QMn1.5 是一种典型的加磷脱氧铜-锰合金。它是一种高性能的铜合金,以其优异的强度、耐磨性、耐腐蚀性和良好的导电导热性能而闻名。
下面是其详细的成分、性能及应用介绍:
QMn1.5 属于“青铜”类别(虽然不含锡,但按功能分类属于特殊青铜)。其核心是铜-锰二元合金,并通过添加磷进行脱氧。
元素 | 含量(重量百分比,%) | 作用 |
Cu | 余量 (通常 ≥98.2) | 基体,提供基本的导电、导热性和塑性。 |
Mn | 1.0 - 1.8 | 主合金元素。显著提高合金的强度、硬度、耐磨性和耐热性。锰能大量固溶于铜中,形成连续固溶体,是极佳的固溶强化元素。 |
P | 0.01 - 0.04 | 脱氧剂。在熔炼过程中去除氧气,防止铸件产生气孔和“氢病”,同时微量磷能进一步提高合金液的流动性和耐蚀性。 |
杂质 | ≤ 0.3 | 包括Fe、Pb、Sn、Ni、Zn、As等,需严格控制以确保性能。 |
注:有些老标准或企业标准可能写作 QMn1.5-0.3,其中“0.3”即代表磷的含量约为0.3%。
QMn1.5 综合了高强度和良好的导电性,是“以强度换导电”的经典平衡合金。
密度:约 8.9 g/cm³。
熔点:约 1065°C。
导电率: 约 30-40% IACS(国际退火铜标准)。远高于其他高强度铜合金(如铍铜、白铜),但低于纯铜(>100% IACS)和普通黄铜。
导热率:良好,散热性能优秀。
抗拉强度:
软态 (O态): ≥ 220 MPa
硬态 (H态,如冷拉、冷轧): ≥ 400 - 550 MPa,甚至更高。
屈服强度:硬态下可达 350 MPa 以上。
延伸率:
软态: ≥ 30%
硬态: ≥ 3%
硬度:
软态: HB ≥ 60
硬态: HB ≥ 110 - 130
弹性模量:约 115 - 125 GPa。
高强度与良好导电/导热的结合:这是其最大优势。在需要同时承载电流/热量和承受机械应力的场合无可替代。
优异的耐腐蚀性:在大气、淡水、海水以及非氧化性酸(如盐酸、氢氟酸)、碱溶液中表现出比黄铜更好的耐蚀性,接近纯铜。
良好的耐磨性:硬度高,耐磨性能优于纯铜和很多黄铜。
优良的工艺性能:
热加工性:极佳,适合热轧、热锻。
冷加工性:良好,可进行冷拉、冷轧、弯曲等。加工硬化效应明显,可通过冷加工大幅提高强度。
钎焊性和熔焊性:良好。
无磁性:适用于需要避免磁干扰的精密仪器和电子设备。
耐热性:在高温下强度保持率较高,可在 400°C 以下环境中工作。
切削加工性:一般,不如易切削黄铜(如HPb59-1),但优于纯铜。
成本:高于普通黄铜,但显著低于铍铜、铜镍合金等。
凭借其独特的性能组合,QMn1.5 被广泛应用于以下关键领域:
电工领域:
高强度导线和母线:用于需要高机械强度的导电部件,如发电机的转子导线、大型电机的绕组、电焊机电极、开关触桥。
电阻焊电极和附件:作为点焊、缝焊的电极、握杆、轴等,要求高导电和高强度以防止变形。
整流子片、换向器。
热交换与耐腐蚀领域:
制造耐腐蚀、耐热、高强度的热交换器管、冷凝管。
用于海船和化工设备中的耐蚀零件。
耐磨与结构件领域:
齿轮、蜗轮、轴承、衬套等耐磨零件。
高压阀门、泵零件。
弹簧、紧固件等弹性元件。
其他:
硬币(部分国家)。
乐器部件(如萨克斯管的键盖)。
QMn1.5铜合金是一种通过锰固溶强化实现高强度、高硬度,同时保留了铜基体良好导电、导热和耐蚀性的功能性材料。它是解决“既要导电/导热好,又要机械强度高”这一矛盾的经典选择,在电气工程、海洋工程和高端制造业中扮演着不可替代的角色。
在实际选材时,通常会根据最终产品的状态要求(软态、半硬态、硬态)来订购相应规格的板材、带材、管材或棒材。