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鉻青銅
添加時間：2017/4/18 14:10:57 人氣：1819
鉻青銅是含0.4％~1.1％Cr的銅合金。鉻青銅可以通過淬火-時效或淬火-冷變形-時效處理獲得強化。在共晶溫度1072℃下，鉻在銅中的最大溶解度為0.65％。隨溫度的降低，固溶度急劇下降，固溶后時效處理析出Cr粒子相。鉻的加入，一方面明顯提高合金的再結晶溫度和熱強性；另一方面使銅的導電性略有下降。固溶處理的鉻青銅棒導電率為45％IACS，時效處理后上升到80％IACS。時效態鉻青銅的軟化溫度為400℃，是冷加工銅的兩倍。
這種合金可在鑄造狀態和變形狀態下使用。Al及Mg作為鉻青銅的合金元素添加時，可在Cu-Cr合金表面形成一層薄的、致密的與基體金屬結合牢靠的氧化物膜，提高合金的高溫抗氧化性能與耐熱性，Al及Mg在合金中的含量通常各不大于0.3％。Zr在鉻青銅中可與Cr形成固溶于Cu的化合物Cr2Zr，其溶解度隨溫度的降低而明顯減少，使合金的強度、硬度、耐熱性有所提高，同時對合金電導率的影響很小。因此銅一鉻一鋯合金為典型的高強高導銅合金。
鉻青銅化學成分，見下表1。
表1 鉻青銅化學成分（質量分數，不大于）（％）
|
牌號 |
Cr |
Cu |
雜質 | ||||||||
|
Mg |
Al |
Zr |
Si |
Pb |
P |
Fe |
Ni |
雜質總和 | |||
|
QCr0.5 |
0.4~l.1 |
余量 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
0.1 |
0.05 |
0.5 |
|
QCr0.5-0.2-0.1 |
0.4~l.0 |
余量 |
0.1~0.25 |
0.1-0.25 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
0.5 |
|
QCr0.6-0.4-0.05 |
0.4~0.8 |
余量 |
0.04~0.08 |
-- |
0.3~0.6 |
0.05 |
-- |
0.01 |
0.05 |
-- |
0.5 |
|
C18150 |
0.5~1.5 |
余量 |
-- |
-- |
0.05~0.25 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
Cl8200 |
0.6~1.2 |
余量 |
-- |
-- |
-- |
0.10 |
0.05 |
-- |
0.10 |
-- |
0.5 |
|
C18400 |
0.40~1.2 |
余量 |
-- |
-- |
-- |
0.10 |
-- |
0.05 |
0.15 |
-- |
0.5 |
|
C18500 |
0.40~1.0 |
余量 |
-- |
-- |
-- |
-- |
0.015 |
0.04 |
-- |
-- |
-- |
性能
編輯物理性能
（1）熱學性能
液相線溫度：1075~1080℃；
固相線溫度:1070~1073℃；
比熱容：20℃時為385J/（kg.℃）；
熱導率：TBOO狀態，20℃時為171W/（m.℃）；TH04狀態，20℃時為324W/（m.℃）。
線膨脹系數：QCr0.5合金20~100℃平均線膨脹系數α1=17.64*10-6/℃。
（2）質量特性
QCr0.5合金20℃時密度為8890kg/m3。
（3）電性能
導電率：TBOO狀態（固溶態），20℃時為40％IACS；TH04狀態（固溶-冷加工-時效態），20℃時為80％IACS。
電阻率：TH04狀態（固溶-冷加工-時效態），20℃時為0.0216uΩ.cm。
電阻溫度系數：20~100℃為0.0033/℃。
化學性能
耐腐蝕性能：耐蝕性類似純銅，抗電蝕性能優于純銅。
