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C17500(铜合金)

发布:sonhooalloy 浏览:5482次

这是一份关于C17500铜合金(也称为铍铜合金,Alloy 3)的详细成分、性能及应用介绍。

1. 基本信息

  • 通用名称: C17500铍铜、高导电铍铜、Alloy 3

  • 材料类别: 沉淀硬化型铜合金

  • 核心特点高强度、高导电率、高导热率的完美结合,是典型的“功能-结构一体化”材料。

  • 主要强化机制: 通过添加微量的铍(Be),并经过固溶处理+时效硬化工艺,析出细小的金属间化合物颗粒,实现显著强化,同时几乎不损害铜基体的导电性。

2. 化学成分(ASTM B196 标准)

C17500的成分设计旨在通过极低的铍含量来最大化导电性,同时通过添加钴或镍来改善加工性能。

元素

含量 (重量百分比, wt%)

主要作用

铍 (Be)

0.2 - 0.6%

核心合金元素。形成析出相,提供显著的强度强化。

钴 (Co)

2.4 - 2.7%

与过量的铍形成析出相,改善合金的加工性能和时效响应。

钴+镍 (Co+Ni)

最小 2.5%

确保加工性能,常使用钴或钴镍组合。

铁 (Fe)

≤ 0.10%

杂质,严格控制。

硅 (Si)

≤ 0.10%

杂质,严格控制。

铝 (Al)

≤ 0.20%

杂质,严格控制。

铅 (Pb)

≤ 0.02%

杂质,严格控制。

铜 (Cu)

余量

基体,提供优异的导电、导热基础。

3. 关键性能特点

C17500的性能高度依赖于其热处理状态。主要分为三种状态:

  1. TB00 (固溶态): 软态,易于进行冷加工成形。

  2. TD02/TD04 (冷加工态): 通过冷轧、冷拉等工艺提高强度,但导电率略有下降。

  3. TF00 (时效态)最常用状态。在固溶或冷加工后进行低温时效处理,获得最佳的强度与导电性组合。

典型性能数据(以时效态 TF00 为例)

  • 导电率45-65% IACS (国际退火铜标准)。远高于高强度黄铜、磷青铜等,是高强度铜合金中的佼佼者。

  • 导热率: 约 105-120 W/(m·K),散热性能优异。

  • 抗拉强度550 - 760 MPa

  • 屈服强度 (0.2% offset)450 - 690 MPa

  • 延伸率5 - 15%

  • 硬度洛氏硬度 HRB 75 - HRC 25 (约布氏硬度 HB 180-240)

  • 疲劳强度: 高,具有良好的抗疲劳性能。

  • 弹性模量: 约 128 GPa。

  • 耐腐蚀性: 与纯铜相当,具有良好的耐大气、海水腐蚀能力,且耐应力腐蚀开裂。

  • 抗松弛性: 在较高温度(如150°C)下,仍能保持较好的弹性和紧固力,优于大多数弹簧铜合金。

  • 无磁性: 在磁场中不产生磁响应。

  • 耐磨性: 良好,优于纯铜和许多其他铜合金。

  • 可加工性: 固溶态(TB00)易于冷成形和机加工。时效硬化后,机加工性能中等。

  • 可焊性: 良好,可采用软钎焊、硬钎焊和电阻焊,但不宜使用熔焊。

4. 与高强度铍铜(如C17200)的区别

C17500常与更著名的C17200(含Be 1.8-2.0%)对比:

  • C17200强度极高(时效后抗拉强度可达1300 MPa以上),但导电率较低(约18-22% IACS)。适用于需要极高强度和耐磨性的场合,如模具、轴承。

  • C17500导电/导热率极高(约50% IACS),强度适中。适用于需要同时传导电流/热量并承受机械应力的场合。

5. 主要应用领域

C17500凭借其独特的“高强高导”特性,广泛应用于以下高端领域:

  • 电气连接器: 手机/电脑接口、汽车连接器、高速背板连接器等。要求高导电、高插拔力、良好的弹性和抗应力松弛。

  • 继电器、开关触点: 承载电流并需要弹性支撑的部件。

  • 电阻焊电极: 点焊、缝焊的电极头、帽,需要高导电导热以快速散发热量,高强度以承受压力。

  • 散热元件: 高性能散热片、导热桥,特别是需要一定结构强度的场合。

  • 防爆工具: 在易燃易爆环境中使用的无火花工具。

  • 航空航天与国防: 火箭发动机部件、飞机电气系统等要求高可靠性的部件。

总结

C17500铜合金是一种通过精密成分控制和热处理工艺实现的高性能材料。它在高强度(~600 MPa级)和高导电率(>50% IACS)之间取得了卓越的平衡,解决了传统铜合金“强度高则不导电,导电好则强度低”的矛盾。其成本高于普通铜合金,但因其不可替代的性能,在要求严苛的电接触、电传导和热管理领域是不可或缺的关键材料。



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