HNi56-3 是中国国家标准(GB/T 5231)中的牌号,是一种典型的 锌白铜(镍银)。它常被称为 “结构白铜” ,以区别于主要用作电工材料的普通白铜。
HNi56-3 的牌号含义是:H 表示黄铜(实际上它是白铜,此命名源于历史习惯),Ni 表示含镍,56 表示铜的平均含量约为 56%,3 表示镍的平均含量约为 3%。
其主要化学成分范围如下:
元素 | 含量(重量百分比,%) | 备注 |
Cu (铜) | 54.0 ~ 58.0 | 基体元素,提供基本的导电性、导热性和耐蚀性。 |
Ni (镍) | 2.0 ~ 3.0 | 关键合金元素。显著提高合金的强度、硬度、耐蚀性(尤其是耐海水腐蚀),并使其呈美丽的银白色。 |
Zn (锌) | 余量 | 主要合金元素。起到固溶强化作用,提高强度,并能大幅降低成本。锌含量通常在35-40%左右。 |
Pb (铅) | ≤ 0.5 | 改善切削加工性能,属于有意添加。 |
Fe (铁) | ≤ 0.3 | 杂质,微量铁能细化晶粒,但过高会降低耐蚀性。 |
Mn (锰) | ≤ 0.3 | 杂质,微量锰有脱氧和固溶强化作用。 |
杂质总和 | ≤ 1.2 | 包括上述未列出的其他微量元素。 |
关键点: 虽然名为“HNi”(黄铜类),但其以铜为基,含有显著的镍,因此材料学上归类为 锌白铜 或 镍银。它是在 BZn15-20(德银) 基础上发展而来的一个变种,降低了镍含量以节约成本,同时保持了较好的综合性能。
HNi56-3 的性能特点是 强度高、耐蚀性好、外观呈银白色、加工性能优良。
密度: 约 8.5 g/cm³
熔化温度范围: 约 1000 ~ 1050 °C
导电性/导热性: 优于许多铜合金,但低于纯铜和普通黄铜。其导热系数约为纯铜的15-20%。
颜色: 呈漂亮的银白色,类似不锈钢或银,抛光后光泽度很好。
性能取决于材料状态(软态、半硬态、硬态)。
抗拉强度: 约 400 ~ 550 MPa
屈服强度(σ0.2): 约 250 ~ 400 MPa
伸长率: 约 15 ~ 30%
硬度: 布氏硬度 HB 约 100 ~ 150
弹性模量: 约 110 ~ 125 GPa
特点: 它比普通黄铜(如H62)具有更高的强度和硬度,同时保持良好的塑性和韧性,可以进行冷、热压力加工。
优异的耐腐蚀性:
耐海水和海洋大气腐蚀: 这是其最突出的优点。镍的加入极大地提高了对氯化物(如海水)引起的点蚀和缝隙腐蚀的抵抗力,性能远优于普通黄铜。
耐淡水腐蚀: 性能良好。
耐应力腐蚀开裂: 在含氨等介质中,其抗应力腐蚀能力比普通黄铜(如季裂敏感的黄铜)强得多。
高强度与良好的耐磨性: 强度和硬度高于大多数黄铜和部分青铜,能承受较高的机械应力,具有一定的抗冲刷和磨损能力。
优良的工艺性能:
冷、热加工性能良好: 易于轧制、拉伸、锻造。
切削性能优良: 含铅的版本(如HPb类变种或添加铅的HNi56-3)具有极好的切削性,加工表面光洁。
焊接和钎焊性能尚可: 可进行软钎焊、硬钎焊和气体保护焊,但比纯铜和黄铜稍难。
美观的银白色外观: 不易变色,常作为装饰性或仿银材料。
基于其高强度和优异的耐海水腐蚀性,HNi56-3 主要用于:
海洋工程与船舶制造: 冷凝器管、热交换器管板、海水管路系统、泵阀零件、 Marine hardware。
化工与石油工业: 制造耐腐蚀的容器、阀门、泵零件。
电力与电子: 制造高强耐蚀的导电弹簧、接触件、精密电阻元件。
日用装饰与乐器: 制作高档饰品、眼镜框架、乐器按键(如长笛、萨克斯部分部件)、奖章、铭牌等。
机械制造: 用于需要较高强度和耐蚀性的结构件、齿轮、轴承等。
与 B30 (BFe30-1-1) 等铜镍合金比较: HNi56-3 的耐海水腐蚀性不如含镍量更高的 B30(蒙乃尔合金的铜镍版本),但其成本低得多,在要求不是极端苛刻的场合是性价比很高的选择。
与普通黄铜(如H62、H68)比较: 强度和耐蚀性(尤其耐脱锌腐蚀和应力腐蚀)有质的提升,但价格也更贵。
“季裂”问题: 虽然抗应力腐蚀能力比黄铜强,但在特定恶劣环境(如含氨大气)中长期受力存放时,仍需注意。
材料识别: 其外观与不锈钢相似,但可通过磁性简单区分(HNi56-3无磁性,大多数不锈钢有弱磁性)。
总结来说,HNi56-3 铜合金是一种在强度、耐蚀性(特别是耐海水腐蚀)和成本之间取得优异平衡的“结构白铜”。它是海洋、化工等腐蚀环境中替代部分高成本白铜和特种不锈钢的理想材料。