【48812】无铅挑选：锡银铜铋体系

　　在锡/银/铜/铋体系中的三个元素都会影响所得合金的熔点1,2。方针是要削减所要求的回流温度；找出在这个四元体系中每个元素的最佳配剂，一起将机械功能坚持在所期望的水平上，这是难以致信的杂乱寻求，也是科学上吸引人的当地。

　　熔化温度跟着铜的添加而下降，在0.5%时到达最小。超越0.5%的铜，熔化温度简直坚持不变。

　　类型地，当添加银时熔化温度下降，在大约3.0%时到达最小。当银从3.0%添加到4.7%时合金熔化温度的削减能够疏忽。

　　铋对进一步削减熔化温度起最大的效果。但是，可参加的铋的量是有限的，由于它对疲惫寿数和塑性有十分大的损坏效果。恰当的铋的量大约为3~3.5%。

　　美国专利 5,520,752 透露了一种从锡/银/铋/铜所选的无铅合金：在分量上，大约86~97%的锡、大约0.3~4.5%的银、大约0~9.3%的铟、大约0~4.8%的铋和大约0~5%的铜。3

　　在3.0~3.1%的铋和3.0~3.4%的银、0.5%的铜时，最有用地添加疲惫寿数。再添加任何铜都不或许影响疲惫寿数。

　　当铋坚持在3~3.1%和铜在0.5~2%时，3.1%的银是到达最大疲惫寿数的最有用的配剂。

　　在体系化规划出来的化学成分之中，显现所期望功能的最好平衡，即，熔化温度、强度、塑性和疲惫寿数。

　　根据Sn/Ag与Sn/Cu的二元相图，银与锡之间的相互效果构成一种Ag3Sn的金属间化合物，而铜与锡反响构成Cu6Sn5的金属间化合物。对锡/铋相互效果，意料铋原子作为代替原子进入晶格方位达1.0%；超越1.0%之后，铋原子作为独立的第二相沉积出来。

　　铋的人物是十分“有力的”2。人们认为，铋的沉积 - 强化机制一般遵从Mott和Nabbaro应力场理论1,2，由于所测得的合金强度与铋的沉积体积分数成比例关系。这说明铋沉积物的强化效果大多数来源于长时间内部应力。

　　93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu或许具有最细的微结构特征尺度，这解说了它的高疲惫寿数和塑性。银含量高于大约3%意料会添加Ag3Sn颗粒的体积分数，成果强度更高但塑性和疲惫寿数更低。所观察到的高含银量的较低疲惫寿数与较大的Ag3Sn颗粒有关，它使Ag3Sn颗粒体积分数更高。据估测，在含有3~3.4%的银和3~3.1%的铋的锡/银/铜/铋体系中，0.5%的铜最有用地发生适量的、具有最细的微结构尺度的Cu6Sn5颗粒，因而得到高的疲惫寿数、强度和塑性。