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QAl11-6-6铝青铜百科

发布:sonhooalloy 浏览:48567次

QAl11-6-6铝青铜是一种高强度、高耐磨、高耐蚀的复杂铝青铜合金,属于中国国家标准(GB/T 5231)中的铸造铝青铜牌号。它在工程应用中非常著名,尤其适用于极端苛刻的工况。

以下是其详细的特性分析:

核心特性概述

  1. 极高的强度和硬度:在铝青铜家族中,它的强度属于顶尖水平。这主要归功于其复杂的合金成分(铝、铁、镍)形成了细化的微观组织,尤其是κ相析出强化。

  2. 卓越的耐磨性:特别适合耐磨损、耐腐蚀的工况,如齿轮、轴承、衬套、阀座等。它对金属间磨损(如与钢件配对)和磨料磨损都有很好的抵抗力。

  3. 优良的耐腐蚀性:在海水、酸性介质、碱性溶液等多种腐蚀环境中,性能远优于普通黄铜和锡青铜,与许多不锈钢相当。具有良好的抗空蚀和抗冲蚀能力。

  4. 良好的高温性能:在较高温度下(约400°C以下)仍能保持较高的强度和抗蠕变能力,抗氧化性也较好。

  5. 适中的切削加工性:虽然比黄铜难加工,但在高强度的铜合金中,其切削性尚可接受。由于其硬度高,刀具磨损会较快。

  6. 焊接性较差:一般不推荐焊接,因为焊接过程中容易产生热裂纹和气孔。如需连接,通常采用螺栓或过盈配合。

  7. 铸造性能一般:流动性尚可,但易形成缩孔和偏析,需要合理的铸造工艺和后续热处理来保证性能。


牌号解析与化学成分

  • 牌号含义:Q代表“青”铜,Al代表铝,11表示名义铝含量约为11%,6-6表示名义铁含量和镍含量各约为6%

  • 大致化学成分(GB/T 5231):

    • 铜 (Cu):余量(通常约75-78%)

    • 铝 (Al):10.0 - 11.5%

    • 铁 (Fe):5.0 - 6.5%

    • 镍 (Ni):5.0 - 6.5%

    • 锰 (Mn):≤ 0.5%

    • 杂质总和:≤ 1.0%


关键点:铁(Fe)和镍(Ni)的加入是其高性能的关键。铁能细化晶粒,抑制“自发退火”(β相分解),提高强度和耐磨性。镍能进一步提高强度、耐热性和耐蚀性,并与铝形成强化相。


机械性能(典型值,铸造+热处理后)

  • 抗拉强度 (Rm):≥ 740 MPa(非常高)

  • 屈服强度 (Rp0.2):≥ 450 MPa

  • 延伸率 (A):≥ 8%(在如此高强度下仍有不错的韧性)

  • 硬度布氏硬度 (HB) 通常在 200 - 250 范围内

  • 冲击韧性:良好


主要应用领域

得益于其强度、耐磨、耐蚀的“三重奏”,它被广泛应用于对材料要求极高的关键部件:

  1. 船舶与海洋工程

  2. 船用螺旋桨、推进器轴套

  3. 海水泵的叶轮、泵壳、阀件

  4. 系泊设备、甲板机械的耐磨部件

  5. 重工业与冶金

  6. 大型齿轮、蜗轮、高强度轴承和衬套

  7. 轧钢机上的关键耐磨件

  8. 模具和冲头(用于热加工)

  9. 石油化工

  10. 耐腐蚀的泵、阀组件

  11. 钻井设备中的耐磨零件

  12. 航空航天与军工

  13. 起落架轴承、高强度紧固件

  14. 某些需要无火花特性的工具和设备部件(铜合金撞击不产生火花)


与其他常用铝青铜的对比

特性

QAl11-6-6 (高强耐磨型)

QAl9-4 (常用耐磨型)

QAl10-4-4 (高温高强型)

ZCuSn10P1 (锡青铜-耐磨)

主要特点

高强度、高耐磨、综合性能好

成本较低,耐磨性良好

高温强度好,耐热

减摩性好,适合高速轻载

强度/硬度

最高

很高

中等

耐蚀性

极优

耐热性

良好

一般

优秀

成本

高(含镍)

中等

很高(含锡)

典型应用

关键齿轮、船用螺旋桨

一般齿轮、衬套

高温耐磨件、飞机配件

高速滑动轴承

注意事项与总结

  • 优势:QAl11-6-6是性能全面且顶尖的工程材料,当你需要同时满足高强度、高耐磨和强耐腐蚀要求时,它是首选之一。

  • 劣势成本较高(含镍),加工和焊接较困难

  • 选材关键:在选用前,必须明确工况(载荷、速度、介质、温度)。对于不那么苛刻的环境,QAl9-4等牌号可能是更经济的选择。

总而言之,QAl11-6-6铝青铜是一种“重负荷、长寿命”解决方案的明星材料,特别适用于海洋、重工等恶劣环境下的核心耐磨耐蚀部件。



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