QSi3-1硅青铜棒（无磁性）百科

QSi3-1硅青铜棒百科

概述

QSi3-1硅青铜棒是一种以硅为主要合金元素的铸造及加工用铜合金材料，其命名遵循国家标准GB/T 5231《加工铜及铜合金化学成分和产品形状》。其中“Q”代表青铜，“Si”表示主要合金元素为硅，“3-1”分别对应硅（Si）和锰（Mn）的质量百分比含量。该材料以优异的冷热加工性能、高耐蚀性和无磁性为特点，广泛应用于船舶制造、化工设备及电气工程等领域，尤其适合复杂工况下的耐蚀承力部件。

化学成分与组织特性

化学成分

基体元素：铜（Cu）占比≥95%

主要合金元素：

硅（Si）：2.7%~3.5%

锰（Mn）：0.8%~1.2%

微量元素：铁（Fe）≤0.5%，铅（Pb）、锌（Zn）等杂质总量≤0.2%。

组织特性
硅的加入形成α固溶体基体，并与铜生成细小的κ相（Cu₃Si）强化颗粒。锰元素可提升合金的脱氧效果，抑制高温脆性，同时增强耐海水腐蚀能力。其微观组织均匀致密，兼具韧性与抗疲劳性能。

物理与机械性能

物理性能

密度：8.4~8.6 g/cm³

熔点：910~1020℃

电导率：约7%~12% IACS

热导率：40~50 W/(m·K)

热膨胀系数：18×10⁻⁶/℃（20~300℃）

机械性能（退火态）

抗拉强度：≥350 MPa

屈服强度：≥150 MPa

延伸率：≥40%

硬度：HB 70~100

冲击韧性：≥100 J/cm²

核心优势

卓越的耐蚀性
对海水、有机酸、硫酸盐溶液等介质具有强抗蚀能力，耐冲刷腐蚀性能优于普通黄铜。

冷热加工适应性
热轧温度范围宽（650~850℃），冷变形量可达80%以上，易加工成复杂形状棒材。

无磁性及低温韧性
适用于磁敏感设备（如MRI仪器）及极地低温环境（-196℃仍保持塑性）。

焊接与铸造性能
可氩弧焊、钎焊，铸造收缩率低（约1.5%），适合精密铸件生产。

典型应用领域

船舶与海洋工程

海水泵阀壳体、螺旋桨密封环、舰船电缆护套

海上平台防腐蚀螺栓、海底管道法兰

化工设备

硫酸储罐搅拌轴、酸性介质输送泵叶轮

制药设备反应釜内衬支撑件

电力与电子

无磁性变压器螺栓、核电站控制棒导向槽

高压开关触头支架、接地网连接棒

艺术与建筑

雕塑铸造骨架、古建筑修复用铆钉

滨海景观结构抗风抗震连接件

加工工艺要点

热加工

热锻/热轧温度：700~800℃，终锻温度≥550℃，加工后空冷即可。

冷加工

冷拉拔或冷轧前需退火（600~650℃×1h），成品表面可抛光至镜面级（Ra≤0.05μm）。

焊接

推荐采用TIG焊，焊丝选用QSi3-1匹配材质，预热温度150~200℃。

热处理

消除应力退火：400~450℃保温1小时，缓慢冷却以消除加工应力。

选型与使用建议

耐蚀环境匹配：
避免用于含氨、硝酸或高浓度氯化物的强氧化性介质。

表面处理：
长期暴露于海洋大气时，建议进行镀镍或涂覆环氧树脂防护层。

摩擦副配合：
与不锈钢对磨时需添加润滑剂，推荐使用MoS₂基固体润滑膜。

替代材料：
对强度要求更高的场景可选用QAl9-4铝青铜，但成本增加约30%。

QSi3-1硅青铜棒凭借其高性价比与多功能性，在传统工业与新兴领域持续发挥重要作用。随着绿色制造技术的发展，其在可再生能源装备（如海水淡化系统）中的应用潜力将进一步释放。