HMn57-3-1是中国国家标准(GB/T 5231)中的一种高强度、高耐蚀性锰黄铜。它以锌为主要合金元素,通过添加锰和少量铁来显著提高强度、硬度及在海水和蒸汽环境中的耐腐蚀性能,是一种应用非常广泛的结构材料。
元素 | 含量 (%) | 主要作用 |
Cu | 55.0 - 58.5 | 基体元素,保证基本的导电导热性和耐蚀性。 |
Mn | 2.5 - 3.5 | 关键合金元素。显著提高强度、硬度和对海水、氯化物的耐腐蚀性。 |
Fe | 0.5 - 1.5 | 细化晶粒,提高再结晶温度,增强耐磨性和抗蠕变能力。 |
Zn | 余量 | 最主要的合金元素,降低成本,提高强度和铸造性能。 |
杂质 | ≤ 1.2 (Pb≤0.2, Al≤0.5等) | 严格控制杂质含量,保证材料性能。 |
牌号解读: HMn57-3-1 可以理解为:H(黄铜),Mn(含锰),57(平均铜含量约57%),3(平均锰含量约3%),1(平均铁含量约1%)。
高强度、高硬度:由于锰和铁的固溶强化及细晶强化作用,其强度和硬度远高于普通黄铜(如H62)。
良好的塑性:在热态下具有良好的塑性,适合进行热压加工(如热轧、热锻)。
优异的耐磨性:高硬度与铁元素的加入使其具有良好的耐磨和抗划伤能力。
典型力学性能值 (参考):
抗拉强度 (Rm):≥ 490 MPa
屈服强度 (Rp0.2):≥ 165 MPa
延伸率 (A):≥ 15%
布氏硬度 (HBW):≥ 160
耐腐蚀性优异:对海水、氯化物溶液、过热蒸汽具有出色的耐蚀性,其耐海水腐蚀性能远优于大多数普通铜合金。抗“脱锌腐蚀”能力也较强。
切削性能一般:由于强度高、韧性好,其切削加工性能不如含铅黄铜(如HPb59-1),但尚可接受。
焊接性能良好:可以进行钎焊、电阻焊和气体保护焊,但熔焊相对困难。
导电导热性:比纯铜或低合金黄铜差,但仍保持一定的导电导热性。
由于其“高强度 + 耐海水腐蚀”的核心特性,HMn57-3-1主要应用于以下领域:
船舶与海洋工程:
关键应用领域。用于制造螺旋桨、桨叶、船用泵的叶轮和轴套、海水管路阀门、船舶配件等。
阀门与泵业:
制造耐腐蚀、耐磨损的阀杆、阀芯、阀座、泵壳体等,尤其适用于化工、海水淡化、电力行业的循环水系统。
重型机械与耐磨部件:
制造需要高强度和耐磨性的衬套、轴承、齿轮、蜗轮等。
热交换器:
用于工作环境为海水或腐蚀性介质的热交换器管板和外壳。
常用形态:棒材、板材、管材、线材、锻件。
主要加工方式:热加工(热轧、热锻) 是其首选的成型方式。冷加工也可进行,但变形抗力大。
优点 | 缺点 / 注意事项 |
✅ 强度高、硬度大 | ❌ 切削性能相对较差(相比易切削黄铜) |
✅ 优异的耐海水腐蚀性 | ❌ 成本高于普通黄铜(因含Mn、Fe) |
✅ 良好的耐磨性和抗蠕变性 | ❌ 导电导热性相对较低 |
✅ 在热态下塑性好,易于热成型 | ❌ 可能存在应力腐蚀倾向,重要零件需去应力退火 |
总而言之,HMn57-3-1是一种以牺牲部分加工性和导电性为代价,换取极高强度和卓越耐海水腐蚀性能的“工程级”黄铜。 它在要求苛刻的海洋、化工和重载机械环境中是不可或缺的关键材料。