C95400 铝青铜 的特性。这是一种应用非常广泛的高性能铜合金,以其卓越的强度、耐磨性和耐腐蚀性而著称。
C95400 是美国UNS编号,对应中国牌号 QAl10-3-1.5(10%铝,3%铁,1.5%锰)。它是一种 铝铁锰青铜,属于高强度铝青铜家族中最常用的一种。它通过固溶强化和沉淀强化(来自铁和锰元素)来获得优异性能,通常以铸态形式使用,也可进行热处理。
高强度与高硬度:其抗拉强度和硬度远高于普通锡青铜和黄铜,甚至接近一些钢的强度。典型抗拉强度在 620-690 MPa,屈服强度约 270 MPa,布氏硬度 HB 170-210。
良好的耐磨性:这是其最突出的优点之一。合金中的硬质铁相颗粒作为耐磨骨架,使其在高压和滑动摩擦条件下具有极低的磨损率,是制造轴承、轴套、齿轮的绝佳材料。
高承载能力与抗压强度:能够承受很高的单位面积压力,适用于重载、低速的工况。
卓越的抗海水和耐酸腐蚀能力:表面会形成一层致密、稳定的氧化铝(Al₂O₃)保护膜,对海水、盐水、酸性介质(特别是硫酸、磷酸)以及许多有机化合物的耐蚀性非常好。性能接近甚至超过不锈钢。
抗应力腐蚀开裂:对氯化物环境下的应力腐蚀开裂不敏感,这是它相对于某些不锈钢和黄铜的一大优势。
良好的抗空蚀和冲蚀能力:适用于泵的叶轮、阀门等高速流体冲刷的部件。
高温强度保持率高:在 400°C 以下能保持较好的强度和硬度,抗氧化性也比许多铜合金好,适用于高温工作环境,如炉用部件、模具等。
低摩擦系数:自身具有润滑性,与钢轴配对时摩擦系数低,运行平稳。
良好的导热性:导热系数约为钢的50%,有利于散热,避免因摩擦热导致的胶合。
铸造性能好:熔体流动性好,收缩率相对较低,能铸造成形状复杂的零件。
可加工性与焊接性:加工性一般,属于较难切削的材料(但优于高硅铝合金)。可以进行焊接(如气体保护焊),但需要专用焊材和工艺。
无磁性 且 不产生火花:适用于要求无磁性的设备(如航海罗盘周边)及防爆工具(如煤矿、油库工具)。
成本较高:由于含有铝、镍等元素,价格高于普通青铜和黄铜。
加工较困难:对刀具磨损较大,需要合适的刀具和切削参数。
对热处理敏感:如果需要进行热处理(如消除应力退火或淬火回火),需要严格控制工艺,否则性能会受影响。
与某些材料存在电偶腐蚀风险:当与更活泼的金属(如钢、铝)在电解质中直接接触时,可能导致对方加速腐蚀,需注意绝缘。
基于以上特性,C95400 广泛应用于以下领域:
轴承与轴套:重载、低速或中速的滑动轴承,如轧机轴承、船舶尾轴套。
齿轮与蜗轮:特别是要求高强度和耐磨的传动部件。
阀门与泵部件:阀座、阀杆、泵壳、叶轮、密封环,尤其在海水、化工泵中。
模具与模具配件:用于金属成型、玻璃成型的热作模具,因其耐热且不易与工件粘连。
结构件与耐蚀件:海上平台紧固件、化工设备衬套、耐酸结构件。
防爆工具:锤子、扳手、凿子等。
特性维度 | C95400 铝青铜 | 对比参考(如锡青铜C90500) |
强度/硬度 | 非常高 | 中等 |
耐磨性 | 极佳 | 良好 |
耐海水腐蚀 | 极佳 | 良好 |
成本 | 较高 | 中等偏高 |
主要应用 | 重载耐磨件、耐蚀结构件 | 一般载荷轴承、通用耐蚀件 |
总而言之,C95400铝青铜是一种“工程级”的高性能合金,当应用场景对强度、耐磨和耐腐蚀性有综合高要求时,尤其是替代钢或不锈钢无法满足耐磨或无火花要求的场合,它是非常理想的选择。 在选择前,应综合考虑其成本、加工性以及与配合材料的兼容性。