1. Erinevused lahustuvuse ja sulami tugevdamise mehhanismides
Vasesulamisüsteemides on sellistel elementidel nagu tsink, tina ja alumiinium lahustuvuses olulisi erinevusi. Toatemperatuuri tasakaalus on tsingi lahustuvus vase massiliselt kuni 37% ja umbes 30% lahustub AS - olekus. Seevastu tina pronksis tina kui - valatud lahustuvus on ainult 5–6%ja alumiiniumi lahustuvus alumiiniumist pronksis on umbes 7–8%. Tsingi kõrge tahke lahustuvus vaskas annab tugeva tahke lahuse tugevdava toime. Lisaks võib enamik legeerivaid elemente lahustuda messingi maatriksis erineval määral, suurendades veelgi selle mehaanilisi omadusi. See on peamine põhjus, miks spetsiaalsed messingist sulamid näitavad kõrge tugevusega omadusi.
Majanduslikust vaatenurgast on tsink odavam kui alumiiniumist ja tina ning selle rikkalikud ressursivarud muudavad messingist üldised kulud oluliselt madalamaks kui tina pronksist ja alumiiniumist pronksist.
2. messingist tulemuslikkuse eelised
Tahkestamise omadused ja voolavus
Messingi on äärmiselt kitsas kristalliseerumise temperatuurivahemik (umbes 30 - 40 kraadi) ja tahkestub kestaga - sarnaselt. Vedeliku temperatuur väheneb oluliselt tsingisisalduse suurenemisega (sulamispunkt umbes 900 kraadi), mille tulemuseks on suurepärane metalli voolavus, mis võib täita keerulisi õõnsusi. Lisaks vähendab kitsas kristalliseerumisvahemik kristallisisest segregatsiooni ja hajutatud kokkutõmbumisõõnsuste moodustumist, muutes kontsentreeritud kokkutõmbumisõõnsuste moodustamise lihtsamaks, mis hõlbustab suunduvat tahkestamist püstiku toitmise kaudu.
Sulatamise ja desoksüdatsiooni omadused
Tsingi aurustuspunkt on 907 kraadi, mis on lähedal messingist sulamistemperatuurile. Valamise ajal aurustub tsink hõlpsalt sulavasest gaase, vähendades poorsuse moodustumise riski. Lisaks sellele on tsinkil tugevad desoksüdeerivad võimalused, välistades vajaduse sulamise ajal täiendavate deoksüdeerijate järele, lihtsustades sellega protsessi ja vähendades kulusid. Kuigi ZnO oksiidid võivad sulamise ajal tekkida, põhjustab nende madala tihedusega neid hõljumist ja räbu moodustamist ning sekundaarse oksüdeerimise ennetamine võib vältida kaasamise defekte.
Protsessi kohanemisvõime
Messing ei ole tundlik jahutamiskiiruste suhtes ja selle mehaanilisi omadusi mõjutab seina paksus minimaalselt, muutes selle sobivaks mitmesugusteks protsessideks, näiteks liiva valamiseks, suremiseks ja tsentrifugaalvaludeks. Tüüpilised protsessimeetmed hõlmavad:
Liiva südamiku kujundus: kasutage hea saagikuse omadustega liivasüdamike, et vähendada valamisstressi ning vältida pragusid ja deformatsiooni;
Jooksjad ja valamissüsteemid: installige suured - suurused jooksjad, et saavutada järjestikune tahkestamine ja sisemise jooksja paigutuse optimeerimine tasakaalustatud jahutamiseks;
Temperatuuri kontrollimine: vähendage valamistemperatuuri sobivalt, et minimeerida vedeliku kokkutõmbumist ja tsingi aurustumiskadusid.
3. jõudluse piirangud ja legeerimise parandused
Korrosioonikindluse puudused
Tsinkil on väiksem elektroodipotentsiaal kui vask, mis põhjustab tsingi leostumise korrosiooni elektrolüütide keskkonnas (nt merevesi, anorgaanhapped) - tsingi - rikkalik faas lahustub eelistatavalt anoodina, häirides sulami struktuuri. Tavalisel messingil on eriti halb korrosioonikindlus voolavates merevee- ja aurukeskkonnas.
Spetsiaalse messingi jõudluse suurendamine
Lisades legeerivaid elemente nagu MN, AL, Fe, Si ja PB, saab messingist omadused olla suunatud parandamiseks:
Masinatav messingist: PB lisamine suurendab masinataili;
Mereväe messingist: SN lisamine suurendab merevee korrosioonikindlust;
Kõrge - tugevus messingist: AL ja FE tutvustamine tugevdamise faaside moodustamiseks, mehaaniliste omaduste parandamine;
Die - valamine messingist: kompositsiooni optimeerimine sobib kõrgele - rõhu valamise protsessid, tasakaalustava voolavuse ja mõõtmete täpsuse tasakaalustamine.
4. messingist praegused tööstuslikud rakendused
Oma põhjalike eelistega suure tugevuse, odavate kulude ja casting -protsessi ühilduvuse osas on messing muutunud vasesulamite seas kõige mitmekesisemaks ja kõrgeimaks - kategooriasse. Selle rakendused hõlmavad mehaanilist tootmist (käigud, laagrid), ehitusriistvara (ventiilid, liitmikud), laevaehitustööstust (kondensaatori torud, mereveesüsteemi komponendid) ja dekoratiivväljad. Ehkki selle korrosioonikindlus on pronksist halvem, säilitab see domineeriva positsiooni mõõduka kuni madala korrosioonikeskkonnas, parandades parandamist ja pinnakaitsetehnoloogiaid (näiteks katteid ja passiivse töötlemist).
5. Kokkuvõte
Brass põhineb Cu - Zn binaarsel sulamil ning elementaarse tahke lahuse tugevdamise ja protsessi optimeerimise kaudu on sellel välja töötanud ainulaadsed jõudluse eelised. Vaatamata korrosioonikindluse piirangutele on see valamise jõudluse, kulude kontrolli ja mehaanilise tugevuse tasakaalustamisel endiselt asendamatu. Tulevikus, keskkonnasõbraliku plii - vaba messingist ja kõrge - korrosioon - vastupidavad sulamid, jätkab messing oma rakenduse stsenaariumide laiendamist kõrgel - lõppfielsil.