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C18160(铬锆铜百科)

发布:sonhooalloy 浏览:9265次

C18160是美国UNS编号体系下的牌号,它是一种铬锆铜(CuCrZr)合金,属于高性能沉淀强化型铜合金。这类合金以高强度、高导电/导热性以及优异的抗高温软化能力而著称,在工业中应用非常广泛。


主要化学成分

C18160的成分通常在其标准规范(如ASTM B441)中有明确规定,其典型成分范围如下:

元素

含量(重量百分比)

主要作用

铜 (Cu)

余量

基体,提供基础的导电导热性

铬 (Cr)

0.5% - 1.5%

主要强化元素。通过时效析出细小Cr粒子,大幅提高强度和硬度,同时几乎不损害导电性。

锆 (Zr)

0.05% - 0.25%

次要强化元素。与铬协同作用,细化晶粒,进一步提高强度、抗蠕变和抗高温软化能力。

其他元素

微量(如Si, Fe等)

杂质控制,通常要求总和很低。

关键点:其核心就是 “Cr”和“Zr” 的复合添加,实现了强度与导电性的最佳平衡。


主要性能特点

  1. 高强度与高硬度的完美结合

  2. 通过固溶处理(淬火) + 时效处理,铬和锆的粒子从过饱和固溶体中弥散析出,产生显著的沉淀强化(时效硬化) 效果。

  3. 典型力学性能(时效后):

  4. 抗拉强度:440 - 550 MPa

  5. 屈服强度:400 - 500 MPa

  6. 洛氏硬度:HRB 75 - 85 (约HV 180-220)

  7. 优异的导电性和导热性

  8. 尽管含有合金元素,但其导电率仍然保持在很高水平,通常为75% - 85% IACS(国际退火铜标准)。这远高于其他高强度铜合金(如铍铜、铝青铜)。

  9. 导热性同样出色,与导电率相匹配。

  10. 卓越的抗高温软化性能

  11. 这是铬锆铜最突出的优势之一。在高温下(如500°C以上),其硬度下降速度比纯铜或其他铜合金慢得多。

  12. 软化温度(保温1小时后硬度开始显著下降的温度)可高达550°C以上,使其非常适合在高温环境下工作。

  13. 良好的耐磨性和抗熔焊性

  14. 高硬度带来了良好的耐磨性。

  15. 在作为焊接电极使用时,与工件之间不易发生粘连(熔焊)。

  16. 良好的加工性能

  17. 在固溶处理(软化)状态下,具有较好的塑性,可以进行冷加工(如锻造、弯曲)。

  18. 加工后再进行时效处理,即可获得高强度。


典型应用领域

基于以上性能,C18160铬锆铜主要用于对强度、导电/导热和耐热性有综合要求的场合:

  1. 电阻焊电极:最经典的用途。用作点焊、缝焊、对焊的电极、握杆和轴帽,寿命长,焊接质量稳定。

  2. 高性能开关和断路器:用作导电触点、触头、导电杆等,需要承受大电流和电弧烧蚀。

  3. 集成电路引线框架:部分高性能引线框架材料。

  4. 连铸机结晶器内套:利用其高导热和抗热疲劳性能。

  5. 电机和高速列车的集电环(滑环)、转子端环

  6. 塑料和玻璃模具的镶块:需要快速冷却的部件。

  7. 热压、热锻模具


与类似材料的对比

特性

C18160 (铬锆铜)

纯铜

C17200 (铍铜)

C15000 (锆铜)

强度/硬度

很高

很低

最高

中等

导电率

高 (75-85% IACS)

最高 (100% IACS)

中低 (20-50% IACS)

高 (90%+ IACS)

耐热性

极好

成本

中等

很高

较高

主要优点

强度、导电、耐热三者最佳平衡

最佳导电导热

强度硬度最高

导电性极好,强度尚可

主要缺点

-

软,易变形

含剧毒铍,成本高

高温强度不如CrZrCu

总结

C18160铜合金是一种性能均衡的沉淀强化型铬锆铜。它不是单项性能的冠军,但却是强度、导电性和高温性能“三好学生” 的代表。当您的应用需要材料同时承受机械应力、大电流和高温环境时,C18160往往是首选的铜合金材料。其核心价值在于通过铬和锆的时效析出,巧妙地解决了铜合金中强度与导电性此消彼长的传统矛盾。



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