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QZr0.4 (铬青铜)

发布:sonhooalloy 浏览:56503次

QZr0.4 是一种典型的锆青铜(铬锆铜系列),属于高性能铜合金。下面为您详细解析其成分、性能及应用。

1. 牌号与成分

  • 中国牌号:QZr0.4 (旧标准可能为 QCd1.0,但新标准以“Zr”标识)

  • 对应国际牌号:美国 C15000,日本 C1500,德国 CuZr。

  • 化学成分(典型值,wt%)

    • :余量(通常 >99.5%)

    • :0.3 - 0.5%(核心添加元素,名称中“0.4”即指锆含量中值)

    • 杂质元素:如磷、铁、铅等含量极低(通常总计<0.1%),以保证高导电性。

核心要点:这是一种沉淀强化型合金。微量的锆在铜中固溶,通过后续热处理形成细小的、弥散分布的 Cu3Zr 或 Cu5Zr 金属间化合物,从而显著提高合金的强度和耐热性,同时对其优异的导电性影响相对较小。

2. 主要性能特点

QZr0.4 完美平衡了强度、导电性/导热性和耐高温性,被誉为“高强度高导电铜合金”的典范。

性能类别

具体描述与典型数值

物理性能

- 导电率75-85% IACS(国际退火铜标准)。远高于一般铜合金(如铍铜、磷青铜),接近纯铜的导电水平。
- 导热率:非常高,与导电率相匹配,散热性能优异。
- 密度:约 8.9 g/cm³。

机械性能

- 高强度:抗拉强度可达 400-550 MPa(取决于状态)。
- 中等硬度:维氏硬度约 120-160 HV。
- 良好的延展性:软化态延伸率可达 20% 以上,便于冷加工成型。

高温性能

- 卓越的抗软化能力:其再结晶温度可高达 500°C 以上。在高温下长期工作或短时受热后,能保持大部分强度和硬度,这是其最突出的优点之一。
- 良好的抗蠕变性能

其他性能

- 良好的耐磨性
- 优异的耐应力松弛性:在高温和应力下,抵抗弹性衰减的能力强,非常适合做弹簧、紧固件。
- 无磁性
- 良好的焊接性和钎焊性(但比纯铜稍难)。

3. 材料状态

性能随加工和热处理状态变化显著:

  • 软态:固溶处理后快冷(水淬)。质地软,延展性好,便于进行冷加工(如冲压、拉拔)。

  • 硬态:冷加工后。强度、硬度提高,但导电率和延展性略有下降。

  • 峰时效态最常用的高性能状态。软态材料经冷加工后,在 450°C - 500°C 进行时效处理,使锆以化合物形式析出,达到强度、硬度和导电性的最佳组合

4. 主要应用领域

凭借其“高强度、高导电、耐高温”的三元优势,QZr0.4 被广泛应用于:

  • 电阻焊电极:最经典的应用。作为点焊、缝焊、对焊的电极、握杆和底座,其高导电性保证焊接电流通过,高强度和高耐热性保证在高温高压下不易变形和粘连。

  • 电工领域:高温电机换向器、整流子、高速铁路接触线、引线框架、大电流开关触头等。

  • 高温模具:塑料注塑机、压铸机的浇口套、喷嘴等需要快速散热的部件。

  • 散热部件:高性能散热器、热交换器部件。

  • 结构件:需要同时导电和承力的场合,如高温弹簧、连接器、紧固件等。

5. 与类似材料的对比

  • vs 纯铜:强度、硬度、耐热性高出数倍,导电率仅损失15-25%。

  • vs 铍铜:导电率和导热率更高,耐热性相当甚至更优,无毒性(铍铜的铍有毒性,加工需防护),成本通常更低。但最高强度和弹性不及高强度铍铜。

  • vs 铬锆铜:同属一个家族,性能和应用非常接近,通常铬锆铜的强度和抗软化温度略高一点,两者常可互换。

总结

QZr0.4 锆青铜是一种通过微合金化(加锟)和沉淀强化获得极致性能平衡的高端铜合金。它的核心优势在于:在保持接近纯铜的优异导电和导热能力的同时,获得了可与中强钢媲美的机械性能和远超普通铜合金的耐高温性能

这使得它成为要求最苛刻的电工、电子、焊接和高温散热应用领域的不可替代的关键材料。在选择时,需要根据具体的强度、导电率和耐温要求,确定合适的产品状态(软态、硬态或时效态)。



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