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C15760(氧化铝铜合金)

发布:sonhooalloy 浏览:4575次

C15760铜合金是一种高强度铝青铜合金,在美国材料与试验协会标准中属于UNS编号系统。它是一种非常出色的工程材料,以优异的强度、耐磨性和耐腐蚀性而闻名。

以下是其详细的成分、性能及应用介绍。


一、 主要化学成分(典型值)

C15760是多元铝青铜,其核心成分是铜和铝,并添加了铁、镍等元素进行强化。

元素

含量范围(重量百分比)

作用

铜 (Cu)

余量

基体,提供基本的导电导热性和加工性。

铝 (Al)

10.0 - 11.5%

最重要的合金元素。显著提高强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性(特别是耐海水腐蚀)。形成坚硬的氧化铝保护膜。

铁 (Fe)

3.0 - 5.0%

细化晶粒,提高强度和耐磨性。过量的铁会降低耐腐蚀性。

镍 (Ni)

3.0 - 5.0%

进一步提高强度、耐腐蚀性(尤其是抗应力腐蚀开裂)和高温性能。与铝、铁共同作用形成复杂的强化相。

锰 (Mn)

≤ 1.5%

脱氧剂,改善热加工性能和铸造性能。

其他

少量(如Si等)

微量添加以改善铸造或加工性能。

关键特点: 高铝含量结合铁和镍,形成了以 β相 为主的基体,并析出细小的 κ相 强化颗粒,这是其获得超高强度和耐磨性的微观结构基础。


二、 主要物理与力学性能

C15760的性能因其加工状态(铸造、锻造、热处理)而异,以下是典型范围:

性能类别

具体指标

典型值/描述

物理性能

密度

约 7.64 g/cm³


熔点

约 1040°C


热导率

约 42 W/(m·K) (比纯铜低,但在高强度合金中算好的)


电导率

约 12% IACS (国际退火铜标准)

力学性能

抗拉强度

700 - 950 MPa (非常高,相当于或超过许多合金钢)


屈服强度

450 - 650 MPa


延伸率

10% - 20% (在如此高强度下仍保持良好的韧性)


硬度

HB 200 - 280 (布氏硬度)


疲劳强度

优秀

关键性能

耐磨性

极其优异。这是其最突出的优点之一,尤其适用于高负荷、高滑速的摩擦副。


耐腐蚀性

优秀。特别耐海水、硫酸、盐酸(非氧化性酸)等介质的腐蚀。耐空蚀和冲刷腐蚀。


耐热性

良好。可在400°C以下长期工作,强度衰减较小。


冲击韧性

良好。无低温脆性。


生物相容性

优良,无磁性。


三、 材料特性总结

  1. 高强度与高硬度: 强度水平与中高强度钢相当,但密度更低。

  2. 卓越的耐磨性: 被誉为“耐磨铜合金之王”之一,特别适合做轴承、轴套、齿轮等摩擦部件。

  3. 杰出的耐腐蚀性: 尤其是对海水、酸性环境有很强的抵抗力,是海洋工程和化工设备的理想材料。

  4. 优良的抗疲劳和承压能力: 能承受高负荷和反复应力。

  5. 良好的导热性: 相比钢铁材料,能更快地散走摩擦产生的热量,避免温升过高。

  6. 无火花特性: 撞击时不会产生火花,适用于易燃易爆环境。

  7. 可加工性: 切削加工性能尚可,但比普通黄铜难。铸造和热压力加工(如锻造)性能良好。


四、 典型应用领域

得益于其“高强度+耐磨+耐腐蚀”的组合拳,C15760广泛应用于苛刻工况:

  • 航空航天: 飞机起落架轴承、齿轮、高强度结构件。

  • 船舶与海洋工程: 螺旋桨、舵承、泵阀、海水管道配件、系泊部件。

  • 重工业

    • 轴承、轴套、滑板: 用于轧钢机、矿山机械、水轮机等高负荷设备。

    • 齿轮、蜗轮: 特别是需要耐腐蚀和耐磨的传动部件。

    • 模具: 压铸模、挤压模,利用其耐热性和抗热疲劳性。

  • 化工与石油: 泵、阀、法兰、紧固件,用于腐蚀性介质环境。

  • 高性能五金工具: 要求高强度、耐腐蚀的无火花工具。


五、 与其他常用铜合金的对比

  • ** vs. 锡青铜(如C90500)**: C15760的强度、硬度和耐磨性远超锡青铜,且耐海水腐蚀性更优。锡青铜的减摩性和顺应性更好,更适合低负荷精密轴承。

  • ** vs. 黄铜**: 黄铜(如C36000)易切削,但强度、耐磨和耐腐蚀性远不及C15760。

  • ** vs. 铍铜**: 铍铜(如C17200)强度更高,导电性更好,但成本昂贵,有毒性,且耐磨性不一定优于C15760。C15760在需要综合耐磨和耐腐蚀的场合更具性价比。

  • ** vs. 普通铝青铜(如C95200)**: C15760因含有较高的镍和铁,其综合力学性能、耐热性和耐腐蚀性比普通铝青铜(Cu-Al-Fe系)更上一层楼。

总而言之,C15760是一种高端的高性能铝青铜合金,当您的设计面临高强度、严重磨损和恶劣腐蚀环境并存的挑战时,它是一个非常可靠且常被选用的解决方案。 在实际选用时,需根据具体的工况条件(载荷、速度、介质、温度)和产品形态(铸件、锻件)来确定其适用的热处理状态和精确规格。



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