30-4-2-1镍铜合金是Ni-Cu-Si-Fe-Mn系弥散硬化性高耐磨性Ni基合金,通常称为含硅蒙乃尔合金。硅的加入提高了合金的强度、硬度及再结晶温度,改善合金的铸造性能,但明显降低合金塑性。合金具有高硬度、高强度、优良的耐磨性和抗粘合性。合金可在铸态和热处理状态下使用。用于航空燃油装置及其他要求工作稳定的精密摩擦件。
30-4-2-1镍铜合金化学成分要求
LTJ502—1990 《航空用镍铜合金铸棒技术条件》
铸棒化学成分按LTJ502的规定
Cu29.0~31.0
Si3.9~4.7
Fe1.5~2.5
Mn0.8~1.5
Ni+Co余量
Mg0.10
杂质 不大于
Al0.30
C0.20
S0.02
杂质总和0.50
LS 86318 《航空用镍铜合金NCu30-4-2-1挤压棒技术条件》
挤压棒化学成分按LS 86318的规定
Cu29.00~31.00
Si3.80~4.50
Fe1.50~2.50
Mn0.80~1.50
Mg0.10%
热处理制度
合金为时效沉淀强化合金。淬火制度:920~940℃,油淬。
时效制度:580℃,6~8h,空冷。
熔炼与铸造工艺
一般采用真空中频感应电炉熔炼,铸铁模铸造;也可以采用非真空中频感应电炉熔炼,炉衬采用酸性或碱性;玻璃覆盖。合金组元较多,熔点高,熔炼与铸造存在一定难度。由于合金的内应力比较大,采用非直接水冷高结晶器半连续铸造。铸造温度为1450~1480℃。
应用概况与特殊要求
材料具有较高的耐磨性,用于制作航空发动机燃油泵调节器中齿条套筒。代替原来使用的3Cr13材料。20世纪80年代研制成功挤压棒材,由于生产工艺难度较大,成材率低,后又研制开发出铸棒,于20世纪90年代初通过鉴定。铸棒的性能尤其是硬度值较挤压棒有所提高,满足航空产品高耐磨性的要求。
合金还可用于在各种介质中工作的其他耐磨零件:套管、喷嘴、活塞杆等。
物理性能
密度 p=8.5g/cm³ 熔化温度范围 1152℃±10℃。
电阻率p=0.65μ2·m
弹性模量 E=171GPa(-250℃),E=166GPa(20℃)。
切变模量 G=66.5GPa。
耐腐蚀性能 合金在大气条件下和海水中具有高的耐腐蚀性。
供应状态材料的硬度
HRC39.0~43.0(热处理后铸棒)
HRC38~41(热处理后挤压棒)

镍铜合金特性
铜镍合金是一种具有多种优良性能的特殊合金材料,主要包括:
高强度和耐腐蚀性。铜镍合金具有极高的强度,尤其是在海水、盐雾、硫酸和氨气等恶劣环境下,其耐腐蚀性能尤为突出。12
良好的耐热性。铜镍合金能够在高温下工作,适用于高温设备和耐高温部件。12
电磁干扰屏蔽性能。铜镍合金可以有效屏蔽电磁波和静电干扰,因此在电子设备和军用装备等领域得到广泛应用。15
良好的导电性和导热性。铜镍合金的导电性和导热性优于纯铜,使其成为制造电器元器件和电子元器件材料的理想选择。25
良好的磨损性能。铜镍合金在高速、重载和高温环境下保持良好的耐磨性,适用于制造高强度零部件。2
良好的焊接性和硬化性。铜镍合金易于加工和热处理,可以通过热处理或冷加工等方式进行硬化处理。
铜镍合金的应用领域广泛,包括船舶、海洋工程、化工、电子、医疗机械、日用品、工艺品、电器、仪表、晶体振荡元件、医疗器械、建筑材料等



