CuZn37Al 是一種含鋁的高鋅黃銅,成分范圍為銅 60%-62%、鋅 35%-37%、鋁 1.5%-2.5%,雜質(zhì)總含量≤0.5%。2% 鋁的加入使其耐蝕性比 CuZn37 提升 50%,抗拉強(qiáng)度達(dá) 600-650MPa,成為腐蝕環(huán)境中重型部件的專用材料。
鋁元素是其核心優(yōu)勢,鋁與銅形成 CuAl?強(qiáng)化相(硬度 HV300),并在表面形成 Al?O?保護(hù)膜,某沿海港口的 CuZn37Al 系泊件,在鹽霧環(huán)境中暴露 5000 小時(shí),銹蝕面積僅 8%,遠(yuǎn)低于普通黃銅的 40%。在含氯水中,年腐蝕速率 0.012mm,某海水冷卻泵的葉輪使用該合金后,4 年無空泡腐蝕,流量保持率 93%。
37% 鋅提供基礎(chǔ)強(qiáng)度,配合鋁的強(qiáng)化,使合金在室溫下抗拉強(qiáng)度達(dá) 600MPa 以上,某化工管道的法蘭在 4MPa 壓力下,密封面變形量≤0.02mm,確保無泄漏。其沖擊韌性達(dá) 70J/cm2,某破碎機(jī)的顎板在 500N 沖擊下,無裂紋且變形量≤0.08mm。
加工性能需匹配高溫工藝,熱鍛溫度 820℃,變形量 50% 后無裂紋,某閘門的啟閉機(jī)齒輪經(jīng)鍛造后,齒面硬度達(dá) HB190,耐磨性比普通黃銅提高 40%。焊接采用銅鋁焊絲,焊后經(jīng) 500℃時(shí)效處理,接頭強(qiáng)度達(dá)母材的 80%,某海水管道焊接后,水壓試驗(yàn) 6MPa 無滲漏。
制備工藝需控制鋁的氧化,真空熔煉時(shí)(真空度 10??Pa),鋁以鋁銅中間合金加入(溫度 1040℃),攪拌 30 分鐘確保均勻。鑄造采用砂型,鑄件經(jīng) 850℃固溶處理后水淬,再經(jīng) 450℃時(shí)效 2 小時(shí),析出強(qiáng)化相。
應(yīng)用集中在腐蝕環(huán)境重型部件:沿海港口的系泊件、防撞裝置;化工的管道法蘭、泵體;海水冷卻系統(tǒng)的葉輪、閥門;閘門的啟閉機(jī)齒輪,兼顧高強(qiáng)度與耐蝕性。
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