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C52400(磷青铜合金)

发布:sonhooalloy 浏览:5517次

C52400是一种广泛应用的高强度磷青铜合金,属于美标(ASTM)牌号。它因其优异的综合性能,尤其在弹性、耐磨和耐疲劳方面表现突出,常被称为“弹簧磷青铜”。

以下是其详细的成分、性能和应用介绍。


一、 化学成分(ASTM B103 标准)

C52400 的化学成分主要包含铜、锡和磷,具体范围如下:

元素

含量(重量百分比)

作用

余量

基体金属,提供良好的导电导热性和成型性。

9.0% - 11.0%

核心合金元素。显著提高合金的强度、硬度和耐腐蚀性(尤其是耐海水和大气腐蚀)。与铜形成固溶强化和金属间化合物,是获得高弹性的关键。

0.03% - 0.35%

脱氧剂和强化元素。去除熔融铜中的氧,防止脆化;同时能提高合金的弹性极限、疲劳强度和耐磨性。

注意:中国相近牌号为 QSn10-1(旧牌号QSn10-0.3)。


二、 主要性能特点

C52400 在磷青铜家族中以高强度和高弹性著称。

  1. 力学性能(以硬态/回火态为例)

  2. 高强度:抗拉强度可达 550 - 760 MPa,远高于普通黄铜和紫铜。

  3. 高弹性极限与弹性模量:具有非常高的弹性极限(屈服强度),这意味着它在承受较大应力时仍能恢复原状,不易发生塑性变形。弹性模量约为 110 GPa。

  4. 优异的抗疲劳性能:在循环载荷下不易断裂,是制造长期承受往复运动部件(如弹簧)的理想材料。

  5. 良好的耐磨性:锡的加入提高了表面硬度和耐磨性,适用于有摩擦的工况。

  6. 物理性能

  7. 导电导热性:由于合金化程度高,其导电和导热性能比纯铜差,但优于不锈钢等材料。导电率约为纯铜的 13-16% IACS。

  8. 密度:约 8.8 g/cm³。

  9. 颜色:呈典型的金黄色。

  10. 耐腐蚀性能

  11. 优良的耐腐蚀性:对大气、淡水、海水以及非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)有良好的抵抗能力。耐海水腐蚀性能尤其突出。

  12. 抗应力腐蚀开裂:性能良好,优于一些黄铜合金。

  13. 工艺性能

  14. 冷加工性能极佳。非常适合通过冷轧、冷拉、冲压等方式成型,并能通过冷加工大幅提高强度和硬度。

  15. 热加工性能:较差,一般不推荐热加工。

  16. 切削性能:尚可,但不如易切削黄铜(如C36000)。磷青铜有一定韧性,切削时可能需要使用合适的刀具和冷却液。

  17. 焊接与钎焊性:锡青铜的焊接性一般,软钎焊和硬钎焊性能尚可,但熔焊(如电弧焊)较困难,易产生热裂纹和气孔。


三、 典型应用领域

基于其高弹性、耐疲劳和耐腐蚀的特性,C52400 主要用于制造对性能要求苛刻的弹性元件和耐磨件:

  • 高级弹簧与弹簧片:电器接插件中的接触弹簧、精密仪器弹簧、膜片、簧片等。

  • 电气连接器:手机、电脑等消费电子中的电池连接器、SIM卡座、高可靠性端子。

  • 耐磨零部件:轴承、轴承保持架、齿轮、凸轮、衬套等,尤其是在腐蚀性环境中。

  • 波纹管和膜盒:用于测量仪表和控制系统。

  • 船舶与海洋工程:海水泵的叶轮、阀门零件、防海水腐蚀的紧固件等。


四、 总结与对比

特性

评价

对比说明

强度与弹性

★★★★★

在铜合金中名列前茅。优于普通黄铜和锡含量较低的磷青铜(如C51000),是铍铜之外最强的弹性铜合金之一。

疲劳寿命

★★★★★

极其出色,是其核心优势。

耐腐蚀性

★★★★☆

非常优秀,尤其耐海水。

导电性

★★☆☆☆

一般,不适合用作高导电导体。

成本

★★☆☆☆

由于锡含量高,价格相对昂贵,高于大部分黄铜。

可加工性

★★★★☆

冷成型性极佳,但切削性和焊接性一般。

简单来说,C52400(QSn10-1)是一种“为高性能弹性而生”的合金。当设计需要承受反复弯曲、滑动摩擦,并在苛刻环境中长期可靠工作的关键部件时,它是首选材料之一。 在成本和导电性要求不高,但对可靠性、寿命和强度要求极高的场合,其价值无可替代。



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