Zn 합금에 1 실리콘을 첨가한 후의 조직은 Cu-Zn 합금에 10 아연을 추가하는 합금 조직과 같습니다. 그래서 실리콘의' 아연 당량' 은 10 이다. 실리콘의' 아연 당량 계수' 가 가장 크므로 Cu-Zn 계의 α/(α+β) 경계가 구리쪽으로 크게 이동한다. 즉, α 상 영역을 강하게 축소한다.
니켈의' 아연 당량 계수' 는 음수 값이다. 즉, α 상 영역을 확대하는 것이다.
(2) 특수 황동의 성능 특수 황동의 알파 상 및 β 상은 다원 복합 고용체이며, 그 강화 효과는 크고, 일반 황동의 α 및 β 상은 단순한 Cu-Zn 고용체이며, 강화 효과는 낮다. 아연 당량은 상당하지만, 다원고용체는 단순한 이원고용체의 성질과 다르다. 따라서 소량의 다원 강화는 합금의 성능을 향상시키는 한 가지 방법이다.
(3) 몇 가지 일반적으로 사용되는 특수 변형 황동의 조직 및 압력 가공 성능
납놋쇠: 납은 실제로 놋쇠에 용해되지 않고, 유리질점 상태로 결정계에 분포되어 있다. 납 황동은 그 조직에 따라 α와 (α+β) 의 두 종류가 있다. 납 황동은 납의 유해작용이 크고 고온소성이 낮기 때문에 냉변형이나 열압만 할 수 있다. (알파+베타) 납 황동은 고온에서 소성이 좋아 단조가 가능합니다.
주석 황동: 놋쇠에 주석을 넣으면 합금의 내열성을 크게 높일 수 있다. 특히 해수 부식에 내성이 높아지기 때문에 주석 황동은' 해군 놋쇠' 라고 불린다.
주석은 구리 기반 고용체에 용해되어 용액 강화 작용을 한다. 그러나 주석 함량이 증가함에 따라 합금에 바삭한 R 상 (CuZnSn 화합물) 이 나타나 합금의 소성 변형에 불리하기 때문에 주석 황동의 주석 함량은 일반적으로 0.5 ~ 1.5 범위 내에 있다.
일반적으로 사용되는 주석 황동은 HSn70-1, HSn62-1, HSn60-1 등입니다. 전자는 플루토늄 합금으로 비교적 높은 소성을 가지고 있어 냉열 압력 가공을 할 수 있다. 후자의 두 등급의 합금은 (알파+베타) 2 상 조직을 가지고 있으며, 종종 소량의 R 상이 나타나는데, 실온 소성은 높지 않아 열상태에서만 변형될 수 있다.
망간 황동: 망간은 고체 황동에서 더 큰 용해도를 가지고 있습니다. 황동에 1 ~ 4 의 텅스텐을 첨가하면 플라스틱을 떨어뜨리지 않고 합금의 강도와 내식성을 크게 높일 수 있다.
놋쇠는 (알파+베타) 조직을 가지고 있으며, 일반적으로 HMn58-2 를 사용하며, 냉열하의 압력 가공 성능이 상당히 좋다.
철 황동: 철 황동에서 철은 철이 풍부한 입자로 석출되어 결정핵으로 결정립을 다듬고 재결정 입자가 자라는 것을 방지하여 합금의 기계적 성능과 공정 성능을 향상시킵니다. 철 황동의 철 함량은 보통 1.5 이하이며, 그 조직은 (알파+베타) 로, 강도와 인성이 높고 고온에서 소성이 좋으며 냉태 상태에서도 변형될 수 있다. 일반적으로 사용되는 등급은 Hfe59-1-1 입니다.
니켈 황동: 니켈과 구리는 연속 고용체를 형성하여 플루토늄 상구를 크게 넓힌다. 놋쇠에 니켈을 첨가하면 황동이 대기와 바닷물에서 내식성을 크게 높일 수 있다. 니켈은 또한 황동의 재결정 온도를 높여 더 미세한 결정립 형성을 촉진한다.
HNi65-5 니켈 황동은 단상 알파 조직을 가지고 있어 실온에서 소성이 좋고 열상태에서 변형될 수 있지만 불순물 납의 함량은 엄격하게 통제되어야 합니다. 그렇지 않으면 합금의 열가공 성능이 심각하게 악화될 수 있습니다.