BAl13-3(又称BA113-3)是一种典型的铝白铜,属于高强度、高耐蚀的铜镍铝合金。它的特性非常突出,在特定工业领域有不可替代的优势。
以下是其主要特性详解:
1. 核心成分与结构
牌号含义:B代表白铜(Cu-Ni合金),Al代表添加元素铝,13表示铝的平均含量约为13%,3表示镍的平均含量约为3%。其余主要为铜。
关键点:高铝含量是其高性能的根本。铝与镍、铜形成复杂的强化相,使其能通过热处理(淬火+回火/时效)显著强化。
2. 核心特性
a. 优异的力学性能(高强度、高硬度)
这是BAl13-3最显著的特点。在淬火+时效状态(即热处理强化后),它的抗拉强度、屈服强度和硬度可以达到非常高的水平,远高于普通白铜(如B30)和许多其他铜合金,甚至接近某些钢的强度。
典型力学性能(时效态):
抗拉强度 (σb):≥800 MPa(甚至可达900-1000 MPa)
屈服强度 (σ0.2):≥500 MPa
延伸率 (δ):约5-10%
硬度:HB ≥ 200
结论:它是一种高强度铜合金,兼具铜的耐蚀性。
b. 出色的耐腐蚀性
继承了铜镍合金良好的耐腐蚀性,并且铝的加入进一步提升了其在海水、高温水蒸气等环境下的耐蚀性,特别是抗冲刷腐蚀和空泡腐蚀能力。
在流动海水、碱性溶液、有机化合物及高温高压蒸汽中,耐蚀性优异。
耐应力腐蚀开裂性能良好。
c. 良好的耐磨性
高硬度和高强度带来了良好的耐磨损和抗擦伤能力,尤其适用于制造耐磨零件。
d. 其他物理性能
密度:约7.5 g/cm³,低于纯铜和普通白铜,更轻。
导电导热性:由于高合金化,其导电和导热性比纯铜差很多,但仍是可接受的导电体。
无磁性。
美观的银白色,铝的加入使其表面呈银色。
3. 加工性能(需要注意的方面)
冷、热加工性能较差:因为硬度高、强度大,塑性储备相对较低。冷加工较困难,需要中间退火。热加工温度范围窄,工艺要求严格。
切削加工性:尚可,但比易切削铜合金差。
焊接性:较差。可以使用氩弧焊、钎焊,但焊接接头性能(尤其是耐蚀性)可能下降,需谨慎选择工艺和焊材。
热处理是关键:其高性能依赖于正确的“固溶处理(淬火)+ 时效”工艺,通过此过程析出强化相来获得高强度。
4. 主要应用领域
基于其高强度、高耐蚀、耐磨的复合特性,主要用于要求苛刻的关键部件:
船舶与海洋工程:高速舰船推进器的叶片、泵轴、耐磨耐海水腐蚀的紧固件、船舶高压密封件。
化工与能源:高温高压蒸汽阀门零件、泵部件、耐腐蚀耐磨的轴承和衬套。
机械制造:高负载下的耐磨零件、齿轮、蜗轮等。
其他:特殊用途的弹簧、连接器等高强度耐蚀件。
总结与比较
特性维度
BAl13-3 铝白铜
普通白铜 (如B30)
锡磷青铜 (如QSn7-0.2)
铝青铜 (如QAl10-4-4)
核心优势
高强度 + 优良耐海水蚀
优良耐海水蚀,塑性好
高弹性,耐磨,切削性好
高强度,耐磨,耐蚀
强度水平
极高
中等
中高
高
耐海水腐蚀
极优
极优
良好
优良
加工性
较差
良好
优良(切削)
较差(切削)
典型状态
时效硬化态
软态/硬态
硬态/时效态
淬火+回火态
总而言之,BAl13-3铝白铜是一种“专而精”的高性能材料。 当设计需要一种同时满足高强度、高硬度、卓越耐海水/蒸汽腐蚀以及良好耐磨性的部件时,它就是首选材料之一,尤其适用于对重量和磁性有要求的苛刻海洋与化工环境。但其加工难度和成本也相对较高。
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