QAl10-4-4（铝青铜合金）

QAl10-4-4是一种高强度铝青铜合金，属于中国牌号（GB/T 5231标准）。它在高强度、耐磨性和良好耐腐蚀性方面表现优异，常用于重载、高温和腐蚀环境下的关键部件。

以下是其详细的成分、性能及应用介绍：

一、 化学成分（GB/T 5231）

元素

铝 (Al)

铁 (Fe)

锰 (Mn)

镍 (Ni)

铜 (Cu)

杂质总和

含量 (%)

9.5 - 11.0

3.5 - 5.5

1.5以下（通常微量）

3.5 - 5.5

余量

≤ 1.2

成分特点解读：

铝 (Al)：主要合金元素，形成坚硬的β相，提供基本的强度、硬度和耐腐蚀性（特别是耐海水腐蚀）。

铁 (Fe)：细化晶粒，提高合金的强度、耐磨性和耐热性。铁元素是区别于普通铝青铜（如QA19-4）的关键。

镍 (Ni)：QAl10-4-4的核心元素。镍能显著提高合金的综合性能：

大幅提升强度和韧性。

改善高温性能（抗蠕变、抗高温氧化）。

增强在还原性酸（如稀硫酸、盐酸）中的耐蚀性。

使合金能通过热处理（淬火+回火/时效）进一步强化。

二、 主要性能特点

1.力学性能（典型值）

性能与产品形态（棒材、锻件）和热处理状态密切相关。

抗拉强度 (σb)：≥ 690 MPa（热处理态可达800 MPa以上）

屈服强度 (σ0.2)：≥ 450 MPa（热处理态可达550 MPa以上）

延伸率 (δ)：≥ 4% - 10%

硬度：HB ≥ 170 - 220（热处理态可达HB 250以上）

疲劳强度：良好，适用于承受交变载荷的部件。

冲击韧性：优于许多高强度钢和普通铝青铜。

2.物理性能

密度：约 7.5 g/cm³

熔点：约 1040°C

热导率：较低，约为纯铜的1/5 ~ 1/6。

电导率：较低，约为纯铜的10% - 15%。

热膨胀系数：中等，与钢接近。

3.其他关键性能

优异的耐磨性：特别是抗粘着磨损和微动磨损能力极强，在高负荷、低速条件下表现突出。

出色的耐腐蚀性：

耐大气、海水、盐水腐蚀（是海军装备常用材料）。

耐稀硫酸、磷酸等非氧化性酸腐蚀。

不耐硝酸等强氧化性介质。

良好的高温性能：可在400°C以下长期工作，短期可承受更高温度，强度和抗氧化性优于大多数铜合金。

自润滑性：与钢配副时，摩擦系数较低，运行平稳。

无磁性：适用于需避免磁干扰的场合。

优良的工艺性：可进行铸造、热挤压、锻造和热处理。机加工性能尚可，但比普通黄铜、锡青铜困难。

三、 热处理

QAl10-4-4可通过热处理获得更高性能：

固溶处理（淬火）：加热至约900°C保温后快速冷却（水淬），获得过饱和固溶体。

时效处理（回火）：在约500-600°C回火，析出细小的强化相，显著提高强度、硬度和耐磨性，同时保持一定韧性。

四、 主要应用领域

基于其高强度、耐磨、耐蚀的综合特性，广泛应用于：

航空航天：飞机起落架轴承、齿轮、导向衬套、高强度紧固件。

船舶与海洋工程：螺旋桨、舵承、泵阀、海水管路配件、潜艇部件。

重型机械：大型齿轮、蜗轮、轴套、高压泵零件、轧机轴承。

化工设备：耐腐蚀的泵、阀、叶轮、法兰。

其他：高压阀门、模具、高强度耐磨衬板等。

总结

QAl10-4-4是一种以镍作为关键强化元素的高性能铝青铜。它不是单纯的“铜”，而是一种复合材料级的铜基高强度合金。其核心优势在于：

在强度上可媲美中高强度钢。

在耐磨耐蚀性上远超普通青铜和黄铜。

在综合性能上平衡了强度、韧性、耐蚀和耐磨性，使其成为极端工况下的首选材料之一，但成本也相对较高。

对应国际相近牌号：美国 C63020（UNS编号），欧洲 CuAl10Ni5Fe4（EN标准）。