“C15740” 这个牌号并不常见于主流国际标准(如ASTM、UNS)。它很可能是一个企业内控牌号、旧牌号或特定国家/地区的标准牌号。根据其数字结构和常见铜合金体系推断,它极有可能属于高锰铝青铜系列,与国内外一些常见牌号相对应。
我们可以从可能的对应牌号、化学成分、性能特点和应用几个方面来全面了解这种材料。
中国牌号: ZCuAl9Mn2 (旧牌号 ZQAl9-2)。这是可能性最大、最直接的对应。其“Al9Mn2”直接指明了主要合金元素含量。
美国相近牌号: C95200 (ASTM B148 - 9C)。这是ASTM标准中最接近的铝青铜合金之一。
国际标准相近牌号: CuAl9Mn2 (欧洲标准)。
以下分析将主要基于 ZCuAl9Mn2 / C95200 的特性进行。
元素 | 含量 (重量百分比, %) | 作用 |
铜 (Cu) | 余量 | 基体,提供基本的导电、导热性和耐腐蚀性。 |
铝 (Al) | 8.0 ~ 10.0 | 核心合金元素。显著提高强度、硬度、耐腐蚀性(特别是耐海水腐蚀)和耐磨性。形成致密的氧化铝保护膜。 |
锰 (Mn) | 1.5 ~ 2.5 | 提高强度、韧性,改善热态和冷态加工性能,增强耐腐蚀性。 |
铁 (Fe) | ≤ 1.0 | 细化晶粒,提高强度、硬度和耐磨性。但含量过高会降低耐蚀性。 |
镍 (Ni) | ≤ 0.5 | 能进一步提高耐腐蚀性和热强性。 |
锌 (Zn) | ≤ 0.5 | 杂质元素,严格控制。 |
铅 (Pb) | ≤ 0.03 | 杂质元素,严格控制,影响热加工性。 |
杂质总和 | ≤ 1.0 | - |
核心特点: 这是一种 “铝-锰”二元强化的铝青铜,不含或含极少量昂贵的锡、镍元素,性价比高。
抗拉强度 (σb): 440 ~ 590 MPa
屈服强度 (σ0.2): 170 ~ 250 MPa
伸长率 (δ): 20% ~ 30%
硬度 (HB): 90 ~ 130
弹性模量: 约 115 GPa
密度: 约 7.6 g/cm³ (比纯铜和黄铜轻)
导电率: 约 15% IACS (远低于纯铜,属于中低导电合金)
导热率: 约 58 W/(m·K) (中等水平)
热膨胀系数: 约 18 × 10⁻⁶ /K (20-300°C)
熔点范围: 约 1040 ~ 1060 °C
耐海水腐蚀: 性能极佳。在海水、氯化物溶液中,其耐腐蚀性显著优于大多数黄铜和锡青铜,与不锈钢相当甚至更优。抗空泡腐蚀和冲刷腐蚀能力强。
耐应力腐蚀开裂: 对SCC不敏感。
耐大气腐蚀: 在工业大气、海洋大气中非常稳定。
耐有机酸和弱碱: 性能良好。
铸造性能: 良好,流动性好,收缩率适中,常用于砂型、金属型和离心铸造。
焊接性能: 良好。可采用氩弧焊、焊条电弧焊等方法焊接,但需要匹配的焊材(如铝青铜焊丝)。
切削加工性能: 一般。其强度和韧性导致切削难度高于易切削黄铜,但优于一些高强度不锈钢。
冷热加工性能: 热加工性能良好,可进行热轧、热锻。冷加工性能尚可,但加工硬化率较高,中间需要退火。
优势 | 劣势 |
✅ 高强度、高韧性结合良好 | ❌ 导电、导热性较差 (不适合电工导电部件) |
✅ 卓越的耐海水腐蚀和空泡腐蚀能力 | ❌ 切削加工性一般 |
✅ 优良的耐磨性和抗微动磨损能力 | ❌ 在高温蒸汽中可能存在“脱铝腐蚀”风险 |
✅ 良好的耐疲劳性能 | ❌ 与钢等电位差异大的金属接触时,可能引发电偶腐蚀 |
✅ 良好的铸造和焊接性能 | |
✅ 无磁性 | |
✅ 性价比高 (相比含镍、锡高的铝青铜) |
鉴于其优异的综合机械性能和耐蚀性,C15740 (ZCuAl9Mn2) 常用于高负荷、耐腐蚀的关键部件:
船舶与海洋工程:
船舶螺旋桨、推进器叶片
海水泵、阀门、叶轮、管件
海洋平台结构件、系泊设备零件
重型机械:
高负荷齿轮、蜗轮、轴承、轴套
耐磨板、滑块
化工与能源:
耐腐蚀泵、阀部件
热交换器管板(在特定介质中)
航空航天与国防:
某些需要高强度和耐腐蚀的飞机或地面支持设备部件。
如果您需要将 C15740 用于正式设计、采购或生产,强烈建议:
追溯源头:找到最初提出该牌号的技术图纸或规范,确认其出自哪个标准体系(如中国GB、美国SAE/AMS、德国DIN等)。
获取官方数据:向材料供应商索取该牌号的官方材料证书(MTC) 或详细技术数据表,以确认其确切的化学成分和保证性能。
进行验证:在关键应用前,可对材料样品进行化学成分分析和力学性能测试,以确保其符合您的要求。
希望这份详细的解读能帮助您全面了解C15740铜合金。