C17200（铍青铜）

C17200是美国ASTM标准的牌号，它是铍青铜家族中最经典、应用最广泛的合金之一。在中国对应的牌号为 QBe2（旧标）或 QBe1.9（新标）。

一、 化学成分

C17200是一种典型的沉淀硬化型铜合金，其成分特点是低含量铍加上少量钴或镍作为第三元素。

元素

含量（重量百分比，%）

作用

铍 (Be)

1.80 ~ 2.00

核心合金元素。通过固溶和时效处理形成弥散分布的γ相，产生强烈的沉淀硬化效果，是获得超高强度的关键。

钴 (Co) 或 镍 (Ni)

0.20 ~ 0.25 (Co)

改良剂。与多余的铍形成化合物，抑制过时效，细化晶粒，提高时效稳定性和强度均匀性。通常用钴，也有含镍的变种。

铜 (Cu)

余量

基体，提供基本的导电、导热和塑性。

杂质 (Fe, Si, Al, Pb等)

≤ 0.5

严格控制，防止对性能产生不利影响。

注： 有时会添加微量的 硅 (Si) 或 镁 (Mg) 以进一步改善性能。

二、 主要性能特点

C17200的性能非常独特，被誉为“有色金属的弹性之王”。其性能高度依赖于热处理状态。

1. 热处理状态与机械性能

合金经历“固溶处理 + 冷加工 + 时效处理”来获得最佳性能。

固溶态 (O态)： 软态，强度低，塑性极好，易于进行冷加工或成形。

时效态 (TH04, TH01等)： 通过低温时效（约300-320°C，2-4小时），析出强化相，达到峰值性能。

典型机械性能 (时效后)：

抗拉强度 (σb)： 1100 ~ 1400 MPa （可与高强度钢媲美）

屈服强度 (σ0.2)： 1000 ~ 1200 MPa

伸长率 (δ)： 2% ~ 10% （取决于冷加工程度）

硬度： HRC 36 ~ 42 （约HV 370-420）

弹性极限高，弹性滞后小： 这是其作为优秀弹性材料的核心。

2. 物理与化学性能

导电/导热性： 约为纯铜的 20-25% （IACS）。在拥有超高强度的金属中，这个导电率已经非常出色，远高于钢和不锈钢。

无磁性： 不产生磁干扰，也不受磁场影响。

耐磨性： 极佳，特别适合做轴承、齿轮等耐磨件。

耐疲劳性： 非常好，抗应力松弛能力强，适合制作长期受力的弹簧。

耐腐蚀性： 在大气、海水、油类及许多化学介质中，耐腐蚀性能与纯铜相似。不耐氨及酸性环境。

低温性能： 在低温下强度和塑性不降反升。

加工性： 固溶态下成形性良好；硬化后切削加工性尚可，但磨削性好。

可焊接性： 良好，可采用钎焊、电阻焊、电子束焊等。焊接后需重新固溶时效以恢复性能。

三、 突出优点与缺点

优点：

极高的强度、硬度和疲劳强度。

优异的弹性性能（弹性模量约128 GPa），弹性滞后小，弹力精准。

良好的导电性和导热性。

出色的耐磨性和抗咬合性。

无磁性、耐腐蚀、耐低温。

在撞击时不产生火花（安全特性）。

缺点：

成本高昂： 铍是稀有、昂贵的金属。

工艺复杂： 必须通过严格的热处理才能获得最佳性能。

潜在健康风险： 铍及其化合物有毒（特别是粉尘和烟雾），吸入可能导致慢性铍病。加工（如打磨、焊接、熔炼）时必须采取严格的防护措施。

塑性相对较低（在峰值强度状态下）。

四、 典型应用领域

基于其“高强度+高导电+高弹性”的组合，C17200广泛应用于高端工业领域：

关键弹性元件： 高级弹簧（如膜盒弹簧、精密仪器弹簧）、波纹管、继电器触点簧片。

模具： 塑料注射成型模具（镶件）、吹塑模具、压铸模具镶件（因其高强度、高导热和耐磨性）。

耐磨件： 轴承、衬套、齿轮、泵部件、阀座。

安全工具： 无火花工具（用于石油、化工、矿山等易燃易爆环境）。

航空航天： 飞机轴承、起落架部件、导航系统弹簧。

电子电信： 连接器、开关触点、继电器。

五、 常见牌号对照与相关合金

中国： QBe2 (旧标 GB/T 5231)， QBe1.9 (新标)

美国： C17200, Alloy 25

日本： C1720

欧洲： CuBe2

相关合金：

C17000 (QBe1.7)： 铍含量略低，导电性更好（~22% IACS），强度略低。

C17300 (QBe1.9+Pb)： 添加铅以改善切削加工性。

C17500 (CuCo2Be)： 高钴（约2.5%）低铍（约0.5%），强度和硬度较低，但导电率极高（~45% IACS），用于要求高导电和高强度的场合。

总结

C17200（铍青铜）是一种通过沉淀硬化获得超高强度、高弹性、同时兼具良好导电导热性的高端铜合金。 它在需要承受高应力、高疲劳载荷，同时又要求无磁性、耐腐蚀或良好导电性的精密工程领域是不可替代的关键材料，但其高昂的成本和加工要求限制了其应用范围。使用和加工时务必注意其铍元素的毒性，做好安全防护。