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HSn70-1(海军黄铜)

发布:sonhooalloy 浏览:54587次

HSn70-1(旧牌号,对应新牌号及国际标准C44300)是一种经典的海军黄铜含砷锡黄铜。它以其优异的耐海水腐蚀性能而闻名,广泛应用于船舶、海洋工程和电力工业。

以下为您详细解析其成分、性能及应用。


一、 成分

HSn70-1 的名称即反映了其主要成分:

  • H: 黄铜(汉语拼音 Huángtóng)

  • Sn: 添加元素锡

  • 70: 平均铜含量约为 70%

  • 1: 平均锡含量约为 1%

其典型化学成分(质量分数,%)如下(根据中国标准 GB/T 5231-2012《加工铜及铜合金化学成分和产品形状》):

元素

铜 (Cu)

锡 (Sn)

砷 (As)

锌 (Zn)

杂质总和 (≤)

含量

69.0 ~ 71.0

0.8 ~ 1.3

0.03 ~ 0.06

余量

0.3

成分关键点解读:

  1. 高铜含量(~70%): 提供了良好的耐蚀性基础,相比普通黄铜(如H68、H65)更耐腐蚀。

  2. 添加锡(~1%)核心合金元素。锡能在合金表面形成一层坚固、致密的保护膜(主要成分为SnO₂),极大地增强了其在海水、海洋大气环境中的抗腐蚀能力,特别是对冲刷腐蚀(侵蚀腐蚀) 的抵抗。

  3. 微量砷(As)关键元素。添加0.03-0.06%的砷,能非常有效地抑制黄铜在含氯离子介质(如海水)中常见的脱锌腐蚀。砷使合金的腐蚀过程更均匀,而不是选择性溶解锌,从而保护了材料整体结构。

  4. 锌为余量: 锌作为主要合金元素,降低了成本,提高了强度和可加工性。


二、 性能

HSn70-1 综合了良好的机械性能、优异的耐蚀性和工艺性能。

1. 机械性能(以常见状态为例)

  • 抗拉强度 (Rm): 约 340 - 450 MPa

  • 屈服强度 (Rp0.2): 约 120 - 250 MPa

  • 延伸率 (A): 约 45% - 20% (随加工硬化程度增加而下降)

  • 硬度 (HBW): 约 75 - 100 HBW

  • 特性: 强度高于纯铜和普通70/30黄铜,具有良好的塑性和中等强度。

2. 耐腐蚀性能(核心优势)

  • 优异的耐海水腐蚀性: 得益于Sn和As的联合作用,是制造船舶冷凝器、热交换器、海水管路系统的理想材料。

  • 抗冲刷腐蚀: 特别适用于有高速流体(如冷却海水)通过的场合。

  • 抗脱锌腐蚀: 含砷设计使其对此类局部腐蚀免疫。

  • 耐海洋大气腐蚀: 在沿海环境中表现稳定。

  • 局限性

    • 及其化合物非常敏感,容易发生应力腐蚀开裂(季裂)。因此,在含氨环境中需特别注意,或进行低温退火消除残余应力。

    • 在污染严重的海港或酸性环境中,性能会下降。

3. 物理性能

  • 密度: 约 8.54 g/cm³

  • 导热系数: 约 108 W/(m·K) (良好的导热性,适合热交换用途)

  • 导电率: 约 25% IACS (导电性一般,不作为导电主材)

  • 线膨胀系数: 约 20.2 × 10⁻⁶ /K

  • 熔点: 约 950 - 1000 ℃

4. 工艺性能

  • 热加工性: 良好,在750-850℃范围内易于热轧、热锻。

  • 冷加工性: 优良,可以进行冷轧、拉拔、弯曲等操作。但加工硬化效应明显,中间需要退火。

  • 切削性: 一般(与铅黄铜如HPb63-3相比较差)。

  • 焊接性: 尚可。可以进行软钎焊、硬钎焊和气体保护焊(如TIG/MIG),但锡的蒸发可能影响焊缝性能。不推荐电阻焊和氧乙炔焊。

  • 耐应力腐蚀开裂性较差,冷加工后必须进行低温退火(250-300℃)以消除内应力,防止“季裂”。


三、 主要应用领域

基于其性能,HSn70-1主要用于:

  1. 船舶与海洋工程船舶冷凝器、舰船热交换器、海水淡化装置、海水泵、阀门、船舶管道系统 的核心管材和板材。

  2. 电力工业: 火力发电和核电站的冷凝器管、汽轮机辅机冷却管。

  3. 化工设备: 制造耐海水和某些化工介质腐蚀的容器、管道。

  4. 其他: 造纸工业的喷淋管、海洋平台结构件等。


四、 常用国际牌号对照

  • 中国新牌号TCuSn1 (但在实际中,HSn70-1的名称仍被广泛使用)

  • 美国 (ASTM UNS)C44300 (这是最直接的国际对应牌号)

  • 欧洲 (EN)CW706R

  • 日本 (JIS)C4430

  • 通用名称: Admiralty Brass (含砷型)

五、 总结与注意事项

特性

评价

耐海水腐蚀

⭐⭐⭐⭐⭐ (核心优势)

抗脱锌腐蚀

⭐⭐⭐⭐⭐ (因含砷)

机械强度

⭐⭐⭐ (中等,满足多数承压管要求)

导热性

⭐⭐⭐⭐ (良好)

冷热加工性

⭐⭐⭐⭐ (良好)

焊接性

⭐⭐⭐ (尚可,需注意)

抗应力腐蚀开裂

⭐⭐ (差,需退火消除应力)

注意事项

  • 务必进行应力消除退火,尤其是在冷加工后用于腐蚀环境前。

  • 在设计和安装时,应避免与氨、汞等接触

  • 随着环保要求提高,无砷或低砷环保型海军黄铜(如C68700铝黄铜,添加铝代替部分砷) 在一些新项目中的应用正在增加,但HSn70-1/C44300因其长期可靠的使用历史和成熟的工艺,目前仍是主流材料之一。

希望这份详细的解析能帮助您全面了解HSn70-1铜合金。



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