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HFe58-1-1(铁黄铜)

发布:sonhooalloy 浏览:21389次

HFe58-1-1 是中国国家标准(GB/T 5231-2012)中的一种典型的 铁白铜(也称“含铁白铜”)。它是一种以铜镍合金为基础、通过添加铁和锰等元素进行强化的高性能铜合金。

以下是关于 HFe58-1-1 铜合金的详细成分、性能和应用介绍。

1. 化学成分(GB/T 5231-2012)

其牌号“HFe58-1-1”的含义大致为:

  • H:表示“黄铜”类别(此处为历史习惯分类,实质为白铜)

  • Fe:表示含铁

  • 58:表示平均铜含量约为58%

  • 第一个1:表示平均铁含量约为1%

  • 第二个1:表示平均锰含量约为1%

主要化学成分范围(质量分数 %) 如下:

元素

Cu

Ni+Co

Fe

Mn

Zn

杂质总和 ≤

含量

57.0-60.0

0.5-1.0

0.3-0.7

余量

1.8


成分解读

  • 铜(Cu)和锌(Zn):构成合金的基体。镍(Ni)和铁(Fe)的加入,使其性能更接近白铜,具有优良的耐蚀性。

  • 铁(Fe):是最关键的强化元素。铁能细化晶粒,显著提高合金的强度和耐磨性,特别是改善在海水等流动介质中的抗冲刷腐蚀能力。

  • 锰(Mn):主要作用是脱氧和提高耐蚀性,特别是增强对海水、蒸汽等介质的抗腐蚀能力。它也能起到一定的固溶强化作用。

  • 镍(Ni):与铜形成连续固溶体,能全面提高合金的强度、耐蚀性(尤其是耐海水腐蚀)和韧性。

2. 物理与力学性能

HFe58-1-1 综合了高强度、优良的韧性和出色的耐腐蚀性。

A. 物理性能(典型值)

  • 密度:约 8.5 g/cm³

  • 熔点:约 1080-1100°C

  • 热导率:约 50 W/(m·K) (低于纯铜和黄铜,但高于不锈钢)

  • 电导率:约 15% IACS (国际退火铜标准)

  • 线膨胀系数:约 18 × 10⁻⁶ /K (20-300°C)

B. 力学性能(以常见的半硬态为例)

  • 抗拉强度 (Rm):≥ 440 MPa

  • 屈服强度 (Rp0.2):≥ 160 MPa

  • 伸长率 (A):≥ 25%

  • 硬度:HB ≥ 100

  • 弹性模量:约 110-125 GPa

  • 疲劳强度:较高,具有良好的抗疲劳性能。

  • 特点:该合金具有优异的抗冲击性能,即使在低温下(如-196°C)也不会发生脆性转变。

3. 核心特性与优势

  1. 卓越的耐腐蚀性

  2. 耐海水腐蚀:在清洁海水、盐水溶液中腐蚀速率极低,抗点蚀和应力腐蚀开裂能力很强。

  3. 耐蒸汽和高速水流冲刷腐蚀:铁元素的加入极大地提高了合金在流动介质中的抗侵蚀能力。

  4. 在大气、淡水、各种酸碱溶液中也表现出良好的稳定性。

  5. 高强度与良好的塑性结合:通过固溶强化(Ni、Mn)和细晶强化(Fe),在保持良好加工成形性和焊接性的同时,获得了远高于普通白铜和黄铜的强度。

  6. 优良的工艺性能

  7. 热加工性:良好,适合热轧、热锻。

  8. 冷加工性:良好,可进行冷轧、拉伸、弯曲等,但加工硬化率较高,中间需要退火。

  9. 焊接性:优良,可采用钎焊、气体保护焊(TIG/MIG)、电阻焊等多种方法焊接。

  10. 生物污损抑制性:铜离子具有一定的抗菌和防海生物附着能力,这对于海洋应用是个额外优势。

4. 主要应用领域

基于以上性能,HFe58-1-1 是海洋工程和高压、高腐蚀环境中的关键材料。

  • 电力行业发电厂的高压给水加热器(给水器)冷凝管。这是其最经典、最重要的应用,要求材料耐高温高压水、蒸汽的腐蚀和冲刷。

  • 船舶与海洋工程

    • 船舶冷凝器、热交换器管。

    • 海水淡化装置管路。

    • 海上平台的海水冷却系统。

  • 化工与石油工业:制造耐海水、酸碱溶液腐蚀的容器、管道、泵阀部件。

  • 其他:用于制作高强度耐蚀的结构件、弹簧、紧固件等。

5. 常用对比与总结

  • vs 普通白铜(如 B30):HFe58-1-1 因含有铁和锰,其强度、硬度和抗冲刷腐蚀能力显著优于纯镍铜合金B30,性价比更高。

  • vs 铝黄铜(如 HAl77-2):在耐海水腐蚀,特别是抗流速引起的冲刷腐蚀方面,HFe58-1-1 通常优于铝黄铜,尤其在污染海水中表现更稳定。

  • vs 不锈钢(如 316L):导热性远优于不锈钢,更适合作热交换材料。在氯离子环境中,抗点蚀和应力腐蚀能力通常更强。

总结来说,HFe58-1-1 是一种高性能的铜镍铁锰合金,以其高强度、优异的耐海水和蒸汽腐蚀能力、良好的抗冲刷性和工艺性能,成为电力、船舶、海洋及化工领域高端冷凝管和耐蚀结构件的首选材料之一。



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