HAI60-4-3-1（铝黄铜）

HAI60-4-3-1 是一种复杂铝黄铜，属于高强度、高耐蚀性的铜合金。其牌号中的字母和数字有特定含义（根据中国GB/T 5231标准）：

H：表示黄铜（“黄”的汉语拼音首字母）

Al：表示添加的主要合金元素为铝

数字：依次表示主要成分的含量（铜、铝、铁、锰、镍等，具体顺序可能有差异，但通常铜含量固定）

下面详细解析其成分、性能及应用。

一、 化学成分（GB/T 5231-2012 典型值）

该牌号有时也写作 HAl60-4-3-1 或 60-4-3-1 铝黄铜。其成分设计旨在通过多元合金化获得综合优越的性能。

元素

含量（质量分数，%）

作用

Cu (铜)

余量 (约60-63%)

保证基体的导电、导热性和基础耐蚀性。

Al (铝)

3.0 ~ 4.0

核心元素。显著提高强度、硬度和耐蚀性（尤其是耐海水腐蚀）。在表面形成致密的Al₂O₃保护膜。

Fe (铁)

2.0 ~ 3.0

细化晶粒，提高再结晶温度，显著增强合金的强度和耐磨性。过量会降低耐蚀性。

Mn (锰)

0.5 ~ 1.5

提高强度、耐热性和耐蚀性，特别是对海水的抗冲击腐蚀能力。

Ni (镍)

0.5 ~ 1.5

极大提高耐腐蚀性能（尤其是耐海水腐蚀和应力腐蚀开裂），提高强度、韧性和热稳定性。

Zn (锌)

余量 (约25-30%)

主要的固溶强化元素，降低成本，调整工艺性能。

杂质

≤ 1.5 (如Pb、Si等)

严格控制，防止对热加工性和耐蚀性产生不利影响。

核心特点：这是一种 “以铝、铁、镍、锰复合强化” 的黄铜，牺牲了部分导电性以换取极高的强度和优异的耐腐蚀性。

二、 主要性能特点

极高的力学性能（高强度、高硬度）：

抗拉强度 (σb)：可达 650 ~ 750 MPa 甚至更高，远高于普通黄铜（H62约为330MPa）。

屈服强度 (σ0.2)：也相应很高。

硬度：HBW 可达 160-200 左右。

是铜合金中强度最高的一类，被誉为“高强度黄铜”或“海工黄铜”。

卓越的耐腐蚀性能：

耐海水腐蚀：性能极其突出。Ni和Al的加入使其对氯离子引起的点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀有极强的抵抗力。

耐空蚀和冲刷腐蚀：高硬度和表面氧化膜使其能承受高速水流、泥沙的冲刷。

耐大气腐蚀：良好。

良好的耐磨性：

高硬度加上铁元素的弥散强化作用，使其具有优于大多数铜合金的耐磨性能。

相对较差的工艺性能：

热加工性尚可：可以进行热挤压、热轧。

冷加工性差：由于强度高、硬度大，冷变形（如冷拉、冷弯）非常困难。

切削性能一般：比普通黄铜差，但优于纯铜和高铜合金。

铸造性能良好：常用于砂型铸造、金属型铸造和离心铸造。

其他性能：

导电导热性：远低于纯铜和普通黄铜，但仍保持金属的基本特性。

无磁性。

焊接性：可以焊接，但需采用特定工艺（如氩弧焊），且焊后性能可能不均匀。

三、 典型应用领域

因其“高强度+高耐蚀（尤其耐海水）”的黄金组合，主要应用于苛刻的海洋和工业环境：

船舶与海洋工程：

螺旋桨：大型船舶、军舰、潜艇的螺旋桨首选材料之一。

泵、阀、叶轮：海水泵、循环泵的过流部件。

紧固件、轴套：用于海水环境的轴承、舵承等。

电力与能源：

电站冷凝器管板。

海水淡化装置中的耐蚀部件。

化工工业：

制造耐海水、盐溶液及某些酸性介质腐蚀的泵、阀、容器零部件。

重型机械：

高负载、低速条件下的耐磨齿轮、蜗轮、滑块等。

四、 对应或相似牌号

中国：ZCuZn25Al6Fe3Mn3 (铸造黄铜牌号，成分非常接近，常用于铸造大型部件如螺旋桨)。

国际常见类似合金：

美国：C86300 (锰青铜/高强度黄铜) 系列中的某些牌号，性能取向类似。

欧洲：CuZn25Al5 (CW702R) 等。

日本：C6782 (铝黄铜锻造品)，但具体成分有差异。

总结

HAI60-4-3-1 (HAl60-4-3-1) 是一种通过多元合金化（Al-Fe-Ni-Mn）实现超高强度和卓越耐海水腐蚀的复杂铝黄铜。 它是解决海洋极端环境下“强度与耐蚀性不可兼得”难题的关键材料之一，尤其在大型船舶螺旋桨和关键海工结构件上具有不可替代的地位。其代价是导电性、冷加工性和成本（因含镍）的上升。在选材时，需根据具体的服役环境、力学要求和加工方式综合考虑。