本发明专利技术提供一种管用多元铝青铜合金新材料，其成分Ａｌ：４．０～１０．０ｗｔ％，Ｆｅ：１．０～４．５ｗｔ％，Ｍｎ：１．０～４．５ｗｔ％，Ｎｉ：０．８～４．０ｗｔ％，其余组分为Ｃｕ和不可避免的杂质；其铸态下的抗拉强度３８０ＭＰａ以上、屈服强度１７９ＭＰａ以上、屈强比０．４７以上、延伸率２６．２％以上，退火态下的抗拉强度５２３ＭＰａ以上、屈服强度２８２ＭＰａ以上、屈强比０．５４以上、延伸率４１．２％以上、全浸均匀腐蚀速率在０．０１～０．０４ｍｍ／ａ。该铜合金具有优越的性能，特别适合高海水流速环境，是制造海水淡化冷凝器设备、船舶海水冷凝器设备、滨海发电厂冷凝器的最佳材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铜合金，尤其涉及一种低成本、高强度、耐海水腐蚀 性能优良的铝青铜合金材料，属于有色金属
技术介绍
铝青铜合金具有优异的物理化学性能、机械性能、耐腐蚀耐磨性能， 是一类综合性能优良的工程材料，因而在民用、军用工业中占有非常重要 的地位，被广泛应用于机械工业、船舶和海洋工业、家电工业、石化工业、 电气工业及建筑工业等场合中工作的结构零件、耐磨件及耐腐蚀件等。目前世界各国用于冷凝器的耐腐蚀材料一直采用加As锡黄铜、加As 铝黄铜以及含10%和30%镍的白铜，还有使用钛合金和不锈钢。但随着海水水质的不断恶化，现有的冷凝器的耐腐蚀材料不能完全满 足要求，如现用铜合金存在着强度偏低、耐冲刷腐蚀性能较差的缺点，而 钛合金和不锈钢则存在着海洋生物污染严重的问题。另外，海水淡化设备、 船舶和滨海电厂对高强耐蚀的铜管一直存在着迫切的要求。目前我国已开 发出加Al的HSn70-lA-0.05锡黄铜，加Ni和B的HA177-2A-0.5铝黄铜等， 同时也开发出了污染的淡水发电厂用的HSn-70-lB合金。美国Olin公司开 发出Zn (25 35wt%) -Ni (2.5 3.5wt%) -As (0.03 0.06wt%)余量为 铜的含镍含砷的黄铜。日本开发出Zn (10 40wt%) -P (0.005 0.07wt%) -Sn (0.05 1.0wt%) -Al (0.05 1.0wt%) -As (0.005 1.0wt%) -Sb (0.005 1.0wt%)的铜合金，添加B、 Ni、 Co、 Cr、 Mn、 Te、 In、 Be、 Ti中的一 种或几种元素，其添加总量为0.005 2.0wt%，余量为铜。波兰有色金属 研究院开发出了Ni、 Cr、 Mn改善的铝黄铜。上述公开的铜合金，虽然能适应一定的工作环境，为铜合金的性能改 进做出了贡献，但就合金耐海水腐蚀、耐冲刷腐蚀来说，仍存在着问题。 例如，锡黄铜和铝黄铜存在强度偏低、耐冲刷腐蚀性能较差的问题，这就 限制了海水在冷凝器中的流速要在3m/s以下使用，大大降低了设备的效 率。而目前在海水环境中使用的管束材料主要有铝黄铜(典型代表是 C68700，其成分为76 79 wt% Cu、 1.8 2.5 wt% Al，余量为Zn)，锡黄 铜(典型代表是C44300,其成分为70 73 wt% Cu、 0.8 1.2 wt% Sn、 0.06wt%Fe、 0.02 0.06As，余量为Zn)，镍白铜(典型代表是:C70600 ， 其成分为9.0 llwt%Ni、 1.0 1.8wt% Fe、 1.0wt%Mn、 1.0 wt0/。Zn，余量 为Cu; C71500,其成分为29 33wt%Ni、 0.4 0.7wt%Fe、 1.0wt%Mn、 1.0 wt%Zn，余量为Cu)，不锈钢(典型代表是1Crl8Ni9Ti、 0Crl8Ni9Ti、 00Crl9M10和00Crl8Nil2Mo2)和钛合金(典型代表是TA2)等。以上的管束材料在海水腐蚀环境中使用的局限和不足是铝黄铜和锡 黄铜存在强度偏低、脱合金成分腐蚀(脱锌、脱铝)和冲刷腐蚀严重的问 题；镍白铜存在成本高、加工较为困难的缺陷；钛合金和不锈钢存在成本 较高、海洋生物污染严重的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种低成本、高强度、 高屈强比的管用多元铝青铜合金，该铜合金具有优良的耐腐蚀性能。 本专利技术的目的通过以下技术方案来实现一种管用多元铝青铜合金新材料，其成分的质量百分含量如下—— Al 4.0 10.0wt%， Fe 1.0 4.5wt%， Mn 1.0 4.5wt%，Ni 0.8 4.0wt%，该铜合金其余组分为Cu和不可避免的杂质。