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铬青铜
添加时间：2017-4-18 14:10:57 人气：1593
铬青铜是含0.4％~1.1％Cr的铜合金。铬青铜可以通过淬火-时效或淬火-冷变形-时效处理获得强化。在共晶温度1072℃下，铬在铜中的最大溶解度为0.65％。随温度的降低，固溶度急剧下降，固溶后时效处理析出Cr粒子相。铬的加入，一方面明显提高合金的再结晶温度和热强性；另一方面使铜的导电性略有下降。固溶处理的铬青铜棒导电率为45％IACS，时效处理后上升到80％IACS。时效态铬青铜的软化温度为400℃，是冷加工铜的两倍。
这种合金可在铸造状态和变形状态下使用。Al及Mg作为铬青铜的合金元素添加时，可在Cu-Cr合金表面形成一层薄的、致密的与基体金属结合牢靠的氧化物膜，提高合金的高温抗氧化性能与耐热性，Al及Mg在合金中的含量通常各不大于0.3％。Zr在铬青铜中可与Cr形成固溶于Cu的化合物Cr2Zr，其溶解度随温度的降低而明显减少，使合金的强度、硬度、耐热性有所提高，同时对合金电导率的影响很小。因此铜一铬一锆合金为典型的高强高导铜合金。
铬青铜化学成分，见下表1。
表1 铬青铜化学成分（质量分数，不大于）（％）
|
牌号 |
Cr |
Cu |
杂质 | ||||||||
|
Mg |
Al |
Zr |
Si |
Pb |
P |
Fe |
Ni |
杂质总和 | |||
|
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
编辑物理性能
（1）热学性能
液相线温度：1075~1080℃；
固相线温度:1070~1073℃；
比热容：20℃时为385J/（kg.℃）；
热导率：TBOO状态，20℃时为171W/（m.℃）；TH04状态，20℃时为324W/（m.℃）。
线膨胀系数：QCr0.5合金20~100℃平均线膨胀系数α1=17.64*10-6/℃。
（2）质量特性
QCr0.5合金20℃时密度为8890kg/m3。
（3）电性能
导电率：TBOO状态（固溶态），20℃时为40％IACS；TH04状态（固溶-冷加工-时效态），20℃时为80％IACS。
电阻率：TH04状态（固溶-冷加工-时效态），20℃时为0.0216uΩ.cm。
电阻温度系数：20~100℃为0.0033/℃。
化学性能
耐腐蚀性能：耐蚀性类似纯铜，抗电蚀性能优于纯铜。
抗氧化性能：合金高温抗氧化性能良好，铬青铜高温氧化性能，见下表2。
表2 铬青铜高温氧化性能
|
合金 |
试样在不同温度下平均质量增加值/mg.（cm.h） | |||
|
500℃ |
600℃ |
700℃ |
800℃ | |
|
纯铜 |
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 |
力学性能
表3 C18200、C18400和C18500铬青铜合金典型力学性能
|
状态 |
σb/MPa |
σs/MPa |
δ/％ |
HRB |
|
TB00（固溶处理）
TF00（固溶—时效）
TD04（固溶—冷加工到全硬）
TH04（TD04之后时效）
TF00（固溶—时效）
TF00（固溶—时效）
TH08（固溶—冷加工—时效到弹性）
TB00（固溶处理）
TF00（固溶—时效）
TD04（固溶—冷加工到全硬）
TH04（TD04之后时效）
TH03（固溶—冷加工到3/4硬—时效），冷加工6％
TF00（固溶—时效）
TF00（固溶—时效）
TF00（固溶—时效）
TF00（固溶—时效）
060（软化退火）
TD04（固溶—冷加工到全硬）
TH04（TD04之后时效），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载荷下延伸0.5％；②500℃时效3h；③450℃时效3h。
工艺性能
（1）熔炼与铸造工艺
铬青铜合金通常采用中频感应电炉熔炼。熔池用60％~70％硼砂加30％~40％玻璃组成溶剂覆盖，也可采用煅烧木炭覆盖，采用磷脱氧铜。铬以Cu-Cr中间合金或金属铬形式加入。烟灰覆盖下进行半连续铸造，浇注温度为1300~1360℃。
（2）成形性能
铬青铜合金冷、热加工性能良好，可进行挤压、热轧、锻造（要求锻后进行固溶处理）等热加工，热加工温度为820~930℃，热锻性为锻造黄铜HPb60_280％。固溶、退火或适当拉拔状态下，可进行拉拔、冷轧、镦锻、型锻或弯曲等冷加工。
（3）焊接性能
铬青铜合金能锡焊、银焊和钎焊，易于进行气体保护电弧焊，对散热好焊接部位采用电子．束焊接效果好。熔焊和硬钎焊会降低热处理后材料获得性能，这种焊接通常用于软状态，并随之施以必要热处理。软钎焊性能良好，不推荐氧乙炔焊、保护金属弧焊、电阻点焊和电阻缝焊。
（4）切削加工与磨削性能
铬青铜合金切削加工性为易切削黄铜HPb63-320％。切削时使用含20％铅油矿物油作冷却润滑剂。
热加工及热处理规范
编辑热加工温度范围：800~925℃；
固溶处理：980~1000℃，10~30min，水淬；
时效处理：425~500℃，2~4h，空冷。
主要特点
铬青铜室温及400℃以下具有较高强度和硬度，导电性和导热性好，加工成形性能良好。
主要应用
铬青铜广泛用于电气设备高温导电耐磨零件。主要用途有：电动机整流子、集电环、高温开关、电焊机电极、滚轮、夹持器、以双金属形式使用刹车盘、圆盘及其他要求高导热、导电率、高热强性零部件。
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