C51100锡青铜是一种应用广泛的磷锡青铜,属于美标ASTM B103标准中的牌号。它在国际上(特别是北美)很常见,对应于中国的QSn4-0.3锡青铜(旧牌号QSn4-0.25)。
以下是其核心特性的详细说明:
锡 (Sn): ≈ 4%
磷 (P): ≈ 0.1 - 0.35%
铜 (Cu): 余量
其他元素: 杂质含量极低
磷的加入是其关键,能显著提升合金的弹性极限、疲劳强度和耐磨性。
优异的耐腐蚀性: 在大气、淡水、海水以及多种非氧化性酸、盐、有机物溶液中具有出色的耐蚀性,耐海水腐蚀性能尤为突出。抗应力腐蚀开裂能力也较好。
出色的耐磨性: 具有良好的减摩性能和抗粘附性,特别适用于制造轴承、轴套等摩擦部件。
良好的机械性能:
高强度与高弹性: 在铜合金中,其强度和弹性极限(尤其是通过冷加工硬化后)非常高,是优秀的弹性材料。
适中的硬度与韧性: 兼具硬度和一定的塑性,能承受冲击载荷。
优良的工艺性能:
冷热加工性良好: 既能进行热轧、热锻,也特别适合冷加工(如冷轧、冷拉、弯曲、冲压)。
切削性能尚可: 虽然不如含铅黄铜,但其切削加工性在铜合金中属于中等水平。
焊接和钎焊性能良好: 易于进行软钎焊、硬钎焊和气体保护焊。
其他物理性能:
无磁性。
导电导热性低于纯铜,但在弹性材料中仍属可用范围。
色泽美观,呈金黄色。
状态 | 抗拉强度 (MPa) | 屈服强度 (MPa) | 延伸率 (%) | 洛氏硬度 (HRB) |
软态 (O) | ~ 350 | ~ 150 | ≥ 50 | ~ 50 |
半硬态 (H04) | ~ 450 - 550 | ~ 400 | ≥ 10 | ~ 70 - 80 |
硬态 (H08) | ~ 600 - 750 | ~ 550 | ≥ 5 | ~ 85 - 95 |
特硬态 (H10) | ~ 700 - 800 | ~ 650 | ≥ 2 | ≥ 90 |
基于其耐磨、耐蚀、高弹性的特性,C51100常用于制造:
弹性元件: 高级弹簧片、膜片、簧片、精密仪器中的弹性零件。
耐磨零件: 轴承、轴套、止推垫圈、滑块、衬套,特别是在腐蚀性介质中工作的耐磨件。
抗磁零件: 需要无磁性的精密机械零件。
化工设备: 泵、阀、过滤器等耐蚀部件。
其他: 波纹管、造纸机用网、电气连接器等。
与QSn6.5-0.1对比: C51100 (QSn4-0.3) 的锡含量较低,因此成本稍低,强度、硬度也略低于QSn6.5-0.1,但其冷加工性能和韧性通常更好。
与铍青铜对比: 其强度和弹性不及铍青铜,但成本更低,无毒性,且耐蚀性更优。
使用注意:
在氨气、酸性氯化物等特定环境中可能发生应力腐蚀。
热加工时需要严格控制温度和气氛,防止过热和“锡汗”现象(低熔点锡相渗出)。
C51100锡青铜是一种性能均衡、性价比高的高性能铜合金。 它在需要同时满足耐腐蚀、耐磨和中等以上弹性要求的场合是不可或缺的关键材料。如果您有特定的应用场景(如弹簧、轴承),选择其合适的加工状态(软态、硬态等)至关重要。
在实际选材时,建议参考最新的ASTM B103标准或供应商提供的具体材料数据表。