这是一种高性能的铜镍铝合金,在中国标准中通常写作 BAI6-1.5,对应美国牌号类似 C60600。
“B” 代表“白铜”,即铜-镍合金。
“Al” 代表添加的主要合金元素是铝。
“6-1.5” 表示镍(Ni)含量约为6%,铝(Al)含量约为1.5%。
主要成分:铜(Cu)为基体,镍(Ni)~6%,铝(Al)~1.5%,可能含有少量锰(Mn)、铁(Fe)等元素。
铝白铜因其独特的合金化,综合了高强度、优异的耐蚀性和良好的工艺性能。
沉淀强化效应:铝的加入与镍、铜等元素能形成金属间化合物(如Ni3Al)。通过适当的热处理(固溶+时效),这些化合物以细小颗粒形式析出,极大地提高了合金的强度、硬度和抗疲劳性能。
典型力学性能(经热处理后):
抗拉强度:可达 600-800 MPa 或更高,远高于普通白铜和黄铜。
屈服强度:高。
硬度:高。
同时保持一定的塑性。
全面耐蚀性:继承了铜镍合金(白铜)优良的耐海水、耐盐雾腐蚀特性。对海水、氯化物溶液、有机酸和碱溶液等都有很好的抵抗力。
抗应力腐蚀开裂:铝白铜的抗应力腐蚀开裂能力优于一些高强度黄铜和某些铝合金。
耐空蚀和耐冲蚀:由于硬度高,对高速流体引起的空蚀和冲蚀有较好的抵抗力,非常适合在流动海水中使用。
热加工性:在高温下(约800-900°C)具有良好的可锻性和热轧性能。
冷加工性:可以进行冷轧、拉拔等加工,但加工硬化率较高,中间需要退火处理。
焊接性:可焊性尚可,可采用气焊、电弧焊、电阻焊等方法,但比普通铜合金稍难,需注意预热和焊后处理以防止裂纹。
铸造性能:一般,但也可用于铸造高强度的耐蚀零件。
导电导热性:由于合金元素含量较高,其导电和导热性比纯铜和普通紫铜差,但仍优于许多钢铁材料。
无磁性:和所有铜镍合金一样,它是无磁性的。
色泽:呈美丽的银白色。
BAl6-1.5的性能高度依赖于热处理状态:
固溶处理:将合金加热到高温(如900-950°C),使强化相溶解到铜基体中,然后快速冷却(淬火),得到过饱和固溶体。此时材料较软,便于冷加工。
时效处理(沉淀硬化):将固溶处理后的材料在适中温度(如450-550°C)下保温一段时间,使强化相以极细小的形式均匀析出,从而获得最高的强度和硬度。这是发挥其性能潜力的关键。
优点 | 缺点 |
1. 强度硬度极高(在铜合金中属顶级) | 1. 成本高(含有贵金属镍) |
2. 耐海水腐蚀性极佳 | 2. 加工硬化快,冷加工难度较大 |
3. 抗空蚀、抗冲刷 | 3. 焊接性相对复杂 |
4. 无磁性 | 4. 导电导热性相对纯铜下降 |
5. 可通过热处理灵活调整性能 |
凭借其高强+耐蚀的组合,BAl6-1.5主要用于要求苛刻的海洋和化工环境:
船舶与海洋工程:高强度耐海水腐蚀的零件,如舰船泵阀的叶片、轴套、紧固件、螺旋桨(尤其是高速艇)、海水管路系统关键部件。
化工设备:制造耐腐蚀的弹簧、高强度紧固件、波纹管、泵阀部件。
高要求结构件:需要无磁性、高强耐蚀的航空、航天及精密仪器部件。
耐磨耐蚀零件:如轴承、衬套、齿轮等。
BAl6-1.5铝白铜是一种通过“沉淀硬化”获得超高强度的铜基合金。它的最大特点是同时具备接近不锈钢的强度和白铜级的耐海水腐蚀能力,是无磁性环境(如船舶、精密仪器)下替代部分不锈钢或高强度黄铜的理想选择。 其性能的充分发挥依赖于正确的热处理工艺,且价格较为昂贵,通常用于对性能和可靠性要求极高的关键部位。