C71000铜合金是一种常用的铜镍合金,属于白铜(或称铜镍合金)系列。以下是其详细的成分和性能信息。
C71000 是一种名义镍含量为20% 的铜镍合金,化学成分通常符合以下标准(以重量百分比 wt% 表示):
元素 | 成分范围(wt%) | 备注 |
铜 (Cu) | 余量 | 主要基体元素 |
镍 (Ni) | 18.0 ~ 23.0 | 核心合金元素,提高强度、耐蚀性 |
铁 (Fe) | 0.5 ~ 1.0 | 关键元素,显著增强耐海水冲刷腐蚀和应力腐蚀能力 |
锰 (Mn) | ≤ 1.0 | 脱氧剂,改善热加工性能 |
锌 (Zn) | ≤ 1.0 | 杂质或微量添加 |
铅 (Pb) | ≤ 0.05 | 杂质,严格控制 |
其他杂质 | ≤ 0.5 | 总和 |
核心要点:其成分与更知名的 C71500(70-30铜镍合金,Ni 30%) 属于同一家族,但镍含量较低。铁元素的精确控制对其抗海水腐蚀性能至关重要。
性能 | 典型值 | |
密度 | 8.94 g/cm³ | |
熔点 | 约 1170 ~ 1240 °C | |
导热系数 | 约 40 W/(m·K) | 远低于纯铜,具有良好的隔热性 |
导电率 | 约 9% IACS | 电导率较低,属于低导电合金 |
弹性模量 | 约 135 GPa | |
热膨胀系数 | 约 16 × 10⁻⁶ /K (20-300°C) | |
磁性能 | 基本上无磁性 |
机械性能随加工状态(退火态或硬态)不同而变化。
状态 | 抗拉强度 (MPa) | 屈服强度 (MPa) | 延伸率 (%) | 硬度 (HRB/HV) |
退火态 (O) | 340 - 380 | 120 - 150 | ≥ 35 | HRB 45-55 |
半硬态 (H) | 450 - 520 | 380 - 450 | 15 - 25 | HRB 75-85 |
硬态 (H) | 520 - 620 | 480 - 580 | 4 - 10 | HRB 85-95 |
特点:
强度适中:高于纯铜和黄铜,但低于高镍的C71500或铝青铜。
良好的塑性:退火态下可以方便地进行冷成型(如弯曲、扩口)。
加工硬化率较高:可以通过冷加工显著提高其强度和硬度。
这是C71000最突出的优点,尤其是在海洋和化工环境中。
优异的耐海水腐蚀性:
对海水、盐水、微咸水有极强的抵抗力。
耐冲刷腐蚀(抗流速影响) 和空泡腐蚀性能出色,这主要归功于铁元素的添加。
耐生物污损性能良好。
良好的耐应力腐蚀开裂 (SCC) 能力:在含氨、硫化物等介质中,性能优于许多其他铜合金。
全面的耐蚀性:
耐中性到碱性盐溶液、非氧化性酸(如盐酸、硫酸,需在非充气条件下)、有机酸和碱。
在干燥气体和大气中性能稳定,具有美丽的银色光泽。
局限性:
对氧化性酸(如硝酸、浓硫酸)的耐蚀性差。
在含氨和硫化物的强还原性环境中,可能发生腐蚀。
工艺 | 评价 |
热加工 | 良好。适宜的热加工温度为 750 ~ 900°C。 |
冷加工 | 良好。但加工硬化快,中间需要退火。 |
退火 | 易进行。推荐退火温度 600 ~ 750°C,随后快速冷却(水淬)以获得最佳耐蚀性。 |
焊接 | 优良。可采用气焊、电弧焊(TIG/MIG)、电阻焊等。焊前需清洁,焊后建议快速冷却。 |
钎焊和软焊 | 良好。 |
切削加工性 | 一般(约为易切削黄铜的20%)。较粘,刀具需锋利,建议使用冷却液。 |
凭借其优异的耐海水腐蚀和综合性能,C71000主要用于:
船舶与海洋工程:冷凝器、换热器管、海水管路系统、泵阀部件、船舶配件。
电力工业:电站的凝汽器管板、给水加热器管。
化工与石油:制造接触海水、盐溶液、有机介质的容器、管道和热交换器。
海水淡化:多级闪蒸装置中的管路和热交换部件。
货币制造:某些国家的硬币(因其耐腐蚀、色泽美观和耐磨性)。
其他:乐器部件、建筑装饰等。
特性 | C71000 (80-20 CuNi) | C71500 (70-30 CuNi) |
成本 | 较低(镍含量低) | 较高 |
强度 | 中等 | 更高 |
耐蚀性 | 优秀,尤其抗冲刷腐蚀 | 更优秀,特别是在高速海水和严苛环境中 |
导热性 | 相对较低 | 最低(隔热性最好) |
应用选择 | 成本敏感、腐蚀环境中等的一般海水系统 | 要求最高可靠性、高流速、严苛腐蚀环境的关键设备 |
总而言之,C71000是一种性价比极高的铜镍合金,在需要良好耐海水腐蚀和中等强度的场合,是一个广泛应用且可靠的选择。 对于更严苛的环境,则会考虑镍含量更高的C71500。