我们来详细解析一下 C28000 铜合金,这是一种非常重要且应用广泛的铜锌合金(黄铜)。
通用名称: 蒙茨金属, 或 60/40 黄铜。
标准体系: 这是美国 ASTM 标准下的牌号(UNS编号)。
对应中国牌号: 最接近的是 H62 黄铜(Cu 含量 60.5%~63.5%),但成分范围不完全相同。
材料类别: 属于 α+β 双相黄铜。这意味着其显微组织中同时存在铜锌固溶体的α相和β相,这直接决定了它的性能特点。
C28000 的成分范围是其性能的基础。
元素 | 含量(重量百分比,%) | 作用和影响 |
铜 | 59.0 - 63.0 | 合金的基础,保证基本的导电性、导热性和耐腐蚀性。含量决定了合金的基本类别。 |
锌 | 余量 | 主要的合金元素,显著提高强度和硬度,降低成本和熔点。锌含量使其成为双相黄铜。 |
铅 | ≤ 0.30 | 极少量,用于改善切削加工性,使其更容易被机加工。但含量远低于易切削黄铜(如C36000)。 |
铁 | ≤ 0.07 | 杂质元素,需严格控制。过量会降低耐腐蚀性和加工性能。 |
其他杂质 | ≤ 0.15 | 包括锡、锰、镍、硅等,总量需控制。 |
核心特点: 约60%铜 + 约40%锌 的比例,恰好位于常见的α相黄铜(如C26000,70/30黄铜)和β相黄铜之间,使其兼具一定塑性和较高强度。
其性能源于其双相结构,优缺点鲜明。
优异的热加工性能:在高温下(约700-750°C),β相非常柔软且塑性极好,因此非常适合热轧、热锻、热挤压**等工艺。这是它最突出的优点之一。
良好的室温强度和硬度:相比高铜含量的α黄铜(如C26000),C28000具有更高的强度和硬度,承载能力更好。
较好的耐腐蚀性:
对淡水、海水和大多数工业大气的耐蚀性良好。
特别耐海水腐蚀和抗海洋生物污损,这是它被称为“蒙茨金属”(最初用于船用包覆)的原因。
良好的延展性和冷加工性(在有限范围内):虽然不如单相α黄铜,但在室温下仍可进行一定程度的弯曲、冲压等成型。
优秀的钎焊和焊接性:易于进行软钎焊、硬钎焊和气体保护焊。
金黄的颜色:具有典型的黄铜色泽,常用于装饰性部件。
成本效益高:锌含量较高,相比高铜黄铜更具价格优势。
较差的冷加工性能:与α黄铜(如C26000)相比,其冷加工硬化速率快,不适合深冲、复杂弯曲等重度冷加工。过度冷加工易开裂。
存在脱锌腐蚀风险:在特定水质(如含氯离子的温水)中,锌可能被选择性溶解,留下多孔、脆弱的铜层。可通过添加少量砷、锑或磷作为抑制剂来缓解(如 C28010)。
对应力腐蚀开裂敏感:在氨气、胺类等环境中,如果材料存在残余应力,容易发生应力腐蚀开裂。使用前进行去应力退火是有效的预防措施。
切削加工性一般:虽含微量铅有所改善,但远不如高铅的易切削黄铜(如C36000)。
状态 | 抗拉强度 | 屈服强度 | 延伸率 | 洛氏硬度 |
退火态 | ≥ 380 MPa | ≥ 140 MPa | ≥ 40% | B40 左右 |
半硬态 | ≥ 450 MPa | ≥ 310 MPa | ≥ 20% | B65 左右 |
硬态 | ≥ 550 MPa | ≥ 480 MPa | ≥ 10% | B80 左右 |
说明: 其机械性能可通过冷加工和热处理在一定范围内大幅调整。
性能 | 数值 |
密度 | 约 8.39 g/cm³ |
熔点范围 | 约 900 - 905 °C |
导电率 | 约 28% IACS(约为纯铜的28%) |
导热系数 | 约 116 W/(m·K) |
热膨胀系数 | 约 20.8 ×10⁻⁶/K (20-300°C) |
凭借其性能组合,C28000在以下领域广泛应用:
船舶工业: 海水管道系统、冷凝器管板、船用五金、螺旋桨(历史上重要应用)。
建筑与结构: 建筑装饰板、屋顶排水系统、大型门把手、铰链等。
电力与热交换: 热交换器部件、电气端子、接地板。
机械制造: 需要良好强度和耐蚀性的结构件、齿轮、衬套、阀杆。
日常用品: 装饰件、奖章、乐器部件(如号角)。
C28000(蒙茨金属/60-40黄铜)是一种性能均衡的α+β双相黄铜。 它的核心竞争力在于出色的热加工性、良好的强度与耐海水腐蚀性的结合,以及相对较低的成本。在选择时,需要特别注意其冷加工性有限,且在特定环境中需防范脱锌腐蚀和应力腐蚀开裂。它是船舶、建筑和一般工程领域中一种经典且可靠的材料选择。