QSn6.5-0.1（锡青铜合金）

详细解析一下 QSn6.5-0.1 铜合金 的成分、性能和主要应用。

这是一种非常经典的锡磷青铜合金，在中国的牌号体系中，“Q”代表“青铜”，“Sn”是主添加元素锡，“6.5”表示锡的平均含量约为6.5%，“0.1”表示磷的平均含量约为0.1%。它在国际标准中对应的牌号有 C5191（日本）、PB103（欧洲）等。

一、 化学成分

QSn6.5-0.1 的化学成分（按国家标准 GB/T 5231-2012）如下表所示：

元素

含量（质量分数，%）

作用

Sn（锡）

6.0 ~ 7.0

核心合金元素。固溶强化，显著提高合金的强度、硬度、耐磨性和弹性极限。含量是“6.5”的由来。

P（磷）

0.10 ~ 0.25

关键合金元素。作为脱氧剂，提高熔铸质量；形成硬质颗粒（Cu₃P），极大地提高合金的耐磨性、弹性、疲劳强度和硬度。含量是“0.1”的由来。

Cu（铜）

余量

基体金属。

杂质

≤ 0.1（单个）

包括Fe、Pb、Sb、Si、Al等，严格控制以保证材料性能的纯净和稳定。

总计

≤ 0.3

所有杂质元素的总和。

成分特点： 高锡 + 微量磷。这个组合是它优异性能的根源。锡大量固溶于铜中产生强化，磷则进一步脱氧并形成弥散分布的硬质相，综合提升了机械性能。

二、 主要性能特点

QSn6.5-0.1 的性能是其成分的直接体现，优点非常突出：

极高的弹性极限和疲劳强度

这是它最核心的优点。在所有铜合金中，其弹性性能名列前茅。制成的弹性元件在长期、反复的应力作用下不易发生永久变形（松弛）或断裂。

优异的耐磨性和减摩性

磷形成的硬质相（Cu₃P）均匀分布在较软的铜基体中，形成了理想的“硬-软”组合摩擦副。硬质点承受载荷、抵抗磨损，软基体则能储存润滑剂，因此耐磨损性能极佳。

良好的力学性能

通过冷加工（如轧制、拉拔）和后续的热处理（去应力退火或时效），可以获得高强度和高硬度的结合。

典型力学性能范围（以硬态为例）：

抗拉强度 (Rm)： ≥ 540 MPa

屈服强度 (Rp0.2)： ≥ 450 MPa

延伸率 (A)： ≥ 8%

维氏硬度 (HV)： 170 - 220

适中的导电导热性

导电率约为 10-15% IACS（国际退火铜标准），远低于纯铜，但高于不锈钢等材料。导热性也较好，有助于散热。

良好的耐腐蚀性

对大气、海水、淡水以及非氧化性酸（如盐酸、醋酸）有良好的抵抗能力。在工业大气和海洋环境中性能稳定。

优良的工艺性能

冷加工性能极好：非常适合进行冲压、弯曲、拉伸等冷成型操作。

切削性能尚可：属于易切削铜合金（如HPb59-1）之下，但优于纯铜和许多其他青铜。磷化物的存在对刀具有一定磨损。

焊接和钎焊性能一般：可使用软钎焊、硬钎焊，但锡的偏析可能影响焊缝性能。一般不推荐熔焊。

无磁性、耐低温、无火花

这些特性使其适用于特殊环境，如精密仪器仪表、低温工程、易燃易爆场合。

三、 主要缺点

对过热蒸汽和氧化性酸（如硝酸）的耐蚀性差。

热加工困难，高温下易产生“锡汗”（锡偏析）和热脆性，因此通常只进行冷加工。

原材料成本较高，因为含有价格较贵的锡。

四、 供应状态与典型应用

供应状态： 主要提供带材、箔材、板材、线材和棒材。常见状态有：

硬态 (H)： 高强度、高弹性，用于弹簧件。

半硬态 (1/2H)： 强度与成型性的平衡。

软态 (M)： 易于进行复杂冷成型，成型后可热处理强化。

典型应用领域：

高端弹性元件： 这是其最主要的用途。

电器工业： 高级接插件、开关触点、继电器弹簧、膜片、簧片。

仪表工业： 精密仪表的张丝、游丝、弹簧片、膜盒。

机械工业： 各种耐疲劳、高精度的螺旋弹簧、片簧、碟簧。

耐磨零部件：

轴承、轴套、齿轮、涡轮、摩擦片（尤其是在高速、高压下工作的耐磨件）。

抗磁元件：

用于电工、电子设备中需要避免磁场干扰的零件。

其他：

纺织机械的耐磨零件、造纸机的脱水元件、焊接机的电极轮、医疗器械等。

总结

QSn6.5-0.1 是一种以卓越的弹性、耐磨性和疲劳强度为核心优势的高性能锡磷青铜。 它在需要长期可靠工作、承受循环载荷的精密机电元件领域扮演着不可替代的角色。虽然成本较高且热加工性差，但其无与伦比的综合机械性能使其在高端工业应用中备受青睐。在选择时，应根据具体应用对弹性、强度、成型性和成本的综合要求，来匹配合适的供应状态（硬态、半硬态等）。