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C95800 (高强度耐蚀铜合金)

发布:sonhooalloy 浏览:5671次

C95800 是一种非常著名和重要的高强度耐蚀铜合金,属于铝青铜系列。它通常按照美国ASTM B148标准生产,也被称为“船用铝青铜”或“镍铝青铜”。

以下是其详细的成分、性能及应用介绍。

一、 主要化学成分(ASTM B148 标准)

C95800 的典型成分范围如下(重量百分比%):

  • : 余量

  • 9.0% - 11.0%

    • (核心元素,提供强度、硬度和形成致密氧化膜)

  • 3.5% - 4.5%

    • (细化晶粒,提高强度和耐磨性,抑制“自发退火”)

  • 4.0% - 5.0%

    • (核心元素,显著提高耐腐蚀性(特别是抗脱成分腐蚀和应力腐蚀)、强度,并稳定显微组织)

  • : ≤1.5%

    • (脱氧剂,改善铸造和焊接性能)

  • 杂质 : 其他元素(如铅、锡、锌、硅等)含量有严格限制。

重要对比:在中国国标(GB/T 5231)中,与之最接近的牌号是 ZCuAl9Fe4Ni4Mn2(旧牌号ZQAl9-4-4-2),其成分与C95800几乎完全对应。

二、 主要性能特点

C95800之所以被广泛应用,归功于其综合性能的优异平衡:

  1. 卓越的耐腐蚀性

  2. 海水环境: 是其最大的优势。对海水、微咸水具有出色的耐腐蚀性,包括耐空蚀(气蚀)和耐冲刷腐蚀。其表面会形成一层坚固、致密且自修复的氧化铝(Al₂O₃)钝化膜。

  3. 抗脱成分腐蚀: 添加镍元素后,能有效抑制铝青铜常见的“脱铝”腐蚀现象。

  4. 在许多介质中,其耐蚀性优于不锈钢(如304、316),尤其适用于流动或含有泥沙的海水。

  5. 高强度和高硬度

  6. 这是一种高强度铸造铜合金。其典型的铸态抗拉强度可达 655 MPa 以上,屈服强度可达 275 MPa,延伸率约 18%

  7. 布氏硬度通常在 160 HBW 以上,具有很好的耐磨性。

  8. 优良的抗空蚀和抗冲刷能力

  9. 由于其高强度、高韧性和坚硬的表面膜,特别能抵抗高速水流、气泡溃灭(空蚀)和固体颗粒冲击造成的损伤。这是它成为螺旋桨首选材料的关键原因。

  10. 良好的生物污损抵抗性

  11. 其表面不利于海洋生物(如藤壶、藻类)长期附着,优于许多其他金属材料。

  12. 优秀的铸造和焊接性能

  13. 流动性好,适合铸造形状复杂的大型部件(如大型螺旋桨)。

  14. 可焊接,但需要使用匹配的焊材(如ECuNiAl焊条),并且焊后通常建议进行去应力退火。

  15. 疲劳强度和耐应力腐蚀开裂性能好

  16. 在交变载荷和腐蚀介质共同作用下,表现稳定可靠。

  17. 耐高温氧化和耐热性

  18. 在约400°C以下能保持良好的力学性能,抗氧化性优于普通铜合金。

三、 主要力学性能参考(铸造状态)

  • 抗拉强度: ≥ 655 MPa

  • 屈服强度: ≥ 275 MPa

  • 延伸率: ≥ 18%

  • 布氏硬度: 160 - 210 HBW

  • 冲击韧性: 良好

  • 弹性模量: 约 115 GPa

四、 典型应用领域

得益于“强度高、耐海水腐蚀、抗空蚀”的三重优势,C95800 主要应用于严苛的海洋和工业环境:

  1. 船舶与海洋工程

  2. 大型船舶螺旋桨(最经典、最大量的应用)。

  3. 船用泵、阀门、叶轮、导流帽。

  4. 海水管道系统配件。

  5. 舵系轴承、海底门格栅等。

  6. 水力发电

  7. 水轮机叶片、导叶、抗磨板。

  8. 石油化工

  9. 适用于含腐蚀性介质(尤其是含氯离子)的泵、阀部件。

  10. 通用工业

  11. 需要高强度、耐磨和一定耐蚀性的齿轮、蜗轮、螺母、轴套等重载部件。

五、 热处理与加工

  • 常用热处理: 主要是固溶处理 + 时效。通过固溶处理(约850-925°C淬水)可以均质化组织、提高韧性;随后时效处理可以提高硬度和强度。

  • 焊后热处理: 强烈建议在焊接后进行消除应力退火(约 550-650°C),以恢复热影响区的韧性,防止应力腐蚀开裂。

总结

C95800(镍铝青铜) 是一种以高强度、卓越的耐海水腐蚀性(特别是抗空蚀和冲刷腐蚀)为核心优势的铸造铜合金。它是制造大型船用螺旋桨和水轮机叶片等关键部件的“王牌材料”,在要求高强度、高可靠性的腐蚀环境中无可替代。当设计或选材面临海水、高速流体等严苛挑战时,C95800 是一个首要考虑的高性能解决方案。



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