QAl9-2（铝青铜合金）

QAl9-2 是一种常用的铝青铜合金，属于高强度、耐磨、耐蚀的铜合金。以下是对其成分、性能、标准及应用的详细说明。

1. 牌号与标准

中国牌号：QAl9-2

“Q” 表示青铜（“青”字拼音首字母）。

“Al” 表示主添加元素为铝。

“9” 表示铝的平均名义含量约为 9%。

“2” 表示其他重要合金元素（锰）的平均名义含量约为 2%。

对应标准：主要执行中国国家标准 GB/T 5231-2012《加工铜及铜合金牌号和化学成分》。

相近国外牌号：

美国（ASTM）：C61900（成分略有差异）

欧盟（EN）：CuAl9Mn2（CW307G）

2. 化学成分（GB/T 5231-2012）

主要成分范围（质量分数，%）：

元素

铜 Cu

铝 Al

锰 Mn

铁 Fe

杂质总和

含量

余量

8.0~10.0

1.5~2.5

≤ 1.0

≤ 1.0

关键元素作用：

铝（Al）：主要强化元素。形成固溶体，显著提高合金的强度、硬度、耐蚀性（尤其在大气、海水、弱酸中）和抗高温氧化性。

锰（Mn）：提高合金的强度、弹性，改善工艺性能（热态和冷态压力加工性能），并增强对还原性酸的耐蚀性。

铁（Fe）：少量铁可细化晶粒，提高再结晶温度，增强耐磨性和力学性能。但含量过高会降低耐蚀性。

3. 主要性能特点

QAl9-2 是一种可热处理强化的变形铝青铜，综合性能优异。

a) 力学性能（以棒材/板材为例，典型值）

抗拉强度（σb）：

软态（退火）：≥ 440 MPa

硬态（加工硬化）：≥ 640 MPa

固溶+时效态：可达到 600-800 MPa 以上

屈服强度（σ0.2）：软态 ≥ 180 MPa；硬态更高。

延伸率（δ）：

软态：≥ 20% （塑性良好）

硬态：≥ 5%

硬度（HB）：

软态：约 90~120 HB

硬态：约 150~180 HB

时效态：可超过 200 HB

疲劳强度和弹性：均优于普通黄铜和锡青铜。

b) 物理性能

密度：约 7.6 g/cm³（比纯铜低）。

导电导热性：较低，约为纯铜的 15%~20%，属于高电阻合金。

熔点：约 1040~1060℃。

线膨胀系数：较低，热稳定性好。

无磁性：在低温下也不具有磁性。

c) 化学与耐蚀性能

出色的耐腐蚀性：在大气、海水、盐水、碱性溶液、弱有机酸（如柠檬酸、醋酸）以及大多数中性盐溶液中，耐蚀性接近甚至优于纯铜和不锈钢。

抗应力腐蚀开裂：优于许多黄铜。

耐冲刷腐蚀和空蚀：特别适用于高速流动的海水环境。

缺点：在高温高压蒸汽和强酸（如盐酸、硫酸）中耐蚀性较差。

d) 工艺性能

热加工性：优良，非常适合在 750~850℃ 范围内进行热轧、热锻。

冷加工性：退火态下良好，可以进行冷轧、拉拔、弯曲等。但加工硬化速率较快，中间需要退火。

可焊性：良好，可采用氩弧焊、钎焊等方法，但比纯铜难焊。

切削加工性：中等（约为易切削黄铜的20%），比纯铜好，但不如铅黄铜。刀具需锋利。

铸造性：虽然主要用于变形加工，但也具有一定的铸造性能。

4. 热处理

QAl9-2 可通过热处理（固溶+时效）进一步提高强度、硬度和弹性。

固溶处理：加热至 800~850℃，保温后快速水淬，得到过饱和固溶体。

时效处理：在 350~450℃ 保温数小时，析出强化相，显著提升力学性能。

5. 典型应用

凭借其高强度、高耐磨、耐海水腐蚀和抗疲劳的特性，QAl9-2 被广泛应用于要求苛刻的领域：

船舶与海洋工程：螺旋桨、泵阀、海水管路配件、船舶轴承、舵系零件、海上平台紧固件。

机械制造：

高负荷、高耐磨的齿轮、轴套、蜗轮、导向件、摇臂衬套。

需耐腐蚀的弹簧和弹性元件。

化工与石油：耐腐蚀的泵、阀、法兰、热交换器部件。

航空航天：某些要求高强度、耐腐蚀、无磁性的结构件和紧固件。

电气工业：高强度、高弹性的导电弹簧、开关触桥、电阻焊电极。

其他：制造无火花工具（用于易燃易爆环境）、模具材料等。

总结对比

特性

QAl9-2 铝青铜

核心优势

高强度、高耐磨、优异的海水耐蚀性、良好的热加工性

力学性能

高强度、高硬度、良好塑性（退火态）、优良抗疲劳性

耐蚀性

极佳（大气、海水、碱性介质）

导电性

低（高电阻合金）

工艺性

热加工性极佳，冷加工性良好，可焊性尚可，切削性中等

典型状态

软态（M）、硬态（Y）、时效态（TF）

主要竞争材料

锡青铜（如QSn6.5-0.1，弹性更好但强度较低）、不锈钢（如316L，成本可能更低但耐磨性不同）、其他高强铝青铜（如QAl9-4，含铁更高更耐磨）

选择建议：当您的应用环境涉及海水腐蚀、高负荷磨损、需要较高强度和一定弹性，且对导电性要求不高时，QAl9-2是一个非常经典且可靠的选择。对于具体选型和状态（软态、硬态、热处理态），需根据零件的最终使用工况（受力、磨损、装配）来确定。