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QAl10-5-5(铝青铜)

发布:sonhooalloy 浏览:4585次

QAl10-5-5 铜合金。这是一种非常重要的铝青铜,以其优异的综合性能而闻名。

首先,请注意牌号表示方法:

  • 旧牌号(GB/T 5231-1985等)QA110-5-5QAl10-5-5。其中 Q 表示“青铜”,Al 是主加元素“铝”,数字依次表示铝、铁、锰的含量约数。

  • 新牌号(现行标准 GB/T 5231-2012):对应为 CuAl10Fe5Mn5。这种命名方式更国际化,直接显示了主要合金元素及其平均含量。


一、主要化学成分(按 CuAl10Fe5Mn5 新牌号)

这是多元高强度铝青铜的典型成分,各元素作用明确:

元素

含量范围(约,wt%)

主要作用

铜 (Cu)

余量 (通常 >78%)

基体金属,提供基础的导电、导热性和塑性。

铝 (Al)

9.0 ~ 11.0%

核心合金元素。显著提高强度、硬度、耐蚀性(尤其是抗“脱锌腐蚀”)和耐磨性。含量是达到高强度性能的关键。

铁 (Fe)

4.0 ~ 6.0%

关键强化元素。细化铸造和再结晶晶粒,提高强度、硬度和耐磨性。过高的铁会降低耐蚀性,因此含量需精确控制。

锰 (Mn)

4.0 ~ 6.0%

稳定组织、提高性能均匀性。能提高固溶强化效果,改善热加工性能,并使合金的性能对冷却速度不敏感,确保厚大截面性能一致。

镍 (Ni)

≤ 0.5% (可能微量添加)

进一步提高强度、耐蚀性和热稳定性。

杂质

≤ 1.0% (如 Pb, Si, P 等)

严格控制,以免对热加工性和力学性能产生不利影响。


二、主要性能特点

QAl10-5-5 被誉为“高强度、高耐磨铝青铜”,其性能非常突出:

  1. 极高的力学性能

  2. 高强度:抗拉强度可达 ≥ 690 MPa 以上,甚至通过热处理可超过 900 MPa,是普通黄铜和锡青铜的2-3倍。

  3. 高硬度:布氏硬度通常在 HB 160 ~ 220 范围内,耐磨性极佳。

  4. 良好的韧性:在具有如此高强度的情况下,仍保持一定的塑性和冲击韧性,不是脆性材料。

  5. 卓越的耐磨性和抗咬合性

  6. 其摩擦系数低,与钢配对时不易发生“咬死”或“胶合”现象,是制造重载轴承、齿轮、蜗轮、导向套的理想材料。

  7. 优异的耐腐蚀性

  8. 表面能形成致密的氧化铝(Al₂O₃)保护膜。

  9. 特别耐海水、硫酸、有机酸等介质的腐蚀,耐蚀性远优于大多数铜合金和碳钢,接近不锈钢。

  10. 抗空蚀和冲蚀性能也很好。

  11. 良好的高温性能与抗疲劳性

  12. 400°C 以下能保持较高的强度和硬度,热稳定性好。

  13. 疲劳强度高,适合制作承受交变载荷的零件。

  14. 其他物理性能

  15. 无磁性:适用于需要防磁的设备。

  16. 撞击时不产生火花:是制造防爆工具(如锤、扳手)和在易燃易爆环境(如油气、化工)中使用设备的關鍵材料。

  17. 导热导电性:比纯铜差,但仍优于钢铁材料。

  18. 工艺性能

  19. 铸造性能良好:流动性好,收缩率低,适合铸造形状复杂、致密度要求高的铸件。

  20. 切削加工性较差:硬度高、韧性好,导致其切削难度较大,属于“难加工材料”,需要合适的刀具和工艺。

  21. 焊接和热加工有一定难度,需要专用工艺。


三、典型应用领域

基于以上性能,QAl10-5-5 被广泛应用于对强度、耐磨、耐蚀有苛刻要求的领域:

  • 船舶工业:螺旋桨、桨叶、船用泵阀、舵轴承、海水管路配件。

  • 航空航天:高负荷齿轮、轴承衬套、起落架零件。

  • 重型机械:大型轧机轴承、矿山机械的耐磨衬板、齿轮、蜗轮。

  • 化工与海洋工程:泵、阀、法兰、紧固件等耐腐蚀部件。

  • 防爆安全:特种工具(凿子、扳手)、设备零件。

  • 模具工业:用于制造玻璃模具、压铸模具镶块等。

总结

QAl10-5-5(CuAl10Fe5Mn5)是一种以铝、铁、锰为主要合金元素的高强度铝青铜。它完美地结合了极高的强度与硬度、卓越的耐磨和抗咬合性能、以及出色的耐腐蚀性(尤其耐海水腐蚀),同时具备无磁性、冲击无火花等特殊物理性能。虽然加工性稍差,但其综合性能使其成为在恶劣工况(重载、腐蚀、防爆)下不可替代的关键工程材料。

在选材时,如果遇到需要同时满足高负荷、耐磨损、耐腐蚀的工况,QAl10-5-5 是一个非常经典且可靠的选择。



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