[发明专利]含铜金属合金

说明书

本发明涉及含铜金属合金。

技术领域

公开了含铜金属合金。该合金与黄铜和青铜合金具有类似的多种应用。

背景技术

当今世界上典型黄铜和青铜的当前作用是广泛的。一些实例包括房屋钥匙(有时镀铬)、其上的钥匙扣、家用门铰链、门把手和所有内部锁机构、浴室用具(通常是镀铬或抛光黄铜)、衣服和袋子拉链、电子连接硬件、齿轮电机的齿轮、汽车和个人电子装置边框、徽章、军用弹药和高耐腐蚀的船舶用具。黄铜甚至是世界硬币货币的最大成分。

所有黄铜和青铜可以镀铬或镀镍，便于进一步装饰或耐腐蚀应用。

典型黄铜主要由铜和锌组成，实用的合金组成是60-80重量％的铜和20-40重量％的锌，添加少量可能的铅和铝(1-5重量％)。

典型青铜通常铜含量较高，由90-95重量％的铜组成，添加少量锡、铝和有时是银。

在现有的应用范围内降低由铜基合金形成的组分的成本是有利的。或者，在现有应用中，有利的是延长铜基合金的使用寿命，或通过改善铜基合金的机械性能或通过改善耐腐蚀性或通过降低制造具有类似或提高的机械或耐腐蚀性能的铜基合金的成本来使得铜基合金适合于其它的应用。

以上对本文背景技术和整个说明书的引用，包括对“典型”青铜和黄铜合金的引用，并不是承认该技术是本领域普通技术人员的普通知识的一部分。上述引用也不是旨在限制合金的应用。

发明内容

申请人已经发现，用锰和镍代替典型青铜和黄铜中的大量铜产生具有改善的机械性能的合金。此外，可以调节铜、镍、锰、锌、铝和锡的量，使得合金的性质可以针对特定应用而定制。总的来说，由于与典型黄铜和青铜相比，铜的含量较低，镍和锰的含量较高，因此根据申请人发现的铜基合金被称为“高熵黄铜”(HEBs)，合金中含有锡、锌、铝的其它合金元素以及其它元素。

更具体地，在第一方面提供了一种合金，包括，由或基本上由

其中根据等式1计算，所述合金具有至少1.1R的混合熵(ΔS_mix)，

其中c是第i个组分的摩尔百分比，R是气体常数。

该合金可以含有附带的杂质。

铜、镍、锰、锌、铝和锡的合金化允许单相和/或双相微结构(面心立方结构、面心立方和体心立方结构或体心立方结构)的形成，由此可以控制合金的强度、延展性和耐腐蚀性。含有比典型黄铜和青铜中的量更均匀的这些元素，特别是铜、镍和锰增加了合金的熵，产生更高的微结构稳定性并且有助于增强机械、化学和物理性能。通常这些新合金具有以下一个或多个优点：

●与典型青铜和黄铜合金相比具有优异的机械性能和耐腐蚀性

●与典型青铜和黄铜合金相比，具有较低的材料成本

●比典型青铜和黄铜合金轻

●能够以与典型青铜和黄铜合金类似的方式加工

●可以镀铬或镀镍-如果需要。

HEBs可以含有选定量的铁、钴、铬、铅和硅，以对合金的性质产生特定的影响。因此，这些合金元素是针对特定应用定制HEBs的另一种方法。

例如，根据第一方面的合金可以包括

在一个实施方式中，根据第一方面的合金可以包括