QAl10-5-5（铝青铜）

QAl10-5-5 铜合金。这是一种非常重要的铝青铜，以其优异的综合性能而闻名。

首先，请注意牌号表示方法：

旧牌号（GB/T 5231-1985等）：QA110-5-5 或 QAl10-5-5。其中 Q 表示“青铜”，Al 是主加元素“铝”，数字依次表示铝、铁、锰的含量约数。

新牌号（现行标准 GB/T 5231-2012）：对应为 CuAl10Fe5Mn5。这种命名方式更国际化，直接显示了主要合金元素及其平均含量。

一、主要化学成分（按 CuAl10Fe5Mn5 新牌号）

这是多元高强度铝青铜的典型成分，各元素作用明确：

元素

含量范围（约，wt%）

主要作用

铜 (Cu)

余量 (通常 >78%)

基体金属，提供基础的导电、导热性和塑性。

铝 (Al)

9.0 ~ 11.0%

核心合金元素。显著提高强度、硬度、耐蚀性（尤其是抗“脱锌腐蚀”）和耐磨性。含量是达到高强度性能的关键。

铁 (Fe)

4.0 ~ 6.0%

关键强化元素。细化铸造和再结晶晶粒，提高强度、硬度和耐磨性。过高的铁会降低耐蚀性，因此含量需精确控制。

锰 (Mn)

4.0 ~ 6.0%

稳定组织、提高性能均匀性。能提高固溶强化效果，改善热加工性能，并使合金的性能对冷却速度不敏感，确保厚大截面性能一致。

镍 (Ni)

≤ 0.5% (可能微量添加)

进一步提高强度、耐蚀性和热稳定性。

杂质

≤ 1.0% (如 Pb, Si, P 等)

严格控制，以免对热加工性和力学性能产生不利影响。

二、主要性能特点

QAl10-5-5 被誉为“高强度、高耐磨铝青铜”，其性能非常突出：

极高的力学性能：

高强度：抗拉强度可达 ≥ 690 MPa 以上，甚至通过热处理可超过 900 MPa，是普通黄铜和锡青铜的2-3倍。

高硬度：布氏硬度通常在 HB 160 ~ 220 范围内，耐磨性极佳。

良好的韧性：在具有如此高强度的情况下，仍保持一定的塑性和冲击韧性，不是脆性材料。

卓越的耐磨性和抗咬合性：

其摩擦系数低，与钢配对时不易发生“咬死”或“胶合”现象，是制造重载轴承、齿轮、蜗轮、导向套的理想材料。

优异的耐腐蚀性：

表面能形成致密的氧化铝（Al₂O₃）保护膜。

特别耐海水、硫酸、有机酸等介质的腐蚀，耐蚀性远优于大多数铜合金和碳钢，接近不锈钢。

抗空蚀和冲蚀性能也很好。

良好的高温性能与抗疲劳性：

在 400°C 以下能保持较高的强度和硬度，热稳定性好。

疲劳强度高，适合制作承受交变载荷的零件。

其他物理性能：

无磁性：适用于需要防磁的设备。

撞击时不产生火花：是制造防爆工具（如锤、扳手）和在易燃易爆环境（如油气、化工）中使用设备的關鍵材料。

导热导电性：比纯铜差，但仍优于钢铁材料。

工艺性能：

铸造性能良好：流动性好，收缩率低，适合铸造形状复杂、致密度要求高的铸件。

切削加工性较差：硬度高、韧性好，导致其切削难度较大，属于“难加工材料”，需要合适的刀具和工艺。

焊接和热加工有一定难度，需要专用工艺。

三、典型应用领域

基于以上性能，QAl10-5-5 被广泛应用于对强度、耐磨、耐蚀有苛刻要求的领域：

船舶工业：螺旋桨、桨叶、船用泵阀、舵轴承、海水管路配件。

航空航天：高负荷齿轮、轴承衬套、起落架零件。

重型机械：大型轧机轴承、矿山机械的耐磨衬板、齿轮、蜗轮。

化工与海洋工程：泵、阀、法兰、紧固件等耐腐蚀部件。

防爆安全：特种工具（凿子、扳手）、设备零件。

模具工业：用于制造玻璃模具、压铸模具镶块等。

总结

QAl10-5-5（CuAl10Fe5Mn5）是一种以铝、铁、锰为主要合金元素的高强度铝青铜。它完美地结合了极高的强度与硬度、卓越的耐磨和抗咬合性能、以及出色的耐腐蚀性（尤其耐海水腐蚀），同时具备无磁性、冲击无火花等特殊物理性能。虽然加工性稍差，但其综合性能使其成为在恶劣工况（重载、腐蚀、防爆）下不可替代的关键工程材料。

在选材时，如果遇到需要同时满足高负荷、耐磨损、耐腐蚀的工况，QAl10-5-5 是一个非常经典且可靠的选择。