C95300是美国统一编号系统(UNS) 中的牌号,对应中国国家标准(GB)牌号 ZCuAl10Fe3(旧牌号 ZQA19-4),欧洲标准(EN)牌号 CC333G(CuAl10Fe3)。它是一种含铁的铝青铜铸造合金,通常遵循 ASTMB148(砂型铸件)和 ASTMB271/B271M(离心铸件)等标准生产。该材料属于高强度耐热青铜,通过铝(Al) 和铁(Fe) 的合金化,实现了高强度、优异耐磨性、良好耐腐蚀性以及高温下力学性能稳定的结合。其设计旨在替代高锡耐磨青铜,在磨损工况、酸性介质及海洋环境等苛刻条件下提供更长的使用寿命和可靠性,是船舶、化工、冶金等领域关键部件的优选材料。
二、化学成分
C95300合金的化学成分经过优化,核心元素含量范围(重量百分比,wt%)如下:
铜(Cu):≥86.0%(余量),构成合金的基体。
铝(Al):9.0- 11.0%,是主要的强化元素。铝的加入能显著提高合金的强度、硬度和耐腐蚀性,尤其是在表面形成致密的氧化铝(Al₂O₃)保护膜,有效抵抗多种介质的侵蚀。
铁(Fe):0.8- 1.5%,铁元素的加入能细化晶粒,提高合金的强度和耐磨性,并改善其高温性能。
其他元素(大值):
锰(Mn):≤0.5%
硅(Si):≤0.1%
铅(Pb):≤0.01%
磷(P):≤0.01%
锡(Sn):≤0.1%
镍(Ni):≤0.5%
锌(Zn):≤1.0%
杂质总和:≤1.0%
三、物理与力学性能
物理性能:
密度:约 7.5g/cm³。
电导率:约 15.3%IACS(国际退火铜标准)。
弹性模量(拉伸):约 110GPa。
剪切模量:约 42GPa。
泊松比:约 0.314。
力学性能:
C95300的力学性能因铸造工艺和热处理状态不同而有显著差异,其高强度和高硬度是其核心特点。
抗拉强度(σb):≥550MPa(80 ksi)。
屈服强度(σs):≥275MPa(40 ksi)。
断后伸长率(δ):≥12%。
硬度(HBW):≥160HB(或约81 HRB)。
抗拉强度(σb):≥450MPa(65 ksi)。
屈服强度(σs或Rp0.2):≥170MPa(25 ksi)。
断后伸长率(δ):≥20%。
硬度(HBW):≥110HB(或约67 HRB)。
铸态(砂型/离心铸造)性能:
热处理后(HT)性能:
高温性能:在高达400°C的温度下仍能保持稳定的力学性能,具有良好的抗蠕变能力。
四、工艺性能
铸造性能:该合金铸造流动性良好,适用于砂型铸造、金属型铸造、离心铸造和连续铸造等多种工艺。离心铸造尤其适用于生产高质量的管材、套筒和环件。
热处理:
固溶处理:加热至860- 890°C,保温不少于1小时后水冷,以获得过饱和固溶体,为后续时效或直接获得高强度做准备。
退火:在620- 660°C下保温不少于2小时后空冷,用于消除应力、软化组织以利于冷加工。
时效处理:固溶处理后进行时效,可进一步析出强化相,提升强度。


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