抗氧化性能：合金高溫抗氧化性能良好，鉻青銅高溫氧化性能，見下表2。
表2 鉻青銅高溫氧化性能
|
合金 |
試樣在不同溫度下平均質量增加值/mg.（cm.h） | |||
|
500℃ |
600℃ |
700℃ |
800℃ | |
|
純銅 |
0.58 |
1.40 |
2.47 |
4.5 |
|
QCr0.5 |
0.5 |
0.7 |
2.04 |
4.0 |
|
QCr0.5-0.2-0.1 |
0.23 |
0.57 |
0.8 |
1.21 |
力學性能
表3 C18200、C18400和C18500鉻青銅合金典型力學性能
|
狀態 |
σb/MPa |
σs/MPa |
δ/％ |
HRB |
|
TB00（固溶處理）
TF00（固溶—時效）
TD04（固溶—冷加工到全硬）
TH04（TD04之后時效）
TF00（固溶—時效）
TF00（固溶—時效）
TH08（固溶—冷加工—時效到彈性）
TB00（固溶處理）
TF00（固溶—時效）
TD04（固溶—冷加工到全硬）
TH04（TD04之后時效）
TH03（固溶—冷加工到3/4硬—時效），冷加工6％
TF00（固溶—時效）
TF00（固溶—時效）
TF00（固溶—時效）
TF00（固溶—時效）
060（軟化退火）
TD04（固溶—冷加工到全硬）
TH04（TD04之后時效），冷加工28％ |
235 350 365 460 400 385 510 595 310 485 395 530 530 495 485 450 380 375 405 475 |
130 250 350 405 290 275 505 530 97 380 385 450 460 450 450 380 295 105 395 435 |
40 22 6 14 25 30 5 14 40 21 11 16 19 18 18 18 25 50 21 26 |
16 59 66 79 70 68 - - - 70 65 82 83 80 75 70 68 59 67 84 |
①載荷下延伸0.5％；②500℃時效3h；③450℃時效3h。
工藝性能
（1）熔煉與鑄造工藝
鉻青銅合金通常采用中頻感應電爐熔煉。熔池用60％~70％硼砂加30％~40％玻璃組成溶劑覆蓋，也可采用煅燒木炭覆蓋，采用磷脫氧銅。鉻以Cu-Cr中間合金或金屬鉻形式加入。煙灰覆蓋下進行半連續鑄造，澆注溫度為1300~1360℃。
（2）成形性能
鉻青銅合金冷、熱加工性能良好，可進行擠壓、熱軋、鍛造（要求鍛后進行固溶處理）等熱加工，熱加工溫度為820~930℃，熱鍛性為鍛造黃銅HPb60_280％。固溶、退火或適當拉拔狀態下，可進行拉拔、冷軋、鐓鍛、型鍛或彎曲等冷加工。
（3）焊接性能
鉻青銅合金能錫焊、銀焊和釬焊，易于進行氣體保護電弧焊，對散熱好焊接部位采用電子．束焊接效果好。熔焊和硬釬焊會降低熱處理后材料獲得性能，這種焊接通常用于軟狀態，并隨之施以必要熱處理。軟釬焊性能良好，不推薦氧乙炔焊、保護金屬弧焊、電阻點焊和電阻縫焊。
（4）切削加工與磨削性能
鉻青銅合金切削加工性為易切削黃銅HPb63-320％。切削時使用含20％鉛油礦物油作冷卻潤滑劑。
熱加工及熱處理規范
編輯熱加工溫度范圍：800~925℃；
固溶處理：980~1000℃，10~30min，水淬；
時效處理：425~500℃，2~4h，空冷。
主要特點
鉻青銅室溫及400℃以下具有較高強度和硬度，導電性和導熱性好，加工成形性能良好。
主要應用
鉻青銅廣泛用于電氣設備高溫導電耐磨零件。主要用途有：電動機整流子、集電環、高溫開關、電焊機電極、滾輪、夾持器、以雙金屬形式使用剎車盤、圓盤及其他要求高導熱、導電率、高熱強性零部件。
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