C95400 （铝青铜）百科

C95400 是美国 ASTM 标准中一个非常经典和重要的铝青铜合金牌号。它在工业上应用广泛，以其出色的强度、耐磨性和耐腐蚀性著称。

以下是关于 C95400 铜合金的详细成分和性能介绍：

C95400 铜合金概述

这是一种铸造铝青铜，通常通过砂型铸造、离心铸造或连续铸造生产，也可进行热处理。它的核心优势在于高强度、优异的耐磨性（尤其是在高负载和贫润滑条件下）以及良好的耐腐蚀和耐空蚀性能。常被用作钢铁的替代材料，在更恶劣的工况下使用。

一、 化学成分（ASTM B148标准）

C95400 的典型化学成分范围如下（重量百分比，wt%）：

元素

含量范围 (wt%)

主要作用

铝 (Al)

10.0 - 11.5%

最主要合金元素。 显著提高强度、硬度、耐磨性和耐蚀性。形成致密的氧化铝保护膜。

铁 (Fe)

3.0 - 5.0%

关键元素。 细化晶粒，提高强度、硬度和耐磨性，尤其是抗冲击磨损的能力。过高的铁会降低耐蚀性。

铜 (Cu)

余量

基体元素，保证基本的导电导热性和加工性。

锰 (Mn)

≤ 0.50%

辅助脱氧剂，改善铸造流动性，对机械性能有一定贡献。

镍 (Ni)

≤ 2.0%（可选）

有时添加以提高耐蚀性（特别是抗脱铝腐蚀）和高温强度。

其他杂质

≤ 0.50%（总计）

包括硅、铅、锡、磷等，含量需严格控制以保证性能。

注： 其独特的“铝-铁”组合是性能的关键。铁元素以细小的铁相颗粒均匀分布在铜-铝基体中，极大增强了合金的抗磨粒磨损能力。

二、 主要性能特点

1. 机械性能

C95400 在铸态或热处理后具有卓越的机械性能，远高于普通黄铜和锡青铜。

高强度：

抗拉强度：≥ 620 MPa（经热处理后可达 690 MPa 以上）

屈服强度 (0.2% offset)：≥ 240 MPa（热处理后可达 345 MPa 以上）

延伸率：≥ 12%（在如此高的强度下仍保有良好塑性）

高硬度：

布氏硬度 (HB)：约 170 - 210（铸态），热处理后可达 ≥ 210。

优异的耐磨性：

对金属间摩擦、磨粒磨损和冲击磨损有极佳的抵抗力。其耐磨性可与许多淬火钢相媲美，是青铜家族中的“耐磨之王”之一。

良好的抗疲劳性能：

在高周和低周疲劳载荷下表现良好。

高承载能力：

能承受极高的单位面积载荷，适合重载低速或中速工况。

2. 物理性能

密度： 约 7.45 g/cm³（比钢轻约5%）。

熔点范围： 约 1040 - 1065 °C。

导热系数： 约 59 W/(m·K)（约为纯铜的15%，但仍高于许多钢铁材料）。

导电系数： 约 14% IACS（国际退火铜标准），属于低导电性铜合金。

热膨胀系数： 约 16.2 μm/(m·°C) (20-300°C)。

3. 耐腐蚀性能

总体耐蚀性优异，尤其在大气、淡水、海水和许多化学介质中。

抗空蚀和抗冲蚀性能极佳，常用于水泵、船舶螺旋桨等。

对“脱铝腐蚀”有一定的敏感性（在某些腐蚀环境中，铝元素被选择性溶解），但通过控制铝含量和添加镍可以显著改善。

在碱性溶液、弱酸性溶液和大多数有机酸中表现稳定。

不耐强氧化性酸（如硝酸）。

4. 工艺性能

铸造性能良好，流动性好，收缩率适中，但易氧化，需要良好的熔炼保护。

机加工性能中等（相对于易切削黄铜较差），但优于许多高强钢。建议使用硬质合金刀具，低速大进给。

焊接和钎焊性能尚可，但需要专用焊材和工艺，预热和后热通常必要。

不可通过冷热加工进行塑性成型，主要用于铸件。

三、 热处理

C95400 可以通过淬火+回火（时效） 处理来进一步提高其机械性能：

固溶处理： 加热至约 870°C，保温后水淬。

时效处理： 在 540°C - 650°C 范围内回火数小时。

经过热处理后，强度和硬度得到显著提升，同时保持足够的韧性。

四、 典型应用领域

基于其高强、耐磨、耐蚀的综合性能，C95400 被广泛应用于以下关键部件：

重载轴承和轴套： 齿轮箱、矿山机械、轧机、船舶舵系等承受高负载和冲击的场合。

齿轮和涡轮： 特别是低速重载的传动齿轮、蜗轮。

阀门部件： 阀座、阀板、阀杆等。

泵类部件： 叶轮、衬套、密封环，尤其在海水泵和渣浆泵中。

船舶与海洋工程： 螺旋桨、艉轴套、系船柱、甲板机械部件。

模具与工装： 需要高耐磨性和一定韧性的模具。

结构件： 需要高强度和耐腐蚀的支架、连接件等。

五、 与其他常用铝青铜的简单对比

C95300 (Cu-9Al-2Fe): 铝含量稍低，强度和硬度略低于C95400，但塑性、耐蚀性和抗冲击性更好。

C95500 (Cu-10Al-4Fe-4Ni): 添加了镍，显著提高了耐腐蚀性（尤其是抗脱铝）和高温强度，综合性能更优，成本也更高。

C95800 (Cu-9Al-4Fe-1Ni, 船用铝青铜): 专为船舶螺旋桨设计，优化了耐海水腐蚀和空蚀性能。

总结

C95400铝青铜是一种以高强度、卓越耐磨性和良好耐蚀性为核心优势的铸造铜合金。 它的“铝-铁”组合是其性能的基石，使其在众多高要求、重载、耐磨的工程应用中成为不可替代的关键材料。在选材时，若工况以重载、耐磨为首要考虑，且环境有一定的腐蚀性，C95400是一个非常理想的选择。