C71640铜合金是一种高性能的铜镍合金,属于UNS编号体系。它通常被称为70/30铜镍合金的一个改良版本,具有优异的耐海水腐蚀和抗生物污染性能。
以下是其详细的成分、性能及应用介绍:
C71640是铜镍合金家族中的一员,其成分在经典的70%铜-30%镍基础上进行了优化,通常含有适量的铁和锰以提升性能。
元素 | 含量(%) | 作用 |
铜 | 余量 | 基体金属,提供良好的导电导热性和基础耐蚀性。 |
镍 | 29.0 - 32.0 | 核心合金元素:显著提高强度、韧性、耐腐蚀性(尤其是耐海水冲刷和应力腐蚀),并稳定奥氏体结构。 |
铁 | 1.7 - 2.3 | 关键添加元素:显著提高对海水冲刷腐蚀的抵抗能力,并在合金表面形成保护性氧化膜。 |
锰 | 0.5 - 1.0 | 脱氧剂,改善热加工性能和焊接性能。 |
铅 | ≤ 0.05 | 杂质,严格控制,避免对热加工性和焊接性产生不利影响。 |
其他杂质 | 微量 | 严格控制。 |
关键点:与更常见的C71500(70/30 Cu-Ni)相比,C71640通常含有更高且精确控制的铁含量,这使得它在高流速海水环境中表现更为出色。
密度:约 8.94 g/cm³
熔点:约 1170 - 1240 °C
热导率:较低(约 29 W/m·K,仅为纯铜的约10%),这是铜镍合金的共性,使其适合做热交换器管材。
电导率:较低(约 4.5% IACS),属于低导电性铜合金。
热膨胀系数:较低,与碳钢接近,便于与钢制部件连接(如管板)。
高强度:在铜合金中具有很高的强度。
退火态(O61):抗拉强度 ≥ 380 MPa,屈服强度 ≥ 140 MPa,延伸率 ≥ 30%
硬态(H80):抗拉强度 ≥ 520 MPa,屈服强度 ≥ 460 MPa,延伸率 ≥ 10%
优异的韧性:即使在低温下也保持良好的韧性。
优异的抗应力腐蚀开裂性能。
卓越的耐海水腐蚀:对海水、微咸水具有极高的耐蚀性,是海洋工程的首选材料之一。
优异的耐冲刷腐蚀和空蚀:高含量的铁元素使其能承受高流速海水(可达3-4米/秒)的冲击,非常适合用于船舶推进器、泵、阀门和高速海水管道。
抗生物污染:铜离子渗出能有效防止海生物(如藤壶、藻类)附着,减少维护成本。
良好的耐氨应力腐蚀:优于许多其他铜合金。
在大气、淡水、蒸汽及多种非氧化性酸、盐溶液中性能稳定。
冷热加工性良好:可进行轧制、拉伸、锻造等。
可焊接性优良:可采用GTAW(TIG)、GMAW(MIG)、焊条电弧焊等方法焊接,需使用匹配的焊材(如C71640或C71500焊丝)。
不可热处理强化:其强度主要通过冷加工(加工硬化)获得。
得益于其“强度高、耐海水腐蚀和冲刷、抗海生物附着” 的综合性能,C71640主要应用于严苛的海洋和化工环境:
船舶与海洋工程:
海水冷却系统管道、管件、阀门、泵壳。
舰船用冷凝器、热交换器管。
螺旋桨轴、推进器。
海上平台管路系统。
电力与脱盐工业:
海水淡化厂的蒸发器、预热器管道。
沿海电站的凝汽器、冷却器管束。
化工与石油化工:
处理海水、盐水、酸性介质的容器和管道。
管材(无缝管、焊接管) - 最主要的产品形式
板材、带材
棒材、线材
锻件、铸件(较少)
与C71500(70/30 Cu-Ni)对比:C71640的耐冲刷腐蚀性能更优,适用于流速更高、工况更严苛的环境,但成本也相对更高。
与C70600(90/10 Cu-Ni)对比:强度、耐蚀性(特别是耐冲刷和耐氨腐蚀)全面提升,但价格也更贵。C70600常用于流速较低、要求稍低的环境。
与铝青铜、高锰铝青铜对比:虽然强度可能略低,但C71640的耐海水腐蚀全面性、焊接性和抗生物污染性通常更优。
总之,C71640是一种为应对极端海洋腐蚀环境而设计的高端铜镍合金,其高性能也对应着较高的材料成本。在选材时,需根据具体工况(流速、温度、介质、预算)在C70600、C71500和C71640之间进行权衡。
注意:具体成分和性能数据可能因生产标准(如ASTM B111, B466, B467等)、制造工艺和供货状态的不同而有所差异,选用时应以材料生产商提供的官方数据表为准。