[发明专利]管用耐蚀多元铝青铜合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜合金，尤其涉及一种管用耐蚀多元铝青铜合金材料，属于有色金属技术领域。

背景技术

铝青铜合金具有优异的物理化学性能、机械性能、耐腐蚀耐磨性能，是一类综合性能优良的工程材料，在民用、军用工业中占有非常重要的地位，被广泛应用于机械工业、船舶和海洋工业、家电工业、石化工业、电气工业及建筑工业等场合中工作的结构零件、耐磨件及耐腐蚀件等。

目前世界各国用于冷凝器的耐腐蚀材料一直采用加As锡黄铜、加As铝黄铜以及含10％和30％镍的白铜，也有使用钛合金和不锈钢等。

随着海水水质的不断恶化，现有的冷凝器的耐腐蚀材料不能完全满足要求，如现用铜合金存在着强度偏低、耐冲刷腐蚀性能较差的缺点，而钛合金和不锈钢则存在着海洋生物污染严重的问题。另外，海水淡化设备、船舶和滨海电厂对高强耐蚀性能好的铜管一直存在着迫切的要求。目前我国已开发出加Al的HSn70-1A-0.05锡黄铜，加Ni和B的HAl77-2A-0.5铝黄铜等，同时也开发出了污染的淡水发电厂用的HSn-70-1B合金。美国Olin公司开发出Zn(25～35wt％)-Ni(2.5～3.5wt％)-As(0.03～0.06wt％)余量为铜的含镍含砷的黄铜。日本开发出Zn(10～40wt％)-P(0.005～0.07wt％)-Sn(0.05～1.0wt％)-Al(0.05～1.0wt％)-As(0.005～1.0wt％)-Sb(0.005～1.0wt％)的铜合金，添加B、Ni、Co、Cr、Mn、Te、In、Be、Ti中的一种或几种元素，其添加总量为0.005～2.0wt％，余量为铜。波兰有色金属研究院开发出了Ni、Cr、Mn改善的铝黄铜。

上述公开的铜合金，虽然能适应一定的工作环境，但就合金耐海水腐蚀、耐冲刷腐蚀来说，仍存在着一些问题。例如，锡黄铜和铝黄铜存在强度偏低、耐冲刷腐蚀性能较差的问题，这就限制了海水在冷凝器中的流速要在3m/s以下使用，大大降低了设备的效率。

而目前在海水环境中使用的管束材料主要有铝黄铜(典型代表是：C68700，其成分为76～79wt％Cu、1.8～2.5wt％Al，余量为Zn)，锡黄铜(典型代表是：C44300，其成分为70～73wt％Cu、0.8～1.2wt％Sn、0.06wt％Fe、0.02～0.06As，余量为Zn)，镍白铜(典型代表是：C70600，其成分为9.0～11wt％Ni、1.0～1.8wt％Fe、1.0wt％Mn、1.0wt％Zn，余量为Cu；C71500，其成分为29～33wt％Ni、0.4～0.7wt％Fe、1.0wt％Mn、1.0wt％Zn，余量为Cu)，不锈钢(典型代表是1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9Ti、00Cr19Ni10和00Cr18Ni12Mo2)和钛合金(典型代表是TA2)等。

上述的管束材料在海水腐蚀环境中使用的局限和不足是：铝黄铜和锡黄铜存在强度偏低、脱合金成分腐蚀(脱锌、脱铝)和冲刷腐蚀严重的问题；镍白铜存在成本高、加工较为困难的缺陷；钛合金和不锈钢存在成本较高、海洋生物污染严重的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有存在的不足，提供一种低成本、高强度、高屈强比的新型管用耐蚀多元铝青铜合金材料。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

管用耐蚀多元铝青铜合金材料，成分的质量百分含量如下—

Al                         4.0～10.0wt％，

Fe                         1.0～4.5wt％，

Mn                         1.0～4.5wt％，

Ni                         0.8～4.0wt％，

Cr                         0.05～0.5wt％，

该铜合金其余组分为Cu和不可避免的杂质。

进一步地，上述的管用耐蚀多元铝青铜合金材料，所述铜合金在铸态下的抗拉强度为385MPa以上、屈服强度为180MPa以上、屈强比为0.48以上、延伸率为27％以上。

更进一步地，上述的管用耐蚀多元铝青铜合金材料，所述铜合金在退火态下的抗拉强度为525MPa以上、屈服强度为285MPa以上、屈强比为0.55以上、延伸率为42％以上、全浸均匀腐蚀速率在0.01～0.035mm/a。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：