HMn58-2铜合金百科

HMn58-2是一种常用的高强度、高耐磨性黄铜合金。以下是其全面、详细的性能分析：

一、核心概述

HMn58-2属于锰黄铜，其名义成分为 58% 铜，2% 锰，其余为锌。字母“H”代表黄铜，“Mn”代表主添加元素锰，“58”代表平均含铜量，“2”代表平均含锰量。它是在普通黄铜（Cu-Zn合金）基础上添加锰（Mn）形成的特殊黄铜。

二、主要化学成分（典型值，GB/T 5231）

铜（Cu）：57.0 - 60.0%

锰（Mn）：1.0 - 2.0%

锌（Zn）：余量

杂质：包含少量的铅（Pb）、铁（Fe）、锑（Sb）等，但严格控制。

三、核心性能特点

1.优异的机械性能

高强度与高硬度：锰的加入显著细化了晶粒，并产生固溶强化作用，使其强度和硬度远高于普通六四黄铜（H62、H65），接近或达到某些青铜的水平。

良好的耐磨性：高硬度和高强度带来了优秀的耐磨损性能，特别适用于摩擦工况。

良好的塑性：在热态下（如热挤压、热轧）具有良好的塑性，可进行热加工。冷态塑性尚可，但比普通黄铜差。

2.良好的耐腐蚀性

对海水、蒸汽的耐蚀性优良：锰提高了合金在氯化物介质（如海水）中的耐腐蚀能力，其耐海水腐蚀性优于大多数普通黄铜。

耐脱锌腐蚀：相对一些低锌黄铜，其耐脱锌腐蚀性能有所改善，但仍需注意在特定介质中的选择性腐蚀问题。

应力腐蚀开裂敏感性：所有黄铜都存在一定的应力腐蚀倾向，冷加工后的零件应进行去应力退火。

3.优秀的工艺性能

切削加工性能优良：其切削性能评级约为普通黄铜HPb63-3（易切削黄铜）的20-30%，虽不如含铅易切削黄铜，但优于大多数不含铅的铜合金，可获得较好的表面光洁度。

焊接性能一般：可进行软钎焊、硬钎焊和气体保护焊，但熔焊性能较差。

铸造性能良好：适合进行金属模铸造和离心铸造，组织致密。

压力加工性能：主要进行热压力加工（热轧、热挤压），冷加工（如冷拉、冷镦）有一定难度，需要中间退火。

四、主要物理性能（典型值）

密度：约 8.5 g/cm³

电导率：约 15% IACS（国际退火铜标准），属于低电导率铜合金，不适合做高导电部件。

热导率：较低，约 70 W/(m·K)。

线膨胀系数：约 20.6 × 10⁻⁶ /K (20-300°C)

熔化温度范围：约 900 - 905°C

五、典型力学性能（状态依赖）

状态

抗拉强度 (Rm)

屈服强度 (Rp0.2)

延伸率 (A)

布氏硬度 (HB)

铸造/退火态

≥ 400 MPa

≥ 170 MPa

≥ 25%

≥ 80

硬态（冷加工后）

≥ 600 MPa

≥ 450 MPa

≥ 5%

≥ 150

六、主要应用领域

基于其高强度、耐磨、耐海水腐蚀的特性，HMn58-2广泛应用于：

船舶制造：海水管路系统的阀门、管件、泵壳、螺旋桨、轴承衬套等。

耐磨零件：蜗轮、滑块、衬套、轴承保持架、重型机械的耐磨部件。

电器与仪表：要求高强度、耐磨且导电性要求不高的电器接插件、齿轮、套管等。

其他：造纸工业的辊轴、注塑机螺杆头等。

七、优缺点总结

优点：

高强度、高硬度，综合机械性能好。

优异的耐磨性能。

良好的耐海水和蒸汽腐蚀能力。

切削加工性良好。

成本相对锡青铜、铝青铜较低，性价比高。

缺点：

导电、导热性差，不能用于导电/散热件。

冷加工性能一般，塑性不如普通黄铜。

存在应力腐蚀倾向，需进行去应力处理。

八、常见对比与替代

vs 普通黄铜（如H62）：HMn58-2强度、硬度、耐磨性、耐海水性全面占优，但导电性和塑性较差。

vs 锡青铜（如QSn6.5-1）：耐磨性相当，成本更低，但减摩性和抗冲击性可能略逊于高端锡青铜。

vs 铝青铜（如QAl9-4）：强度和耐蚀性（尤其耐高速海水冲刷）不如铝青铜，但切削性和成本有优势。

总结：
HMn58-2是一种以牺牲部分导电/导热性和塑性为代价，换取高强度、高耐磨性和优异耐海水腐蚀性的经济型黄铜合金。 它是制造船舶部件、重型耐磨零件的理想材料之一，在需要平衡性能与成本的工况下表现出色。