HMn57-3-1（锰黄铜合金）

概述

HMn57-3-1是中国国家标准（GB/T 5231）中的一种高强度、高耐蚀性锰黄铜。它以锌为主要合金元素，通过添加锰和少量铁来显著提高强度、硬度及在海水和蒸汽环境中的耐腐蚀性能，是一种应用非常广泛的结构材料。

一、化学成分 (GB/T 5231-2012)

元素

含量 (%)

主要作用

Cu

55.0 - 58.5

基体元素，保证基本的导电导热性和耐蚀性。

Mn

2.5 - 3.5

关键合金元素。显著提高强度、硬度和对海水、氯化物的耐腐蚀性。

Fe

0.5 - 1.5

细化晶粒，提高再结晶温度，增强耐磨性和抗蠕变能力。

Zn

余量

最主要的合金元素，降低成本，提高强度和铸造性能。

杂质

≤ 1.2 (Pb≤0.2, Al≤0.5等)

严格控制杂质含量，保证材料性能。

牌号解读： HMn57-3-1 可以理解为：H（黄铜），Mn（含锰），57（平均铜含量约57%），3（平均锰含量约3%），1（平均铁含量约1%）。

二、主要性能特点

1. 力学性能

高强度、高硬度：由于锰和铁的固溶强化及细晶强化作用，其强度和硬度远高于普通黄铜（如H62）。

良好的塑性：在热态下具有良好的塑性，适合进行热压加工（如热轧、热锻）。

优异的耐磨性：高硬度与铁元素的加入使其具有良好的耐磨和抗划伤能力。

典型力学性能值 (参考)：

抗拉强度 (Rm)：≥ 490 MPa

屈服强度 (Rp0.2)：≥ 165 MPa

延伸率 (A)：≥ 15%

布氏硬度 (HBW)：≥ 160

2. 物理与化学性能

耐腐蚀性优异：对海水、氯化物溶液、过热蒸汽具有出色的耐蚀性，其耐海水腐蚀性能远优于大多数普通铜合金。抗“脱锌腐蚀”能力也较强。

切削性能一般：由于强度高、韧性好，其切削加工性能不如含铅黄铜（如HPb59-1），但尚可接受。

焊接性能良好：可以进行钎焊、电阻焊和气体保护焊，但熔焊相对困难。

导电导热性：比纯铜或低合金黄铜差，但仍保持一定的导电导热性。

三、应用领域

由于其“高强度 + 耐海水腐蚀”的核心特性，HMn57-3-1主要应用于以下领域：

船舶与海洋工程：

关键应用领域。用于制造螺旋桨、桨叶、船用泵的叶轮和轴套、海水管路阀门、船舶配件等。

阀门与泵业：

制造耐腐蚀、耐磨损的阀杆、阀芯、阀座、泵壳体等，尤其适用于化工、海水淡化、电力行业的循环水系统。

重型机械与耐磨部件：

制造需要高强度和耐磨性的衬套、轴承、齿轮、蜗轮等。

热交换器：

用于工作环境为海水或腐蚀性介质的热交换器管板和外壳。

四、常见形态与加工

常用形态：棒材、板材、管材、线材、锻件。

主要加工方式：热加工（热轧、热锻） 是其首选的成型方式。冷加工也可进行，但变形抗力大。

五、优缺点总结

优点

缺点 / 注意事项

✅ 强度高、硬度大

❌ 切削性能相对较差（相比易切削黄铜）

✅ 优异的耐海水腐蚀性

❌ 成本高于普通黄铜（因含Mn、Fe）

✅ 良好的耐磨性和抗蠕变性

❌ 导电导热性相对较低

✅ 在热态下塑性好，易于热成型

❌ 可能存在应力腐蚀倾向，重要零件需去应力退火

总而言之，HMn57-3-1是一种以牺牲部分加工性和导电性为代价，换取极高强度和卓越耐海水腐蚀性能的“工程级”黄铜。 它在要求苛刻的海洋、化工和重载机械环境中是不可或缺的关键材料。