C61900 通過(guò) “9% 鋁 + 4% 鎳” 的成分設(shè)計(jì),成為海水腐蝕環(huán)境的專(zhuān)用銅合金,其成分范圍:銅 84.0%-86.0%,鋁 8.0%-10.0%,鎳 3.5%-4.5%,鐵≤1.0%。鎳與鋁的協(xié)同作用,使合金在海水、鹽霧等強(qiáng)腐蝕環(huán)境中,年腐蝕速率≤0.01mm,是船舶與海洋工程的核心材料。
4% 的鎳是 C61900 耐海水性能的關(guān)鍵,它能促進(jìn)合金表面形成致密的 Al?O?-NiO 復(fù)合氧化膜,這層膜在含氯 35000mg/L 的海水中仍保持穩(wěn)定,阻止氯離子穿透腐蝕基體。某海洋平臺(tái)的 C61900 海水管道,浸泡在潮間帶 5 年,外壁腐蝕量?jī)H 0.05mm,遠(yuǎn)低于普通鋁青銅的 0.3mm。
9% 的鋁與鎳形成強(qiáng)化相,使合金抗拉強(qiáng)度達(dá) 650-690MPa,延伸率 15%-18%,能承受海浪沖擊與船舶振動(dòng)。某驅(qū)逐艦的 C61900 螺旋槳葉片,在 15 節(jié)航速下,承受水動(dòng)力載荷無(wú)變形,葉尖跳動(dòng)量控制在 1mm 以?xún)?nèi),確保推進(jìn)效率。
耐沖刷腐蝕是其獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在流速 3m/s 的海水中,C61900 的沖刷腐蝕速率僅 0.02mm / 年,是 316 不銹鋼的 1/5。某海水冷卻泵的 C61900 葉輪,在含沙量 0.5% 的海水中運(yùn)行 3000 小時(shí),葉片磨損量 0.1mm,流量衰減僅 3%,遠(yuǎn)優(yōu)于其他材料。
加工性能需針對(duì)性調(diào)整,因含鎳量高,切削阻力比 C61600 大 10%,需用硬質(zhì)合金刀具(切削速度 80m/min),但仍能加工出 Ra1.6μm 的表面。焊接采用氬弧焊(焊絲 ERCuAl-A2),焊后經(jīng) 450℃退火,焊縫強(qiáng)度達(dá)母材的 90%,某海水淡化廠的 C61900 管道焊接后,爆破壓力達(dá) 6MPa 無(wú)泄漏。
制備工藝注重耐蝕性保障,熔煉采用真空感應(yīng)爐(真空度 10?3Pa),減少氣體含量(氧≤0.005%),避免氣孔導(dǎo)致的局部腐蝕。鑄造采用金屬型離心鑄造,使管材內(nèi)壁粗糙度達(dá) Ra3.2μm,減少海水流動(dòng)阻力。750℃退火處理 2 小時(shí),消除鑄造應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸(熱膨脹系數(shù) 18×10??/℃)。
應(yīng)用集中在海洋工程領(lǐng)域:船舶海水冷卻系統(tǒng)的冷凝器管,耐海水腐蝕與沖刷,換熱效率保持率 95%;海洋風(fēng)電的水下基礎(chǔ)連接件,在潮汐區(qū)耐蝕,螺栓預(yù)緊力衰減≤5%/ 年;海水養(yǎng)殖設(shè)備的網(wǎng)箱框架,耐生物附著腐蝕,使用壽命達(dá) 15 年,比鍍鋅鋼延長(zhǎng) 10 年。
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