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BMn3-12(锰白铜)

发布:sonhooalloy 浏览:4577次

这是一个关于BMn3-12铜合金(锰白铜) 的详细说明,涵盖其成分、性能特点及主要应用。

一、 概述

BMn3-12是一种经典的锰白铜,也被称为“锰铜”。它并不是“铜锰”二元合金,而是铜-锰-镍三元合金。其最显著的特点是具有中高电阻、极低的电阻温度系数以及良好的长期稳定性,是制造精密电阻元件和测量仪器的关键材料。

对应国际牌号:与中国BMn3-12性能最接近的常见国际牌号有:

  • 美国:C18000(UNS编号,成分略有差异)

  • 欧洲:CuMn12Ni(常见叫法)

  • 旧苏联:МНМц3-12


二、 化学成分(GB/T 5235-2022 加工白铜)

根据中国国家标准,其主要化学成分(质量分数,%)如下:

元素

铜 (Cu)

锰 (Mn)

镍 (Ni)

铁 (Fe)

硅 (Si)

碳 (C)

磷 (P)

硫 (S)

杂质总和

含量

余量

11.0 ~ 13.0

2.0 ~ 3.5

≤ 0.50

≤ 0.30

≤ 0.10

≤ 0.05

≤ 0.02

≤ 0.30

核心要点

  • 锰 (Mn):是主要合金元素,含量在12%左右,是获得高电阻率和调节电阻温度系数(TCR)的关键。

  • 镍 (Ni):加入镍可以细化晶粒,提高合金的耐腐蚀性、强度和加工性能,并能与锰协同作用,优化电学性能。

  • 严格控制杂质:为了保证低而稳定的电阻温度系数和良好的加工性,对铁、硅、碳、磷、硫等杂质元素的上限有严格规定。


三、 主要性能特点

1. 物理与电学性能(核心优势)

  • 电阻率:较高,约为 0.42 ~ 0.48 µΩ·m(即42 ~ 48 µΩ·cm)。这比普通纯铜(约0.017 µΩ·m)高出20多倍。

  • 电阻温度系数极低,在20±10℃范围内,TCR ≤ 20×10⁻⁶ /K。优质的BMn3-12 TCR可以做到±10×10⁻⁶ /K以内。这意味着其电阻值随温度变化非常小,保证了测量精度。

  • 对铜热电势:非常小,通常小于1 µV/℃,这在精密电桥和测量系统中很重要。

  • 密度:约 8.4 g/cm³。

  • 熔点:约 1050℃。

2. 机械性能

  • 强度:高于纯铜,具有较好的强度。

    • 软态(退火态):抗拉强度Rm ≥ 400 MPa

    • 硬态(冷加工态):抗拉强度Rm ≥ 700 MPa

  • 塑性:良好,可以进行冷、热压力加工(轧制、拉拔等)。

  • 弹性:具有一定的弹性,常用于制造弹性元件。

3. 加工与工艺性能

  • 切削性:较差。由于其韧性和粘性,切削时容易粘刀,属于较难切削的材料,通常需要选用合适的刀具和切削液。

  • 焊接性:尚可,可采用锡焊、银焊、氩弧焊等方式,但需要注意焊料和工艺,以免影响其电学性能。

  • 耐腐蚀性:在大气、淡水和海水中的耐蚀性优于纯铜和黄铜,与普通白铜相当。但在氨、酸性介质和硫化物中耐蚀性较差。

4. 时效稳定性

  • 冷加工后的BMn3-12在长期使用或储存中,电阻值可能会发生微小变化。为了获得最稳定的性能,通常需要进行低温退火(时效处理),以消除内应力,使电阻值稳定化。


四、 主要应用领域

得益于其低TCR、高电阻率和高稳定性,BMn3-12主要用于:

  1. 精密电阻元件:标准电阻器、分流器、电阻箱、精密测量仪器的内阻。

  2. 电工仪表:电桥、电位差计、高精度万用表中的关键电阻丝/片。

  3. 传感器元件:用于制造应变计的基底材料或电阻材料。

  4. 热电偶补偿导线:作为某些低温热电偶的补偿导线材料。

  5. 其他:也可用于制造弹簧、精密机械零件等。


五、 与相似牌号对比

  • 与BMn40-1.5(康铜)对比:康铜的电阻率更高(约0.48 µΩ·m),但电阻温度系数呈非线性,且对铜热电势很大(约40 µV/℃),因此BMn3-12更适合用于直流或低频精密测量,而康铜多用于大功率、交流或对热电势不敏感的场合

  • 与BMn43-0.5(考铜)对比:考铜的电阻率也高,但对铜热电势极大,几乎专用于热电偶的负极材料,不作为精密电阻材料使用。

总结

BMn3-12锰白铜是一种性能优异的精密电阻合金。“高电阻”“几乎不随温度变化” 的核心特性,使其在要求高精度、高稳定性的电学测量和仪表领域扮演着不可替代的角色。在设计选用时,应重点关注其电阻温度系数、稳定性及相应的热处理工艺。



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