Concernant le traitement thermique du cupronickel, les propriétés mécaniques et les utilisations des qualités de cupronickel seront expliquées.
1. Introduction au cuivre blanc
Alliages cuivre-nickel contenant du Ni<50% (wt) are called white copper.
Étant donné que les deux éléments, le cuivre et le nickel, sont très proches dans le tableau périodique, leurs propriétés électrochimiques et leurs rayons atomiques ne sont pas très différents, et ils sont tous deux des réseaux cubiques à faces centrées, ils sont infiniment solubles l'un dans l'autre. Le cuivre est amagnétique et le nickel est ferromagnétique. Dans l'alliage binaire Cu-Ni, à mesure que la teneur en Ni diminue, le point de Curie de l'alliage diminue. Lorsque la teneur en nickel descend à 74 %, le point de Curie descend à température ambiante ; lorsque la teneur en nickel chute à 50 %, le point de Curie descend en dessous de -200 degré.
L'ajout de nickel au cuivre peut améliorer considérablement la résistance, la résistance à la corrosion, la résistance électrique et les propriétés thermoélectriques. Les alliages industriels cuivre-nickel sont divisés en cuivre blanc structurel et cuivre blanc électrique en fonction de différentes caractéristiques de performance et utilisations. L’alliage binaire cuivre-nickel est appelé cuivre blanc simple. Les caractéristiques exceptionnelles du cuivre blanc simple sont sa stabilité chimique élevée dans divers milieux corrosifs tels que l'eau de mer, les acides organiques et diverses solutions salines, ainsi que ses excellentes propriétés de traitement à froid et à chaud. Le numéro de nuance du cuivre blanc est précédé de « B », suivi de la teneur en nickel (%). Le cupronickel qui contient également d’autres éléments est appelé cupronickel complexe ou cupronickel spécial.
Le cupronickel contenant du Mn est appelé cupronickel au manganèse, également connu sous le nom de constantan, tel que BMn40-1.5. Sa composition (en poids) est de 40 % de Ni et 1,5 % de Mn.
L'ajout d'une petite quantité de manganèse ou de fer au cuivre blanc peut non seulement affiner la granulométrie, mais également améliorer considérablement sa résistance à la corrosion. Par conséquent, le cuivre blanc complexe contenant du fer - le cuivre blanc de fer BFe30-1-1 et BFe5-1, peut être utilisé comme pièces travaillant dans les navires de mer et dans d'autres milieux fortement corrosifs.
Le rôle principal du zinc dans les alliages cuivre-nickel est de renforcer la solution solide et d’améliorer la résistance à la corrosion. Le cuivre zinc-nickel contient du Ni entre 5 % -35 % (en poids) et du Zn entre 13 % -45 % (en poids). Parmi eux, BZn15-20 est le plus largement utilisé. Il présente une résistance élevée à la corrosion, de bonnes performances de traitement, une belle couleur blanc argenté, une faible densité et un faible coût. Du cuivre zinc-nickel est ajouté avec<2% (wt) Pb and trace amounts of selenium. (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.
La solubilité de l'aluminium dans les alliages cuivre-nickel diminue à mesure que la température diminue et peut être renforcée par une solution solide. Par exemple, l'aluminium-nickel cuivre BAl13-3 et BAl16-1.5 ont non seulement d'excellentes propriétés mécaniques et une excellente résistance à la corrosion, mais ont également une élasticité élevée et une résistance aux basses températures. À une basse température de 90K (-183 degrés), non seulement les propriétés mécaniques ne diminuent pas, mais s'améliorent également. améliorer!
L'ajout de Ti (titane), Zr (zirconium), Ne (niobium), Mo et d'autres éléments aux alliages cuivre-nickel peut améliorer les performances de coulée de l'alliage, améliorer les propriétés mécaniques et la thermoplasticité à température ambiante, et est également bénéfique pour le soudage et la corrosion. résistance.
Vous trouverez ci-dessous les propriétés mécaniques et les utilisations du cupronickel pour les structures résistantes à la corrosion :
B5
Bande M, résistance à la traction 220MPa, allongement 32%
Bande Y, résistance à la traction 400MPa, allongement 10%
Utilisé pour les pièces résistantes à la corrosion des navires.
B19
Bande Y, résistance à la traction 400MPa, allongement 10%
Bande M, résistance à la traction 300MPa, allongement 25%
Bande Y, résistance à la traction 400MPa, allongement 3%
Plaque M, résistance à la traction 300MPa, allongement 30%
Plaque Y, résistance à la traction 400MPa, allongement 3%
Il est utilisé pour les instruments de précision, les pièces d'instruments, les treillis métalliques et les pièces résistantes à la corrosion chimique qui fonctionnent dans la vapeur, l'eau douce et l'eau de mer.
B30
Bande M, résistance à la traction 380MPa
Bande Y, résistance à la traction 550MPa
Plaque M, résistance à la traction 380MPa, allongement 23%
Plaque Y, résistance à la traction 550MPa, allongement 3%
Il est utilisé pour les pièces résistantes à la corrosion fonctionnant dans la vapeur et l'eau de mer, ainsi que pour les tuyaux métalliques et les tuyaux de condensation fonctionnant à haute température et haute pression.
MBn3-12
Bande M, résistance à la traction 360MPa, allongement 25%
Plaque Y, résistance à la traction 360MPa, allongement 25%
Le but est le même que ci-dessus.
