Pengaruh Unsur Paduan pada Timah Perunggu
Perunggu timah merupakan paduan tembaga dengan tembaga sebagai unsur dasar dan timah sebagai unsur utama. Ada banyak tingkatan paduan timah perunggu, yang cocok untuk digunakan dalam kondisi kerja yang berbeda. Perbedaan antar grade terletak pada jumlah penambahan elemen yang berbeda. Jumlah penambahan elemen yang berbeda dapat membuat paduan timah perunggu mencapai sifat yang berbeda dan diterapkan pada kebutuhan penggunaan yang berbeda. Di bawah ini kami akan memperkenalkan secara rinci efek penambahan berbagai elemen terhadap kinerja perunggu timah.
Fosfor P
1. Kandungan fosfor pada timah perunggu umumnya tidak melebihi 0,45%. Ketika kandungan fosfor lebih besar dari 0,5%, reaksi eutektik-peritektonik L+ +Cu3P akan terjadi pada sekitar 637, menyebabkan kerapuhan panas. Jika kandungan fosfor pada paduan lebih besar dari 0,3%, eutektik yang terdiri dari tembaga dan tembaga fosfida (Cu3P) akan muncul dalam organisasi.
2. Fosfor adalah deoxidizer yang efektif untuk paduan tembaga dan meningkatkan fluiditas perunggu timah. Kerugiannya adalah meningkatkan segregasi terbalik dari ingot.
3. Ukuran butir bahan sebelum pengerjaan dingin dan anil suhu rendah (180~300) setelah pemrosesan memiliki pengaruh yang besar terhadap sifat mekanik perunggu timah-fosfor. Ketika ukuran butir kecil, kekuatan, kekerasan, modulus elastisitas dan kekuatan lelah bahan lebih tinggi dibandingkan bahan butiran kasar, tetapi plastisitasnya sedikit lebih rendah. 4. Setelah perunggu timah-fosfor yang diproses dingin dianil pada 200~260 selama 1~2 jam, kekuatan, plastisitas, batas elastis, dan modulus elastisitasnya semuanya ditingkatkan, dan stabilitas elastisnya juga dapat ditingkatkan.
Seng Zn
1. Seng merupakan salah satu unsur paduan perunggu timah, dan seng memiliki kelarutan yang besar dalam larutan padat perunggu timah. Oleh karena itu, perunggu olahan Cu-Sn-Zn merupakan larutan padat satu fasa. Zn meningkatkan fluiditas paduan, mempersempit kisaran suhu kristalisasi, dan mengurangi segregasi terbalik, namun tidak memiliki pengaruh signifikan terhadap struktur dan sifat-sifatnya.
2. Kandungan Zn pada timah perunggu olahan umumnya tidak lebih dari 5%.
Timbal Pb
1. Kandungan Pb pada timah perunggu tidak melebihi 5%. Itu tidak larut dalam fase dan ada dalam keadaan bebas. Ini didistribusikan di antara dendrit sebagai partikel hitam, tetapi distribusinya tidak merata.
2. Pb dapat mengurangi koefisien gesekan perunggu timah, meningkatkan ketahanan aus, dan meningkatkan kemampuan mesin, tetapi sedikit mengurangi sifat mekanik paduan.
Mangan Mn
1. Mn adalah salah satu pengotor berbahaya pada perunggu timah, dan kandungannya harus dikontrol dengan ketat dan tidak boleh melebihi 0.002%. 2. Mangan mudah teroksidasi menjadi oksida, yang mengurangi fluiditas lelehan paduan, dan setelah pemadatan, mangan didistribusikan pada batas butir, melemahkan ikatan antarkristalin dan mengurangi kekuatan.
Besi Fe
Fe merupakan pengotor perunggu timah, dengan kandungan maksimum 0,05%. Ini memiliki efek memurnikan butiran, menunda proses rekristalisasi, dan meningkatkan kekuatan dan kekerasan. Namun, kandungannya tidak boleh melebihi nilai batas, jika tidak maka akan terbentuk terlalu banyak fase kaya besi, sehingga mengurangi ketahanan korosi dan kinerja proses paduan.
Aluminium Al, magnesium Mg, silikon Si
1. Sejumlah kecil dapat dilarutkan dalam larutan padat untuk meningkatkan sifat mekanik paduan, tetapi selama proses peleburan, mudah teroksidasi untuk menghasilkan oksida tahan api, sehingga mengurangi fluiditas dan kekuatan perunggu timah.
2. Kandungan aluminium dalam perunggu Sn tidak boleh lebih besar dari 00,002%, dan kandungan Mg juga harus dikontrol dengan ketat, karena oksidanya akan mengurangi kekuatan paduan dan fluiditas lelehan . Beberapa perunggu timah yang mengandung Al dan Mg telah dikembangkan di luar negeri, yang tidak hanya memiliki kekuatan tinggi, tetapi juga ketahanan korosi yang baik. Misalnya, paduan Cu-5Sn-7Al memiliki ketahanan dan kekuatan korosi yang tinggi, dan perunggu timah Cu-5Sn-1Mg memiliki kekuatan 900 MPa dan 30 HRC setelahnya perlakuan penuaan, dan konduktivitas 30%~35% IACS, yang dapat digunakan untuk memproduksi komponen dengan kekuatan tinggi, ketahanan korosi tinggi, dan konduktivitas yang baik.
