C18400（高导铜合金百科）

C18400是一种高性能的高强高导铜合金，属于铬青铜家族。它通过在纯铜基体中添加少量的铬，利用析出强化机制，获得了优异的综合性能，广泛应用于需要同时具备良好导电/导热性和较高机械强度的场合。

一、 主要化学成分（标准参考值，wt%）

C18400的成分严格控制，以确保其性能。以下是其典型成分（如ASTM B441标准）：

铜： 余量（通常 > 99.1%）

铬： 0.4 - 1.2% —— 这是最关键的核心元素，通过形成弥散分布的Cr粒子实现强化。

铁： ≤ 0.10%

锌： ≤ 0.10%

铅： ≤ 0.05%

其他元素总量： ≤ 0.20%

铬 + 硅 + 铁 + 锌： 规定范围（保证强化效果和工艺性）

核心要点： 铬含量是决定其最终性能的关键。通过固溶处理 + 时效硬化的热处理工艺，过饱和的铬以细小的颗粒析出，阻碍位错运动，从而显著提高强度和硬度，同时尽可能保留铜的高导电性。

二、 主要性能特点

C18400的性能特点可以概括为 “高强度、高导电/导热、良好耐热性和耐磨性”。

1. 物理与机械性能

密度： 约 8.89 g/cm³

抗拉强度：

软态（固溶处理态）：~ 240-310 MPa

硬态（冷加工 + 时效后）：可达 400-520 MPa 或更高

屈服强度：

软态：~ 100-200 MPa

硬态：可达 350-480 MPa

伸长率：

软态：~ 15-25%

硬态：~ 5-12% （依然保持良好塑性）

硬度：

软态：HRB 约 45-65

硬态：HRB 可达 75-95 （约HRC 20-26）

弹性模量： 约 128 GPa

2. 电学与热学性能

导电率（IACS%）： 这是其核心优势之一。

软态：约 80% IACS 以上

硬态（峰值时效态）：仍可保持 75 - 85% IACS （远高于其他高强度铜合金，如铍铜只有约20-25% IACS）

导热系数： 约 320 W/(m·K) 以上，导热性能优异。

软化温度： 非常高，是其另一大亮点。

再结晶温度可达约 500°C，远高于纯铜（约200°C）。这意味着它在高温下长时间工作仍能保持大部分强度和硬度，抗热松弛性能极佳。

3. 工艺性能

冷/热加工性： 固溶处理后（软态）具有良好的冷加工性能（如轧制、拉伸）。但冷加工后需要进行时效处理以达到峰值强度。

焊接性： 良好，可采用钎焊、电阻焊等方法。熔焊（如TIG焊）需要谨慎，以避免热影响区性能下降。

切削性： 比纯铜好，但由于其高韧性，属于“粘性”材料，需要使用锋利的刀具和适当的切削液。

4. 其他性能

耐腐蚀性： 与纯铜相当，具有良好的耐大气、海水腐蚀能力。但在氨、硫化氢等特定介质中需注意。

耐磨性： 优于纯铜，适合有轻微摩擦的导电场合。

无磁性： 与所有铜合金一样，无磁性。

三、 热处理工艺

C18400的性能高度依赖热处理：

固溶处理： 加热到 980 - 1010°C，保温后快速淬火（通常水淬），得到过饱和固溶体（软态）。

时效硬化： 将固溶处理后的材料加热到 400 - 500°C，保温数小时。此时，铬原子析出形成细小、弥散的强化相，使强度和硬度达到峰值，同时导电率恢复至高水平。

四、 典型应用领域

基于其高强、高导、耐热的特性，C18400主要用于：

电阻焊电极： 最经典的用途。用于点焊、缝焊等，需要承受大电流、高压力和高温，抗“蘑菇头”变形能力强。

电力行业： 高压开关触头、断路器部件、导电弹簧、母线连接器等。

电子工业： 引线框架、连接器、继电器元件、散热器件。

模具行业： 需要高导热性的注塑模具、压铸模具镶件（如浇口、流道），以加快冷却速度。

其他： 需要综合性能的导电结构件、高强度导线、弹簧等。

五、 与其他铜合金的简要对比

vs. 纯铜（如C11000）： 强度、硬度、耐热性远高于纯铜，导电率略有牺牲，但依然是顶级水平。

vs. 铍铜（如C17200）： 强度可能略低于峰值铍铜，但导电率（>75% vs ~20%）和成本优势巨大，且无铍的毒性和高成本问题。

vs. 其他青铜（如锡青铜、铝青铜）： 导电率和导热率优势巨大，更适合电学和热学应用。

总结来说，C18400铬青铜是一种通过“析出强化”实现性能优化的工程材料，在需要高强度、高导电/导热和优异耐热性三者之间取得最佳平衡的领域，是不可或缺的关键材料。