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C51900(锡磷青铜)

发布:sonhooalloy 浏览:4582次

C51900是一种广泛使用的锡磷青铜合金,属于加工材料(如板、带、箔、棒、线材),而非铸造合金。其名称符合美国ASTM标准(UNS编号系统)。在中国,最接近的对应牌号是 QSn6.5-0.1

下面将为您详细解析C51900的成分、性能及应用。

一、 化学成分(ASTM B103 / B103M 标准)

C51900的化学成分以铜为基,主要添加锡和磷。

元素

含量(重量百分比,%)

铜 (Cu)

余量

锡 (Sn)

5.5 ~ 7.0

磷 (P)

0.03 ~ 0.35

锌 (Zn)

≤ 0.20

铅 (Pb)

≤ 0.05

铁 (Fe)

≤ 0.10

镍+钴 (Ni+Co)

≤ 0.20

杂质总和

≤ 0.15

核心合金元素的作用:

  • 锡 (Sn): 固溶强化,显著提高合金的强度、硬度和耐腐蚀性(特别是耐海水和大气腐蚀)。

  • 磷 (P): 主要作为脱氧剂,去除熔融铜中的氧,防止脆化。同时,磷也能提高合金的强度、弹性极限、疲劳强度和耐磨性。

二、 主要性能特点

C51900因其良好的综合性能,被誉为“弹性材料之王”。

  1. 优异的弹性性能

  2. 具有很高的弹性极限比例极限疲劳强度

  3. 弹性滞后小,弹性后效低,是制造精密弹性元件(如弹簧、膜片、簧片)的理想材料。

  4. 良好的机械性能

  5. 高强度与中等硬度: 抗拉强度可通过冷加工硬化得到显著提升。

  6. 出色的耐磨性: 适用于承受摩擦的零件,如轴承、轴套。

  7. 卓越的耐腐蚀性

  8. 对大气、淡水、海水以及多种酸、碱溶液都有良好的耐蚀性。

  9. 抗应力腐蚀开裂能力优于许多其他铜合金。

  10. 良好的工艺性能

  11. 冷加工性极佳: 非常适合在常温下进行冲压、弯曲、拉伸等成形操作。可通过不同程度的冷加工(如回火状态:1/4硬、半硬、全硬等)获得不同的强度/弹性/导电性组合。

  12. 切削加工性: 一般(约为易切削黄铜的20%)。磷的存在使其切屑呈碎屑状。

  13. 焊接与钎焊性

  14. 软钎焊和硬钎焊性能良好。

  15. 电弧焊和电阻焊性能尚可,但气焊性能较差。

  16. 不建议进行氧乙炔焊和保护金属弧焊。

  17. 物理性能

  18. 导电/导热性: 约为纯铜(IACS)的13-15%,属于中等导电导热材料。

  19. 无磁性: 在电磁敏感环境中非常重要。

  20. 颜色: 呈温暖的金黄色。

三、 典型力学性能(以常见状态为例)

状态

抗拉强度 (MPa)

屈服强度 (0.2% offset, MPa)

延伸率 (%)

洛氏硬度 (HRB)

备注

软态 (O)

340 - 410

140 - 200

≥ 50

50 - 70

退火态,塑性好,适合深冲

1/4硬 (H04)

420 - 500

250 - 350

35 - 50

65 - 80

强度与塑性的平衡

半硬 (H08)

500 - 600

380 - 480

10 - 25

80 - 90

常用弹性状态

全硬 (H10)

580 - 690

480 - 600

4 - 12

88 - 98

高弹性、高强度

特硬/弹簧硬 (H12)

≥ 640

≥ 550

≤ 5

≥ 95

最高强度,用于重要弹簧

四、 主要应用领域

基于以上性能,C51900被广泛应用于:

  1. 电子电气行业

  2. 连接器、端子、插孔、继电器簧片、开关触点。

  3. 需要良好弹性和导电性的精密部件。

  4. 机械制造与汽车工业

  5. 耐磨损的轴承、轴套、衬套、止推垫圈。

  6. 各种弹簧(扁弹簧、螺旋弹簧、波形弹簧)、膜盒、波纹管。

  7. 齿轮、涡轮等传动部件。

  8. 仪器仪表行业

  9. 精密仪器中的弹性敏感元件(如压力表弹簧管)。

  10. 耐腐蚀的仪表零件。

  11. 其他领域

  12. 建筑用防腐蚀金属网、筛网。

  13. 化工设备的耐蚀部件。

  14. 货币、奖章等造币工业。

五、 与相似牌号对比

  • C51000 (QSn5-0.1): 含锡量稍低(~5%),强度略低,但塑性、弹性和疲劳强度依然很好,成本也略低。

  • C52100 (QSn8-0.3): 含锡量更高(~8%),含磷量也更高。强度、硬度和耐磨性更优,但塑性降低,价格更高。常用于更高负荷的耐磨件。

  • 铍青铜 (如C17200): 强度、硬度、疲劳强度和导电性远超C51900,是顶级弹性材料,但成本非常高。

总结

C51900(QSn6.5-0.1)锡磷青铜是一种性能均衡、应用广泛的高强度、高弹性、耐腐蚀铜合金。其核心优势在于极佳的冷加工性能优异的抗疲劳特性,使其成为制造中高负荷弹性元件、耐磨零件和耐蚀结构件的经典材料。在选择时,需根据具体的强度、弹性和成形性要求,选择合适的回火(冷加工硬化)状态。



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