进一步地，上述的一种管用多元铝青铜合金新材料，所述铜合金在铸 态下的抗拉强度为380MPa以上、屈服强度为179MPa以上、屈强比为0.47 以上、延伸率在26.2%以上。更进一步地，上述的一种管用多元铝青铜合金新材料，所述铜合金在 退火态下的抗拉强度为523MPa以上、屈服强度为282MPa以上、屈强比 为0.54以上、延伸率为41.2%以上、全浸均勻腐蚀速率在0.01 0.04mm/a。本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在① 本专利技术铜合金具有很好的强度、高的屈强比及优良的耐蚀性能，其 铸态下的抗拉强度为380MPa以上、屈服强度为179MPa以上、屈强比为 0.47以上、延伸率在26.2%以上，退火态下的抗拉强度为523MPa以上、 屈服强度为282MPa以上、屈强比为0.54以上、延伸率为41.2%以上、全 浸均匀腐蚀速率在0.01 0.04mm/a;② 该合金与铝黄铜、锡黄铜及镍白铜一样，具有比不锈钢和钛合金强 的抗海洋生物污染的能力；铜离子等的存在抑制了海洋生物的滋生和生 长，减少了设备的维修次数，降低工人的劳动强度，提高设备的利用率；③ 此铜合金生产成本低、管壁薄、导热性能好，特别适合于高海水流 速环境，是制造海水淡化冷凝器设备、船舶海水冷凝器设备、滨海发电厂 冷凝器的最佳材料，显著降低冷凝器管束材料的成本，产生了良好的经济 效益和社会效益。具体实施例方式本专利技术根据高海水流速环境下工作的海水淡化冷凝器设备、船舶海水 冷凝器设备、滨海发电厂冷凝器设备工作特点，研制一种新型管束铜合金 材料，该铜合金具有良好的机械性能和耐海水腐蚀性能，还同时具备高强度、高屈强比和优良的耐腐蚀性能。采用了多元合金化的原则铝元素固溶于铜中，在合金表面形成氧化 铝保护膜，提高合金的耐腐蚀性能，此外，添加Al元素还提高合金的流 动性和铸件表面质量。锰元素使青铜合金的强度得到提高，当含锰量增加 时，强度大幅度增加而塑性降低不多。当青铜合金中的铁达到一定值时， 就会形成K相化合物，凝固时K相以细小质点为结晶核心，细化晶粒，从 而提高青铜合金的强度、硬度和耐蚀性。Ni的作用是提高耐蚀性、防止"缓 冷脆性"和细化晶粒。正是由于多元合金化的作用，使得本专利技术铜合金基 体上弥散分布着多种高强度相的质点，从而使该铜合金的机械性能大大优 于一般铝青铜，特别在海水环境下表现出较高的耐腐蚀性能。本专利技术管用多元铝青铜合金的成分含量是，Al: 4.0 10.0wt%， Fe: 1.0 4.5wt%， Mn: 1.0 4.5wt%， Ni: 0.8 4.0wt%，其余组分为Cu和 不可避免的杂质。此铜合金材料的铸坯可以在常规的熔炼和铸造设备上获得。采用"铸 造一热轧一冷轧"的方法在常规设备上获得板材，还可采用"铸造一热 挤一冷轧一拉伸"的方法在常规设备上获得管材，两种工艺所获得的不同 规格的材料，其性能一致。铜合金的退火态组织基体为塑性很好的a相，其上又均匀地分布着 硬度极高的K相颗粒，形成了良好的耐腐蚀组织，所以本专利技术合金通过形 变热处理就可使其性能得到调整和全面提高。本专利技术合金的铸态性能、热处理后的性能与锡黄铜(热处理态)、铝 黄铜(热处理态)、镍白铜(热处理态)性能进行对比，如表1所示。表l<table>table see original document page 7</column></row>&本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种管用多元铝青铜合金新材料，其特征在于：其成分的质量百分含量如下－ Ａｌ ４．０～１０．０ｗｔ％， Ｆｅ １．０～４．５ｗｔ％， Ｍｎ １．０～４．５ｗｔ％， Ｎｉ ０．８～４．０ｗｔ％， 该铜合金其余组分为Ｃｕ和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨春秀，郭富安，李华清，汤玉琼，朱永兵，陈忠平，
申请(专利权)人：苏州有色金属研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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