C75400 铜合金(美国UNS编号) 的详细成分、性能及应用介绍。它在国内通常被称为 “镍锡锌白铜” 或 “白铜 754”,是铜镍合金家族中的一个重要成员。
C75400 是一种以铜-镍为基,添加锡和锌的合金。其标准成分范围如下:
铜:余量
镍:16.5 - 19.5% (主要合金元素,提供强度、耐蚀性和基础白色外观)
锡:0.8 - 1.2% (关键强化元素,显著提高合金的强度、硬度和抗应力松弛能力)
锌:0.8 - 1.2% (辅助脱氧剂,改善流动性,并有助于调整颜色和成本)
锰:≤ 0.50% (脱氧剂,改善热加工性能)
铁:≤ 0.25% (微量,通常视为杂质,需控制)
铅:≤ 0.05% (杂质,严格控制以保障后续加工性能)
其他杂质总和:≤ 0.50%
核心特点:与更常见的C75200相比,C75400通过添加约1%的锡,牺牲了少量的延展性,换来了更高的强度、硬度和抗应力松弛性能,同时保持了优良的耐蚀性。
密度:约 8.94 g/cm³
熔点(液相线):约 1110°C
导热系数:约 29 W/(m·K) (约为纯铜的8%,导热性较差)
导电率:约 5% IACS (导电性差,不作为导电材料使用)
热膨胀系数:约 16.2 × 10⁻⁶ /K (20-300°C)
颜色:呈优雅的银白色,具有良好的金属光泽。
其性能可通过冷加工和热处理进行调节。
状态 | 抗拉强度 (MPa) | 屈服强度 (0.2% offset, MPa) | 延伸率 (%) | 洛氏硬度 (HRB) | 特点 |
O60 (退火态) | 380 - 450 | 140 - 200 | 35 - 45 | 45 - 65 | 最软,延展性极佳,适合深度成形。 |
H 系列 (冷加工态) | 可达 690+ | 可达 620+ | 3 - 15 | 可达 95+ HRB | 强度、硬度高,用于弹簧、高应力部件。 |
TM(回火处理) | 根据工艺调整 | 优化弹性和抗应力松弛。 |
优异的抗应力松弛性能:这是C75400最突出的优点之一。在较高温度和持续应力下,其抵抗永久变形(即“放松”)的能力非常强,使其成为弹簧、连接器、卡箍等关键部件的理想材料。
良好的弹性:在合适的回火状态下,具有很高的弹性极限和适中的弹性模量。
整体耐蚀性优异:对淡水、海水、蒸汽、大气环境有出色的抵抗力,耐腐蚀性与低镍白铜相当甚至更优。
耐海水腐蚀:尤其适用于海水冷却管道系统、船舶设备等。
耐污与脱锌:对脱锌腐蚀和应力腐蚀开裂有良好的抵抗力。
耐化学腐蚀:对非氧化性酸、盐、碱溶液有一定耐蚀性,但不耐强氧化性介质(如硝酸)。
冷加工性:极佳。可以通过轧制、拉拔、弯曲等冷加工方式轻易成形和硬化。
热加工性:良好,适宜热加工的温度范围为 815 - 930°C。
焊接性:良好。适用于软钎焊、硬钎焊、气体保护钨极/熔化极电弧焊、电阻焊等。需要注意与母材匹配的焊材和工艺。
切削性:评级约为 20% (以易切削黄铜C36000为100%作参考)。其韧性导致切削性一般,通常需要使用锋利的刀具和合适的切削液。
得益于其高强、耐蚀、抗松弛和美观的外观,C75400广泛应用于:
电子电气行业:
高强度弹性元件:继电器、开关的弹簧片、连接器、插孔端子。
引线框架(要求抗松弛和高强度的场合)。
精密仪器零件。
耐蚀结构件:
船舶与海洋工程的泵阀、管路系统、螺旋桨。
化工设备的波纹管、垫片、紧固件。
通讯与消费电子:
光纤通信组件。
眼镜框(中高端)、表壳、表带、装饰件、乐器部件(如萨克斯音键)。
通用工程部件:
需要高强度和良好耐蚀性的弹簧、卡箍、膜片、紧固件。
与 C75200 (18%Ni) 对比:C75400因添加了锡,强度、硬度、抗应力松弛能力更优,但延展性和成形性稍逊。C75200更软,更适合极度深冲的复杂成形件。
与 C77000 (55Cu-18Ni-27Zn,镍银) 对比:两者颜色和耐蚀性相似。C75400含锡,机械性能(尤其是抗松弛)更好;C77000含锌量高,成本稍低,更偏重装饰和一般耐蚀结构。
与 BFe10-1-1 (铜镍合金管) 对比:C75400是锻造合金,主要制成板、带、棒、线材用于加工零件;而BFe类合金通常为铸造或挤制管材,用于热交换器管路。
总而言之,C75400是一种在强度、耐蚀性和抗应力松弛性之间取得卓越平衡的铜镍锡合金,特别适用于制造在腐蚀环境中工作的高性能弹性元件和结构件。