镍黄铜是指在铜锌合金基础上加入镍的黄铜。
黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。为了提高黄铜的耐蚀性、强度、硬度和切削性等,在铜-锌合金中加入少量(一般为1%~2%,少数达3%~4%,极个别的达5%~6%)锡、铝、锰、铁、硅、镍、铅等元素,构成三元、四元、甚至五元合金,即为复杂黄铜,亦称特殊黄铜。
镍黄铜:镍与铜能形成连续固溶体,显著扩大α相区。镍能提高合金的强度和韧性,并能增强合金的抗脱锌及抗应力腐蚀的能力。黄铜中加入镍可显著提高黄铜在大气和海水中的耐蚀性。镍还能提高黄铜的再结晶温度,促使形成更细的晶粒。HNi65-5镍黄铜具有单相的α组织,室温下具有很好的塑性,也可在热态下变形,但是对杂质铅的含量必须严格控制,否制会严重恶化合金的热加工性能。
镍黄铜合金在软态时的拉伸强度为400MPa,延伸率为65%,能很好地冷、热压力加工成管、板、带、线,有良好的切削性的焊接性。用于制造金属钱币、压力表管、造纸网、船用冷凝管及其他耐蚀耐压管件。
黄铜以锌作主要添加元素的铜合金,具有美观的黄色,统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成,具有良好的冷加工性能,如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳,俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成,其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能,常添加其他元素,如铝、镍、锰、锡、硅、铅等。
镍黄铜的型号有:HNI65-5 HNI56-3等型号。
在铜锌合金基础上加入镍的黄铜。65Cu-30Zn-5Ni是典型的α镍黄铜,镍能提高合金的强度和韧性,并能增强合金的抗脱锌及抗应力腐蚀的能力。合金在软态时的拉伸强度为400MPa,延伸率为65%,能很好地冷、热压力加工成管、板、带、线,有良好的切削性的焊接性。用于制造金属钱币、压力表管、造纸网、船用冷凝管及其他耐蚀耐压管件。
在铜锌合金中加入铝、硅、锰、铅、锡等元素,就形成了特殊黄铜。如铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜、硅黄铜、锰黄铜等。 铅黄铜的切削性能优良,耐磨性好,广泛用于制造钟表零件,经铸造制作轴瓦和衬套。 锡黄铜的耐腐蚀性能好,广泛用于制造海船零件。 铝黄铜中的铝能提高黄铜的强度和硬度,提高在大气中的抗蚀性,铝黄铜用于制造耐蚀零件。 硅黄铜中的硅能提高铜的力学性能、耐磨性的耐蚀性,硅黄铜主要用于制造海船零件及化工机械零件。
在铜锌合金基础上加入锡的黄铜。 锡黄铜在淡水及海水中均耐腐蚀,泛称海军黄铜。一般锡黄铜含锡量为1%,含锡过多,降低合金的塑性。按合金中的含锌量,分为α锡黄铜, (α+β)锡黄铜。单相锡黄铜如70Cu-29Zn-1Sn,具有良好的力学性能,软态的拉伸强度为350MPa,伸长率为60%,冷加工性能优异,能承受热轧和热挤,但不可热冲及热锻。广泛用于船舶、热电厂的高强耐蚀冷凝管。此种合金有应力腐蚀破裂倾向,因此冷加工的管材必须低温退火以消除应力。(α+β)锡黄铜如62Cu-37Zn-1Sn,有良好的力学性能,软态的拉伸强度为380MPa,延伸率40%,可进行冷、热压力加工,易切削,焊接性好,在海水中有较高的耐蚀性,适用于船舶零件,与海水、汽油等接触的零件。
硅黄铜棒HSi80-3 ,具有较高的切削性,减摩性和耐蚀性,主要用于耐磨锡青铜的代用品。
硅黄铜棒结晶特征是介于锡青铜和铝青铜之间。铸造性能最好(在特殊黄铜中)。工艺特点是顺序凝固工艺,中注式浇注系统,暗冒口尺寸较小。尽量使用电炉熔化,铜液熔化时进行脱氧除气、精炼净化、覆盖,防止吸气、氧化。
