高性能足金和925銀強(qiáng)化機(jī)制與抗腐蝕行為的研究.pdf

1、本文闡述了金銀的合金化行為、金銀及其合金的腐蝕行為、銀及其合金抗變色技術(shù)的研究進(jìn)展與足金和925銀的研究現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，采用氬氣保護(hù)中頻感應(yīng)熔煉和鐵模澆鑄制備了2種Au-Ti(-Y)系足金，采用氬氣保護(hù)水冷銅坩堝非自耗電極電弧熔煉制備了14種Ag-Cu(-Zn，Sn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925銀，并系統(tǒng)探討了Au-Ti(-Y)系足金的強(qiáng)化機(jī)制與Ag-Cu(-Zn，Sn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925銀的顯微組織、強(qiáng)化機(jī)

2、制及其在37℃人造汗液和室溫H2S氣氛中的抗腐蝕行為，為開發(fā)高強(qiáng)度足金和綜合性能好的925銀提供一些理論參考。
　　 采用硬度測(cè)試、拉伸試驗(yàn)、光學(xué)顯微分析(OM)和透射電子顯微分析(TEM)等手段，探討了Au-Ti(-Y)系足金的強(qiáng)化機(jī)制。結(jié)果表明，Au-Ti(-Y)系足金的基本強(qiáng)化方式包括細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、加工硬化和時(shí)效沉淀強(qiáng)化。其中，Ti主要起細(xì)晶強(qiáng)化和時(shí)效沉淀強(qiáng)化的作用，且Ti含量高有利于獲得好的時(shí)效沉淀強(qiáng)化效果；Y主要

3、起細(xì)晶強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化的作用。正是由于硬度和強(qiáng)度高，延性好，Au-Ti(-Y)系足金適合于制作以往只能用18K及其它低K金等才能制作的款式復(fù)雜且輕巧的飾品和寶石鑲嵌件。
　　 采用硬度測(cè)試、差熱分析(DTA)、差示掃描量熱分析(DSC)、X射線衍射分析(XRD)、OM、掃描電子顯微分析(SEM)、TEM和X射線能量色散譜分析(EDS)等手段，探討了Ag-Cu(-Zn，Sn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925銀的顯微組織和強(qiáng)化機(jī)制

4、。結(jié)果表明，Ag-Cu(-Zn，Sn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925銀的顯微組織與其成分、熱處理工藝有關(guān)。Ag-7.5Cu合金的熔體流動(dòng)性差，鑄態(tài)組織不致密；經(jīng)固溶+時(shí)效后析出α-Cu，但無(wú)浮凸組織形成。Ag-3.0～5.0Cu-2.5～4.5Zn、Ag-4.0Cu-2.5Zn-1.0Sn、Ag-4.0Cu-1.5～3.1Zn-0.4～2.0In、Ag-4.0Cu-2.1Zn-1.0Sn-0.4In、Ag-4.0Cu-3.0Zn-

5、0.5Ge、Ag-4.0Cu-3.0Zn-0.5Y、Ag-4.0Cu-3.0Zn-0.5Nd和Ag-4.0Cu-0.6Zn-1.5Sn-1.0In-0.2Ge-0.1Y-0.1Nd合金的熔體流動(dòng)性好，鑄態(tài)組織致密；經(jīng)固溶+時(shí)效后沿晶界形成浮凸組織，浮凸組織的形成與β-Cu析出有關(guān)，但浮凸組織數(shù)量與925銀的成分及時(shí)效溫度、時(shí)效時(shí)間有關(guān)。并且，Ag-4.0Cu-3.0Zn-0.5Nd合金無(wú)論在哪種熱處理狀態(tài)下都出現(xiàn)富Cu富Nd相，Ag-4

6、.0Cu-3.4Zn-0.1Si合金無(wú)論在哪種熱處理狀態(tài)下都出現(xiàn)富Cu富Si相。然而，Ag-4.0Cu-2.5Zn-1.0Ge合金的熔體流動(dòng)性下降，鑄態(tài)組織不致密；經(jīng)固溶+時(shí)效后，無(wú)浮凸組織形成；無(wú)論在哪種熱處理狀態(tài)下，晶界都發(fā)生寬化，且Cu和Ge沿晶界偏Ag-Cu(-Zn，Sn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925銀的強(qiáng)化方式主要是固溶強(qiáng)化、加工硬化和效沉淀強(qiáng)化。為了使Ag-Cu-Zn系925銀經(jīng)固溶+時(shí)效后具有高的硬度值，Cu含量高

