QAl11-6-6 是一个非常特殊的高强铝青铜牌号。需要指出的是,这个牌号并非中国国家标准(GB/T 5231)中的常见牌号。常见的铝青铜如 QAl9-4、QAl10-3-1.5、QAl10-4-4 等。
“QAl11-6-6” 的命名方式遵循了中国的命名规则:
Q:青铜
Al:主加元素为铝
11:铝的平均质量分数约为 11%
6:第一个“6”通常表示铁的平均质量分数约为 6%
6:第二个“6”通常表示镍的平均质量分数约为 6%
它很可能是一种企业标准、特殊订货或国外相近牌号的表示方法,其成分和性能接近国际上的 CuAl11Ni6Fe6 或类似的高镍高铁铝青铜。
以下是根据其名称和类似合金推断出的详细成分、性能及应用信息。
元素 | 含量(质量分数,%) | 作用 |
Al (铝) | 10.0 ~ 11.5 | 主要合金元素。形成α固溶体,提高强度、硬度、耐蚀性和抗氧化性。含量高会形成β‘相(马氏体),显著强化。 |
Ni (镍) | 5.0 ~ 6.5 | 核心元素。无限固溶于铜,显著提高强度、韧性、耐热性和再结晶温度。与铝、铁形成复杂的κ相,极大改善耐磨性。 |
Fe (铁) | 5.0 ~ 6.5 | 核心元素。细化晶粒,提高强度、硬度和耐磨性。过量的铁会形成富铁相,降低耐蚀性,但在此合金中与镍、铝平衡。 |
Mn (锰) | ≤ 1.0(常见) | 脱氧剂,提高工艺性能,轻微固溶强化。 |
其他杂质 | (Si, Pb, Sn等) | 微量,严格控制。 |
Cu (铜) | 余量 | 基体。 |
特点:这是一种镍-铁-铝复合强化的超高强度铝青铜,属于“多元复杂铝青铜”。镍和铁的高含量是其高性能的关键。
这种合金通过高含量的铝、镍、铁形成了复杂的多相组织(α + β‘ + 多种κ相),从而具备了一系列卓越的性能:
极高的机械强度:
抗拉强度 (Rm):可达 800 ~ 1000 MPa 甚至更高,远高于普通铝青铜(如QAl9-4的约550 MPa)。
屈服强度 (Rp0.2):非常高,通常在 450 ~ 700 MPa 范围。
硬度:布氏硬度 HBW 通常在 200 ~ 280 范围。
优异的耐磨性:
硬质的κ相(富含Ni、Fe、Al)均匀分布在强韧的基体上,提供了极佳的抗粘着磨损和磨粒磨损能力,是顶级的耐磨铜合金之一。
突出的耐热性:
高镍含量大幅提高了合金的再结晶温度和高温强度。可在 400°C ~ 500°C 的温度下长期工作,仍能保持较高的硬度和强度。
良好的耐腐蚀性:
表面能形成致密的Al₂O₃保护膜,对大气、海水、多数有机酸及硫酸、磷酸等非氧化性酸有良好的耐蚀性。耐空蚀和冲蚀性能也很好。
适中的摩擦性能与抗咬合性:
相对于钢,其摩擦系数较低,且不易与对磨件发生“咬死”现象,是优良的轴承材料。
其他性能:
导热性:远低于纯铜和黄铜,但比钢好。
导电性:较差,不作为导电材料使用。
塑性:在铸态或热锻态下有一定塑性,但冷加工较困难。缺口敏感性较高。
铸造和焊接:铸造性能尚可,但流动性不如低合金铝青铜。焊接性能一般,需预热和专用焊材。
由于其高性能和高成本,QAl11-6-6这类合金主要用于要求极其苛刻的重载、高速、高温、耐磨的关键部件:
航空航天:飞机起落架轴承、齿轮、高负荷衬套、涡轮发动机部件。
船舶与海洋工程:大型船舶的推进器轴承、舵承、海水泵阀及配件。
重型机械:大型轧机、矿山机械、锻压设备中的高压重载轴承、轴套、蜗轮、齿轮。
高性能汽车:赛车或重型车辆的同步器齿环、轴承。
特殊工业:制造高强度、耐磨的螺杆、螺母、模具以及化工设备中耐腐蚀耐磨的零件。
牌号确认:在实际订货或使用前,务必核实该牌号的具体技术标准(如企业标准、军工标准等)及其规定的准确化学成分和性能指标,因为“11-6-6”可能只是通俗叫法。
相近标准牌号参考:
国际/欧洲:CuAl11Ni6Fe6 (EN 1982: 2008标准) 是其最直接的对应。
中国:最接近的国标牌号是 QAl10-4-4 (CuAl10Fe4Ni4),但其镍、铁含量较低,性能(尤其是耐热性)略逊于11-6-6。
加工与处理:该合金切削加工性尚可,但刀具磨损较快。通常以铸造(砂型、金属型、离心铸造)或锻造状态使用。可通过热处理(固溶+时效)进一步优化性能。
总结来说,QAl11-6-6是一种镍铁铝含量极高的特种铝青铜,以其超凡的强度、耐磨性和耐热性,服务于对材料性能有极端要求的尖端工业领域。