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。
C95800 的典型成分范围如下(重量百分比%):
铜 : 余量
铝 : 9.0% - 11.0%
(核心元素,提供强度、硬度和形成致密氧化膜)
铁 : 3.5% - 4.5%
(细化晶粒,提高强度和耐磨性,抑制“自发退火”)
镍 : 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)
锰 : ≤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。
C95800之所以被广泛应用,归功于其综合性能的优异平衡:
卓越的耐腐蚀性
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。
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。
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。
高强度和高硬度
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%。
布氏硬度通常在 160 HBW 以上,具有很好的耐磨性。
优良的抗空蚀和抗冲刷能力
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。
良好的生物污损抵抗性
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。
优秀的铸造和焊接性能
流动性好,适合铸造形状复杂的大型部件(如大型螺旋桨)。
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。
疲劳强度和耐应力腐蚀开裂性能好
在交变载荷和腐蚀介质共同作用下,表现稳定可靠。
耐高温氧化和耐热性
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。
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
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:
船舶与海洋工程:
大型船舶螺旋桨(最经典、最大量的应用)。
船用泵、阀门、叶轮、导流帽。
海水管道系统配件。
舵系轴承、海底门格栅等。
水力发电:
水轮机叶片、导叶、抗磨板。
石油化工:
适用于含腐蚀性介质(尤其是含氯离子)的泵、阀部件。
通用工业:
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。
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。
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。