合金元素Zn、Sn、In对925银组织和性能的影响

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本论文综述了银的合金化行为、银和银合金的腐蚀行为及防护技术、925银的研究现状。在此基础上,采用氩气保护水冷铜坩埚非自耗电极电弧熔炼制备了9种925银,采用硬度测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、光电子能谱分析(XPS)、37℃人造汗液中静态浸渍腐蚀和动电位扫描、25℃H2S气氛暴露实验等测试分析手段,系统研究了合金元素Zn、In和Sn对不同状态925银显微组织、显微硬度、在人造汗液和H2S气氛中腐蚀行为的影响,为综合性能好的925银的成分和热处理工艺设计提供一些理论指导。添加2.53.5wt% Zn至传统925银即Ag92.5Cu7.5中,使925银铸态组织中孔洞明显减少,且晶粒细化,但在后续热处理过程中反而使晶粒粗化;在200℃350℃时效过程中除析出富Cu相外,还形成浮凸组织。这些925银仍然具有好的时效硬化效果,例如,Ag92.5Cu4.0Zn3.5合金经250℃时效4h后,硬度可达124.4HV0.2,是其固溶态63.8HV0.2的1.95倍。同时,在37℃人造汗液中的腐蚀速率低,不易形成灰黑色腐蚀膜,颜色稳定性好;在25℃H2S气氛中不易硫化变黑。进一步添加1.0wt% Sn、2.0wt% In或者1.0wt% Sn和0.4wt% In取代Ag92.5Cu4.0Zn3.5合金中的部分Zn,这些925银铸态组织仍然致密,后续热处理过程中显微组织演变规律也与前者相同,且时效硬化效果好,例如,Ag92.5Cu4.0Zn2.1Sn1.0In0.4合金经150℃时效4h硬度可达127.2HV0.2,为其固溶态硬度57.9HV0.2的2.20倍。并且,在37℃人造汗液中的颜色稳定性不低于前者,在25℃H2S气氛中更难以硫化变黑。
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