这是一个关于 ZCuZn40Mn3Fe1 锰黄铜的详细介绍。它是一种高性能的特殊黄铜,在工业中应用广泛。
Z:代表“铸造”(Zhuzao)。
Cu:主要元素“铜”。
Zn:主要元素“锌”,含量约40%。
Mn:关键合金元素“锰”,含量约3%。
Fe:关键合金元素“铁”,含量约1%。
标准:属于中国国家标准GB/T 1176-2013《铸造铜及铜合金》中的牌号。其对应的国际近似牌号有美国的C86200(高强度锰青铜)。
高强度与高硬度:
这是其最突出的特点。锰和铁的加入形成了固溶强化和细晶强化,使其抗拉强度、屈服强度和布氏硬度远高于普通黄铜,甚至接近一些青铜合金的水平。
典型力学性能(砂型铸造):
抗拉强度 (σb):≥440 MPa
屈服强度 (σ0.2):≥170 MPa
延伸率 (δ):≥18%
布氏硬度 (HB):≥100
优异的耐磨性:
高硬度赋予了它良好的抗磨损能力。在干摩擦或润滑不良的条件下,其耐磨性优于许多铜合金,常用于承受摩擦的部件。
良好的耐腐蚀性:
对海水、蒸汽、矿物油等介质有较好的耐蚀性,尤其是在耐海水腐蚀方面表现良好,因此被称为“海军黄铜”的一种。
优秀的减摩性和顺应性:
作为滑动轴承材料,它与对磨轴(通常为钢轴)的配合性好,摩擦系数较低,能承受较高的面压。
良好的铸造与切削性能:
流动性好,缩松倾向小,易于获得致密的铸件。
切削加工性能优良,可达普通黄铜的20%(易切削黄铜为100%作为参照)。
对杂质敏感:
如果铅(Pb)、锡(Sn)等杂质元素含量过高,在高温下(>400°C)或长期在应力下工作,可能导致“热脆性”或应力腐蚀开裂倾向。因此需要控制原材料纯度。
导电导热性较差:
由于大量合金元素(尤其是铁和锰)的加入,其导电率和导热率比纯铜和普通黄铜低得多,不适用于需要高导电/导热的场合。
密度较高:
密度约为8.5 g/cm³,比普通黄铜和铝重。
价格相对较高:
因含有锰、铁等合金元素且性能优异,其成本高于普通铸造黄铜。
因其高强度、耐磨、耐海水腐蚀的特性,它主要用于制造承受重载、高速和摩擦的零件,特别是在恶劣环境下:
船舶与海洋工程:
螺旋桨、桨叶、船用泵阀零件、海水管道配件、舷窗紧固件等。
重型机械与轴承:
重型车辆、矿山机械、轧钢设备的轴承、轴套、滑块、蜗轮等。
制造齿轮、螺母等高负荷耐磨件。
航空航天与军工:
某些要求高强度和高耐蚀的结构件。
通用机械:
需要高强度和一定耐蚀性的重型阀体、泵壳等。
ZCuZn40Mn3Fe1(C86200)是一种铸造高强度锰黄铜。它不是万能的,但在需要以强度、硬度和耐磨性为核心,同时兼顾耐海水腐蚀的应用场景中,它是一个极其出色和经典的选择。在设计选型时,应避免将其用于要求高导电、导热或对重量敏感的部位。
提示:具体选材时,务必查阅最新的材料标准(如GB/T 1176)或咨询材料供应商,以获取最准确的成分范围、力学性能数据和热处理建议。