白铜是以铜为基体,添加镍、锌、锰等其他金属元素形成的合金,因其独特的银白色外观和优异的耐腐蚀性、力学性能,在多个领域广泛应用。根据添加元素和性能特点,白铜主要分为以下四大类:
一、普通白铜(铜镍二元合金)
定义:以铜和镍为主要成分的二元合金,镍含量通常在5%-30%之间。
特点:
耐腐蚀性:在海水、淡水及大气环境中表现优异,耐蚀性随镍含量增加而增强。
力学性能:强度、硬度随镍含量升高而提升,塑性良好,易于加工成型。
热学性能:热导率较高,适合热交换器等需要高效传热的场景。
典型牌号与用途:
B5(镍5%):用于制造冷凝器、蒸馏器等耐蚀部件。
B19(镍19%):船舶螺旋桨、海洋平台连接件,抵御海水腐蚀。
B30(镍30%):化工设备、电力行业的换热器、蒸馏装置,适应高温高压环境。
二、特殊白铜(添加第三元素的多元合金)
定义:在铜镍二元合金基础上添加锌、锰、铁、铝等元素,形成三元或多元合金,以改善特定性能。
特点:
综合性能提升:通过元素协同作用,增强耐蚀性、强度、硬度或加工性能。
成本优化:部分元素(如锰、铁)可替代部分镍,降低材料成本。
典型牌号与用途:
铁白铜(如BFe30-1-1):
成分:铜+镍30%+铁1%+锰1%。
性能:耐流动海水腐蚀性极佳,抗冲刷能力强。
用途:船舶冷凝器、海洋平台管路、化工设备耐蚀部件。
锰白铜(如BMn40-1.5):
成分:铜+镍40%+锰1.5%。
性能:电阻温度系数低,热电势稳定性高。
用途:精密电阻元件、热电偶补偿导线。
锌白铜(如BZn18-18):
成分:铜+镍18%+锌18%。
性能:色泽美观,耐蚀性优异,加工性能好。
用途:装饰品、乐器、精密仪器零件。
三、工业白铜(按用途分类的合金)
定义:根据工业应用需求设计的白铜合金,强调特定性能(如耐蚀性、强度、导电性)。
特点:
性能定制化:通过调整成分比例,满足不同行业对材料性能的差异化需求。
应用针对性强:直接对应船舶、化工、电力等领域的具体工况。
典型牌号与用途:
船舶用白铜:
BFe10-1-1:镍10%+铁1%+锰1%,耐海水腐蚀,用于船舶冷凝器。
BFe30-1-1:镍30%+铁1%+锰1%,高强度耐蚀,用于螺旋桨、管路。
化工用白铜:
B19:镍19%,耐酸碱腐蚀,用于反应器、换热器。
BMn40-1.5:镍40%+锰1.5%,耐化学介质腐蚀,用于化工管道。
电力用白铜:
B30:镍30%,高温稳定性好,用于蒸馏装置、蒸发器。
BZn15-20:镍15%+锌20%,导电性优异,用于电气连接件。
四、按镍含量分类的白铜
定义:根据镍含量高低划分,镍含量直接影响合金的耐蚀性、强度和成本。
特点:
低镍白铜(镍<10%):成本较低,耐蚀性适中,适用于一般腐蚀环境。
中镍白铜(镍10%-20%):平衡耐蚀性与成本,广泛用于船舶、化工领域。
高镍白铜(镍>20%):耐蚀性极佳,强度高,但成本较高,用于高端应用。
典型牌号与用途:
低镍白铜(如B5):镍5%,用于淡水冷凝器、装饰品。
中镍白铜(如B19):镍19%,船舶螺旋桨、化工设备。
高镍白铜(如B30):镍30%,海洋平台、电力行业高温部件。
1、复杂白铜
加有锰、铁、锌、铝等元素的白铜合金称复杂白铜(即三元以上的白铜),包括铁白铜、锰白铜、锌白铜和铝白铜等。在复杂白铜中,第二个主要元素符号及铜含量以外的成分数字组表示各种元素的含量。如BMn3-12表示镍含量约为3%,锰含量约为12%。复杂白铜有4个型号:
①铁白铜:型号有BFe5-1.5(Fe)-0.5(Mn)、Bfe10-1(Fe)-1(Mn)、Bfe30-1(Fe)-1(Mn)。铁白铜中铁的加入量不超过2%以防腐蚀开裂,其特点是强度高,抗腐蚀特别是抗流动海水腐蚀的能力可明显提高。
②锰白铜:型号有BMn3-12、BMn4.0-1.5、BMn43-0.5。锰白铜具有低的电阻温度系数,可在较宽的温度范围内使用,耐腐蚀性好,还具有良好的加工性。
③锌白铜:型号有BZn18-18、BZn18-26、BZn18-18、BZn15-12(Zn)-1.8(Pb)、BZn15-24(Zn)-1.5(Pb)。锌白铜具有优良的综合机械性能,耐腐蚀性优异、冷热加工成型性好,易切削,可制成线材、棒材和板材,用于制造仪器、仪表、医疗器械、日用品和通讯等领域的精密零件。
④铝白铜:型号有Bal13-3、Bal16-1.5。是以铜镍合金为基加入铝形成的合金,密度为8.54—0.3。合金性能与合金中镍量和铝量的比例有关,当Ni:Al=10:1时,合金性能最好。常用的铝白铜有Cu6Ni1.5Al,Cul3Ni3Al等,主要用于造船、电力、化工等工业部门中各种高强耐蚀件。
2、普通白铜
铜镍二元合金(即二元白铜)称为普通白铜。在普通白铜中,字母B表示加镍的含量,如:B5表示镍含量为约5%,其余约为铜含量。型号有B0.6、B19、B25、B30。
3、工业白铜
工业用白铜分为结构白铜和精密电阻合金用白铜(电工白铜)两大类。
(1)结构白铜:
结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好,色泽美观。结构白铜中,最常用的是B30、B10和锌白铜。另外,还有铝白铜、铁白铜和铌白铜等。B30在白铜中耐蚀性最强,但价格较贵。铝白铜的性能同B30接近,价格低廉,可作B30的代用品。锌白铜于15世纪时就已在中国生产使用,被称为“中国银”,所谓镍银或德银也属此类锌白铜。锌能大量固溶于铜镍之中,产生固溶强化作用,且抗腐蚀。锌白铜加铅以后能顺利的切削加工成各种精密零件,故广泛使用于仪器仪表及医疗器件中。这种合金具有高的强度和耐蚀性,弹性也较好,外表美观,价格低廉。铝白铜中的铝能显著提高合金的强度及耐蚀性,其析出物还可产生沉淀硬化作用。结构白铜广泛用于制造精密机械、化工机械和船舶构件。
(2)精密电阻合金用白铜(电工白铜):
精密电阻合金用白铜(电工白铜)有良好的热电性能。BMn3-12锰铜、BMn40-1.5康铜、BMn43-0.5考铜以及以锰代镍的新康铜(又称无镍锰白铜,含锰10.8~12.5%、铝2.5~4.5%、铁1.0~1.6%)是含锰量不同的锰白铜。锰白铜是一种精密电阻合金。这类合金具有高的电阻率和低的电阻率温度系数,适于制作标准电阻元件和精密电阻元件。是制造精密电工仪器、变阻器、仪表、精密电阻、应变片等用的材料。康铜和考铜的热电势高,还可用作热电偶和补偿导线。