TP2是应用非常广泛的一种铜合金。下面为您详细解析其成分、性能及应用。
一、 成分(化学成分)
TP2是磷脱氧铜的一种典型牌号。其核心特点是使用磷作为脱氧剂,残留的微量磷能进一步提高合金的耐蚀性(特别是抗“氢病”能力)和焊接性能。
主要成分标准(以中国GB/T 5231-2012《加工铜及铜合金牌号和化学成分》为例):
元素
含量(质量分数,%)
作用
Cu+Ag
≥ 99.90
基体,保证优异的导电导热性。
P
0.013 ~ 0.050
关键合金元素。作为脱氧剂残留,能完全消除氧化亚铜,防止“氢病”;提高熔体流动性、焊接性和耐蚀性。
杂质总和
≤ 0.10
-
典型杂质限制
Pb ≤ 0.005, Fe ≤ 0.005, S ≤ 0.005 等
严格控制杂质以保证热加工性和最终性能。
对应国际牌号:
美国 ASTM: C12200
日本 JIS: C1220
欧洲 EN: CW024A
二、 性能
TP2在保留高纯铜优良基本性能的基础上,通过磷脱氧改善了某些关键工艺性能。
1. 物理性能
导电导热性: 优良,约为纯铜(IACS 100%)的85%-90%。虽然磷会降低电导率,但仍远高于大多数铜合金。
颜色: 典型的紫红色。
密度: 约8.89 g/cm³。
熔点: 约1083℃。
2. 机械性能
机械性能与材料状态(退火态、硬态等)密切相关。
抗拉强度: 退火态(O)约200-250 MPa;硬态(H)可达350 MPa以上。
屈服强度: 退火态较低,硬态较高。
延伸率: 极佳。退火态延伸率可达40%以上,表现出优异的塑性变形能力,非常适合冷加工(如拉拔、弯曲、胀管)。
硬度: 适中。
3. 化学与工艺性能
耐腐蚀性: 非常优异。尤其适用于水介质环境。
对淡水、海水、水蒸气、碱性溶液(除氨水外)有良好的耐蚀性。
残留的磷使其具有抗“氢病”能力(即在还原性气氛中加热时,不会因氢侵入产生裂纹),这是它优于普通纯铜(如T2)的关键一点。
在大气中耐蚀性良好,会逐渐形成保护性绿锈(碱式碳酸铜)。
焊接性: 优良。适用于各种焊接方法,如钎焊、气体保护焊、电阻焊等。磷的残留改善了熔融金属的流动性。
切削加工性: 较差(与所有高铜合金一样)。材料粘、韧,易粘刀。通常需要添加铅(如TP1)来改善切削性,但TP2为无铅铜,更环保。
成型性: 极佳。尤其适合冷加工,易于拉制成管材、棒材,弯制成型。
无磁性。
三、 主要特点总结
优点:
高耐蚀性: 特别是在水系统中,抗冲刷腐蚀和氢病。
优良的焊接与加工性: 易于焊接、弯曲和扩口。
良好的导热导电性。
高塑性: 易于冷加工成型。
环保: 通常为无铅配方,符合现代饮用水和环保标准。
缺点:
强度相对较低: 虽可通过冷作硬化提高,但仍低于青铜、黄铜等合金。
切削加工性差。
成本高于普通碳钢。
四、 典型应用
凭借其优异的耐水腐蚀性、焊接性和成型性,TP2的应用领域非常集中:
制冷与空调行业: 最重要的应用领域。用于制造冷凝器和蒸发器的换热铜管、连接管件。要求管路清洁、无氧化物、耐压、易弯曲焊接。
建筑给水与燃气系统: 高档建筑的冷水、热水、饮用水、燃气输送管道及其管件。其安全卫生性(无铅)和耐蚀性得到认可。
船舶与海洋工程: 海水管路系统、换热器、冷凝管等。
热交换器与锅炉: 制造各种形状复杂的换热管、散热管。
电气行业: 需要兼顾导电和耐蚀的导电零件、端子等。
与其他常见铜材的简单对比
vs T2(紫铜): TP2通过磷脱氧,解决了T2的“氢病”问题,焊接性和耐蚀性更优,但电导率略低。T2更适用于对电导率要求极高的导电体。
vs TU1/TU2(无氧铜): 无氧铜纯度高(Cu≥99.97%),不含氧也不加磷,电导率、热导率最高,且具有“氢病”免疫力,用于高端电子真空器件。TP2成本更低,更适用于热交换领域。
vs H62(黄铜): H62(铜锌合金)强度、硬度高,切削性好,价格便宜,但耐脱锌腐蚀性较差,不适合重要水管系统。TP2的耐蚀性和成型性更优。
总而言之,TP2是一种性能均衡、以优异的耐水腐蚀性、焊接成型性和抗氢病能力为特色的磷脱氧铜,是现代制冷、供热和优质水系统管路的核心材料。
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