HMn58-2是一种具有优良综合性能的锰黄铜,属于中国国家标准(GB/T 5231-2012)中的加工黄铜。因其具有良好的力学性能、工艺性能和一定的耐蚀性,在工业上应用广泛。
以下是其详细的成分、性能及应用介绍:
元素 | 铜 (Cu) | 锰 (Mn) | 锌 (Zn) | 杂质总和 (≤) |
含量 (%) | 57.0 ~ 60.0 | 1.0 ~ 2.0 | 余量 | 1.5 |
要点解析:
铜和锌是基体:构成了黄铜的主体,决定了材料的基本塑性。
锰是核心合金元素:
固溶强化:锰能大量固溶于铜锌合金中,显著提高合金的强度、硬度和弹性极限,而塑性下降不多。
提高耐蚀性和耐热性:特别是对海水、蒸汽等介质的耐蚀性优于普通黄铜。
“HMn58-2”牌号含义:“H”表示黄铜,“Mn”表示主加元素为锰,“58”表示平均含铜量约为58%,“2”表示平均含锰量约为2%。
密度:约 8.5 g/cm³。
导电导热性:低于纯铜和普通黄铜,属于中等水平。
颜色:呈美丽的金黄色。
其力学性能范围很宽,取决于材料是软态(退火)还是硬态(冷加工)。
抗拉强度 (σb):380 ~ 600 MPa 或更高。
软态(M态):较低,约 380-450 MPa,塑性好。
硬态(Y态、T态):较高,可达 600 MPa 以上,但塑性下降。
屈服强度 (σ0.2):随加工硬化程度提高而显著增加。
伸长率 (δ):10% ~ 30%。
软态:较高,可达 25-30%,易于成形。
硬态:较低,约为 10-15%。
硬度:布氏硬度 HB 约 90 ~ 150。
弹性性能:相比普通黄铜(如H62),HMn58-2具有更高的弹性极限和疲劳强度,这是其作为弹性材料的关键优势。
冷热加工性:优良。既可进行热压加工(如热轧、热锻),也易于进行冷加工(如冷轧、冷拉、冲压、弯曲)。这是其广泛应用的重要原因。
切削性:优良。含锌量较高,切屑易碎,加工表面光洁度好,属于“易切削黄铜”范畴,但不如特意添加了铅(Pb)的铅黄铜(如HPb59-1)。
焊接性:尚可。可以进行钎焊、电阻焊,但气焊和电弧焊相对困难。
耐腐蚀性:优于普通黄铜。在大气、淡水、海水和蒸汽中的耐蚀性较好,对“脱锌腐蚀”和“应力腐蚀开裂”的敏感性低于一些简单黄铜。但在氨、酸性介质和潮湿含硫大气中耐蚀性较差。
阻尼性能:黄铜本身具有一定的减振降噪能力。
耐磨性:中等,优于纯铜和部分低锌黄铜。
基于其高强度和良好的弹性,HMn58-2常被用作高强度结构件和弹性元件,具体包括:
船舶制造:船舶泵、阀的杆、轴、螺旋桨叶片等耐海水腐蚀零件。
仪表仪器:精密仪表的弹簧、齿轮、摩擦轮、销轴、衬套等。
电器工业:电器开关、接触器的导电弹簧片、导电夹等(兼具导电和弹性)。
机械制造:轴承保持架、垫圈、止推垫圈、螺母等耐磨耐压零件。
热工设备:蒸汽管、水管配件、冷凝器管等。
日常用品:较高级别的五金件、乐器部件等。
与H62黄铜对比:H62强度、弹性较低,但塑性、导电导热性更好,价格通常也稍低。HMn58-2是在H62基础上通过加锰“升级”的高强度/弹性版本。
与QSn6.5-0.1锡青铜对比:两者都用于弹性元件。锡青铜的弹性极限、疲劳强度、耐磨性和耐蚀性(尤其对大气和海水)更优,但成本高昂,切削性较差。HMn58-2是性能优良的“经济型”弹性材料。
选择注意事项:
在含氨环境(如化肥厂)和酸性介质中应避免使用。
对于重要弹性元件,需注意材料的内应力,冷加工后建议进行低温退火(去应力退火),以防止应力腐蚀开裂并稳定尺寸。
根据使用需求(强度 vs. 塑性)选择合适的产品状态(软态、半硬态、硬态)。
总结来说,HMn58-2锰黄铜是一种以良好的综合力学性能、出色的冷热加工工艺性和适中的成本为特色的工程材料,特别适用于制造对强度和弹性有要求的各种结构件和功能性零件。