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海洋材料48:美國(guó)鑄造鈹銅C82400

2016年11月07日 10:24 4917次瀏覽 來(lái)源:   分類(lèi): 新材料前沿   作者:

在美國(guó)的銅合金牌號(hào)中,C8xxxxx~C9xxxx合金為鑄造銅合金,C1xxxx~C7xxxx合金為加工(變形)銅合金。鑄造銅合金在船舶艦艇零配件制造中也獲得廣泛應(yīng)用,但用量不大,僅占艦船用材總凈質(zhì)量的1%左右,不過(guò)用的合金品種可不少,例如2015年納入美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)的鑄造銅合金超過(guò)70個(gè),用于制造艦船零配件的有23個(gè),占總數(shù)的32%,其中屬紫銅的有鈹銅1種,黃銅3種、白銅、其余的皆為青銅。
鈹銅
在艦鉛制造中用的鑄造紫銅只有C82400(9BCu-1.7Be-0.3Co)合金,又名鑄造鈹銅合金165C,化學(xué)成分(質(zhì)量%):Be1.65-1.75,Co0.20~0.40,Ni≤0.10,F(xiàn)e≤0.20,Al≤0.15,Sn≤0.10,Pb≤0.02,Zn0.10,Cr≤0.10,其余Cu,用于制造耐蝕壓力密封件、海底電話電纜重發(fā)系統(tǒng)和水下聽(tīng)音系統(tǒng)零件,它的Be含量比C82500合金的(Be1.90~2.15)低,因此它是價(jià)格最低的鈹銅。鈹是一種對(duì)人體有害對(duì)環(huán)境不利的元素,在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)采取有效的安全防護(hù)措施。
C82400合金的正彈性模量E=128GN/mm2,剪切模量G=50GN/mm2,泊松比0.30;循環(huán)次數(shù)5×107時(shí)的疲勞強(qiáng)度160N/mm2;晶體結(jié)構(gòu),α單相組織,面心立方;20℃密度8.31g/cm3,可進(jìn)行砂型、殼型、陶瓷型、熔模、硬模、壓力和壓模鑄造,尤其適于熔模鑄造,制模收縮率1.56%,時(shí)效線脹率0.2%,時(shí)效密度增大0.6%。
熱學(xué)性能:液相線溫度995℃,固相線溫度900℃,初熔溫度68.5℃,線脹系數(shù)(20℃~200℃)17.0μm/(m·k),20℃時(shí)比熱容420J/(kg·k),20℃時(shí)熱導(dǎo)率109W/(m·k)。
C82400合金20℃時(shí)的電導(dǎo)率25%IACS,電阻率690μΩ·m,鑄態(tài)或TB00狀態(tài)C8200合金的可切削性能為C3600黃銅的30%,鑄造和時(shí)效(TF00)狀態(tài)的為C3600合金的10%~20%;熔煉溫度900℃~1000℃,輕型鑄件的鑄造溫度1080℃~1135℃,重型鑄件的1025℃~1080℃,時(shí)效溫度345℃;固溶處理溫度800℃~815℃。
鈹銅對(duì)海洋大氣和工農(nóng)業(yè)環(huán)境有很強(qiáng)的抗蝕性,對(duì)一些有機(jī)化合物如乙醇、乙醛、酯類(lèi)和甲酮等的抗蝕性也極高,對(duì)海水的抗蝕性比其他紫銅的稍大一些,對(duì)下列物質(zhì)也是很抗蝕的:淡水、大多數(shù)有機(jī)酸、冷熱稀硫酸、冷濃硫酸、冷稀鹽酸、冷熱稀堿液、冷濃堿液、大多數(shù)硫酸鹽和氯,對(duì)溫度較高的硫化物也有較高的抗蝕性,但對(duì)下列物質(zhì)的抗蝕性則很差:汞及其化合物、硝酸、氯化鐵、硫酸鐵、帶氧化陽(yáng)離子和強(qiáng)酸陰離子的重金屬鹽、酸性鉻酸鹽、溫度高的鹵素。鈹銅在海水和大多數(shù)化學(xué)介質(zhì)中,甚至在殘余變形0.2%的情況下仍有應(yīng)力腐蝕抗力,但是在氨和鹵素介質(zhì)中,尤其是當(dāng)溫度較高時(shí),對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂很敏感。

責(zé)任編輯:于璐

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