BZn15-20
Bande M, résistance à la traction 350MPa, allongement 3,5%
Bande Y, résistance à la traction 550MPa, allongement 1,5%
Bande T, résistance à la traction 650MPa, allongement 1%
Plaque M, résistance à la traction 350MPa, allongement 3,5%
Bande Y, résistance à la traction 550MPa, allongement 2%
Plaque T, résistance à la traction 650MPa, allongement 1%
Barre de commande Y, diamètre 5-20mm, résistance à la traction 450MPa, allongement 5%
Barre de commande Y, diamètre 21-30mm, résistance à la traction 400MPa, allongement 7%
Barre de commande Y, diamètre 31-40mm, résistance à la traction 350MPa, allongement 12%
Barre de commande M, résistance à la traction 300MPa, allongement 30%
Utilisé dans les pièces de machines de précision, les ustensiles industriels et les machines médicales.
BAl6-1.5
Plaque, résistance à la traction 550MPa, allongement 3%
Utilisé pour fabriquer des ressorts et des pièces élastiques.
2. Les principales propriétés physiques du cuivre blanc électrique couramment utilisé sont présentées ci-dessous.
Cuivre blanc simple B0.6
Conductivité thermique λ272w/(m· degré)
Résistivité ρ0,031×10ˉ6Ω·m
Coefficient de température de résistance 0,0028/degré
Cuivre blanc simple B16
Coefficient de dilatation linéaire 15,3×10ˉ6/degré
Résistivité ρ0.223×10ˉ6Ω·m
Coefficient de température de résistance 0,0028/degré
Cuivre manganèse BMn3-12
Coefficient de dilatation linéaire 16.0×10ˉ6/degré
Chaleur spécifique c410J/kg· degré
Conductivité thermique λ22w/(m· degré)
Résistivité ρ0.435×10ˉ6Ω·m
Coefficient de température de résistance 0,00003/degré
Constantan BMn40-1,5
Coefficient de dilatation linéaire 14,4×10ˉ6/degré
Chaleur spécifique c410J/kg· degré
Conductivité thermique λ21w/(m· degré)
Résistivité ρ0.435×10ˉ6Ω·m
Coefficient de température de résistance 0,00002/degré
Testez le bronze BMn43-0.5
Coefficient de dilatation linéaire 14,4×10ˉ6/degré
Conductivité thermique λ24w/(m· degré)
Résistivité ρ0,49×10ˉ6Ω·m
Coefficient de température de résistance-0,00014/degré
3. Traitement thermique du cuivre blanc
L'aluminium et le cuivre blanc BAl2-3 peuvent être renforcés par traitement thermique. Après une solution solide à 900 degrés, un laminage à froid à 50 % et un vieillissement à 550 degrés, la résistance peut atteindre 800-1000MPa et l'état de solution solide n'est que de 250-350MPa.
La ségrégation intracristalline du lingot de cuivre blanc est importante et un recuit d'homogénéisation doit être réalisé. Le système de recuit d’homogénéisation du cuivre blanc est le suivant :
B19, B30, température 100-1050 degrés, temps 3-4 h
BMn3-12, température 830-870 degrés, temps 2-3h
BMn40-1.5, température 1050-1150 degrés, temps 3-4h
BZn15-20, température 940-970 degrés, temps 2-3h
Différents procédés de traitement thermique du cuivre blanc ont un grand impact sur ses performances. BMn3-12 utilisé pour les instruments de précision doit être détendu et recuit pour stabiliser la résistance.
BMn40-1.5 fonctionnant à des températures élevées doit être recuit à court terme à une température plus élevée de 750-850 degrés, refroidi à l'eau ou à l'air.
Le cuivre zinc-nickel BZn15-20 utilisé pour fabriquer des composants élastiques peut être recuit à une basse température de 325-375 degrés.
La température de recuit intermédiaire (degré) des pièces usinées en cuivre blanc doit être réduite de manière appropriée à mesure que l'épaisseur effective (mm) diminue, comme indiqué ci-dessous :
B19, B25
750-780℃ (>5 mm) 700-750 degrés (15- mm)
{{0}} degré (0,5-1 mm) 530-620 degré (<0.5mm)
BZn15-20\bmN3-12
700-750 degrés (supérieur à 5 mm) 680-730 degrés (1-5 mm)
{{0}} degré (0,5-1 mm) 520-600 degré (<0.5mm)
BAl6-1.5, BAl13-3
700-750℃ (>5 mm) 700-730 (1-5 mm)
{{0}} degrés (0.5-1mm) 550-600 degrés (＜0,5 mm)
MBn40-1,5
800-850℃ (>5 mm) 750-800 degrés (1-5 mm)
{{0}} degré (0,5-1 mm) 550-600 degré (<0.5mm)
La température de recuit des tiges et des fils finis en cuivre-nickel varie également en fonction des différents états de « semi-dur et mou » avant le recuit, comme indiqué ci-dessous :
BZn15-20
Barre, mi-dure 400-420 degré, molle 650-700 degré
Fil Φ{{0}}.3-Φ6.0, degré doux 650-700
MBn3-12
Fil Φ{{0}}.3-Φ6.0, degré doux 500-540
MBn40-1,5
Fil Φ{{0}}.3-Φ0,8, degré doux 670-680
Fil Φ{{0}}.85-Φ2.0, degré doux 690-700
Fil Φ2.1-Φ6.0, degré doux 710-730