7、于3[％]。對(duì)于大多數(shù)含4.0[％]Cu的Ag-Cu-Zn(-Sn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925銀，固溶合理的時(shí)效溫度為200℃～250℃；70[％]冷變形后合理的時(shí)效溫度為150 ℃～200 ℃。
　　 采用靜態(tài)浸漬試驗(yàn)、動(dòng)電位掃描、XRD、SEM、EDS和X射線光電子能譜分(XPS)等手段，探討了Ag-Cu(-Zn，Sn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925銀在37℃人造汗液的抗腐蝕行為、腐蝕產(chǎn)物的形成速率及覆蓋率和

8、抗變色能力。結(jié)果表明，Ag-Cu(-Zn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925銀抗37℃人造汗液腐蝕的能力與熱處理狀態(tài)和成分有關(guān)，蝕形式主要是點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕。在700 ℃固溶0.5h、250 ℃時(shí)效4h、70[％]冷變形和冷變形+200 ℃時(shí)效4h共4種熱處理狀態(tài)中，925銀在70[％]冷變形狀態(tài)下腐蝕快，700 ℃固溶0.5h或250 ℃時(shí)效4h 狀態(tài)下腐蝕慢，但具體的抗腐蝕能力因成分而異Ag-Cu(-Zn，Sn，In，Ge，Y，Nd

9、，Si)系925銀在37 ℃人造汗液中腐蝕過(guò)程中表面腐蝕產(chǎn)的形成速率及覆蓋率和抗變色能力也與成分、熱處理狀態(tài)有關(guān)。在除70[％]冷變形狀之外的其它3種熱處理狀態(tài)下，Ag-4.0Cu-3.5Zn、Ag-4.0Cu-2.5Zn-1.0Sn、Ag-4.0Cu-1.5～3.1Zn-0.4～2.0In和Ag-4.0Cu-2.1Zn-1.0Sn-0.4In合金在這3種熱處理狀態(tài)下在37人造汗液中表面均難以形成由AgCl和Ag2O組成的黑色腐蝕產(chǎn)物，

10、抗變色能力好Ag-7.5Cu、Ag-4.0Cu-2.5～3.0Zn-0.5～1.0Ge、Ag-4.0Cu-3.0Zn-0.5Y、Ag-4.0Cu-3.0Zn-0.5Nd和Ag-4.0Cu-0.6Zn-1.5Sn-1.0In-0.2Ge-0.1Y-0.1Nd合金，在某些熱處理狀態(tài)下易形成色腐蝕產(chǎn)物膜，抗變色能力差。
　　 采用靜態(tài)氣氛暴露試驗(yàn)、SEM、EDS和XPS等手段，探討了250 ℃時(shí)效4h、冷變形+200 ℃時(shí)效4h 狀態(tài)

11、Ag-Cu(-Zn，Sn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925銀在室溫H2S氣中的抗腐蝕行為和抗變色能力。結(jié)果表明，Ag-Cu(-Zn，Sn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925在室溫H2S氣氛中的抗腐蝕行為和抗變色能力主要與成分有關(guān)。Ag-4.0Cu-3.5Zn合在室溫H2S氣氛中因先形成白色ZnS而延緩了黑色Ag2S和Cu2S的形成，抗變色力明顯比Ag-7.5Cu合金好。Ag-4.0Cu-1.5Zn-2.0In、Ag-4.0Cu-2

12、.1Zn-1.0Sn-0.4In Ag-4.0Cu-2.5～3.0Zn-0.5～1.0Ge和Ag-4.0Cu-0.6Zn-1.5Sn-1.0In-0.2Ge-0.1Y-0.1Nd合在室溫H2S氣氛中因先形成白色ZnS、黃色SnS2、鮮黃色I(xiàn)n2S3或灰色GeS2等硫化而延緩了黑色Ag2S和Cu2S的形成，抗變色能力比Ag-4.0Cu-3.5Zn合金好。綜合Ag-Cu(-Zn，Sn，In，Ge，Y，Nd，Si)系925銀的強(qiáng)化機(jī)制及其在3