硅黄铜棒的流动性好,冷却过程中一般不出现气空,但容易出现缩孔、缩松。采用的对策:尽量压铸、急剧冷却(如使用冷铁或金属模、石墨模);高温熔炼、快速熔化、及时低温浇注;采用合理的浇注系统、顺序凝固时适当加大冒口
在铜锌合金的基础上,加入硅的黄铜。它在大气和海水中均有较高的耐蚀性,抗应力腐蚀破裂的能力高于一般黄铜。含硅量一般在4%以下。常用硅黄铜80Cu-17Zn-3Si能承受热压力加工,耐蚀性优良,软态的拉伸强度为300MPa,伸长率为58%,适用于制作船舶零件,蒸汽管和水管配件等。这种合金的含铅量不能超过0.01%,否则会损害热塑性,特别是热锻性能。65Cu-31.5Zn-1.5Si-Pb为含铅的硅黄铜,具有较高的切削性,减摩性和耐蚀性,主要用于耐磨锡青铜的代用品。
硅青铜(silieon bronze)以硅为主要合金元 素的青铜。工业上应用的硅青铜除含硅外,还含有少量 的锰、镍、锌或其他元素。硅在铜中呈有限固溶,在 852C时最大溶解度可达5.3%,并随温度降低而减 小,但时效硬化效应不强,一般不进行强化热处理。
性质:变形硅青铜含硅量为1%一4%,硅增高会出现脆性相,铜的代用品。列入中国国家标准中的变形硅青铜共2 降低塑性。硅青铜的结晶温度范围较小,有足够的流动种牌号,其主要化学成分和力学性能列于表。力学性能较锡青铜高,在机械制造工业中可作锡青 变形硅青铜的主要化学成分和力学性能 才仁莽口牛 在铜硅合金中加入适量的锰可改善力学性能、耐 蚀性和工艺性能。常采用的是含硅3%和锰1%的硅青 铜QSi3一1,高温时为单相。固溶体,冷却到450℃以下 时,有少量化合物MnZSi或Mnsi析出,但强化效果极 弱,通常是在退火或加工硬化状态下使用。QSi3一1拉 制棒材由于相变应力,在存放过程中易出现自行破裂 现象,故成品应进行低温退火,且合金硅含量宜取下 限。QSi3一1硅青铜可在冷、热态下压力加工,力学、耐 蚀、耐磨和焊接性能好,无磁,冲击时不发生火花,在机 械、化工、石油、船舶等工业部门都被广泛应用。 镍能提高硅青铜的力学性能和耐蚀性,且兼有良 好的电导性。镍与硅形成能固溶于铜的化合物NiZSi, 在共晶温度(1025’C)的最大溶解度为9.0%,并随温 度降低而减小,在室温几乎为零。镍与硅的比值为4: 1的铜合金在时效处理中会因NiZSi相沉淀而强化,获 得良好的综合性能。工业上常用的含硅1%和镍3%的 硅青铜QSil一3,在900一950‘C淬火后塑性良好,再经 350一55oC时效处理1一4h,强度可提高1倍以上。这 种合金的耐磨性、高温强度较高。其电导性亦比一般高 强度的铜合金为高。因此在机械工业等部门制造重要 零件,也可作通讯用高强度架空线和导电极等。 铅、锑、秘、砷、硫、磷等元素对合金有害,应严加控 制
成分:QSi3.5-3-1.5硅青铜 QSi3.5-3-1.5为含有锌、锰、铁等元素的硅青铜,性能同QSi3-1,但耐热性较好,棒材、线材存放时自行开裂的倾向性较小。QSi3.5-3-1.5主要用作在高温工作的轴套材料。 QSi3.5-3-1.5化学成分: 锑(Sb)≤0.002,铁(Fe)1.2~1.8,镍(Ni)≤0.2,硅(Si)3.0~4.0,锡(Sn)≤0.25,铅(Pb)≤0.03,铜(Cu)余量,锌(Zn)2.5~3.5,锰(Mn)0.5~0.9,磷(P)≤0.03,砷(As)≤0.002,杂质总和%≤1.1
铝白铜是以铜镍合金为基加入铝形成的合金。 合金性能与合金中镍量和铝量的比例有关,当Ni:Al=10:1时,合金性能最好,例如Cu16Ni5Mn2Al1Fe合金,强度、塑性都好,耐蚀性和焊接性能优良,拉伸强度可达740MPa,伸长率为2.5%。 常用的铝白铜有:Cu6Ni1.5Al,Cul3Ni3Al等,主要用于造船、电力、化工等工业部门中各种高强耐蚀件。