C26000铜合金是一种非常常见和重要的铜合金。以下是关于其成分、性能和应用的详细介绍。
C26000是美国UNS编号,它对应的中国常见牌号是H68黄铜(即含铜量约68%的普通黄铜)。它是典型的α单相黄铜(锌含量低于35%),具有优良的冷加工性能、良好的综合机械性能和耐腐蚀性,被称为“弹壳黄铜”,因其历史上广泛用于制造枪弹壳而得名。
C26000的成分范围是严格控制的,主要元素如下:
元素 | 含量 (重量百分比, wt%) | 作用与影响 |
铜 | 68.5 - 71.5 | 合金基体,保证导电导热性、耐蚀性和基本塑性。 |
锌 | 余量 | 主要合金元素,显著提高强度和硬度,降低成本和熔点。 |
铅 | ≤ 0.07 | 杂质元素,严格控制以保持优异的冷成型能力。 |
铁 | ≤ 0.05 | 杂质元素,过量会降低耐蚀性和加工性。 |
其他杂质 | ≤ 0.15 | 包括镍、锡、锰、磷等,总量有严格限制。 |
核心特征: 高铜、高锌的α单相结构,不含故意添加的铅(属于“低铅黄铜”或“无铅易切削黄铜”的替代选择之一)。
C26000的性能会因其状态(退火态、半硬态、全硬态)而有显著差异。
密度: 约 8.53 g/cm³
熔点: 约 930 - 970 °C
导电率: 约 28% IACS(国际退火铜标准),比纯铜低,但在铜合金中尚可。
导热率: 约 120 W/(m·K)
颜色: 明亮的金黄色,具有良好的光泽和装饰性。
状态 | 抗拉强度 | 屈服强度 | 延伸率 | 硬度 | 特点 |
退火态 | 约 300 MPa | 约 100 MPa | 约 55% | HRB 40-50 | 极佳的延展性,适合深冲、旋压等剧烈成型加工。 |
半硬态 | 约 380 - 450 MPa | 约 350 MPa | 约 25% | HRB 70-85 | 强度与成型性的良好平衡,常用状态。 |
全硬态 | 约 450 - 550 MPa | 约 420 MPa | 约 10% | HRB 80-95 | 高强度、高弹性,但塑性较差,适合制造弹性元件。 |
核心机械性能特点:
优异的冷加工性: 可进行深冲、弯曲、锻打、旋压等。
良好的强度与韧性平衡: 通过冷加工硬化可大幅提高强度。
高疲劳强度: 适合承受交变载荷的零件。
大气腐蚀: 对乡村、城市和工业大气有良好的耐蚀性,但长期暴露可能产生轻微变色或“脱锌”现象。
淡水与海水: 在淡水中耐蚀性良好;在海水或高盐分环境中,有发生脱锌腐蚀(选择性腐蚀)和应力腐蚀开裂的风险,尤其是在冷作硬化和存在残余应力的状态下。
耐脱锌性: 普通C26000对脱锌腐蚀较敏感。可以通过添加少量砷、锑或磷(制成“抗脱锌黄铜”,如C26130)来显著改善。
应力腐蚀开裂: 在氨、汞盐、潮湿含硫气氛等特定介质中,存在SCC风险,需注意消除残余应力。
成型性: 极佳,是冷成型性能最好的黄铜之一。
切削性: 一般(相比含铅黄铜如C36000较差),但由于强度适中,仍可接受。为改善切削性,会发展出含少量铅的变种(如C26000)。
焊接性: 良好,可采用软钎焊、硬钎焊和气体保护焊,但熔焊较困难。
热处理: 不能通过热处理强化,只能通过再结晶退火来消除冷作硬化,恢复塑性。
凭借其综合性能,C26000(H68)被广泛应用于:
弹壳与雷管: 传统用途,利用了其极佳的深冲性和强度。
深冲复杂零件: 如汽车散热器水箱、散热片、波导管、乐器管体、过滤器、装饰件等。
五金件与建筑构件: 门锁、拉手、铰链、水龙头阀芯、建筑用网罩等。
电气连接器与端子: 利用其良好的导电性、弹性和耐腐蚀性。
弹性元件: 弹簧、簧片、开关触点等(使用硬态或半硬态材料)。
日用消费品: 奖章、纪念币、笔套、眼镜框、珠宝配件等。
优点:
极佳的冷成型能力(尤其是深冲)。
良好的强度、弹性和疲劳强度。
美观的金黄色外观。
耐一般环境腐蚀。
缺点/注意事项:
在特定环境下(如海水、氨环境)易发生脱锌腐蚀和应力腐蚀开裂。
长期在高温(>200°C)下工作会软化,失去冷作硬化效果。
切削加工性能不如含铅黄铜。
选材建议: 当需要高强度、高弹性、复杂冷成型且对切削性要求不高时,C26000是一个非常经典和可靠的选择。若在腐蚀性较强的环境中使用,应考虑使用抗脱锌黄铜牌号或采取其他保护措施。